DE2337577A1 - Verfahren zur gewinnung von metallen - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von metallenInfo
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Description
*'. r -!n.J. h. λ ■■;·■>
Lr. in:;. IV. J.:i'C.:;::.§■:
S M^i.-hvn 22. Λ../λ >.:/..· Γ-.-ίΛ 43 2 ^ *3 7 ζ 7 7
S M^i.-hvn 22. Λ../λ >.:/..· Γ-.-ίΛ 43 2 ^ *3 7 ζ 7 7
P 6650
2* J».·!51973
HAZEN RESEARCH, INC.
4601 Indiana Street
Golden, Colorado 80401 U SA
Golden, Colorado 80401 U SA
Verfahren zur Gewinnung von Metallen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen
auf. Metallsulfiden, z.B. zur Gewinnung von Metallen aus
sulfidischen Erzen, metallhaltigen Mineralien oder Konzentraten.
Der Begriff Ketallsulfid, wie er hier verwendet wird, umfasst,
nicht nur Material, das Metallsulfid als solches enthält, sondern anderes Material, wie z.B. komplexe Sulfide von
2 oder mehreren Metallen, z.B. CuFeS
p.
Bislang vmrde vorgeschlagen, Hetallsulfiderze, z.B. Kupferaulfiderze,
zu schmelzen, um Metalle, wie z.B. Kupfer, dar-Siun
zu gev/inncn, v,ro"be:i das Schmelzen von Kupfersulfiderzen bei
spielsweise eine komplexe Reihe von Stufen umfassb, wobei
Schv;e CoI als Schwefeldioxid entfernt wird, um so ein Rohkupfer
zu arzeugrn, das nachfolgend durch Elektrolyse raffiniert
wird. Dier.es Schnellverfahren hat einige öchv/erv/iegende Nachteile,
da dan erzeugte Schv.'sfeldioxid z.B. oft von so geringer
Qij al 1'".ViS; ist, da-n ο ο unv:irti3chaf blich ist, es zur Herstellung
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von Schwefelsäure nach dem Kontaktverfahren zu verwenden. Folglich' ist dies minderwertige Schwefeldioxid-Abgas oft in
die Atmosphäre abgelassen worden, wodurch ein ernsthaftes Umv/eltverschirvutzungsproblem
entstand.
Andere Methoden zur Behandlung von Metallsulfideraen sind vorgeschlagen
worden. So kann z.B. Blei nach einem Nassverfahren
gewonnen werden, bei dem eine Auslaugstufe unter Verwendung
von Eisen-Ill-Chlorid als Auslaugungsmittel beteiligt ist.
Doch entstehen boi der nachfolgenden elektrolytischen Bleigewinnung
Schwierigkeiten aufgrund dev Nachbildung von Eisen-III-Chlorid
während der Elektrolyse, was dos abgeschiedene
Blei vjieder in Lösung bringt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Gewinnung eines Met oll ρ
aus einem Metallsulfid zeichnet sich dadurch aus, da?s das
Sulfid rail: einer wässrigen, Eisen-III-Ionen enthaltenden Läsung
zum In-Lösung-bringen der Ionen des zu gewinne2iden Metalls
und unter Bildung von Eisen-lI-Ionen in Lösung ausgelaugt,
die Lösung in einer Diaphragma-Elektrolysezelle zur Ab-'scheidung des zu gewinnenden Metalls an der Kathode dev ZeD .Ie
elektrolysiert und Flüssigkeit kontinuierlich von der Kathode durch das Diaphragma der Zelle zur Vermeidung des Kontakts
der Eisen-III-Ionen mit der Kathode zur Anode geführt wird.
Besonders bewährt hat sich die Ausführungsform des Verfahrens,
bei v/elcher der während des Auslaugens entstandene Schwefel vor der Elektrolyse von der erhaltenen Auslaxigelösung abgetrennt
wird.
Nach einer v/eiteren Ausführungsform der Erfindung wird Kupfer,
Nickel, Silber, Zink, Cadmium, Quecksilber oder Blei aus den jeweiligen Sulfiden durch Auslaugen der Sulfide mit Risen-Ill-Chlorid
unter Bildung von Schwefel, Eisen-II-Chlorid und einem
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Chlorid des jeweiligen Metalls und anschliessendes Abtrennen des Schwefels aus der sich ergebenden Auslaugelösung
und die "bereits obengenannten weiteren Verfahrensschritte der Elektrolyse und des kontinuierlichen Führ ens eines Flüssigke.itsstroms
von der Kathode zur Anode durch das Diaphragma
Die Gewinnung von Metallen aus ihren Sulfiden durch Auslaugen der Sulfide.mit einer Eisen-III-Chlorid-Auslaugelösung
und die nachfolgende Elektrolyse der erhaltenen Lösung in einer
Diaphragmo-Elektrolysezelle, in welcher man eine Flüssigkeit,
vorzugswei ~,e den Katholyt kontinuierlich durch das
Diaphragma von der Kathode zur Anode der Zelle strömen lässt, wodurch die Wanderung von Eisen-TII-Ionen zur Kathode unterbunden
wird, dient allgemein ,zur Erzielung einer guten Zellenleistung.
Dies führt auch zu einer verhältnismässig einfachen
Massnahme, Eisen-IT-Ionen von der Kathode zur Anode zur Oxidation zu Eisen-III-Ionen zu transportieren, Vielehe
dann zum Auslaugen des Metallsulfide .verwendet v/erden können.
.Es muss lediglich genügend Katholyt, wie notwendig ist, um Eisen-III-Ionenwanderung zu verhindern, durch das Diaphragma
geführt werden.
Zu Metallsulfiden, die sich bei dem erfindungsgemässen Verfahren
als wirksam erwiesen haben, gehören Sulfide der Metalle der Gruppen Ib, lib, IV und VIII des Periodensystems, insbesondere
Nickel axis der Gruppe VIII, Kupfer und Silber aus der
Gruppe Ib, Zink, Cadmium und Quecksilber der Gruppe Hb, und
Blei der Gruppe IVb. Auch andere Metallsulfide können nach
dein orfindungrr;eraässen Verfahren behandelt v/erden (die jeweiligen
Grux>r.en des Periodensystems sind wie in "General and
Inorganic Chemistry for Univercity Studentπ", 3rd Edition,
Ka'rmillan n.nd Co.Ltd., London, 195^, definiert).
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Zu Beginn des Verfahrens wird das Metallsulfid, z.B. als ein
Erzkonzentrat, mit einer Eisen-III-Chloridlösung zur Bildung
des entsprechenden Metallchlorids, von elementarem Schwefel und Eisen-II-Chlorid ausgelaugt. Diese Reaktion kann nachfolgend
am Beispiel des Auslaugens von Zinksulfid veranschaulicht werden:
2 FeClx + ZnS ** ZnCl0 + 2 FeCl0 + S
t> 2 2
und für das Auslaugen eines Kupfersulfids gilt:
4 FeCl7 + CuFeS2 " CuCl2 + 5 FcCl2 + 2 S
Die Konzentration des Eisens in der Auslaugelösung bei ciieceri
Schritt kann z.B. so sein, wie es bislang für das Auslaugen
von Metallsulfiden vorgeschlagen wurde, und sie liegt bevorzugt zwischen etwa 50 und etwa 200, noch besser zwischen etwa
100 und etwa 150 und am meisten bevorzugt zwischen etwa 120
und etwa 130 g/l.
Vor dem Einleiten der erhaltenen Lösung in die Kathoöenkammer
.werden Schwefel und andere Verunreinigungen entfernt. Dies kann z.B. durch Filtrieren oder durch andere herkömmliche Methoden
erfolgen.
Der Schwefel und die Verunreinigungen können, wenn gewünscht, weiterbehandelt werden, z.B. zur Abtrennung elementaren Schwefels
von den Verunreinigungen, beispielsweise durch Solvensextraktion, Flotation und Schmelzen. Im Falle der Behandlung
eines kupferhaltigen Erzes, wie z.B. Chalcopyrit, können die
Verunreinigungen Metalle wie z.B. Gold enthalten und zu dessen Gewinnung behandelt werden.
Die nach der Entfernung des Schwefels und der unlöslichen Verunreinigungen
verbleibende Lösung kann, wenn gewünscht, einer Reinigungsstufe unterworfen werden, in welcher bestimmte in
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Lösung befindliche Metalle vor der Elektrolyse entfernt werden.
Diese Metalle können im Falle der Behandlung von Kupfer, das aus Chalcopyrit gewonnen wurde, Wismut, Blei oder Silber
sein.
Die nach der Entfernung des Schviefels und löslicher und/oder
unlöslicher Verunreinigungen verbleibende Lösung kann dann in die Kathodenkammer der Elektrolysezelle eingebracht und
elektrolyßiert v/erden. Diese Elektrolyse wird in einer Zelle
durchgeführt, die ein poröses Diaphragma hat, so dass die Anodon- und Kathodenkammer in der Zelle durch das Diaphragma
voneinander getrennt sind.
Die Kathode besteht bevorzugt aus dem Metall, dass gewonnen v/erden soll. Doch können auch andere Metalle verwendet werden,
vorausgesetzt, sie haben geeignete Eigenschaften. Die ForK) der Kathode ist im allgemeinen nicht von Bedeutung, doch
wird üblicherweise eine maximale Oberfläche bevorzugt.
'Das Anodenmnberial muss üblicherweise nur genügende Eigenschaften
besitzen, um dem Strom den Durchgang durch die Zelle zu erlauben und das Eisen-II-Chlorid zu Eisen-III-Chlorid während
des El ekt rolys ever fahr· ens zu oxidieren. Beispiele für Materialien,
die für die Anode geeignet sind, umfassen Graphit und EdelmetaUo^id-beschichtetes
Titan.
Das Diaphragma sollte so sein, dass die Kathodenkammer vollständig
von der Anodenkammer getrennt ist. Doch muss es porös sein, um dem Elektrolyten den Übertritt zwischen den Kammern
zu ermöglichen. Zahlreiche Materialien sind bislang für solche Zvjecke vorgeschlagen worden, z.B. Polypropylengewebe. Sind
Schwefel und andere Verunreinigungen aus der Auslaugelösung entfornt, kann die erhaltene Metallchlorid/Eisen-II-Chlorid-Löcii'ir;
in die Kathoder.kamraer eingebracht und. die-Elektrolyse
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"begonnen werden. Dieses Verfahren wird bevorzugt kontinuierlich
durchgeführt und folglich wird diese Lösung der Eathodenkammer kontinuierlich zugeführt oder chargem-reise zumindest
in so ausreichend engen Zeitabstanden, dans ein im wesentlichen
frischer Elektrolyt zxi jedem gegebenen Zeitpunkt dem
Kathodenraum zugeführt wird.
Von ausschlaggebender Bedeutung ist der kontinuierliche Strom
des Elektrolyts von der Kathodenkcrcraer zur AriodenkamiMoi* durch
das poröse Diaphragma. Dieser StI-1Om stellt eine physikalische
Sperre für die Wanderung von Eiaen-III-Ionen von der Anodenkammer
zur Kathodenkammer dar. Zahlreiche Kethoden können angewandt
werden, um diesen Strom zu erzeugen. Eine bevorzugte
Methode ist die Einstellung einer statischen Höhcüdiffcr-enz
zwischen dem Kathoden- und Anodenraum-, so dass der Flüssigkeitsspiegel
im Kathodenraum hoher ist als der Flüssigkeitsspiegel im Anodenrawn. Die Grosse diener Höhendifferenz leann
in Abhängigkeit von der gewünschten Strömungsgeschwindigkeit
,durch das Diaphragma variiert werden.
Die 'Strömungsgeschwindigkeit durch das Diaphragma muss gross
genug sein, um die Wanderung von Eisen-III-Tonen von dem Anodenraum
in den Kathodenraum zu verhindern. Es gibt natürlich keine allgemeine obere Grenze für diese Strömungsgeschwindigkeit
zur Verhinderung der Wanderung von Eisen-lII-Ionen in
den Kathodenraum. Ist die Strömungsgeschwindigkeit jedoch zu gross, ist die Verweilzeit im Kathodenrauni unzureichend für
die elektrolytische Abscheidung des gewünschten Metalls. Die Strömungsgeschwindigkeit wird daher bevorzugt zwischen etwa
45 und etwa 645, besser zwischen etwa 65 und etwa 25B und
insbesondere bevorzugt zwischen etwa 90 und etwa 194 ml/ein /h
aufrechterhalten.
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Ist die Strömung in den Kathodenraum grosser als die erwünschte
Strömung durch das Diaphragma, kann ein Teil des Katholyts dan Diaphragma uinfliesoen und direkt in den Anodenraum
gelassen v/erden. Tm. allgemeinen wird erwartet, dass etwa 100 cfo des Katholyten durch das Diaphragma strömen, doch
bei "besonderen Verfahren kann es von Vorteil sein, eine geringere
Menge zu verwenden.
Die "bevorzugte, während dec Verfahrens angewandte KathodenstroHidichte
variiert im allgemeinen in Abhängigkeit von dem besonderen, zu gewinnenden Metall. Im allgemeinen liegen.
Kathodeiistromdichten bevorzugt im Bereich von 108 bis etwa
1080, besser noch im Bereich von etwa 215 "bis etwa 538 und ins-
besondere bevorzugt im Bereich von etwa 323 "bis etwa 431 A/m
der Kathodenoberfläche.
Im allgemeinen sind Verfahrensveränderliche, wie z.B. der
pH und die Temperatur, während der verschiedenen Stufen des Verfahrens nicht besonders kritisch, und Werte, wie in bisher
vorgeschlagenen Laugereien und Elektrolyseverfahren vorgeschlagen wurden, können angewandt werden.
Bei der Elektrolyse wird üblicherweise Eisen-III-Chlorid an
der Anode gebildet. Dieses Eisen-III-Chlorid wird zusammen mit dem Chlorid des zu gewinnenden Metalls, das nicht elektrolysiert
wurde, aus der Zelle entfernt und kann wiederverwendet werden, um weitere Mengen des Metallsulfidkonzentrats auszulaugen. Daher
kann ein erfindungsgemässes Verfahren kontinuierlich betrieben
werden.
Es ist beispielsweise möglich, Kupfer aus seiner Lösung mit
gutem Wirkungsquerschnitt und einer hohen Stromdichte zu entfernen
und gleichzeitig Eisen-III-Chlorid im Elektrolyten zu erzeugen, in welchem sich die Anode befindet, wenn nach dem
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erfindungsgemässen Verfahren gearbeitet wird. Diese Verfahren
ermöglichen erhebliche Senkungen des Kapitalaufwände für
Anlagen verglichen mit dem für bislang vorgeschlagene Verfahren und Betriebskosten zur Herstellung von Metallen aus
sulfidischen Erzen.
Bei bislang vorgeschlagenen Methoden der Elektrogewinnung
von Kupfer wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die
mit dem Kupfer in Lösung befindliche Eisenmenge zu beschrcr·-
ken. Wird der Eisengehalt des Elektrolyts hoch, z.B. 10 g/l, kann die Stromleitung sinken und die physikalischen Eigenschaften
dos abgeschiedenen Kupfers können sich ändern. Ist der Eisengehalt sehr hoch, kann die .Stromleistung der elektrolyt
ir-chen Abscheidung von Kupfer uo weit herabsinken, darr, das
Verfahren unwirtschaftlich wird. Die erfdndvngsgomiiason Verfahren
ermöglichen überraschenderweise die Absclirddur.g von
Kupfer aus einer Lösung, die mehr als 100 p;/l Eisen als Eisen-III-Chlorid
enthält. Der Grund, dafür, warum das Eisen im allgemeinen
nicht wesentlich in die Stromlcistuijg bei Verwendung
einer Diaphragmazelle eingreift, liegt wahrscheinlich darin, dass das an der Anode gebildete dreiwertige Eisen sich nicht
mischen kann und nicht mit dem abgeschiedenen Kupfer in Berührung
.kommen und dieses lösen kann. Bei einer derartigen Ausführung der Elektrolyse kann man aus dem Strom den Vorteil
ziehen, das Kupfer abzuscheiden und gleichzeitig das Auslaugmigsmittel
ohne die bislang bei der Elektrolyse von Kupfer und grosse Mengen Eisen enthaltenden Lösungen angetroffene
geringe Stromleistung zu regenerieren.
Das nach der elektrolytischen Entfernung des zu gewinnenden Metalls in Lösung vorliegende Eisen kann ebenfalls durch
Elektrolyse gewonnen werden.
Weitere Merkmale, Vorteile-und bevorzugte Aus führung c forin on de?:
Erfindimg ergeben sich aus den nachfolgenden, die Erfindung
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nicht beschränkenden Beispielen. Die in jedem Beispiel verwendeten
Zellen besassen einen Anodenraum und einen Kathodenrauin,
die voneinander durch ein Diaphragmagewebe getrennt waren, welches den Katholyten langsam, aber kontinuierlich
in den Anolytenraum fliessen liess.
Ein Bleisulfidkonzentrat wurde mit Eisen-III-Chlorid zur Herstellung
einer Lesung mit 25 g/l Bleichloridgehalt in einer
3-molaren Einen-II-Chloridlösung ausgelaugt. Diese Lösung wurde
dem Kathodenraum der Elektrolysezelle mit einer Geschwindigkeit von 500 ml/h kontinuierlich zugeführt. Der Querschnitt
ρ
dee Diaphragmas betrug 113 cm", was eine Strömungsgeschwindig-
dee Diaphragmas betrug 113 cm", was eine Strömungsgeschwindig-
keil: durchlas Diaphragma von etwa' 4,5 ml/cm /h ermöglichte.
Die Kathode v/ar eine dünne Bleiplatte. Ein Strom von 2,5 -& wurde
3 Stunden durch die Zelle geleitet, wobei eine Kathoden-
stromdichte von 323 A/m" aufrechterhalten vmrde. 20 g Blei wurden
an der Kathode abgeschieden, was eine Kathodenstromleistung
von 0,375 Ah/g (70 % des theoretischen Maximums) darstellt.
Der Flüssigkeitsspiegel im Kathodenraum wurde genügend viel höher gehalten als der in dem Anodenraum, um einen langsamen,
doch kontinuierlichen Strom des Katholyten in den Anodenraum von Kathodenraum su ermöglichen. Das Eisen-II-Chlorid vmrde
zu Eisen-III-Chlorid an der Anode oxidiert, und das Eisen-III-Chlorid
wurde entfernt und zum Auslaugen eines weiteren Ansatzes des Bleisulfids verwendet.
Unter Verwendung einer Zelle ähnlich der im Beispiel 1 wurde
ein Zinksulfidkonzentrab mit Eisen-III-Chlorid zur Herstellung
einer Lösung mit 150 g/l Zinkchlorid in Eisen-II-Chlorid ausge-Schwefel
und nientumgesetzte Feststoffe wurden vom ITon-
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zentrat entfernt, und zur Entfernung Eisen-II-Chlorid aus
der Zinkchloridlösung wurde eine Solventextraktion angewandt.
Die Zinkchloridlösung wurde dann in den Kathoclenraum gebracht.
Die Kathode bestand aus einem Aluminiumblech, und es wurden
2 10 Ah angewandt, wobei eine Kathodenstromdichte von 646 A/rrr~
aufrechterhalten xnirde. Nach drei Stunden, wea-en 11 g Zink abgeschieden, was eine Kathoclenstromlclßtung von 0,91 Ah (90 %
der Theorie) bedeutet. Eisen—Il-ChlorId wurde in den Anodenraum
gebracht und in Eisen-III-Chlorid umgewandelt, und dioro;"
Eisen-III-Chlorid wurde zum Auslaugen weiterer Hcpgen Ziriksulfid
verwendet.
Eine Zelle ähnlich der des Beispiels 1 wurde verwendet. TTic) o] sulfid
wurde ausgelaugt, um eine Lösung mit 20 g/l ITi ekel cn Io/1J
in 5-molarem Eisen-II-Chlorid zu ergaben. Schwer·?,! und lrio-iiumgesetzte
Feststoffe wurden entfernt, und die erhalfceno Lösung
wurde in den Kathodenraum der Zelle gebracht. Es wurde eine
rostfreie Stahlkathode verwendet-. Ein Strom von 12,5 ;V'i wur-'de
3 Stunden durch die Zelle geleitet, entsprechend einer
Kathodenstromdichte von 646 A/ -m'". K at ho Iy t wurde kontinuierlich,
"durch, das Diaphragma zum Anolyton geführt. 8,6 g 175 c>:.,?!
und 3,2 g Eisen wurden abgeschieden, was einer Kathodenctrouileistung
von 87 % entspidcht. Das an der Anode erzeugte Einen-III-Chlorid
vmrde zum Auslaugen vrelterer Kengen oulfidkonzeiitrais
wiederverwerilet»
Es wurde eine Diaphragciazelle verwendet, welche einen 1^00 nl
fasrjenden Kathodenraum aufwies, wslchcr· von einem 300 ml fass enden
Anodenraum durch ein Diaphragma aus Filtergev/ebe (D.yncl
-filter cloth) getrennt war. Eine Anode aus hochreinem Gr; phit
2 wurde verwendet, wobei die Eintauchfläche etwa 93 cm betrun,
sowie eine Kathode aus einem Kupferblech von 0,56 cn 0-2 py-'fn^)
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Stärke, von der etwa 310 cm eingetaucht wurden. Während des ganzen Verfahrens wurde Eisen-II-Chlorid elektrolytkontinuierlich,
dem Kathodenraum zugeführt und durch das Diaphragma in
den Anodenraum fliessen gelassen. Der pH des Elektrolyten wurde
unter etwa 2,3 gehalten,. Ein Kupfer-Eisen-Sulfid-Konzentrat
wurde ausgelaugt, um .eine Lösung mit 65 g/l Kupfer und
135 g/l Eisen in einer Lösung von etwa 135 g/l Eisen-II-Chlorid
zu erhalten. Liese Lösung wurde dem Kathodenraum mit einer Geschwindigkeit von etwa 100 ml/h kontinuierlich zugeführt.
Ein Strom von etwa 12 A wurde durch die Zelle geleitet und die Spannung wurde ausreichend niedrig gehalten, um die Abscheidung
von Eisen zu verhindern. Acht Stunden Betriebszeit führten zur Gewinnung von 116 g Kupfer, was 99 % des in Lösung befindlichen
Kupfers entspricht. Das Eisen wurde dann in einer nachfolgenden Gtufe elektrolytisch gewonnen.
Verschiedene Electrolyte wurden untor Anwendung verschiedener
Konzentrationen an Eisen getestet, denen Kupfer-II-Chlorid in
.zu verschiedenen Konzentrationen an Kupfer führenden Mengen zugesetzt viaren. Kit den erhaltonon Elektrolyten wurden Auslauglösungen
nach dein Auslaugen eines Kupfersulfid-Konzentrats
mit Eisen-III-Chlorid simuliert. ITach dem Entfernen des Schwefels
enthielt der Elektrolyt im wesentlichen Eisen-II-Chlorid und Kupfer-II-Chlorid, wie der in den Tests verwendete Elektrolyt.
'' .
Eine Diaphragmazelle wurde wie in Beispiel 4- vorwendet, mit
Ulm lieh, eingetauchten Anoden- und Kathodenflächen und- Elektrolyt-pH.
Die in der Zelle stattfindenden elektrolytischen Reaktionen waren die Reduktion von Kupferionen zu metallischem
Kupfer an der Kathode und die Oxidation von Eisen-lI-Ionen zu
Eisen-III-Ionen an der Anode. Liegt für die Oxidation nicht
(:,enügonrl Lj^bM-II- vor, kann an der Anode Chlor entstehen. .
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In einem ea^stcn Test wurde die Zelle mit einem Elektrolyten
gefüllt, dor 65 g/l Kupfer und 135 sA Eis en enthielt. Etv;a
100 ml/h einer Lösung mit 135 ß/1 Eisen-II-Chlorid wurden dem
Kathodenraun zugeführt und ein Strom von 12 A wurde durch die
Zelle geschickt. Nach 8 Stunden, wenn praktisch das gesamte
Kupfer abgeschieden vrar, war der Test beendet. Die Kathode
hatte um 116 g Gewicht zugenommen. Die Spannung lag unter der
zur Abscheidung von Eisen erforderlichen. Der Block der Kathodenabscheidur-g
war hart und zusammenhängend, aber etwa 10 g
walken schwar-ri0; und enthielten nur 70 % Kupfer. Während dos
Tests erhaltene Daten zeigt die folgende Tabelle
| Zeitablauf | Elektrolyt | i ei Kath ο d enr aum | Abgeschi | cd eηc s IO ipf er ( g ) |
| (h ) | Cu (g/l) | Temp. 0'O) | periodir | ch kumulativ |
| O | 64,8 | 60 | 0 | 0 |
| 1 | 61,1 | 66 | 5,5 | 5,5 |
| 2 | 52,5 | 67 | 12,9 | 18,4 |
| , 3 | 35,4 | 65 | 25,7 | 44,1 |
| 4 | 18,5 | 68 | 25,3 | 69,4 |
| 5 | 3,9 | 71 | 21,9 | 91,3 |
| 6 | 0,01 | 69 | 5,9 | 97,2 |
| 7 | 0,002 | 72 | ||
| 8 | 0,004 | 71 |
Die obigen Daten zeigen, dass über 99 % des in Lösung befindlichen
Kupfers gewonnen wurden.
Darauf vmrde das in Lösung befindliche Eisen nach einer herkömmlichen
Elektrolyse elektrolytisch gewonnen unter gleichzeitiger Bildung von Eisen-III-Chlorid, welches in die Ausgangsaus3au~
gungsstufe in einem bisher vorgeschlagenen kommerziellen Verfahren
zur Behandlung von Kupfersulfidironsentraten zurückgeführt
wurde.
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Untersuchungen wurden auch "bei verschiedenen Stronidichten
durchgeführt, um die Wirkung von Änderungen der Stromdichte auf die Bildung von schwammigen und zusammenhängenden Kupferabscheidungen
zu ermitteln und die Wirksamkeit des Verfahrens bei niederen Konzentrationen an Kupfer in dem Elektrolyt zu
prüfen, die den Elektrolyten entsprechen, welche beim Auslaugen von Erzen mit niederem Kupfergehalt anfallen.
In einem zweiten Test wurde der Kupfergehalt des Elektrolyten im Kathodenraum nach dem ersten Test erhöht, und
zwar auf 2 g/l Kupfer durch Zusatz von Kupfer-II-Chlorid. Die
den Kathodenraum während der Elektrolyse zugesetzte Lösung enthielt· 180 g/l Eisen-II und 3^1 Kupfer. Die Lösung wurde
mit etwa 160 ml/h zugesetzt, währe'nd ein Strom von 12 A durch die Zelle geschickt wurde. Etwa 36 g Kupfer wurden der Zelle
zugegeben. Zu Iceinen Zeitpunkt enthielt der Elektrolyt im Kathodenra'aia
mehr als 0,66 g/l Kupfer. Nahezu das gesamte in Lösung befindliche Kupfer wurde auf der Kathode abgeschieden, wobei
die Ilillfte des Kupfers zusammenhängend war, während der Rest
'schi..'i;.rimig war.
In einem, dritten Teat wurden die gleichen Bedingungen wie im
zweiten Test angewandt, mit der Ausnahme, dass die Stromstärke 2Jv k betrug und die Strömung der Lösung auf 335 ml/h erhöht
wurde. Bai diesem Test wurde praktisch das gesamte Kupfer in schwammiger Form abgeschieden.
Ein vierter, dem zweiten ähnlicher Test'wurde durchgeführt, mit
der Axisnahme, dass die Stromstärke nur 6 Λ betrug und die Strö-
WXiTi(T der .Lösung nur bei 85 ml/h lag. Praktisch das gesamte
Kupfer wurde in zusammenhängender Form abgeschieden. Die Daten der Teetf, bei denen die Kupfermenge im Elektrolyten im Kathodenraum
gering war, waren wie folgt:
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Stromstärke (A) Wirksame Stromdichte Abscheidung
(A/cm2, Anode)
24 0,086
12 0,CVl-J halb
6 0,022 zus aimenhüng end
Diese Daten zeigen, dans Kupfer quantitativ aur. Iron?, ent ν ie rter
Eisen-II-Chloridlösung (130 g/1 Eisen und darüber) auf
elektrolytischem Wege gevronnen v/erden kanal Bei Stror.dichten
2
unter etwa 22 mA/cm~ ist die Abscheidung zusammenhängend und
unter etwa 22 mA/cm~ ist die Abscheidung zusammenhängend und
über 22 mA/cm enthält die Abscheidung, nach und nach π teilende
Kengen an schwammigem Material, was über etwa 75 irJ-./czv/' praktisch insgesamt schwar-iaig ist. Kupfer kann aus Löruiog t>r-~x weniger
als 0,1 g/l Kupfer abgeschieden werden. Der Prozr.;--t;.-!,?.
der Kupfergewinnung wurde durch die Konzentration an Kr^ "or in
der Lösung nicht wesentlich beeinträchtigt.
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Claims (16)
1. . Verfahren suin Gewinnen einer; He tails aus einem Metall—
sulfid, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sulfid mit einer .wässrigen Lösung, die Eisen-IH-Ionen
enthält, Euro In— Lönung-bringen de β zu gewinnenden Ke ta] Is
unter Bildung von Einon-II-Ionen in Lösung ausgelaugt, die
Lösung in einer Liaphragcia-Elektrolynezellc zur Abscheidung
der. ^u {rev.dnnenoon Metalls η η der Kathode der Zelle elektrolysiert
und Pl-'icr-igkeit von der Kathode j-.ur Anode zur Vermeidung
der Berührung der Ei sen-III-Ionen mit dor· Kathode durch
das l)i a^hrarraa der Zelle geführt v;ird.
2. Verfr-'-iren sum Gevinnen eines Ho to Ils aus einem Metallsulfid,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) das Sulfid mit Eisen-III-Chlorid. ausgelaugt,
b) während des Auslaugens gebildeter Schwefel von der sich
ergebenden Auslaugelösung abgetrennt,
c) die Lösung in einer Diaphragraa-Elektrolysezelle zur
Abscheidung des zu gewinnenden Hetalls an der Kathode der Zelle elektrolysiert und
d) Flüssigkeit vo-n der Kathode zur Anode zur Vermeidung der
Berührung der Eisen-III-Ionen mit der Kathode durch
dan Di&phra.giaa der Zelle geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet
, daß ein Iletall der Gruppen Ib, Hb, IVb oder TITI ties Periodensystems gewonnen wird.
50980970391
BAD ORIGINAL·
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bin 3, dadurch
gekennzeichnet , daß der Katholyt durch das Diaphragma
geführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen-II-Chlorid enthaltender KaUholyt
durch das Diaphragma geführt wird.
6. Verfahren nach einem öer Ansprüche 2 bis 5» dadurch
gekennzeichnet , daß Verunreinigungen während,
der Abtrennung des Schwefels entfernt v/erden.
der Abtrennung des Schwefels entfernt v/erden.
7. Verfahren nach einem dor Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h
gekennzeichnet , daß Einen-Il-Ionen sn der Anode
zu Eisen-]ll-lonen oxidiert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7» <3 a d u r c h g e k e η η zeichne
t , daß Eisen-III-Chlorid an de3? Ap.ode orzeupt
und als Auslaugen^ ttel für v/eitere Ijcngen Hetallsulfid verwendet
wird.
9. Verfahren zum Gewinnen von Kupfer, Jvickel , Silber, Zink,
Cadmium, Quecksilber oder Blei aus ihren jeweiligen Sulfiden, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Sulfide mit Eiseri-Ill-Chlorid unter Bildung von
Schwefel,' Eisen-II-Chlorid und einem Chlorid des Ibtalls ausgelaugt,
Schwefel,' Eisen-II-Chlorid und einem Chlorid des Ibtalls ausgelaugt,
b) Schwefel von der sich ergebenden Auslaugelösung abgetrennt,
c) die Auslaugelönung in einer Digphragma-Elektrolysezello
zur Abscheidung des zu gewinnenden Metalls an der Kathode elektrolyse.ert und
d) Flüsir.) gkoit von der Kathode zvv Anod·^ zur Ve'rirnej dünn:
der Berührung der Eisen-III-loiion nvi t dor Knihofte durch dar Di aplirp.rraa der Ze]Ie geführt wird.
der Berührung der Eisen-III-loiion nvi t dor Knihofte durch dar Di aplirp.rraa der Ze]Ie geführt wird.
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BAD ORIGINAL
10. Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus einem Kupfersulfidkonzentrat,
dadurch gekennzeichnet,
daß
a) das Konzentrat mit Eisen-III-Chlorid ausgelaugt,
b) während den Auslaugens entstandener Schwefel von der
Aur-laugelör.uiig entfernt,
c) die erhaltene Lösung in einer Diaphragma-Elektrolysezelle
zur Abscheidung von Kupfer an der Kathode elektrolysiert
und
d) Flüssigkeit von der Kathode zur Anode zur Vermeidung
der Berührung der Eisen-III-Ionen mit der Kathode durch
eins Diaphragma der Zelle geführt wird,
11. Verfahren zum Gewinnen von Wickel aus einem Nickelsulfidkonzentratj
dadurch gekennzeichnet, daß.
a) das Konzentrat mit Eisen-III-Chlorid ausgelaugt,
b) während des Aunlaugens entstandener Schwefel von der
Auslaugelösung entfernt,
c) die erhaltene Lösung in einer Diaphragma-Elektrolysezelle
zur Abscheidung von ITiekel an der Kathode elektrolysiert
und
d) Flüssigkeit von der Kathode zur Anode zur Vermeidung der Berührung der Eisen-III-Ionen mit der Kathode durch
das Diaphragma der Zelle geführt wird.
12. Verfahren zum Gewinnen von Silber aus einem Silbersulfidkom:<vni/rat,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) das Konzentrat mit Eisen-III-Chlorid ausgelaugt,
b) während des Auslaugens entstandener Schwefel von der Au,? lau gelösung entfernt,
c) die AufjlaugolÜKung in einer iJiaphragma-Elektrolysezulle
zur Abscheidung von Silber an der Kathode elektrolyt-,!
erb und
5 0 9809/0391
BAD ORIGINAL
d) Flüssigkeit von der Kathode zur Anode zur Vermeid\mg
der Berührung der Eisen-III-Ionen mit der Kathode
durch das Diaphragma doT>
Zelle geführt wird.
13· Verfahren zum Gewinnen von Zink aus einem Zinksulfide
konzentrat, dadurch gekennzeichnet, daß
a) das Konsentrat mit Eison-III-Ciilorid ausgelaugt,
b) während des Auslangens entstandene!1 Schwefel, von der
Auf; lauge Io sung ent ferrit,
c) die erhaltene Lösung in einer Diaphragma-Ei el trolyrezelle
zur Abscheidung von Zink an der Kathode elektrolysiert und
d) Flüssigkeit von der Kathode zur Anode zur Vermeidung
der Berührung der Eisen-Iil-Ionen mit der Kathode durch
das Diaphragma der Zelle geführt wird.
14. Verfahren zum Gevrinnen von Cadmium aus einen Cadöiiumsxxlfidkonzentrat,
d a d u r c h g e k e η η ζ e χ a Ii η e t,
daß
a) das Konzentrat mit Eisen-III-Ghlorid ausgelaugt,
b) v/ährend des Auslaugens entstandener Schwefel von der
Auslaugelöming entfernt,
c) die erhaltene Lösung in einer Diaphragma-Elektrolysezelle
zur Abscheidung; von Cadmium an der Kathode
elektrolysiert und
d) Flüssigkeit von der Kathode zur Anode zur Vermeidung der Berührung der ELsen-III-Ionen mit der Kathode durch
das Diaphragma dor Zelle geführt wird.
15. Verfahren zum Gewinnen von Quecksilber aus einem
silbersulfidkon:;.entrat, d a d α ν c Ii g e k e η η ζ e i c h
net, daß
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BAD ORIGINAL
ο) das Konzentrat mit Eisen-III-Chlorid ausgelaugt,
b) .während des Auslaugens entstandener Schwefel aus der
Auslasgelösung entfernt,
c) die erhaltene Lösung in einer Diaphragma-Elektrolysezelle zur Bildung von Quecksilber an der Kathode
elekirolysiert und.
d) Flüssigkeit von dor Kathode zur Anode zur Vermeidung
der Berührung äor Eisen-11.1-Ionen mit der Kathode
durch das. Diaphragma der ZeIDe geführt wird.
16. Vorfahren zum Gewinnen von 'Blei aus ο in era Bleisulfidliomicni.rnt,
d a d u r c Ti g e k e η η κ e i c h η e t , daß
r;) ciaf Konzentrat mit Eiron-IHI-Chlorid ausgelaugt,
b) vflhrcnd. des Auslangens cnint.ariüenor ßchv/efol von der
Aus] M';;elöpung entfernt,
c) die Auf-;lauge]tfeung in einer DiryphT-'H--.na-E]ektrol3rsozelle
zur Abscheidung von Bl0-J on de;? Krfchode eil ektroly,"iert
und
d) Fl;.ir?;;i;-;1o:i t λ^οη dor Kstho^e Eur -Anode zur Ve
der Boi'iilrrung der Eiren-lll-lonen nit der Kathode durch
das DiaohrfiC.ma der Zolle geführt vjLrtl.
509809/0 391
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