DE331179C

DE331179C - Verfahren zum Ausscheiden und Raffinieren von Metallen, insbesondere von Kupfer und Nickel, aus Schmelzfluessen u. dgl.

Info

Publication number: DE331179C
Application number: DE1918331179D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1917-12-19
Filing date: 1918-11-24
Publication date: 1921-01-03

Description

Verfahren zum Ausscheiden und Raffinieren.von Metallen, insbesondere von Kupfer und Nickel, aus Schmelzflüssen u. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausscheiden und Raffinieren von Metallen, insbesondere von Kupfer und Nickel, aus Schmelzflüssen ti. dg1., die diese Stoffe in metallischer oder gebundener Form, z. B. als Sulfide, nebst anderenVerunreinigungen enthalten, und. die durch Aufschließen von Kupfernickelerzen oder Kupferzinkerzen erhalten werden. Das Verfahren eignet sich besonders zur Behandlung von kupfernickelhaltigen Schmelzen, wie die durch Verhüttung von Kupfernickelerzen hergestellte Konvertermatte, die etwa 8o Prozent Kupfer und Nickel und etwa o,5 Prozent Eisen enthält. Diese Matte enthält ferner noch Sch-,vefel und andere Bestandteile, die für die Behandlung ohne Bedeutung sind. Die Konvertermatte wird geröstet und danach einem reduzierenden Schmelzen nebst Granulation unterworfen.
Das neue Verfahren besteht darin, daß der Schmelzfluß o. dgl., zweckmäßigerweise in' granulierter Form, mit Säure oder sauren Flüssigkeiten ausgelaugt wird, dann aus der Lösung durch die an sich bekannte Zementierung eins oder mehrere der in der Flüssigkeit befindlichen elektronegativen Metalle (Kupfer) ausgefällt und die Lösung einer an sich bekannten Elektrolvse unter Verwendung unlöslicher Anoden derart unterworfen wird, daß die durch den Kathodenraum geführte und dort vom Nickel befreite Lösung danach durch den durch ein Diaphragma gegen den Kathodenraum abgeschlossenen Anodenraum zur Anreicherung des Säuregehaltes geführt wird, worauf sie zur Lösung neuer Mengen des Ausgangsstoffes verwendet wird. Der granulierte Ausgangsstoff wird in eine Lösungskolonne gebracht, wo er mit Säure oder sauren Flüssigkeiten behandelt wird. Im allgemeinen ist. die Schwefelsäure für die Behandlung am besten geeignet; der Einfachheit halber wird deshalb im nachstehenden nur die Schwefelsäure erwähnt. Es können aber auch andere Säuren verwendet werden.
Die Schwefelsäure wird in der Lösungskolonne absatzweise über die Granalien geführt, wobei Luft in die Kolonne eingeleitet wird. Auf diese Weise lösen sich die Granalien, und die Säure wird neutralisiert. Sowohl Kupfer als auch Nickel werden in demjenigen Verhältnis, in dem sie sich in den Granalien vorfinden, gelöst, und. es findet, nachdem die Säure dadurch neutralisiert worden ist, ein Zementierungsprozeß statt, wobei das in den Granali.en enthaltene Nickel sowie Zink, Eisen und: anderc-Metälle, das mehr elektronegativeKupfer aus der Lösung ausfällen. Wenn man die Lösune mehrmals durch die Kolonnen fließen läßt oder eine genügende Anzahl Kolonnen hintereinander anordnet, so erhält man eine neutrale kupferfreie Nickelsulfatlösung. Die Nickelsulfatlösung wird dann einer Elektrolyse mit unlöslichen Anoden unterworfen, wobei das Nickelsulfat in metallisches Nickel und freie Schwefelsäure zersetzt wird. Damit nicht die ganze Nickelsulfatlösung sauer wird, wenn die Schwefelsäure an der Anode frei wird, wodurch eine weitere Ausfällung von Nickel verhindert werden würde, wird die Anode mit einem Diaphragma umgeben. Zweckmäßigerweisewenden mehrere Elektrolysegefäße, von denen jedes mehrere Anoden und, Kathoden enthalten kann, angeordnet. Die Anodenräume und die Kathodenräume sind mit besonderen Zu- und Abläufen für die Lösung versehen, und die aus dem Kathodenraum abgezogene Flüssigkeit wird in die Anodenräume geführt. Hierdurch wird der Säuregehalt der von den Kathodenräumen kommenden Lösung geregelt, je nachdem man die Lösung durch die Räume schneller oder langsamer durchströmen läßt. Die aus den Anodenräumen strömende saure Lösung wird nach den Lösungskolonnen zurückgeleitet und dort unter Lösung von Kupfernickel wiederum neutralisiert. Die Behandlung in den Kolonnen erfolgt ivie oben erwähnt, und nachdem die Zementierung stattgefunden hat, wird die kupferfreie Nickelsulfatlösung wieder der Elektrolyse unterworfen.
In den Kolonnen, in denen die Zementierung stattfindet, scheidet sich metallisches Kupfer aus, das entfernt und beliebig verwendet werden kann.
In der Zeichnung ist der Gang des Verfahrens schematisch dargestellt.
In den Lösungskolonnen a, in denen die Lösung des Ausgangsstoffes und auch die Zementierung der gewonnenen Lösung erfolgt, wird die erhaltene neutrale Flüssigkeit durch einen Mischbehälter b in den Kathodenraum c des Elektrolysiergefäßes geführt, in dem eine Abscheidung von Nickel an der Kathode erfolgt. Die abgezogene Flüssigkeit geht durch ein Sammelgefäß f und durch eine Rohrleitung e, teilweise, beispielsweise ein Drittel, durch die Anodenräume d. Von hier aus wird die Lösung den Lösungskolonnen a «nieder zugeführt, von wo sie, mit Nickel angereichert, in den Mischbehälter b weitergeleitet wird, um mit der von dem Sammelbehälter f durch dieLeitung g ankommenden Restlösung- gemischt zu werden. Von dem Mischbehälter b wird die Lösung wieder in den Kathodenraum c geführt.
Dadurch, daß man die Zirkulation in der in der Zeichnung dargestellten Weise vornimmt, wird erreicht, daß man aus dem Anodenraum eine verhältnismäßig geringe Flüssigkeitsmenge mit verhältnismäßig hoher Säurekonzentration erhält, wodurch bekanntlich der Lösungsvorgang leichter vor sich geht als mit einer großen Flüssigkeitsmenge mit niedriger Säurekonzentration. Auch wird dadurch erzielt, daß der Katalyt ständig auf einer - für die Elektrolyse geeigneten Konzentration gehalten werden kann, so daß sich die Zirkulation im Kathodenraum unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit im Anodenraum regeln läßt.
Einen Teil des granulierten Kupfernickels kann man durch granulierte Konvertermatte ersetzen, da die Sulfide durch die obenerwähnte Behandlung in der Lösungskolonne als Sulfate unmittelbar in Lösung gebracht werden können. Dadurch werden zum Teil die mit dem Rösten und Reduktionsschinelzen verbundenen Unkosten erspart, und es ist nur so viel Metall erforderlich, als der Zementierungsprozeß beansprucht.

Claims

PATENT-ANSPRÜCIiE: i. Verfahren zum Ausscheiden und Raffinieren von Metallen, insbesondere von Kupfer und Nickel, aus Schmelzflüssen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzfluß, zweckmäßigerweise in granulierter Form, mit Säure oder sauren Flüssigkeiten ausgelaugt wird, dann aus der Lösung durch Zementierung in bekannter Weise eins oder mehrere der in der Flüssigkeit befindlichen elektronegativen Metalle (Kupfer) ausgefällt und die Lösung einer an und für sich bekannten Elektrolyse unter Verwendung unlöslicher Anoden derart unterworfen wird, daß diese durch den Kathodenraum geführte und dort vom Nickel befreite Lösung danach durch den durch ein Diaphragma gegen den Kathodenraum abgeschlossenen Anodenraum zur Anreicherung des Säuregehaltes geführt wird, worauf sie zur Lösung neuer Mengen des Ausgangstoffes verwendet wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung der granulierten Metallmischung oder der granulierten Sulfide durch absatzweise Überrieselung in Lösungskolonnen unter Einblasen von Luft erfolgt, wobei. die Zementierung in besonderen Kolonnen vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB nur ein Teil der vom Kathodenraum kommenden Lösung durch den Anodenraute geleitet wird, während die übrige Lösung, mit der frischen Nickelsulfatlösung gemischt, wiederum durch den Kathodenraum geführt wird.