DE33968C - Verfahren zur Reinigung von Kupferniederschlägen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Juni 1885 ab.

Diejenigen Kupfersorten, welche durch Ausfällen des Metalles aus seinen entweder aus der Behandlung der Mineralien oder aus den Cementwässern der Kupfergruben herrührenden Lösungen dargestellt werden, sind gewöhnlich durch Arsen- und Antimonbeimengungen verunreinigt, welche die Qualität und den Kaufwerth dieses Metalles wesentlich herabsetzen.

Die Erfahrung hat gezeigt, dafs, wenn Arsen und Antimon bei den Vorarbeiten in der metallurgischen Behandlung der Mineralien nicht ausgeschieden und getrennt werden und diese Körper eine Verbindung oder Legirung mit dem Kupfermetall eingehen, die schliefsliche Trennung unmöglich oder doch wenigstens so erschwert wird, dafs man in der Praxis darauf verzichten mufs.

Erfinder hat seit Jahren mit gröfster Sorgfalt die in der Provinz Huelva in Spanien und in St. Domingo in Portugal in Ausübung befindlichen Verfahrungsweisen für arme Erze studirt; die Verfahrungsweisen daselbst sind bei den dortigen grofsen Massen armer Erze ausschliefslich wegen ihrer Billigkeit ausführbar. Vor Eingehen auf das Wesen der vorliegenden Erfindung weist Erfinder darauf hin, dafs in den der Luft ausgesetzten Mineralhalden die Schwefelmetallverbindungen sich zu schwefelsauren Verbindungen oxydiren, wodurch sich Lösungen bilden, deren Kupfer durch metallisches Eisen ausgeschieden wird.

Um das Sulfatisiren der kupferhaltigen Pyrite zu beschleunigen, röstet man dieselben, wobei das Arsen neben dem Schwefel oxy dirt wird.

Die arsenige Säure wird in den abgekühlten Mineralschichten condensirt und dabei mit den Oxyden und den Sulfaten vermischt; auch findet hier noch eine Bildung von Schwefelsäure im Ueberschufs und von schwefelsauren Salzen statt. In Gegenwart der überschüssigen Säure, welche immer bei dieser Ueberführung in die schwefelsauren Verbindungen entsteht, verbleibt das Arsen in Verbindung mit dem Kupfer in der Lösung zurück.

Das Calcinationsproduct dieser Mineralmenge, welche mit dem Namen »Teleras« bezeichnet wird, enthält: 1. das nicht metallische Gestein der Mineralien; 2. antimon-, arsen- und andere metallhaltige Schwefelverbindungen, roh oder nur wenig umgeändert; 3. die unlöslichen oder in sauren Flüssigkeiten löslichen Metalloxyde ; 4. schwefelsaure Salze, besonders schwefelsaures Eisenoxyd, schwefelsaures Eisenoxydul und Kupfervitriol, und 5. arsenige Säure und Antimonoxyde.

Unterwirft man dieses Gemisch der Auslaugung, so erhält man Lösungen, welche enthalten:

i. überschüssige Schwefelsäure; 2. schwefelsaures Eisenoxyd und Eisenoxydul; 3. Kupfervitriol, Zinkvitriol u. s. w.; 4. arsenige Säure und Antimonoxyd, die wegen der Anwesenheit überschüssiger Schwefelsäure in Lösung verbleiben.

Wird dann die Lösung mit metallischem Eisen in Berührung gebracht, so hat die Neutralisation der überschüssigen Säuren nicht nur die Ausfällung des Kupfers durch das

Eisen zur Wirkung, sondern es sollen auch arsenige Säure und Antimonoxyde ausgefällt werden. Gleichzeitig bilden sich auch unlösliche basisch schwefelsaure Eisenverbindungen.

In der Praxis ist man noch nie dahin gelangt, diese Reactionen in wohlfeiler Weise von einander zu trennen, welche in der Theorie einander folgen müfsten. Das Kupfer enthält immer viele Unreinheiten, oder es nehmen die abgeschiedenen Unreinheiten viel Kupfer mit fort, so dafs man je nach, der gröfseren oder geringeren Reinheit die Niederschlage im allgemeinen in zwei Klassen (cascara et papucha) theilen kann.

Die gebräuchlichen Reinigungsprocesse zur Abscheidung des Arsens, Wie die Calcination bei schwacher Rothglühhitze, die Wiederumbildung in Schwefelverbindungen oder Leche, die dann auf trockenem Wege behandelt werden, geben unvollkommene Resultate oder sind sehr kostspielig.

Diese ungenügenden mechanischen oder metallurgischen Reinigungsprocesse der Kupferniederschläge will der Erfinder durch ein neues industrielles Verfahren ersetzen.

Bekanntlich sind die arsenigsauren und arsensauren Salze der schweren Metalle und besonders diejenigen des Eisens und Kupfers in Wasser und in neutralen Lösungen unlöslich, in Säuren löslich,- die arsenigsauren und arsensauren Alkalien in Wasser und in neutralen Lösungen löslich.

Erfinder hat gefunden, dafs es nicht nöthig ist, eine Säure als Zwischenhülfsmittel (wie solches bei der analytischen Bestimmung des Arsens gebräuchlich ist) zu verwenden, um die arsenige Säure oder Arsensäure aus der Metallverbindung an Alkali zu binden, dafs die Umbildung durch directe Einwirkung des Alkalis auf das arsenhaltige Metallsalz erreicht werden kann. Wenn das Arsensalz von einem frischen Niederschlag herrührt und noch kaum der Luft ausgesetzt gewesen ist, so ist die Reaction des Alkalis ebenso schnell wie leicht. Ist jedoch der aus den beiden oben genannten Klassen (cascara ou papucha) zusammengesetzte Niederschlag, auf den man einwirken läfst, älteren Ursprungs und mit oder ohne W^Tärme getrocknet, so erfordert die Einwirkung des Alkalis mehr Zeit und Mühe, vollzieht sich aber ebenso vollständig.

Das Resultat der Reaction ist also ein Metalloxyd, welches mit der Cascara vermischt bleibt, und ein lösliches arsensaures Salz, welches durch einfaches Auswaschen abgeschieden werden kann. Hieraus ergiebt sich, dafs alle Alkalien, welche ein lösliches Arseiisalz ergeben, verwendet werden können. Der Preis der verschiedenen Alkalien an dem Verarbeitungsorte bestimmt dasjenige Alkali, welches man mit Vortheil anwendet, zu dem sich im allgemeinen wohl Natron am meisten eignet.

Durch Fällen des arsensauren Natrons init Kalk kann man das Aetznatron regeneriren.

In gewissen Fällen wird sich die Anwendung von Alkalicarbonat empfehlen, was ebenfalls die Umbildung der Arsen- und Antimonverbindungen in lösliche, durch Auswaschen abzuscheidende Salze gestattet.

Eine gröfsere Geschwindigkeit und Wirkung soll dadurch erzielt werden, dafs man entweder vor oder gleichzeitig mit dem Alkali ein Alkalinitrat einwirken läfst, welches die arsenige und antimonige Säure in Arsen- und Antimonsäure umwandelt, deren Salze sich schneller und leichter in lösliche alkalische Salze umwandeln lassen.

In diesem Falle ist die Reihenfolge der Operationen die folgende:

1. Man erhitzt den Kupferniederschlag in einer im Ueberschufs vorhandenen Alkalinitratlösung und scheidet nach der Reaction den Niederschlag ab. Die Lösung kann bis zur vollständigen Umsetzung des Nitrats weiter verwendet werden.

2. Man erhitzt nach der Behandlung mit dem Nitrat den Niederschlag in einer kaustischen. Alkalilösung und scheidet die Lösung ab.

3. Man schlägt die arsensauren Salze durch Aetzkalk nieder, um das Alkali zu regeneriren, das dann zu einer weiteren Operation verwendet werden kann.

In folgendem soll als Beispiel die Reihenfolge der Operationen angegeben werden, welche zur Reinigung der Kupferniederschläge dienen sollen.

Die Niederschläge werden in eine Gruppe von Behältern eingebracht, die mit Rührwerken versehen sind und geheizt werden können, was durch ein offenes Feuer oder durch Dampf bewirkt werden kann.

Die erste Operation besteht in der Einwirkung der Alkalilösung, welche der Reihe nach und in einer der Einführung der Niederschläge umgekehrten Richtung durch die verschiedenen Behälter hindurchgeht, damit die Niederschläge vor ihrem Austritt aus dem letzten Behälter der Einwirkung des noch kaustischen und reinen Alkalis ausgesetzt werden, und andererseits und in umgekehrtem Sinne das Alkali in grofsen Mengen, zu löslichem Arsensalz umgebildet, austreten.

Die arsenhaltigen Lösungen werden dann in einem der letzten Behälter gesammelt, in dem sie durch Kalk zersetzt werden.

Nach Mafsgabe der Einwirkung des Aetznatrons auf den Niederschlag wird dieser nach seinem Absetzen sorgsam aus dem Behälter entfernt, dann mit reinem Wasser ausgewaschen,

um den Niederschlag auch noch von der letzten Spur des löslichen Arsensalzes zu reinigen.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Das Verfahren der Reinigung von Kupferniederschlägen, welche bei der Behandlung von Kupfermineralien ganz oder theilweise auf nassem Wege gewonnen werden, darin bestehend, dafs das Arsen und Antimon durch directe Einwirkung eines geeigneten Alkalis, wie Aetznatron oder Kali, auf diese Niederschläge aus letzteren ausgeschieden werden.

   Bei diesem Verfahren der Ersatz der Alkalien durch Alkalicarbonate.
   Die vorherige oder gleichzeitige Behandlung der genannten mit Alkalien zu behandelnden Kupferniederschläge mit Alkalinitraten, um die arsenig- und antimonigsauren Salze in möglichst grofser Menge in arsen- und antimonsaure Salze überzuführen.