DE2252036A1

DE2252036A1 - Verfahren zum elektroraffinieren von rohem kupfer mit hohem antimongehalt

Info

Publication number: DE2252036A1
Application number: DE2252036A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Sakai; Morimasa Sumida
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1971-10-29
Filing date: 1972-10-24
Publication date: 1973-05-10
Also published as: SE401529B; AU472070B2; ZM17072A1; JPS4850927A; AU4822872A; US3824162A; BE790684A; CA1003360A

Description

Verfahren zum Elektroraffinieren von rohem Kupfer mit hohem Antimongehalt

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elektrischen Raffinieren von rohem Kupfer, welches Antimon und Arsen in hohen Konzentrationen enthält. Das Ziel ist die Gewinnung von Kupfer hoher Reinheit.

Unter den beim Ausschmelzen von Schwermetallen erhältlichen Erzeugnissen finden sich verschiedene Arten von kupferreichen Nebenprodukten, die Antimon und Arsen in hohen Konzentrationen als Begleitelemente enthalten. Auch unter natürlichen Kupfererzen finden sich solche, die Antimon und Arsen in hohen Konzentrationen zusammen mit Kupfer aufweisen. Bisher war es sehr schwierig, Kupfer mit einem Reinheitsgrade, wie er

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bei der elektrischen Raffination üblich ist, aus solchen kupfer enthaltenden Nebenprodukten und Kupfererzen zu gewinnen und den Gehalt an Antimon und Arsen darin zu vermindern, so daß es als Anode bei der elektrischen Raffination von Kupfer dienen kann.

Was speziell den Gehalt von Antimon und Arsen außer den in gebräuchlichen Anoden zur elektrischen Raffination von Kupfer enthaltenen Verunreinigungen anlangt, so liegt der Gehalt an Antimon in der Größenordnung von etwa 0,002 bis etwa 0,09 %, während der Gehalt an Arsen sich in der Größenordnung von 0,003 bis etwa 0,06 % bewegt.

Beim Rohkupfer, das durch Schmelzen der erwähnten kupferhaltigen Nebenprodukte und von Kupfererzen erzeugt worden ist, um als Anode zu dienen, liegt jedoch der Antimon- und/oder Arsengehalt in der Größenordnung von etwa 0,1 % oder mehr. Die Verwendung von rohem Kupfer dieses Reinheitsgrades bei der elektrischen Raffination führt zur Bildung beträchtlicher suspendierter Schlammengen und führt zu einer sogenannten Passivierung der Anode, was eine Unterbrechung oder ein Aufhören der Elektrolyse mit sich bringt.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur elektrischen Eaffination von rohem Kupfer, welches Antimon und Arsen in den oben angegebenen hohen Konzentrationen enthält, um hierbei in wirtschaftlicher Weise hochgereinigtes Kupfer zu gewinnen.

Bei der Elektrolyse von rohem Kupfer, welches Antimon und Arsen in hohen Konzentrationen enthält, wurdeiunter Anwendung verschiedener Bedingungen für die Elektrolyse folgende Tatsachen gefunden:

a) Wenn rohes Kupfer, das Antimon und/oder Arsen in einer Menge von weniger als etwaO,1 % enthält,unter Anwendung einer

Stromdichte von 150 bis 180 A/m unter üblichen Bedingungen elektrolysiert wird, entstehen auch bei langer dauernder

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Elektrolyse keine Schwierigkeiten. Wenn jedoch die Strom-

dichte den Wert von 200 A/m übersteigt, ohne daß die sonstigen Bedingungen geändert werden, so entsteht nach einer Elektrolysedauer, die 72 Stunden übersteigt, eine Menge suspendierten Schlamms. Dadurch wird die Anode passiviert, wobei eine anormale Spannung entsteht, wodurch eine kontinuierliche Elektrolyse erschwert wird.

b) Wenn rohes Kupfer, das Antimon und Arsen in Mengen von mehr als je 0,2 % enthält, elektrolysiert wird, tritt der anormale Zustand der Elektrolyse,, nämlich die Passivierung der Anode,um so früher ein, je höher der Gehalt an Antimon und Arsen und je höher die bei der Elektrolyse angewandte Stromdichte ist. Dies macht es schwierig, die Elektrolyse fortzusetzen. Das Auftreten dieses anormalen Zustandes ist auffälliger in dem Fall, wenn das rohe Kupfer einen hohen Antimongehalt aufweist, als wenn sein Arsengehalt hoch ist.

c) Wenn rohes Kupfer, das Arsen in einer Menge von 2 % und Antimon in einer Menge von weniger als 0,1 % enthält, bei Anwendung einer Stromdichte von 150 - 200 A/m an der Anode elektrolysiert wird, treten keine Schwierigkeiten ein. Aber wenn ein rohes Kupfer,- das Antimon in einer Menge von 0,1 % oder mehr enthält, elektrolysiert wird, tritt der anormale Zustand um so rascher ein, je höher der Antimongehalt ist. Wenn beispielsweise die Elektrolyse unter Verwendung eines rohen Kupfers durchgeführt wird, das 0,56 % Antimon und 0,J1 % Arsen enthält, so tritt bei

ο Anwendung einer Stromdichte von 150 A/m an der Anode eine anormale Spannung nach 100 - 110 Stunden auf. Bei Durchführung der Elektrolyse unter Anwendung der gleichen Stromdichte und unter Verwendung eines rohen Kupfers mit einem Antimongehalt von 0,74- % und einem Arsengehalt von 0,79 % tritt die anormale Spannung nach 90 Stunden auf, die es

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sehr schwierig macht, die Elektrolyse weiter fortzusetzen. Wenn ein ähnliches Rohkupfer, das etwa 0,7 % Antimon enthält,unter Anwendung einer Stromdichte von 220 A/m elektrolysiert wird, so wird die Elektrolyse bereits 35 -■ ^O Stunden nach Beginn des Verfahrens schwierig- Falls Hohkupfer mit einem Gehalt von 1,6 % Antimon verwendet wird, wird es bereits 10 - 15 Stunden nach Beginn des Verfahrens unmöglich, die Elektrolyse fortzusetzen.

Wie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, ist die übliche Elektrolyse unter Anwendung einer Stromdichte in der Größen-

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Ordnung von 200 - 250 A/m unter Verwendung von rohem Kupfer, das 0,1 % oder mehr Antimon enthält, schwierig. Es besteht daher ein Bedürfnis für die Entwicklung eines wirksamen Verfahrens zur Behandlung von rohem Kupfer dieser Beschaffenheit.

d) Wenn rohes Kupfer der oben angegebenen Zusammensetzung, welches zur Entstehung des anormalen Zustandes im Verlauf der Elektrolyse Veranlassung gibt, was die Portsetzung der Elektrolyse schwierig macht, einer Elektroraffination an der Anode unterworfen wird, indem der elektrische Strom für die Elektrolyse während kurzer Zeit unterbrochen oder eine zeitweilige Umkehrung der Stromrichtung erzeugt wird, kann dieser anormale Zustand beseitigt werden, so daß es möglich wird, die Elektrolyse fortzusetzen.

Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage der vorstehenden Peststellungen bei der Elektrolyse von rohem Kupfer, das 0,1 % oder mehr Arsen und außerdem Antimon in hoher Konzentration enthält, unter verschiedenen Elektrolysebedingungen entstanden.

Im einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die elektrische Raffination von Rohkupfer. Die Erfindung kenn-

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zeichnet sich als eine geschickte Anwendung eines Plattierungsverfahrens, das als Elektroplattierung unter periodischer Stromumkehr bekannt ist, auf die elektrische Raffination von Kupfer mit hohem Antimongehalt. Etwas Derartiges wurde nach bekannten Elektroraffinationsverfahren bisher als schwierig oder unmöglich betrachtet. Gemäß der Erfindung läßt man den elektrischen Strom in regelmäßigen Abständen in entgegengesetzte Richtung fließen. Dabei wird in wirksamer Weise hochgereinigtes Kupfer erhalten, dessen Qualität derjenigen von gewöhnlichem Elektrolytkupfer entspricht, das aus Rohkupfer durch elektrische Raffination gewonnen ist.

Bei der Durchführung der Elektrolyse unter Verwendung von rohem Kupfer, das Antimon und Arsen in hohen Konzentrationen aufweist, als Anode ist es erwünscht, sowohl die Zeitdauer für den regulären Fluß des elektrischen Stroms, als auch die Zeitdauer für den umgekehrten Stromfluß kurz zu halten. Dabei ist es vorzuziehen, das Verhältnis der Zeitdauer für das Fließen des Stroms in umgekehrter Richtung in Sekunden zu der Zeitdauer für den regulären Stromfluß in Sekunden so gering wie möglich zu halten. In diesem Zusammenhang bedeutet das reguläre Fließen des elektrischen Stroms den Fall, in dem eine Elektrode aus rohem Kupfer als Anode verwendet wird, d. h, den Fall, bei dem die aus Rohkupfer bestehende Elektrode eine positive Polarität besitzt, während der umgekehrte Fluß des elektrischen Stroms den Fall beinhaltet, in dem eine aus Rohkupfer bestehende Elektrode als Kathode verwendet wird, d. h. den Fall, in dem die aus Rohkupfer bestehende Elektrode eine negative Polarität erhält. Beispielsweise können bei der elektrischen Raffination unter Verwendung von Rohkupfer, das mindestens 0,1 % Antimon und mindestens 0,1 % Arsen enthält, als Anode und bei Anwendung einer Stromdichte von 200 - 400 A/m verschiedene Verhältnisse des Zeitraums, in dem der Strom in umgekehrter Richtung fließt, zu dem Zeitraum des regulären Stromflusses gewählt werden. Wenn beispielsweise der Zeitraum,

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in dem der elektrische Strom in umgekehrter Richtung fließt, innerhalb einer Größenordnung von 1 bis etwa 10 Sekunden liegt, während der entsprechende Zeitraum für den regulären Fluß des elektrischen Stroms in der Größenordnung von etwa bis etwa 300 Sekunden liegt, so liegen die Verhältnisse der Zeiträume des umgekehrten Stromflusses zum regulären Stromfluß innerhalb eines Gebietes von 1/10 bis 1/50. In diesem Fall lassen sich folgende Beobachtungen machen:

a) Wenn das Verhältnis des Zeitraums für den umgekehrten Stromfluß zum Zeitraum des regulären Stromflusses weniger als 1/4-0, also 0,025, beträgt, so bleibt ohne Rücksicht auf die absolute Länge dieser Zeiträume die Tendenz zur Erholung der Elektrolyse vom anormalen Zustand gering.

b) Auch wenn das Verhältnis der Zeitdauer des umgekehrten Stromflusses zur Zeitdauer des regulären Stromflusses auf 0,025 oder mehr eingestellt wird und die Zeitdauer des regulären Stromflusses verhältnismäßig lang, d. h. auf Werte über 180 Sekunden, eingeregelt wird, zeigt die Menge des suspendierten Schlamms das Bestreben zu wachsen, was zu einer langsamen Wiedererholung der Elektrolyse vom anormalen Zustande führt. Daher ist es erwünscht, diesen Zeitraum nicht langer als etwa 200 Sekunden zu bemessen.

c) Auch wenn die Dauer des umgekehrten Stromflusses auf einen Wert eingestellt wird, der 1 Sekunde beträchtlich übersteigt, wird die Wirkung einer Erholung der Elektrolyse vom anormalen Zustand bei Zunahme dieses Wertes nicht notwendigerweise vergrößert. Daher ist es auch unter dem Gesichtspunkt der Stromausbeute offensichtlich erwünscht, diesen Zeitraum für gewöhnlich nicht größer als 1 Sekunde zu machen. Um das oben erwähnte Verhältnis von 0,025 innezuhalten, soll, wenn die Dauer des regulären Stromflusses beispielsweise auf 200 Sekunden eingeregelt wird, die Dauer

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des umgekehrten Stromflusses mindestens 5 Sekunden betragen, um eine vollständige Erholung aus dem anormalen Zustand der Elektrolyse zu erzielen. Wenn die Dauer des regulären Stromflusses beispielsweise auf 10 Sekunden eingeregelt wird, so muß die Dauer des umgekehrten Stromflusses für den gleichen Zweck mindestens 0,25 Sekunden betragen.

d) Bei Verwendung von Rohkupfer mit einem Antimongehalt in der Größenordnung von 0,1 bis weniger als 0,4 %, d. h. in Konzentrationen, die bisher für eine lange Dauer der Elektrolyse nach den üblichen Verfahren unter Anwendung einer Stromdichte von 200 - 250 A/m als unbrauchbar angesehen wurden, macht es das Verfahren der vorliegenden Erfindung möglich, eine normale Elektrolyse während einer langen Zeitdauer, selbst mit hoher Stromdichte von 350 A/m , kontinuierlich durchzuführen. Es wird jedoch ein wenig schwierig, das normale Verfahren mit einer Stromdichte von 400 A/m kontinuierlich . durchzuführen. Im Fall der Verwendung von rohem Kupfer mit einem Antimongehalt von 0,4 % oder mehr läßt sich eine lange Dauer der Elektrolyse in zufriedenstellender Weise mit einer

Stromdichte von 200 - 250 A/m durchführen, während bei Verwendung von Rohkupfer mit einem Antimongehalt, der 3 % übersteigt, die Wiederherstellung des normalen Zustandes der Elektrolyse und das Arbeiten innerhalb einer langen Betriebs-' dauer offensichtlich schwierig werden.

Obwohl der Arsengehalt im Rohkupfer sich gewöhnlich dem Antimongehalt desselben nähert, beeinträchtigt der Arsengehalt die Bedingungen der Elektrolyse nicht so stark wie das Antimon unter den oben beschriebenen verschiedenen Bedingungen. Ein Rohkupfer jedoch, das mehr als 3 % Arsen enthält, zeigt ebenfalls das Bestreben, die Qualität des Enderzeugnisses zu vermindern. Es ist daher erwünscht, für das Behandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung Rohkupfer mit einem Gehalt von weniger als 3 % - vorzugsweise weniger als 2 % - Arsen zu verwenden.

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Im Hinblick auf die hier beschriebenen Verhältnisse ist es bei der praktischen Elektroraffination von Rohkupfer nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung am günstigsten, einen Gleichrichter zu verwenden, der in der Lage ist, die Polarität vom positiven ;uir; negativen Zustand und umgekehrt zu ändern und dabei das Verhältnis der Zeitdauer des umgekehrten Stromflusses in Sekunden zur Zeitdauer des regulären Stromflusses in Sekunden auf einen Wert von mehr als 1/40 - vorzugsweise in der Größenordnung von 1/10 - 1/40 - einzuregeln. Palls die Anode aus Rohkupfer mit einem Axsengehalt von nicht weniger als 0,1 % und einem Antimongehalt in der Größenordnung von 0,1 % bis unter 0,4 % besteht, soll die Dauer des umgekehrten Stromflusses vorzugsweise auf weniger als 10 Sekunden - noch besser auf weniger als 5 Sekunden - eingeregelt werden, während die Dauer des regulären Stromflusses vorzugsweise auf weniger als 200 Sekunden eingestellt wird, wobei eine Stromdichte von weniger als 400 A/m anzuwenden ist. Wenn ein Rohkupfer mit einem Arsengehalt von nicht weniger als 0,1 % und einem Antimongehalt in der Größenordnung von 0,4 - $ % als Anode verwendet wird, ist es sehr günstig, die Elektrolyse in der Weise durchzuführen, daß die Dauer des regulären Stromflusses auf 200 Sekunden oder weniger eingestellt wird, wobei das oben erwähnte Verhältnis der Zeiträume der beiden Stromrichtungen eingehalten wird. Dabei soll für den regulären Stromfluß und den umgekehrten Stromfluß abwechselnd eine Stromdichte von nicht mehr als 250 A/m innegehalten werden. Hinsichtlich der unteren Grenze der Stromdichte kann in diesem Zusammenhang angegeben werden, daß bei Einstellung einer Stromdichte unter 15O A/m der besondere Vorzug der Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verlorengeht, so daß es zweckmäßig scheint, 15O A/m als untere Grenze der Stromdichte anzusetzen.

Hinsichtlich der Temperatur der Elektrolyse bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens kann gesagt werden, daß, je höher die Temperatur ist, um so besser die Wirkung der Verhinderung

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des Auftretens des anormalen Zustandes der Elektrolyse ist, und auch dann, wenn die Temperatur über etwa 65 G liegt, erfolgt nur die Bildung eines rohen Niederschlages auf der Oberfläche des hergestellten Elektrolytkupfers. Aus diesem Grunde ist es erwünscht, die Temperatur der Elektrolyse wahrend der gesamten Dauer bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung in der Größenordnung von etwa 55 - 65 C zu halten. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist, wie oben ausgeführt, in der Lage, eine ausgezeichnete Wirkung bei der elektrischen Raffinierung von Rohkupfer, das Antimon und Arsen in hohen Konzentrationen enthält, zu erreichen. Es handelt sich um ein Verfahren, das in der Lage ist, Elektrolytkupfer in hoher Ausbeute zu gewinnen, besonders wenn es sich um Rohkupfer mit einem Antimongehalt von beispielsweise weniger als 0,4- # handelt. "Das Verfahren arbeitet mit hohen Stromdichten von etwa 350 A/m . Wenn jedoch der Gehalt an Antimon besonders hoch ist, so daß er beispielsweise 1 % übersteigt, zeigt die Qualität des entstehenden produzierten Elektrolytkupfers das Bestreben, etwas schlechter zu werden, im Vergleich zu demjenigen, das aus einem Rohkupfer erhalten ist, welches weniger als 1 % Antimon enthält. Infolgedessen ist unter Berücksichtigung der Qualität des Endproduktes die Verwendung eines Rohkupfers, das weniger als 0,6 % Antimon enthält, für eine Behandlung nach dem Verfahren der Erfindung besonders geeignet.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es erwünscht, den Abstand zwischen der Rohkupferelektrode, die als Anode dient, und der Reinkupferelektrode,, die als Kathode in der elektrolytischen Zelle verwendet wird, in der Größenordnung von etwa 100-120 mm zu halten. Die Zufuhr des Elektrolyts zur elektrolytisehen Zelle geschieht beim Verfahren der vorliegenden Erfindung in der Weise, daß der Elektrolyt an dem einen Ende der Zelle eingeführt und am gegenüberliegenden Ende der Zelle unter Kreislaufrückführung abgezogen wird; In diesem Zusammenhang

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ist es ratsam, ein Filter für den Elektrolytkreislauf außerhalb der elektrolytischen Zelle vorzusehen, um kolloidale Stoffe in dem abgeführten Elektrolyt zu entfernen, die bei der Elektrolyse entstehen. Überdies hat der Zusatz einer kleinen Menge eines Pulvers eines geeigneten Filterhilfsmittels wie Diatomeenerde zu den zu filtrierenden Elektrolyten die Wirkung, nicht nur die Funktion des Filters für viele Stunden in Ordnung zu halten, sondern auch dem raffinierten Kupfer ein feineres Aussehen zu verleihen.

Die anderen Elektrolysebedingungen als die im Vorstehenden beschriebenen sind bei der vorliegenden Erfindung weitgehend die gleichen wie die bei der konventionellen Elektrolyse. Es ist dabei erwünscht, bei dem gemäß vorliegender Erfindung verwendeten Elektrolyten die Konzentration an Gupriionen in der Größenordnung von etwa 40 bis 50 g/l zu halten, wobei die Konzentration an Schwefelsäure in der Größenordnung von etwa 170 bis 210 g/l liegt. Es ist ferner ratsam, dem Elektrolyten Leim in einer Menge von 4- - 100 g/t des elektrolytischen Kupfers zuzusetzen und Thioharnstoff in einer Menge von etwa $0 - 15O g/t des elektrolytischen Kupfers. Was die Chlorionen anlangt, so ist es zweckmäßig, ihre Konzentration im Elektrolyten auf weniger als 0,1 g/l zu halten.

Gemäß vorliegender Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, ist es möglich, in hoher Ausbeute Elektrolytkupfer mit einem Gehalt von mehr als 99,99 % Kupfer und weniger als 0,0002 % Antimon und weniger als 0,0002 % Arsen zu gewinnen.

Im folgenden sollen zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung einige besondere Ausführungsformen beschrieben werden:

Beispiel 1:

Die Elektroraffination wurde durchgeführt unter Verwendung von Rohkupfer mit einem Gehalt von 97,13 Gew.-% Kupfer, 0,6 Gew.--/» Antimon und 1,6 Gew.-# Arsen als Anode, l· .../11

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Der Elektrolyt, der 40 g/l Kupfer und 200 g/l konzentrierte Schwefelsäure enthielt, wurde der elektrolytischen Zelle im Kreislauf mit einer Geschwindigkeit von 18 - 20 l/min zugeführt, während die Temperatur auf 59 bis 61°C gehalten wurde. Dann wurde die Elektrolyse unter Anwendung einer Stromdichte

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von 200 - 220 A/m durchgeführt. Etwa 45 Stunden nach Beginn der Elektrolyse trat ein anormaler Zustand ein, indem die elektrolytische Auflösung der Anode erschwert und ein kontinuierliches Arbeiten der Elektrolyse unmöglich wurden. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Elektrolyse auf das Verfahren der vorliegenden Erfindung umgeschaltet. Dabei wurde die Dauer des regulären Stromflusses auf 90 Sekunden und die Dauer des umgekehrten Stromflusses auf 3 Sekunden mit Hilfe eines Polarisationskonverters eingeregelt (hergestellt von der Firma HIRAO DENKI K.K.), so daß der elektrische Strom abwechselnd in gegensätzlichen Richtungen floß. Als Ergebnis zeigte sich die Möglichkeit, die Elektrolyse sehr leicht fortzusetzen.

Beispiel-2:

Die Elektrolyse wurde unter Verwendung von Rohkupfer mit einem Gehalt von 95,84 Gew.-% Kupfer, 0,7 Gew.-% Antimon und 2,6 Gew.-% Arsen als Anode unter- folgenden Bedingungen durchgeführt. Die Stromdichte betrug 220 A/m , Die Temperatur des Elektrolyten betrug 59 - 61 ⁰C. Der Abstand der Elektroden betrug 100 mm. Die Kreislaufgeschwindigkeit des Elektrolyten "betrug 18 - 20 l/min. Es wurde ein Elektrolyt verwendet, der 40 - 43 g/l Kupfer, I90 - 200 g/l Schwefelsäure, 0,2 g/l Antimon und 1,3 g/l Arsen enthielt. Die Dauer des regulären Stromflusses wurde auf 90 Sekunden eingestellt, die Dauer des umgekehrten Stromflusses auf 3 Sekunden. Unter diesen Umständen war ein normales Arbeiten der Elektrolyse möglich. Die Zellspannung bei der Elektrolyse betrug in diesem Fall· 0,28 V zu Beginn und ebenfalls 0,28 V am Ende des Verfahrens. Die Stromausbeute betrug 99»3 % für den regulären Stromfluß und 93,0 % auf die Strommenge insgesamt gerechnet. Die Verun-

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reinigungen innerhalb des niedergeschlagenen Kupfers betrugen weniger als 0,0001 % Antimon und 0,0002 % Arsen.

Beispiel 3-

Die Elektrolyse wird unter Verwendung von Rohkupfer mit einem Gehalt von 93,64 Gew.-% Kupfer, 2,1 Gew.-% Antimon und 3,4 Gew.-% Arsen als Anode bei einer Stromdichte von 220 A/m , einer Temperatur des Elektrolyten von 59 - 61⁰C, einem Elektrodenabstand von 100 mm, einer Strömungsgeschwindigkeit von 18 - 20 l/min des im Kreislauf geführten Elektrolyten unter Verwendung eines Elektrolyten, der 40 - 43 g/l Kupfer, 190 200 g/l Schwefelsäure, 0,2 g/l Antimon und 1,3 g/l Arsen

durchgeführt·
enthielt, Die Dauer des regulären Stromflusses wurde auf 180 Sekunden eingestellt, die Dauer des umgekehrten Stromflusses auf 9 Sekunden. Unter diesen Umständen war ein normales Arbeiten bei der Elektrolyse möglich. Die Stromausbeute betrug 99 j 5 % für den gewöhnlichen Stromfluß und 89,6 % auf den gesamten Strom berechnet. Die Verunreinigungen innerhalb des niedergeschlagenen Kupfers betrugen nicht mehr als 0,0014 % Antimon und 0,007 % Arsen.

j¹

Beispiel 4:

Es wurde eine kontinuierliche Elektrolyse zwei Monate lang durchgeführt. Dabei wurde Rohkupfer mit einem Kupfergehalt in der Größenordnung von 99»0 bis 99j2 %, einem Antimongehalt in der Größenordnung von 0,1 - 0,19 % und einem Arsengehalt in der Größenordnung von 0,05 - 0,15 % als Anode verwendet. Die Stromdichte betrug 350 A/m , die Temperatur des Elektrolyten 62 - 65 ⁰C, der Abstand der Elektroden 100 mm, die Strömungsgeschwindigkeit des im Kreislauf^geführten Elektrolyten 15 - 20 l/min. Dabei wurde ein Elektrolyt verwendet, der 38 - 42 g/l Kupfer, 183 - 187 g/l Schwefelsäure, 0,01 - 0,037 g/l Chlor und 0,3 g/l Antimon enthielt. Der Elektrolyt wurde im ganzen filtriert. Die Zeitdauer für den regulären Strom-

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fluß wurde auf 16 Sekunden und die des umgekehrten Stromflusses auf 1 Sekunde eingeregelt. Dabei erwies sich der Zustand des elektrolytischen Niederschlages als zufriedenstellend,und die Spannung der Einheitszelle zeigte keine Anormalitäten. Die Konzentration an Antimon im Elektrolyten, die zu Beginn 0,35 g/l betrug, erreichte ein Maximum von 0,55 g/l.

Das bei dieser Elektrolyse erhaltene Elektrolytkupfer enthielt weniger als 0,0001 % Antimon und weniger als 0,0001 % Arsen. Die Stromausbeute betrug 95,0 & für den regulären Strom und 86 % auf den gesamten Stromverbrauch berechnet.

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Claims

22R2036 - 14 Patentansprüche

1. Verfahren zum elektrischen Raffinieren von Rohkupfer, das Antimon in hoher Konzentration enthält, wobei das Rollkupfer als Anode einer Elektrolyse in einem Schwefelsäure und Kupferionen enthaltenden Elektrolyten unterworfen wird, um raffiniertes Kupfer auf der dünnen Kupferkathode niederzuschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die rohe Kupferanode und die Kathode mit einer Gleichstromquelle verbunden sind, die mit einem Polaritätsumschalter ausgerüstet ist, wobei beide Elektroden mit Gleichstrom versorgt werden, während der Stromfluß periodisch innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts sich ändert mit der Maßgabe, daß die Zeitdauer, in welcher die Anode innerhalb jedes Zyklus, der zur vollständigen Raffination des Rohkupfers erforderlich ist, positiv aufgeladen wird, innerhalb eines Gebiets von nicht mehr als 200 Sekunden eingeregelt wird, während das Verhältnj s der Dauer der Umkehrung der Polaritäten so geregelt wird, das diese folgender Gleichung entspricht:

Die Zeitdauer in Sekunden gemessen, während derer die Anode eine negative Polarität erhält, im Verhältnis zur Zeitdauer in Sekunden, während derer die Anode positiv aufgeladen wird, soll nicht kleiner als 0,025 sein.

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2. Verfahren zum elektrischen Raffinieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohkupfer Antimon in der Größenordnung von 0,1 "bis weniger als 0,4 Gew.-$ und mindestens 0,1 Gew.-% Arsen enthält, wobei eine ■ Stromdichte des Gleichstroms an den Elektroden in der Größenordnung von 150 bis 400 A/m eingestellt wird.

o. Elektroraffinierverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, -daß das Rohkupfer Arsen in der Größenordnung von 0,1 bis 3 Gew.-% enthält.

4. Elektroraffinierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohkupfer Antimon in einer Größenordnung von 0,4 - 3 Gew.-% und mindestens 0,1 Gew.-% Arsen enthält, wobei die Stromdichte des Gleichstroms · an den Elektroden in einer Größenordnung von 15O - 200 A/m" eingeregelt wird.

5. Elektroraffinierverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohkupfer Arsen in der Größenordnung von 0,1-3 Gew.-% enthält.

G. Elektroraffinierverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Elektrolyten auf etwa 55 - 65 ⁰G während der Elektrolyse gehalten- wird.

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