DE2457660A1

DE2457660A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausfaellen von kupferzement aus einer mit eisen versetzten kupferloesung

Info

Publication number: DE2457660A1
Application number: DE19742457660
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl Ing Kausel; Hans Dr Ing Kellerwessel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1976-06-10
Also published as: ZA757647B; ZM16175A1; DE2457660B2; ES443070A1; US4119303A; DE2457660C3

Description

Anlage zum Patentge.such der Kg/Mü

Klöckner-Humboldt-Deutz H 74/63

Aktiengesellschaft

vom 26. November 1974

Verfahren und Vorrichtung zum Ausfällen von Kupferzement aus einer mit Eisen versetzten Kupferlösung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausfällen von Kupferzement aus einer mit Eisenstücken versetzten Kupferlösung, wobei der sich an den Eisenstücken absetzende Kupferzement durch ständiges Bewegen der Eisenstücke abgelöst und aus der entkupferten Lösung abgeführt wird.

Die Fällung des Kupfers aus einer Kupferlösung in Gegenwart von Eisen erfolgt aufgrund der Potenzialdifferenz zwischen Kupfer und Eisen nach den bekannten Reaktionsgleichungen:

CuSO^ + Fe = FeSO^ + Cu; CuCl₂ + Fe = FeCl₂ + Cu; 2 CuCl + Fe = FeCl₂ + 2 Cu,

wobei das Eisen üblicherweise in Form von Blechschrott, Gußeisenbarren oder aber als Eisenschwamm zugegeben wird.

— 2 —

SU9824/Ö512

Bei der Fällung ist es wichtig, daß die Oberfläche des Eisens ständig sauber gehalten wird, d.h. daß das niedergeschlagene Kupfer ständig von dem Eisen getrennt wird, damit sich weiteres Kupfer niederschlagen kann. Hierzu müssen die Eisenstücke ständig in Bewegung gehalten werden. Dies wird bei bekannten Fällverfahren dadurch erreicht, daß entweder im Fällbehälter ein Rührwerk eingebaut ist oder dadurch, daß das Eisen in automatisch bewegte Körbe oder Wiegen aus Kupfer oder Holz eingeführt wird. Auch ist es bekannt, die Fällung in rotierenden, säurefest ausgekleideten Eisentrommeln durchzuführen. Wenn auch hierdurch eine gewisse Beschleunigung des Reaktionsablaufs erzielt werden kann, so dauert es beispielsweise bei einer Fälltrommel mit etwa 30 m nutzbaren Inhalt immerhin etwa 1 Stunde oder mehr, bis das Kupfer bis zu einem gewünschten Restgehalt unterhalb 0,1 g/l ausgefällt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch Beschleunigung des Reaktionsablaufs das eingangs erwähnte Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten, sowie zur Durchführung des Verfahrens eine geeignete Vorrichtung zu schaffen, welche zudem kontinuierlich betrieben werden kann.

Diese Aufgabe'wird verfahrensmäßig im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Eisenstücke in Schwingungen mit solcher · Frequenz und Amplitude gerüttelt werden, daß diese ständig gegeneinanderschlagen.' Durch die intensive Rüttelbewegung der Eisenstücke wird auf einfache Weise erreicht, daß· die vom ausgefällten Kupferzement bedeckten Oberflächen des Eisens sofort wieder blankgeklopft und gerieben werden und diese Flächen damit für weitere Reaktionen wieder zur Verfugung stehen. Durch die gleichzeitig auftretende intensive Mischung wird ferner das Gefälle der Kupfer-Ionen-Konzentration im Bereich der Eisenoberfläche geringer sein als bei den herkömmlichen Fällmethoden, wodurch der Stoff üb er gang weiter beschleunigt wird.

Das Verfahren läßt sich auf vorteilhafte Weise mit einem an sich bekannten rohrförmigen, schwingfähig gehaltenen'und mit einem Schwingantrieb in Verbindung stehenden Schwingbehälter durchführen, der mit einem oder mehreren Aufgabeöffnungen für die Kupferlösung und die Eisenstücke an dem einen Ende des Schwingbeh'älters sowie einer Ablauföffnung für die entkupferte Lösung und einer verschließbaren Austragsöffnung für den Kupferzement am anderen Ende des Behälters versehen ist, wobei kurz vor der am Behälterboden angeordneten Austragsöffnung für den Kupferzement eine die

ΰUS 824/0512

BAD ORIGINAL

Eisenstücke zurückhaltender Rost angeordnet ist. Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Schwingbehälter zum Austragsende hin leicht geneigt anzuordnen, damit der am Boden angesammelte Kupferzement leichter zur Austragsöffnung hin abfließen kann.

Die Verwendung eines derartig ausgebildeten und angeordneten Schwingbehältera hat gegenüber einer bisher verwendeten Fälltrommel neben der wesentlich größeren Ausfällgeschwindigkeit noch den Vorteil, daß der Schwingbehälter mit einem etwas größeren volumetrischen Füllungsgrad als die bisher benutzte Fälltrommel betrieben werden kann, d.h. daß das Eisen- und Flüssigkeitsvolumen zusammen etwa 70 % des Behältervolumens ausmachen kann. ■

Um den Schwingbehälter kontinuierlich betreiben zu können, ist in Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, daß an die Austragsöffnung ein mit einem Zementsammelbehälter in Verbindung stehendes Staurohr angeschlossen ist, das im Abstand unterhalb des Behälters ein Schließorgan aufweist. Dadurch wird erreicht, daß der auf den Boden abgesunkene Kupferzement aufgrund der ständigen Schwingungen des Behälters langsam zur Austragsöffnung hinwandert und dort zunächst in dem Staurohr gesammelt werden kann. Sobald das

BÖ9824/0512 BAD ORIGINAL

Rohr unter gleichzeitiger Verdrängung der darin befindlichen Kupferlösung mit Kupferzement bis zu einer bestimmten Höhe angefüllt ist, kann die angesammelte Zementmenge durch Öffnen des Schließorgans in den darunter befindlichen Sammelbehälter abgelassen werden und das Rohr wieder verschlossen werden, bevor die im Behälter befindliche Kupferlösung nachlaufen kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen, schwingfähig gehaltenen Schwingbehälter 1, der mit einem üblichen Schwingantrieb 2 verbunden ist. An dem einen Ende dee Schwingbehälters 1 ist eine Aufgabeöffnung 3 vorgesehen, durch die sowohl die Kupferlösung als auch die zum Ausfällen benötigten Eisenstücke aufgegeben werden. Am entgegengesetzten Ende des Schwingbehälters 1 befindet sich eine Ablauföffnung 4, durch welche die entkupferte Lösung stetig abgezogen werden kann. Außerdem befindet sich dort am Boden des Behälters 1 eine Austragsöffnung 5, durch den der ausgefällte und auf dem Behälterboden angesammelte Kupferzement in einem darunter befindlichen Sammelbehälter 6 abfließen kann, während die Eisenstücke

BAD ORIGINAL

durch ein kurz vor der Austragsöffnung 5 angeordneten Rost

7 zurückgehalten werden. Um das durch die Schwing- oder Rüttelbewegungen begünstigte Nachfließen des am Boden angesammelten Kupferzements noch weiter zu unterstützen, kann es zweckmäßig sein, den Boden des Schwingbehälters 1 bzw. den gesamten Schwingbehälter 1 zum Austragsende 5 hin leicht geneigt anzuordnen.

Unterhalb der Austragsöffnung 5 ist ein Staurohr 8 angeschlossen, welches im Abstand unterhalb des Behälters 1 ein Schließorgan 9 aufweist. Dieses Schließorgan 9 kann beispielsweise als ein pneumatisch betätigtes Quetschventil ausgebildet sein, welches über den Druck der aufgebauten Zementkupfersäule oder aber, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, in Abhängigkeit von der Füllhöhe H des Kupferzements im Staurohr

8 in Verbindung mit einem nicht näher dargestellten Zeitschalter selbsttätig geöffnet oder geschlossen werden kann. Hierdurch ist es möglich, den ausgefällten Kupferzement ohne nennenswerte Verluste an Kupferlösung abzuziehen. Ebenso ist es möglich, anstelle des Schließorgans 9 ein Drosselorgan'wie beispielsweise eine Düse oder eine Zyklonbremse zu verwenden und die Durchlaufgeschwindigkeit so einzustellen, daß der ausgefällte Kupferzement stetig abfließen kann.

— 7 —

6üä824/0512

BAD

- <- 24576

Beim Ablassendes Kupferzements aus dem Staurohr 8 läßt sich kaum vermeiden, daß eine gewisse Menge' an Kupferlösuhg mit in den darunter befindlichen Sammelbehälter 6 abfließt. Soweit diese Lösung noch nicht ausreichend entkupfert ist, ist vorgesehen, diese Lösung über eine Pumpe 10 und eine bis zur Aufgabeöffnung 3 geführten Leitung 11 wieder in den ■ Behälter 1 zurückzuführen.

Das für die Ausfällung benötigte Eisen kann entweder als Blechabschnitte bzw. Stanzbutzen oder in Form von Granalien aufgegeben werden. Granalien haben zwar nicht eine so große spezifische Oberfläche wie Blechschrott, dafür aber den Vorteil, daß sie aufgrund ihrer mehr oder weniger abgerundeten Form besser gerüttelt werden können. Außerdem findet ein ständiges Vermischen und Umwälzen innerhalb des Behälters statt, so daß durch Verwendung von Eisengranalien die Aüsfällbedingungen erheblich verbessert werden können.

Die beschriebene Vorrichtung ist nicht auf das Ausfällen von Kupferzement beschränkt, sondern kann auch durch Einsatz entsprechender Fällmittel für die bei anderen metallurgischen Verfahren vorkommenden Fällungen angewandt werden, wie beispielsweise bei der Zinkmetallurgie oder Zyanidlaugung von Gold und Silber.

- Patentansprüche -

609824/0512

Claims

P a t e- η t a η s ρ r ü c h e

1. Verfahren zum Ausfällen von Küpierzement aus einer mit Eisenstücken versetzten Kupferlösung, wobei der sich an den Eisenstücken absetzende Kupferzement durch ständiges Bewegen der Eisenstücke abgelöst und aus der'entkupferten Lösung abgeführt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß die Eisenstücke in Schwingungen mit solcher Frequenz und Amplitude gerüttelt werden, daß diese ständig gegenexnanderschlagen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Eisenstücke in Form von Granalien aufgegeben werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an sich bekannten rohrförmigen, schwingfähig gehaltenen und mit einem Schwingantrieb (2) in Verbindung stehenden Schwingbehälter (1) mit einer oder mehreren Aufgabeöffnungen (3) für die Kupferlösung und die Eisenstücke an dem einen Ende des Schwingbehälters (1) sowie einer Ablauföffnung (4) für die entkupferte Lösung und einer verschließbaren Austrage-

— 9 —

609824/0512

Öffnung (5) für den Kupferzement am anderen Ende des Behälters, wobei kurz vor der am Behälterboden angeordneten Austragsöffnung (5) für den Kupferzement ein die Eisenstücke zurückhaltender Ros"ö/angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingbehälter (1) zum Austragsende (5) hin leicht geneigt angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Austragsöffnung (5) ein mit einem Zementsammelbehälter (6) in Verbindung stehendes Staurohr (8) angeschlossen ist, das im Abstand unterhalb des Behälters (1) ein Schließorgan (9) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen und Schließen des Schließorgans (9) in Abhängigkeit von der Füllhöhe "H" des Kupferzements im Staurohr (8) selbsttätig steuerbar ist.

24/0

Leerseite