DE22429C - Neuerungen in dem Verfahren zu Gewinnung der Metalle auf elektrolytischem Wege - Google Patents
Neuerungen in dem Verfahren zu Gewinnung der Metalle auf elektrolytischem WegeInfo
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
KLASSE 40: Hüttenwesen.
Patentirt Im Deutschen Reiche vom a. Mai 1882 ab.
Angenommen, das zu behandelnde Erz sei Bleiglanz oder eine Verbindung von Schwefel
und Blei.
Dasselbe wird in Stücken oder Körnern in enge Kästen, deren Seitenwände von Blech
sind, gefüllt und in, die elektrolytische Flüssigkeit gebracht. .Die letztere, kann in diesem
Falle aus einer Lösung von salpetersaurem Blei bestehen.
, Auf die Oberfläche des in den Kästen befindlichen Bleiglanzes werden der Länge nach
leitende Metallklötze fest aufgelegt und dieselben mit dem positiven Pol der Elektricitätsquelle
verbunden.
Zwischen den Kästen mit Bleiglanz hängt man Platten von Blei oder einem anderen
passenden leitenden Stoff auf, welche man mit dem negativen Pol der Elektricitätsquelle verbindet, und welche die Stelle der Kathode vertreten.
Man füllt nun den Niederschlagbottich mit einer Lösung von salpetersaurem Blei so weit,
bis das Niveau derselben etwas niedriger steht wie die Oberfläche des Bleiglanzes in den
Kästen, auf welcher die zur Leitung dienenden Metallklötze aufruhen.
Der elektrische Strom, indem er die Lösung passirt, zerlegt das salpetersaure Blei. Das Blei
schlägt sich an der Kathode nieder, während gleichzeitig auf dem Bleiglanz Salpetersäure
(JSTO" + O) frei wird. Dieselbe bildet mit
, dem Bleiglanz salpetersaures Blei.
Die Salpetersäure greift nicht den im Bleiglanz enthaltenen Schwefel an, so lange noch
Blei vorhanden ist, um sich mit der Säure zu verbinden, und der Schwefel bleibt in reinem
Zustande an der Anode.
Wenn der Bleiglanz nicht rein ist, sondern geringe Mengen von unzersetzbarem Gestein
enthält, so bleibt der Schwefel in diesem Gestein vertheilt eingesprengt und man braucht
ihn nur durch Destillation von demselben zu trennen, gerade so wie man den natürlichen
Schwefel von dem Gestein trennt, welches mit demselben in den Schwefelerzen vorkommt.
Das auf der Kathode mehr oder weniger krystallinisch niedergeschlagene Blei wird von
Zeit zu Zeit entfernt, damit es nicht in Berührung mit dem Bleiglanz der Anode kommt.
Es wird dann ausgewaschen, umgegossen oder geprefst.
Das Verfahren ist das gleiche, wenn man anstatt salpetersaurem Blei essigsaures Blei als
Elektrolyten verwendet.
Die Anzahl und die Gröfse der Niederschlagbottiche und der die Anode bildenden Blei- \
glanzkästen in diesen Bottichen richtet sich nach dem Charakter der Elektricitätsquelle,
welche verwendet wird. Die Bottiche müssen in Bezug auf Spannung so angeordnet sein,
dafs, wenn nöthig, die elektromotorische Kraft auf diejenige Anzahl von Elementen oder
Theilen :von Elementen beschränkt werden kann, welche zur, Erzeugung der chemischen
Wirkung der Zerlegung ausreicht; zu diesem Zweck müssen die Oberflächen der Elektroden
und zugehörigen Theile so beschaffen sein, dafs der äufsere Leitungswiderstand auf das die
Ausnutzung der elektromotorischen Kraftmaschine günstigste Mafs reducirt wird.
Bei diesem Verfahren darf nur die gerade zur chemischen Arbeit der Zerlegung nöthige
elektromotorische Kraft angewendet werden; diese Kraft ist gewöhnlich kleiner wie diejenige,
welche durch die Zerlegung von Salzen desselben Metalles, welche sich vorher in Lösung
befanden, erforderlich wird. Denn infolge der Zersetzung des die Anode bildenden Minerals
wird ein Theil der elektromotorischen Kraft geliefert und daher auch im allgemeinen die
Erzeugung von polarisirenden Gegenströmeh vermieden.
Auf analoge Weise kann Schwefelkupfer behandelt werden, indem als Elektrolyt schwefel-,
. saures Kupfer oder Kupfervitriollösung genommen wird; ebenso die Zinkblende (Schwefelzink)
mit schwefelsaurer Zinklösung als Elektroly te; der Schwefelkies (Verbindung von Eisen und
Schwefel) mit schwefelsaurem Eisen oder Eisenvitriollösung als elektrolytische Flüssigkeit und
auf dieselbe Weise alle anderen Erze und sonstigen die Elektricität leitenden schwefel-
» haltigen Producte, indem man nur den Elektrolyt dazu passend- wählt.
Man wird immer das Metall an der Kathode
und den Schwefel mit den Rückständen an der Anode als Niederschlag erhalten, von denen er
durch einfache Destillation getrennt werden
: kann. .
Ist das Sch'wefelmetall von zu geringem
Metallgehalt, um als Leiter der Elektricität zu' dienen, so mufs dasselbe durch Schmelzung
mit reichhaltigeren Erzen concentrirt werden.
Enthält die zu behandelnde mineralische Substanz mehrere Metalle, so kann man zur Gewinnung
der, Metalle auf verschiedene Arten ■':■ verfahren:
ι. Angenommen, man habe silberhaltigen
Bleiglanz, welcher aus Schwefelblei und Schwefel-"■■■
silber besteht, so kann man als Anfangselektrolyt salpetersaures Blei nehmen. Das Blei
schlägt sich an der Kathode nieder; das Silber , wird nicht angegriffen und bleibt an der Anode
niit dem Schwefel, dem Gestein und einer kleinen Menge Blei. Je nach dem Silbergehalt
' dieses Rückstandes, welcher von dem Silbergehalt des zu behandelnden Bleiglanzes abhängt,
kann man entweder gleich zu dem Abtreiben in .einen Kapellenofen oder zu einer Zusammenschmelzung
oder Mischung behufs Concentration übergehen, nachdem man den Schwefel durch
Destillation abgeschieden hat. Das Silber und Blei werden in diesem Falle nach dem Grundsatz einer mit gröfserer Wärmeentwickelung
verbundenen Bildung eines elektrolytischen Bestandtheiles von einander getrennt.
In Gegenwart der Salpetersäure (NO* + ο)
an der Anode (silberhaltiger Bleiglanz) bildet sich durch das Blei salpetersaures Blei, bei
dessen Bildung mehr Wärme frei wird, wie bei der Bildung des salpetersauren Silbers. .'-■■■
Die Trennung des Bleies vom Silber kann auch dadurch herbeigeführt werden, dafs man
als Änfangselektrolyt essigsaures Blei nimmt nach dem Grundsatz, dafs das saure Radical
des angewendeten Elektrolyten sich nicht mit dem einen der beiden von einander zu trennenden
Metalle (Silber)" verbinden kann.
2. Zur Behandlung von kupferhaltigem Eisenkies nimmt man schwefelsaures "Kupfer als ,
Anfangselektrolyt, bringt die Eisenkiese an die Anode, analog dem Bleiglanz in dem ersten
Beispiel, und nimmt Kupferplatten an die Kathode. Durch den elektrischen Strom schlägt
sich an der Kathode alles Kupfer nieder, welches die Eisenkiese enthalten, ohne dafs sich
daselbst Spuren von Eisen zeigen.
Will man einen Theil des sich während der Behandlung bildenden Eisenvitriols, das in dem
Bad aufgelöst ist, gewinnen, so zieht man die aus Eisenkies bestehenden Anoden aus der
Badeflüssigkeit, welche mit Eisenvitriol gesättigt ist, heraus, und ersetzt dieselben durch leitende
Kohlenstücke, wodurch alles in dem Bade enthaltene Kupfer gefällt wird. Nachdem dies geschehen,
läfst man die gewonnene Eisenvitriollösung in Krystallisationsbehältern krystallisiren,
oder man. benutzt dieselbe unmittelbar.
Durch dieses Verfahren erhält man alles in dem kupferhaltigen Eisenkies enthaltene Kupfer
als metallisches Kupfer, beinahe allen Schwefel in reinem Zustand als Niederschlag an der
Anode, gemischt mit etwas schwefelsaurem Eisenoxydul, von welchem es später durch
Destillation getrennt werden kann, und beinahe alles Eisen im Zustande von schwefelsaurem
Eisenoxydul.
Der gewonnene Schwefel bietet genügende Vergütung für die zum Schwefeln des Eisens
gebrauchte Schwefelsäure.
Will man aber das Eisen der Schwefelkiese nicht in ein Schwefelsalz verwandeln, so setzt
man das erstgenannte Verfahren wiederholt fort in derselben Badeflüssigkeit.
Sobald die letztere mit schwefelsaurem Eisenoxydul gesättigt ist, wird das im Schwefelkies
enthaltene Eisen nicht mehr angegriffen.
Durch dieses Verfahren gewinnt man alles an der Kathode sich niederschlagende Kupfer,
während an der Anode schwefelsaures Eisenoxydul und Schwefel je nach dem durch die
Elektrolyse zersetzten schwefelsauren Kupfer sich ' niederschlägt.
Durch einfache Destillation gewinnt man reinen Schwefel, indem ein Rückstand von
schwefelsaurem Eisenoxydul bleibt, welcher während der Wirkung der Elektrolyse nicht an-:
gegriffen worden ist. Damit der Schwefel nicht · oxydirt, mufs auch hier, wie schon früher erwähnt,
die elektromotorische Kraft des Stromes ein wenig gröfser als diejenige sein, die fur
die zur Trennung nöthige chemische Reaction erforderlich ist.
Wir kommen nun zu dem anderen Fall, wenn nämlich die zu behandelnde metallische
Substanz die Stelle der Kathode einnimmt.
Soll z. B. aus Kupferkies das Metall entfernt werden und man hat Schwefelwasserstoff zur
Disposition, so wird man in der Weise elektrolytisch vorgehen, dafs man das metallische SuI-phurat
als Kathode verwendet und als Anode eine unzerlegbare Substanz, wie z. B. leitende
Kohle.
Man nehme als Elektrolyt einen Körper, durch dessen Zersetzung durch den elektrischen
Strom Wasserstoffgas an der. Kathode frei wird, also z.B. Schwefelwässerstoff, d.h. durch Schwefelsäure
gesäuertes Wasser.
Durch diese Anordnung wird der Schwefel des schwefelhaltigen Erzes in Schwefelwasserstoff
verwandelt, der aufgefangen und verwendet wird. An der Kathode bleibt metallisches
Kupfer.
• Wenn das schwefelhaltige Erz mehrere Metalle enthält, so wird man nur die Entschwefelung
erreichen; die Metalle bleiben gemengt an der Kathode. Dieses Gemenge müfste erst
behufs Trennung nach dem unter ι. erläuterten Verfahren behandelt werden, wobei es die Stelle
der Anode vertritt.
Gerade wie die Entschwefelung eines schwefelhaltigen Erzes auf diesem elektrolytischen Wege,
kann man auch die Entfernung des Chlors aus einem chlorhaltigen Erz, z. B. Chlorsilber, oder
die Desoxydation (Reduction) eines oxytiirten Erzes (Kupferoxydul, Eisenoxydul· etc.) bewerkstelligen.
' . -_ *■
3. Die Erze -oder metallischen Stoffe dienen gleichzeitig zum Theil als Anode, zum Theil
als Kathode.
Hat man1 z. B. Eisenkies und Schwefelkupfer,
so kann man die ersteren als Anode und die letzteren Erze als Kathode verwenden, wobei
man den Schwefel, der aus dem Schwefelkupfer gefällt wird, als Schwefelwasserstoff und den
Schwefel der Eisenkiese als schwefelsaures Eisenoxydul nutzbar verwenden kann, während
sich das metallische Kupfer aus dem Schwefelkupfer an der Kathode niederschlägt.
Claims (4)
1. Das Verfahren aus Erzen und anderen
Metall führenden Stoffen Metall und Schwefel in der Weise auszuscheiden, dafs diese
Stoffe, indem dieselben entweder als Anode oder als Kathode dienen, durch einen elektrischen
Strom zerlegt werden, ohne dafs Polarisation eintritt, wie in vorstehenden
Fällen beschrieben.
2. Das Verfahren, Verbindungen mehrerer verschiedener Metalle mit Schwefel in die einzelnen
Bestandtheile zu zerlegen, wie dieses bei den Beispielen Bleiglanz und Kupferkies ;
beschrieben.
3. Die Anwendung dieses Verfahrens auch bei chlorhaltigen Erzen behufs Scheidung des
Chlors von Metall.
4. Die gleichzeitige Anwendung verschiedenartiger
Erze oder metallischer Stoffe zum Theil als Anode, zum Theil als Kathode, wie dieses am Schlufs der Beschreibung bei
Eisenkies und Schwefelkupfer näher aus-
.. ■ geführt. ·' ■ ■■;■'.■■■ .. ..; ... / ■ .■ ■:■>
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