DE2239907C2

DE2239907C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung metallischer oder metallhaltiger Granalien

Info

Publication number: DE2239907C2
Application number: DE19722239907D
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. 4307 Kettwig Ramms
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-08-14
Filing date: 1972-08-14
Publication date: 1974-05-09
Also published as: DE2239907B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung metallischer oder metallhaltiger Granalien.

Beispielsweise bei der Vernichtung von Alt- um) Abfallmaterialien fallen neben -ollstandig — elwa durch Verbrennung — /u vernichtender Stoffen auch wiedergewinnbare Materialien an. Jie sith nach ent sprechender Aufbereitung einer erneuten Nutzung zuführen lassen.

Möglichkeiten zur Aufbereitung derartiger Stoffe sind nekannt. Insbesondere ist es auch an sich bekannt. Metalle auf eleklrolvtischcm Wege zu raf- : nieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirtschaftliche und insbesondere umweltfreundliche Möglichkeit zur Aufbereitung bzw. Raffination von metallischen und oder metallhaltigen Matcriplien auf elektroi· tisehem Wege anzugeben.

Diese Aufgabe wird hei einem Verfahrt η der eingangs genannten Art crfindungsgcmäß dadurch gelöst, daß zunächst kont^:nuierlich Keime aus wenigstens einem zu Uranalien zu verarbeitenden iviaieriai elektrolytisch auf elektrisch leitenden Kontaktspilzen abeeschiedea. nach Frreichen einer definierten Korr.-große von den Koniaktspitzen abgetrennt und anschließend galvanisch zu Granalien verwertbarer Größe verdickt werden.

Das crfmdungsgciiiäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß seme Durchführung vollständig abgeschlossen in einem ElcktroKsercaktor abläuft und daher ohne schädigende Finfliissc auf die Umwelt ist.

Da die Verfahrensprodukte in Form von flieü- oder ricselfähigen Granalien fast kugelförmiger Gestalt unfiillcn, ergeben sich weitere Vorteile bei ihrer Verwendung, so z. B. auf Grund der leichten und

zugleich genauen Dosierbarkeit bei der Gattierung von Gießvvcrkstoflen oder z. B. auf Grund der hohen Reinheit und der einheitlich großen Oberfläche zum Erstellen chemischer Lösungen.

In Weilerbildung der Erfindung ist es bei der Herstellung von Keimen und Granalien auch möglich, gleichzeitig mehrere Materialien zu verwenden, welche metallischer oder metallhaltiger Natur sein können.

So können zur Keimbiidung beispielsweise gleichzeitig mehrere Metalle oder Metalle und Nichtmetalle verwendet werden. Weiterhin können Keimt aus einem Metall mit einem anderen Metall, aus mehreren Metallen bestehende Keime mi«, wertsten* einem weiteren Metall oder wenigstens einem M :I oder aus metallhaltigem Material bestehende KJ.,..^ mit wenigstens einem metallhaltigen Muter-.i z.. Granalien verd'ckt werden.

Auf Grund der vorstehend aufzeigten Möglichkeiten lassen sich beispidswis«.· Verbundwerkstoffe im eigentlichen Sinne herste!;, leren Verwendungsmöglichkeiten sich durch ge-.ehicktes Kombinieren von Metall und Nichtmetall erweitern lassen. Onne Anspruch auf Vollständigkeit seien in diesen Zusammenhang Eigenschaften wie Verschleißfestigkeit. Cileitverhalten. Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit gennnnt. Derartige Kriterien sind beispielsweise in einem Sonderdruck aus «Industrie-Anzeiger'·. Nr. 21. Ausgabe * Behandlung und Schutz von Oberflächen« (1. Heft), ') März 1971, beschrieben

In weite.-r Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens w.-i folgenden Merkmalen vorgesehen, ein Trommelgehäuse /ur Aufnahme des Elektrolyten: an einem '! . der Innenwand des Trommeliehäuses ■ orgesehene. bis auf ihre Spitzen isolierte kontaktstifte mit einer Stromzuführung, auf denen die Keime aus zu Granalien verarbeitendem Matc'ia! abgeschieden werden; ein im l·.-reich der Kontaktstiite angeordneter K.irb mit einer weiteren Stromzuführung zur Au^f!!dhme von /u Granalien /u verarbeitendem M.iienal. eine in einem anderen Ieil de ΓγοπήικΊ-gehauses vorgesehene, mit einer Stromzuführung versehene Kontaktvorrichtung /ur küthodischcn Stromzufuhr, für die mittels der Abstreifvorrichtung von den Kontakthpitzcn entfernten und innerhalb de^ Trommelgehäuses lose befindlichen Materialkeime und ein weiterer, zur Aufnahme cn /u Granalien /u verarbeitendem Material dienender, mit einer Stromzuführung versehener Korb im Bereich der Kontaktvorrichtung.

Weitere Eirzelhcitcn der Erfindung ergeben sich aus der nsdifotgcnden Erläuterung an Hand der Figuren. Es zeigt

n UItUIIg. Iimtlti UttCt iit.11111.

zu Granalien zu verarbeitenden Materials herstellbar sind,

F i g. 2 einen 1 eil der Anordnung nach F i g. 1 und Fig. 3 eine schcmalischc Darstellung einer prinzipiellen Ausbildung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgcmäßen Verfahrens.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Herstellung von Kupfcrgranalien erläutert. Es ist jedoch zu bemerken, daß öic Erfindung nicht auf die Bearbeitung von Kupfer beschränkt ist. sondern auch — wie oben ausgeführt — auf andere Materialien metallischer und metallhaltiger Natur angewandt werden kann.

Erfindungsgemäß werden zunächst aus zu verarbeitendem Kupfer, welches beispielsweise beim Abbrennen von Kabeln und ähnlichen kupferhaltigen Abfällen anfallen kann. Keime hergestellt. Diesem Zweck kann eine Anordnung nach F i g. 1 dienen. Danach werden in einem, beispielsweise aus Messing bestehenden Stab I Drahtstücke 2. beispielsweise aus rostfreiem Stahl, eingelassen. Die Drahtstücke standen bei einer praktischen Ausführungsform etwa ίο 8 mm ab, waren axial und radiai jeweilig in einem Abstand von etwa 6 mm voneinander entfernt und bis auf ihre Stirnflächen mit Kunststoff elektrisch isoliert. Die freien Flächen des Stabs 1 werden zweckmäßigerweise ebenfalls mit einem säurebeständigen Lack elektrisch isoliert.

Praktische Versuche haben gezeigt, daß mit einer derartigen Anordnung auf den Spitzen der Drahtstücke 2 in einem elektrolytischen Bad Kupferteilchen abgeschieden werden können.

Da die Kupferkeirre auch um die elektrische isolierung der Drahtstücke 2 herumvvachsen können, ist es zweckmäßig, diese DrahtstiicVe mit ihrer Isolierung gemäß F i g. 2 auszubilden. Geinäß dieser Figur, in der ein ein/eines Drahtstück im Längsschnitt dargestellt ist. wird die um den metallischen Kern 3 vorgesenene Isolierung 4 am olTenen Fnde schüsselfu.mig , ausgebildet, wobei der metallische Kern 3 mit seinem Ende den Boden der Schüssel darstellt, so daß eine Abtrennung der — in dieser Figur mein gezeigten und schon im Ansatz kugelförmigen — Kupferkeime an dem freien I nde leicht möglich is,.

Wie weiterhin piaktisehe \ ersuche gezeigt haben, können gemäß besonderer \usführungsformen der Erfindung a!s Flekfolvte cvanidische Elektrolyte. schwefeis.mrc Elektmlvte. Pvrophosphat-Elektrolyte. Flunborat-Elektrohle und Alkansulfonsäure-Elektro-Iyte verwendet werden

In I ig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Es ist /u bemerken, daß es sich dabei ni hl um eine m .illen I inzelheilen konkrete Ausführuiysform handelt, vielmehr soll an dieser schematischen Ausfuhrungsform lediglich der Ablauf des erfindungsgemaßen Verfahrens erläutert A?rden.
Gvmaß Fig. 3 ist cm einseitig konisch zurufendes Trommelgehäuse 31 vorgesehen, das einen der oben beispielsweise genannten Elektrolyten 39 enthält. An dem konisch zulaufenden Ende des Trommelgehäuses 31 sind Kontaktstift- 32 der oben erläuterten Art zur elektronischen Abscheidung der Kupferkeime vorgesehen Die elektiisclie Kontaktierung dieser Kontaktstifte 32 erfolgt von außen über Schleifringe 33. ■ η ücm im Irommelgeliause 31 befindlichen Elektro-Ivien39 taucht ein die andere Elektrode für den

em welcher standig mit Kupfer beschickt werden kann. Haben die Keime auf den Kontaktspitzen 32 die erforderlich. Große erreicht, so werden sie durch einen sdiemar/sch dargestellten Abstreifer 35 von

So den Kontaktspn/en abgeschlagen und gelangen dann in den Hauptteil des Trommelgchiiuses 31.

Dort sorgt ein außerhalb des Tromnxlgchäuses 31 befestigtes isohenes Gestell 36. welches zentrisch in das 1 rommelgeh.iuse 31 hineinragt und gemäß Fig. 3 in den Elektroden eintaucht, über ein ständig mit den sich drehenden Granalien in Berührung stehendes Kupferkabel 37 fur die kathodischc Stromzuführung I in ebenfalls außerhalb angebrachter und in

den Elektrolyten eintauchender Anodenkorb 38 kann ständig mit Kupfer beschickt werden, welches zur elektrolytischen Verdickung der in nächster Nähe befindlichen Kupferkeime und kleineren Granalien dient.

Der Übersichtlichkeit halber sind in F i g. 3 zur Elektrolytreinigung notwendige Rohranschlüssc und Austragvqrrichlungcn für die Granalien nicht eigens dargestellt! So können beispielsweise die niitlcls einer siebähnlichen Vorrichtung ausgewählten Granalien über eine Vibralionsrinnc oder eine andere mechanische Vorrichtung aus dem Tromrnclgchäusc 31 ausgetragen werden. Im Rahmen der Erfindung wäre es besonders vorteilhaft, die Rotationsbewegung des Trommelgchäuscs 31 dazu zu benutzen. Granalien in bestimmten Größen auszuwählen und kontinuierlich auszutragen. Hierzu kann eine aus zwei ncbcncinandcrliegcndcn Lcitschicncn bestehende Fördcrspiralc dienen, die sich vom inneren Umfang des in diesem Fall vorzugsweise konisch sich erweiterndem Trommcigchätisc 31 spiralförmig zur Drehachse zieht und tue Granalien zentral austrägt.

Eine Nachbehandlung in Form einer Spülung und Trocknung der äusgciragcncn Granalien kann durch Heißluft, Zcnlriftigcrt oder wasserverdrängende Flüssigkeiten erfolgen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen

ίο Verfahrens rotiert das im Querschnitt vielcckig ausgebildete konisch sich erweiternde Trommelgehäusc 31 zweckmäßig um seine Längsachse mit einer Drehzahl, die von den gesamten Systemparametern abhängt und für eine Kupfcrgranulicrung nach Fest-

»5 legen der äußeren Abmessungen des Trommelgchäuscs bestimmt werden kann.

Mögliche Rotationsgcschwindigkcilcn kö-imn beispielsweise im Bereich von 5 bis 10 UpM Hegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung metallischer oder metallhaltiger Granalien, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst kontinuierlich Keime aus wenigstens einem zu Granalien zu verarbeitenden Material elektrolytisch aaf elektrisch leitenden Kontaktspitzen abgeschieden, nach Erreichen einer definierten Korngröße von den Kontaktspitzen abgetrennt und anschließend galvanisch zu Granalien verwertbarer Größe verdickt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Granalien kontinuierlich ausgetragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und'oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Keimbildung gleichzeitig mehrere Metalle verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und'oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß zur Keimbildung gleichzeitig Metalle i'id Nichtmetalle verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Keime aus einem Metall mit einem anderen Metall /u Granalien verdickt werden.

6. Verfahren nach einem der Ar^prüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren Metallen bestehende Keime mit wenigstens einem w -iteren Metali zu Granalien verdickt werden

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß aus wenigstens einem Metall oder aus metallhaltigem Material bestehende Keime mit wenigstens einem metallhaltigen Material /u Granalien verdickt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß für eine Kupfergranulation ein zyanidischcr Elektrolyt verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche I ,bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für or · Kupfergranulation ein schwefelsaurer Flekiri 1 t verwendet wird 4i

10. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Kupfergranulation ein Pyrophosphat-FIcktrolyt verwendet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine K^#jpfcrgranulatinn ein Fluoroborat-Elcktrolyt verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Kupfcrpranulation ein Alkansulfonsäure-Elektrolyt verwendet wird.

13. Vorrichtung und Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche ί bis 12. gekennzeichnet durch ein Trommelgehäuse (31) zur Aufnahme des Elektrolyten, an einem Teil der Innenwand des Trommclgchäuses (31) v.»igcschcne. bis auf ihre Spitzen isolierte Kontaktsiifte (32) mit einer Stromzuführung (33). auf denen die Keime aus dem zu Granalien zu \erarbeilenden Material abgeschieden werden, einen im Bereich der Kontaktstifte (32) angeordneten Korb (341 mit einer weiteren Stromzuführung zur Aufnahme von zu Granalien zu verarbeitendem Material, eine in einem anderen Teil des Tremmelgehäuses (31) vorgesehene, mit einer Stromzuführung (37) versehene Kontaktvorrichtung (36) zur kathodischen Stromzufuhr für die mittels der Abstreifvorrichtung (35) von de.. Kontaktspitzen (32) entfernten und innerhalb des Trommelgehäuses (31) lose befindlichen Materialkeime und"durch einen weiteren, zur Aufnahme von zu Granalien zu verarbeitendem Material dienender., mit einer Stromzuführung versehenen Korb (38) im Bereich der Kontaktvorrichtung (36).

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11. gekennzeichnet durch ein im Querschnitt vielec'-ig gestaltetes, einseitig konisch sich erweiterndes Trommeigehause mit einer auf der Innenseite an der Stelle des größten Umfangs. entgegengesei/t zur Seite mit den Konlaktstiften, angebrachten, sich spiralförmig abhebenden und kc.n-/enlriseh aus der Drehachse des Trommelgehäuses herausführenden Förderspirale aus mindestens zwei parallel zueinander laufenden Leitschienen mit definiertem Abstand, welches sich Vorzugs weise mit 5 bis IO l'pM m seine Längsachse dreht.