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Verfahren zur Herstellung von Kupfersulfat aus kupferhaltigen Rückständen.
Bei der Verarbeitung von Metallen, Erzen oder metallhaltigen Stoffen entfallen häufig
große Mengen kupferhaltiger Rückstände in Form von Aschen, Schlacken usw. Es ist
oft sehr schwer und unlohnend, das Kupfer aus diesen Rückständen zu gewinnen, wenn
seine Menge verhältnismäßig gering ist und neben dem Kupfer noch andere unedle Metalle,
wie Eisen und Zink, vorhanden sind.
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Das vorliegende Verfahren, bezweckt nun die Gewinnung des Kupfers
aus solchen Rückständen in Form von Kupfersulfat. Das Kupfer wird durch den galvanischen
Strom in feinste Verteilung, sog. Kupferschwamm, übergeführt und, in dieser Form
in Schwefelsäure suspendiert, der Einwirkung heißer Luft ausgesetzt, wodurch die
Oxydation und Entstehung von Kupfersulfat sehr rasch vor sieh geht.
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Es ist bekannt, daß man metallisches Kupfer durch Einwirkung von Luft
in-Gegenwart von Schwefelsäure oder anderen Säuren in Lösung bringen kann. Auch
bei Aufschlemmung des Kupfers in Ammöniak oder dessen Salzen wird das Kupfer durch
Einblasen von Luft gelöst. Dieses Verfahren wird auch fabrikmäßig- angewandt (Zeitschrift
für angewandte Chemie 32/1g18, Referatenteil S.165). Die Oxydation des Kupfers geht
aber hierbei nur äußerst langsam vor sich, so daß dem Verfahren, besonders beim
Arbeiten in saurer Lösung, große Schwierigkeiten entgegenstehen. Es ist nun auch
versucht worden, diesem Übelstand dadurch zu begegnen, daß man das Kupfer in feinste
Form, sog. Schwammform, überführt; in solcher Form wird es viel schneller oxydiert.
Zu diesem Zweck wird nach französischem Patent 42o899 Wasser mittels eines Wasserstrahlgebläses
durch geschmolzenes Kupfer hindurchgeblasen-, der entstehende Wasserdampf soll das
Kupfer hierbei in feinste Schwammform überführen. Dieser Kupferschwamm soll sodann
in Kupfersulfat verwandelt werden.
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Es ist bekannt, daß man solchen Kupferschwamm auch auf besonderen
Wegen herstellen kann, deren wichtigster derjenige ist, bei welchem elektrische
Ströme von großer Dichte verwendet werden. Nach der ersten Addition 13r. 142214
zur französischen Patentschrift 41576o wird in Elektrodenräumen, welche durch Diaphragmen
getrennt sind, das Kupfer bei Verwendung hochgespannter Ströme an der Anode gelöst
und an der Kathode in Kupfersulfat übergeführt.. Es liegt auf der Hand, daß durch
die Verwendung von Diaphragmen die Einrichtung recht erheblich verteuert wird und
oft ausgebessert werden muß. Auch ist die Stromausnutzung schlecht, also der Stromverbrauch
sehr hoch.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man die Überführung von Kupfer in Schwammform
zur Gewinnung von Kupfersulfat durch Elektrolyse auch ohne Verwendung von Diaphragmen
bewerkstelligen kann. Es würde aber überhaupt nach dem genannten französischen Patent
142214 ohne weiteres nicht möglich sein, das Kupfer aus solchen Massen zu verarbeiten,
in welchen es, wie bei Zinkasche, in verhältnismäßig geringen Mengen vorkommt, während
gleichzeitig größere Mengen unedler Metalle, vor allem Eisen und Zink, vorhanden
sind. Hier kommt man nur zum Ziele, wenn man stark
saure Lösungen
verwendet, welche die kathodische Abscheidung der anderen Metalle verhindert. Ferner
muß, wenn die Rückstände so arm sind,.., daß ;sie.:eine, genügende Leitfähigkeit
haben; ' eire- i ölhergehende Anreicherung durc@@l,ufbiriig,@chläinmen o. dgl. stattfinden.
Die pulverige oder stückige Masse kann dann in Stücke gepreßt werden oder in grobmaschige
Säcke oder ähnliche Behälter eingefüllt werden.
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Beispiel. In einen Sack. aus weitmaschigem Gewebe oder einen Kästen
aus gitterförmigen Holzleisten, der nötigenfalls noch mit weitmaschigem Gewebe bekleidet
ist, werden kupferhaltige Zinkaschen eingefüllt. Von oben reicht eine Kohlenelektrode
leitend in die Masse hinein. Diese Vorrichtung hängt oder steht als Anode in der
elektrolytischen Zelle, welche mit wässriger Schwefelsäure gefüllt ist. Als Kathode
kann Kohle oder Metall, vorteilhaft z. B. eine Kupferplatte, benutzt werden. Die
Spannung wird hochgehalten, beispielsweise auf 3o bis 5o Volt, ist aber nicht an
diese Grenzen gebunden. Unter Wasserstoffentwicklung an der Kathode färbt sich die
Flüssigkeit blau. An der Kathode scheidet sich sehr reichlicher Kupferschwamm ab,
der zu Boden sinkt und entfernt werden kann, so daß das Verfahren durch zeitweiliges
Nachfüllen von frischen Kupferrückständen zur Anode stetig fortgesetzt werden kann,
bis sich die Verunreinigungen in der Lösung zu sehr angereichert haben. Der von
der Lösung getrennte Kupferschwamm wird in wässriger Schwefelsäure aüfgeschlemmt
(man kann natürlich auch unmittelbar die zur Elektrolyse verwendete kupferhaltige
Säure benutzen), diese zum Sieden erhitzt und ein Luftstrom eingeblasen, der die
Kupfermasse aufwirbelt. Vorteilhaft wird die Luft mittels eines Dampfstrahlgebläses
eingeblasen, wodurch die Lösung zugleich heiß erhalten wird. Das Kupfer ist in kürzester
Zeit gelöst.