DE248099C

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Publication number: DE248099C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 248099 KLASSE 40 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. März 1911 ab.

Um aus sulfidischem Kupfererz oder Kupferstein elektrolytisch Kupfer zu gewinnen,, kann man den im nachfolgenden unter vier Punkten zusammengefaßten Prozeß anwenden:
ι. Der fein gemahlene Kupferstein oder das Erz wird eventuell nach vorherigem magnetischen Abscheiden der Hauptmenge des Eisens in gewöhnlichen Röstöfen völlig tot geröstet, wodurch das Kupfer in das leichtlösliche Kupferoxyd Cu O und das Eisen in das schwerlösliche geglühte Eisenoxyd Fe₂ O₃ übergeführt wird.

2. Das Röstgut wird mit verdünnter Schwefelsäure unter intensiver Rührung ausgelaugt, wobei alles Kupfer und ein Teil der Verunreinigungen gelöst werden.

3. Die klare nitrierte Lösung wird von den Verunreinigungen, namentlich Eisen, gereinigt, indem sie in hohen Zylindern erwärmt, durch Einblasen von Luft oxydiert wird. Gleichzeitig wird durch Zugeben von Kupferoxyd (oder Röstgut) das Eisen (und Arsen, Antimon usw.) ausgefällt, indem folgende chemische Umsetzung benutzt wird:

2 Cu O + 2 Fe S O₄ + 4 O

2 Cu S O,

+ 2 Fe₂ O₅,

4. Die nunmehr filtrierte reine Kupfersulfatlösung wird unter Anwendung von unlöslichen Anoden (z. B. aus Blei, Kohle oder -Platin) elektrolysiert. Hierbei fällt das Kupfer an der Kathode aus, und an der Anode entwickelt sich Sauerstoff.

Durch die vorliegende Erfindung lassen sich die in oben genanntem Prozeß .unter 2., 3.

und 4. erwähnten Operationen in. einem Verfahren zusammenfassen und gleichzeitig ausführen, indem außerdem das Kupfer gleich als dünnes Blech von vorzüglicher Qualität ausgefällt wird. Die Einrichtung vereinigt einen Auslaugeapparat, der durch die Ausbildung der Innenseite des rotierenden Kathodenzylinders intensiv wirkt, mit einem chemischen Reinigungsapparat zur Ausfällung des Eisens unter Benutzung des Anodensauerstoffes und des Überschusses von suspendiertem Röstgut vom Kupferstein. Beide Einrichtungen sind schließlich mit einem geeigneten Elektrolysierapparat vereinigt, indem . sowohl der stark gesättigte Elektrolyt wie die suspendierten Kupfersteinteile eine große Reibung hervorrufen und dadurch das Kathodenkupfer dicht machen.

Auf der Zeichnung ist in Fig. ϊ ein senkrechter Schnitt durch den Apparat und Fig. 2 ein Querschnitt durch den Apparat, und zwar ist die linke Seite ein Schnitt nach der Linie a-b und die rechte Seite ein Schnitt nach der Linie c-d der Fig. 1.

Der Apparat (die Zelle) besteht aus dem gußeisernen, bleiausgelegten Gehäuse C, in dessen eigentümlich geformten Rippen die Kupferanoden A nach innen mit Platinblech bekleidet und mit Gummi abgedichtet eingespannt sind. In der Mitte erhebt sich eine durch Rippen versteifte Säule D, welche das Lager und die aus einem Kupferrohr bestehende Stromzuführung zur Kathode K trägt. Der Boden des Gehäuses ist rund, > schneckenförmig vertieft ausgebildet und mit tangentialem Abflußstutzen E versehen, um die Rückstände von Eisenoxyd und anderen Verunreinigungen (worin auch eventuelle Edelmetalle) leicht und vollkommen auswerfen zu können. Die Strom-

Zuführung zur rotierenden Kathode geschieht durch eine wulstartig ausgebildete Quecksilberverbindung Q, in der das Quecksilber stets gleiche Flächenverbindung zwischen den Eisenteilen bewirkt, bei jeder Peripheriegeschwindigkeit.

Die Kathode ist außen zu einem blankpolierten Kupferzylinder aixsgebildet, auf welchem die Bleche ausgefällt werden. Durch die Form

ίο der äußeren Zellenwand wird der abfließende Elektrolyt mit dem aufgeschlämmten Kupferstein gegen die Kathodenfläche gezwängt und ruft starke Reibung und Glättung hervor, welche durch möglichst hohe Peripheriegeschwindigkeit (etwa 400 m pro Minute) gesteigert wird. Die Innenseite der Kathode ist als »Zentrifugalrührer« ausgebildet. Sich nach oben stetig erweiternd ist sie über den Anoden mit großen Löchern versehen, zum Auswerfen des Elektrolyten, welcher auf diese Weise mit dem Stein fortwährend emporgesogen wird und an der Anodenseite wieder herabsinkt.
Die Arbeitsweise ist folgende:
Es wird mit einer Stromdichte von 1500 bis 2000 Ampere pro Quadratmeter an der Kathode gearbeitet. Die Anodenoberfläche ist 60 bis 75 Prozent von der Kathodenoberfläche, um möglichst intensiv Sauerstoff zu erzeugen. Die Pheripheriegeschwindigkeit ist möglichst hoch (mindestens 400 bis 500 m pro Minute) der Reibung und der Rührung wegen. Die Badtemperatur ist 50 bis 60 ° C. oder höher, zwecks leichteren Auflösens. Der Elektrolyt ist gesättigte Kupfersulfatlösung, welche also bei 50⁰C- 65,83 Prozent Cu S O₄ + 5 aq enthält, um durch möglichst hohes spezifisches Gewicht die Reibung zu erhöhen. Zur Verbesserung der Leitfähigkeit und der Qualität des gefällten Kupfers wird 1 Prozent freie Schwefelsäure und 0,1 Prozent freie Salzsäure zugesetzt. Auf diese Weise wird sich nie ein besonders hoher Säuregehalt bilden, indem er sofort vom Kupferoxyd abgestumpft wird. Daher wird auch nur außerordentlich wenig Eisen in Lösung gehen und dann durch den Überschuß an Sauerstoff und Kupferoxyd sofort ausfällen. Die Spannung zwischen den Elektroden ist 2,5 bis 3 Volt.

Claims

Pate nt-An sprüche:

1. Verfahren zur Lösung, Reinigung und Niederschlagung von Kupfer unter Verwendung einer zylindrischen elektrolytischen Zelle, die eine rotierende Kathode enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Auslaugen gebildete Kupfersulfatlösung durch den an den Anoden entwickelten Sauerstoff oxydiert wird und mit dem frisch einkommenden Röstgut derartig reagiert, daß schließlich das in der resultierenden Kupfersulfatlösung verhandene Kupfer auf der Außenfläche der rotierenden Kathode unter starker Reibung mit der Flüssigkeit in Plattenform ausgefällt wird.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der elektrolytischen Zelle zentral angebrachte rotierende zylindrische Kathode innen als Zentrifugalrührer ausgebildet ist, während außen rings herum unauflösliche Anoden angeordnet sind, wobei die Innenwand der Zelle eine solche Form hat, daß sie den mit suspendiertem Röstgut gefüllten Elektrolyten gegen die Kathodenfläche zwängt, so daß er durch starke Reibung das ausgefällte Kupfer in bekannter Weise dicht und glatt macht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.