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Verfahren zur Gewinnung von Kupfervitriol aus Abfällen und Rückständen.
Das vorliegende Verfahren bezweckt die Gewinnung von Kupfervitriol aus Abfällen
und Rückständen, die metallisches Kupfer als solches oder in Form von Legierungen
neben anderen Metallen, wie beispielsweise Blei, Antimon, Zinn, Zink, oder neben
Legierungen solcher Metalle, enthalten, bei gleichzeitiger Absonderung der Begleitmetalle
als Oxyde und praktisch unlösliche Sulfat- oder Chlorverbindungen.
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Abfälle der bezeichneten Art kamen bis vor kurzem für die Vitriolgewinnung
nicht in Frage, weil das Kupfer aus ihnen durch Schwefelsäure nur zu einem geringen
Bruchteil ausgelaugt werden konnte, sie mußten vielmehr, wofern der Kupfergehalt
diese Verarbeitung lohnte, vorerst hüttenmännisch in metallisches Kupfer übergeführt
werden, aus dem sodann erst Kupfervitriol hergestellt wurde; bei geringerem Kupfergehalt
konnten solche Rückstände nur als Zuschläge zu Legierungen verwertet werden. Im
Jahre igi8 ist der Vorschlag gemacht worden, Kupferkrätze und kupferhaltige Abfälle
in der Art der chlorierenden Röstung, wie sie früher nur für sulfidische Erze üblich
war, in ein Gemisch von Kupferchlorür und Kupferchlorid überzuführen, das mit verdünnter
Schwefelsäure ausgelaugt werden kann. Allein die erforderliche Menge des Kochsalzes
ist mit mindestens 15 Prozent eines Ausgangsmaterials, das 25 Prozent Kupfer
enthält, angenommen worden, so daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage
gestellt ist. Im Sinne der Erfindung werden derlei Abfälle, z. B. kupferzinnhaltige
Späne oder Rückstände, wie E-lektrolysenschlämme, Flugstaub aus Konvaterprozessen,
Zinnaschen o. dgl., in Gegenwart wesentlich geringerer Mengen von Chloriden geröstet,
was dadurch ermöglicht wird, daß die Abfälle vor dem Rösten mit dem Chlorid zusammen
fein zerkleinert werden Dank dieser einfachen Maßnahme findet das Verfahren bei
Materialien, die 2,5 Prozent metallisches Kupfer enthalten, z. B. schon mit
5 Prozent Kochsalz reichlich sein Auslaugen, und selbst bei einem Gehalt von 85
bis go Prozent Kupfer beträgt die Höchstmenge des erforderlichen Kochsalzes erst
io Prozent. Hierbei geht das Kupfer in Chlorid und Oxychlorid über, wogegen die
übrigen Metalle fast alle in unlöslicher Form zurückbleiben und durch Verarbeitung
der ausgelaugten Rückstände nutzbar gemacht werden können. Aus den Laugen und Waschwassern
wird das Kupfervitriol _ in üblicher Weise durch Kristallisation gewonnen, wogegen
Zink- und Natriumsulfat in der Mutterlauge bleiben. Aus den an Zink-, Natrium- oder
anderen löslichen Sulfaten angereicherten Mutterlaugen werden die Sulfate durch
fraktionierte Kristallisation gesondert gewonnen. Selbstverständlich
kann
das Kupfer aus den Laugen auch durch Fällung mit Eisen als Zementkupfer ausgeschieden
werden.
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Einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß werden bei
Gegenwart von Zinn kleine Mengen, etwa 2 Prozent, von Kalk, Kieselsäure, Tonerde
oder deren Salzen dem Röstgut zugesetzt, wobei die Rösturig, im Gegensatz- zur chlorierenden
Röstung sulfidischer Erze, ganz ohne Verlust an Zinn vor sich geht.
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Ausführungsbeispiel. i ooo kg Bohr- oder Schleifspäne mit einem Gehalt
von 83,5 Prozent Kupfer neben 8,5 Prozent Zinn, 3 Prozent Antimon und 5 Prozent
Blei werden mit ioo kg Chlornatrium und 2o kg Kalk in einer Kugelmühle gemischt
und dabei auf möglichst feines Korn zerkleinert. Die Röstung geschieht bei dunkler
Rotglut, wobei etwa 15 Minuten lang erhitzt wird. Das Röstgut wird nach dem Erkalten
mit verdünnter heißer Schwefelsäure ausgelaugt und der unlösliche Rückstand bis
zur vollständigen Entfernung des Kupfersulfates mit heißem Wasser ausgewaschen und
sodann der Verhüttung zugeführt.
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Zum Zweck der chlorierenden Röstung sulfidischer Erze war es bereits
üblich, das zerkleinerte Erz mit dem Kochsalz innig zu vermischen. Dessenungeachtet
hielt man für einen Teil Kupfer mindestens zwei Teile Salz für erforderlich, um
die Chlorierung vollkommen zu machen. Nur durch Anwendung eines bestimmten Schachtofens,
des sogenannten Buddeus-Ofens, in dem das zu röstende Erz in vorerhitztem Zustande
in Form einer geschlossenen und wandernden Erzsäule vermittels Druckluft geröstet
wird, gelang die Chlorierung des Kupfers praktisch vollkommen mit einem Salzzusatz
von höchstens io Prozent. Daß die gleiche Menge beim Vorhandensein des Kupfers als
metallisches Kupfer, also in nicht ionisierter Form genügt, um in jeder beliebigen
Ofenkonstruktion zum Ziele zu kommen, wofern die kupferhaltigen Abfälle und das
Salz behufs innigster Vermischung zu möglichst feinem Korn zerkleinert werden, war
nicht vorauszusehen. Tatsächlich haben ja auch die eingangs erwähnten, offenbar
in der üblichen Weise angestellten Versuche des chlorierenden Röstens von metallisches
Kupfer enthaltenden Abfällen ergeben, daß mindestens 15 Prozent Kochsalz erforderlich
sind.
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Das Verfahren ermöglicht die Heranziehung von billigen Ausgangsstoffen
für die Herstellung von Kupfervitriol bei erhöhter Wirtschaftlichkeit infolge der
Verwertung der kostenlos abgesonderten Begleitmetalle; nur bei höherem Zinkgehalt
verursacht die Abscheidung des Zinkes gesonderte Kosten. Ein weiterer Vorteil tritt
bei der Verarbeitung von Rückständen in Erscheinung,' die neben Kupfer vornehmlich
Zinn enthalten, indem das vom Standpunkt der weiteren Zinnverarbeitung notwendig
zu entfernende Kupfer in dieser Weise vollständiger abgeschieden wird, als dies
durch hüttenmännische oder chemische Verfahrensweisen bisher erreichbar war.