DE32866C - Neuerung in der elektrolytischen Darstellung von Kupfer und Schwefelsäure - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 13. März 1885 ab.

Die Erfindung bezweckt die Darstellung von metallischem Kupfer aus einer Lösung von schwefelsaurem Kupferoxyd mit Hülfe eines elektrischen Stromes.

Wenn eine wässerige Lösung von Kupfervitriol, die mehr oder weniger freie Schwefelsäure enthalten kann, in Verbindung mit einer metallenen Kathode und einer in Schwefelsäure unlöslichen Anode, welche aus Kohle, Blei oder Platin bestehen mag, der Wirkung eines elektrischen Stromes unterworfen wird, so bietet die so hergerichtete Zersetzungszelle dem elektrischen Strom einen bedeutenden Widerstand, welcher von der hierbei auftretenden Polarisation verursacht wird.

Die Folge hiervon ist, dafs unter gleichen Umständen viel weniger Kupfer niedergeschlagen wird, wenn eine unlösliche, als wenn eine lösliche, z. B. aus Kupfer bestehende Anode zur Anwendung kommt.

Die vorliegende Erfindung hat nun den Zweck, diese Polarisation zu beseitigen und so die Menge des niedergeschlagenen Kupfers zu vergröfsern.

Zu diesem Zwecke wird die Kupfervitriollösung zunächst mit gasförmiger, schwefliger Säure geschwängert und dann bei einer Temperatur, welche höher ist als die gewöhnliche Lufttemperatur, der Elektrolyse unterworfen.

Erfinder hat nämlich die Beobachtung gemacht, dafs schweflige Säure im Elektrolyt bei gewöhnlicher Temperatur die Polarisation nur schwach verringert, dafs dagegen mit steigender Temperatur des Elektrolytes die Polarisation mehr und mehr verschwindet, bis zu dem Punkte, wo die Flüssigkeit das schwefligsaure Gas nicht mehr in Lösung zu halten vermag, was bei etwa 65⁰C. stattfindet.

Dementsprechend ist es am vortheilhaftesten, die Temperatur des Bades möglichst diesem Punkte, der selbstredend sich mit der wechselnden Zusammensetzung des Elektrolytes etwas ändert, zu nähern, ohne denselben zu erreichen oder gar zu überschreiten, weil alsdann ein Verlust an Schwefligsäure eintreten würde.

Die zu verwendende Schwefligsäure kann rein oder auch verdünnt sein, wie sie z. B. vom Rösten gewisser Schwefelerze und Hüttenpro ducte resultirt, und man schwängert das Elektrolyt damit, entweder indem man das Gas unter Druck durch passend durchlöcherte Röhren in die in der Zelle befindliche Lösung einleitet oder, und dies ist vorzuziehen, indem man die Lösung in einem von der Zelle getrennten Apparate mit der schwefligen Säure behandelt, dann hierzu irgend eine der bekannten Vorrichtungen zum Absorbiren von Gasen durch Flüssigkeiten benutzt. So z. B. kann man einen Koksthurm, wie er in der Fabrikation der Schwefelsäure zur Anwendung kommt, verwenden, in welchen das schwefligsaure Gas unten ein- und oben austritt, während die Flüssigkeit in. umgekehrter Richtung den Thurm durchrieselt.

In solchem Falle dient eine Pumpe oder andere Hebevorrichtung dazu, die Flüssigkeit durch Thurm und Zelle in Circulation zu halten.

Falls die Flüssigkeit noch weiter mit schwefelsaurem Kupferoxyd angereichert werden soll, wird ein Theil oder der ganze Flüssigkeits-

strom, wie er von der Zelle oder dem Thurm kommt, durch Krystalle von Kupfervitriol, geleitet oder bei Luftzutritt über Kupfergranalien oder durch sonstige an in Schwefelsäure löslichen Kupferverbindungen reiche Substanzen, die sich in passenden Lösungsgefäfsen befinden. Nur soll das kupferhaltige Material so gewählt werden, dafs möglichst wenig fremde Substanzen mit in Lösung gehen, welche die Elektrolyse erschweren oder das niedergeschlagene Kupfer verunreinigen könnten.

Das Elektrolyt soll hinreichend Schwefligsäure enthalten, um deutlich danach zu riechen; doch braucht es nicht damit gesättigt zu sein.

Um die Absorption der Schwefligsäure zu erleichtern, kann die warme Flüssigkeit vor der Behandlung mit dem Gase abgekühlt werden.

Die Circulation im Innern der Zelle mufs so geführt werden, dafs die Zusammensetzung der Flüssigkeit überall möglichst gleichförmig bleibt, da anderenfalls nachtheilige elektrische Gegenströme entstehen würden.

Namentlich ist hierauf zu sehen, wenn das Elektrolyt an Kupfer beinahe erschöpft ist, und es ist deshalb dann eine recht lebhafte Circulation oder mechanische Mischung der Flüssigkeit zu unterhalten.

Um das Elektrolyt auf der erforderlichen Temperatur zu halten, kann entweder die Schwefligsäure heifs, wie sie z. B. vom Röstofen kommt, zur Anwendung kommen, oder die Erhitzung kann durch bleierne Dampfschlangen oder in sonst beliebiger Weise geschehen.

Um Belästigung durch die schweflige Säure zu vermeiden, wie auch um die Wärmeverluste zu verringern, können die Zellen mit beweglichen Deckeln versehen werden, von denen ein Abzugsrohr die sich entwickelnden Gase und Dämpfe aufnimmt und abführt.

Durch die vorstehend beschriebene Arbeitsmethode wird sämmtlicher Sauerstoff, der bei Abwesenheit von Schwefligsäure an der Anode in Freiheit gesetzt worden, sein würde, zur Bildung von Schwefelsäure benutzt, und es werden deshalb, einschliefslich der aus dem. Kupfervitriol stammenden Schwefelsäure, für je ein Aequivalent niedergeschlagenen Kupfers je zwei Äequivalente freier Schwefelsäure im Elektrolyt gebildet, welche dazu beiträgt, das letztere in guter Leitungsfähigkeit zu erhalten, selbst wenn fast alles Kupfer niedergeschlagen worden ist.

Wenn so das Elektrolyt an Kupfer beinahe erschöpft und an Schwefelsäure hinreichend angereichert ist, wird es ganz aus der Circulation entfernt und durch frische Lösung ersetzt. Ein Theil der erschöpften, aber jetzt stark schwefelsauren Lösung mag dazu benutzt werden, um nach bekannten Methoden frische Lösung von Kupfervitriol zwecks späterer Zersetzung in der Zelle zu bilden, während die übrige Lösung entweder zur Fabrikation von käuflichem Kupfervitriol dienen kann oder sonstwie gereinigt und auf Schwefelsäure oder deren Salze verarbeitet wird.

Der zur Anwendung kommende elektrische Strom kann von irgend welcher Quelle stammen, vorzuziehen ist der einer Dynamomaschine", die Anordnung, sowie Gröfse und Anzahl der Elektroden mufs sich, wie bekannt, nach dem Charakter dieses Stromes richten.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die Benutzung einer warmen und freie Schwefligsäure enthaltenden Lösung von Kupfervitriol als Elektrolyt in Verbindung mit einer unlöslichen Anode zum Zweck der elektrolytischen Darstellung von Kupfer und Schwefelsäure.