DE460456C - Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Kupfer oder Kupferlegierungen unter Verwendung eines kupferchloruerhaltigen Elektrolyten - Google Patents

Description

• Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Kupfer oder Kupferlegierungen unter Verwendung eines kupferchlorürhaltigen Elektrolyten. Bei der elektrolytischen Raff nation von unreinem Kupfer oder Kupferlegierungen tritt bei dem üblichen kupfersulfathaltigen Elektrolyten, insbesondere bei der Raffination von verhältnismäßig kupferarmem Material, im allgemeinen eine Entarmung des Elektralyten an Kupfer ein, bis sich schließlich an der Kathode das Kupfer nur noch in pulveriger oder schwammiger Form abscheidet. Man müßte infolgedessen der Elektralytlösung fortgesetzt entsprechende Mengen Kupfersulfat zusetzen, was aber eine wesentliche Erschwerung des Betriebes darstellt.
• Es ist zwar schon bekannt, Kupferoxydulhalogensalzlösungen unter Anwendung von löslichen Anoden und ohne Diaphragmen in der Weise zu elektrolysieren, daß aus dem Elektrolyseur eine Oberflächenschicht abgezogen wird, von der angenommen wird, daß sie bereits zu Kupferchlorid oxydiert ist. Das Kupferchlorid wird durch kupferhaltiges Material reduziert und dem elektrolytischen Füllungsbad wieder zugeführt. Bei diesem bekannten Verfahren ist eine sorgfältige Wartung notwendig, damit nur oxydierte Elektrolytlösung tatsächlich abfließt. Eine Anpassung an den Bedarf des Elektrolyten an zusätzlichem Kupfer ist dabei nicht vorgesehen.
• Gemäß der Erfindung wird im Gegensatz hierzu in der Weise verfahren, daß aus dem Elektrolyseur, der bekanntermaßen mit löslichen Anoden aus dem zu raffinierenden Rohmaterial und ohne Diaphragma arbeitet, die Kupferchlorürlösung vorzugsweise ununterbrochen in eine getrennte Apparatur abgezogen wird und in dieser durch Einblasen von gasförmigen Oxydationsmitteln vollständig in Kupferchloridlösung umgewandelt wird und in ähnlicher Weise wie bei dem vorerwähnten bekannten Verfahren durch Einwirkenlassen von metallischem Kupfer, zweckmäßig dem zu raffinierenden Rohmaterial, wieder zu Kupferchlorürlösung reduziert wird. Bei dem neuen Verfahren spielt es dabei keine Rolle, ob die aus dem Elektrolyseur in das Oxydationsgefäß abfließende Lösung bereits etwas Kupferchlorid enthält oder nicht, weil die Gewähr dafür besteht, daß die aus dein Oxydationsgefäß austretende Lösung unbedingt zu Kupferchlorid oxydiert ist.
• Bei dem neuen Verfahren wird der an Kupfer entarmte Elektrolyt so stark an Kupfer angereichert, daß selbst Kupferlegierungen mit größeren Mengen fremder Beim@etalle, wie Nickel, Kobalt, Zinn, Zink usw., sich ohne erhebliche Schwierigkeiten gut verarbeiten lassen.
• Als oxydierende Mittel für die Umwandlung des Kupferchlorürs zu Kupferchlorid verwendet man vorzugsweisse in gasförmiges Mittel, wie z. B. Luft oder Chlor. Zur Reduktion der entstandenen Isupferchloridlösung ist es am zweckmäßigsten, an Stelle von metallischein, reinem Kupfer das zu raffinierende Schwarzkupfer oder die zu raffinierende Kupferlegierung selbst zu verwenden.
• Selbstverständlich wird sich der Elektrolyt im Laufe des Arbeitsganges mit den löslichen Beimengungen des Kupfers, wie Zink in Form von Zinkchlorid, Nickel in Form von Nickelchlorid usw., anreichern, und es muß daher von Zeit zu Zeiteine Reinigung :des Elektrolyten von diesen Verbindungen vorgenommen werden. Diese Reinigung kann nach einem der allgemein bekannten chemischen Verfahren vorgenommen werden. Man kann aber auch für diesen Zweck ein elektrochemisches Verfahren anwenden.. Dieses besteht darin, daß nach Entfernung der letzten Reste Kupfer aus dem Elektrolyten die übrigen Komponenten, beispielsweise Nickel, Zinn oder Zink, entsprechend ihren Abs.cheidungspotentialen kathodisch abgeschieden werden. Das dabei anodisch entstehende Chlor kann wieder als Oxydationsmittel, wie oben beschrieben, verwendet werden.
• Es hat sich für die Durchführung des vorgerannten Prozesses als zweckmäßig lerwiesen, von Zeit zu Zeit eine geringe Menge Salzsäure während des Oxydationsprozesses dem Elektrolyten zuzusetzen; @ebenso ist es vorteilhaft, um einen guten kathodischen Kupferniederschlag zu erhalten, ein Kolloid dem Elektrolyten beizufügen.
• Als Ausführungsbeispiel der Erfindung wird angegeben: Angenommen, eine Kupfer-Nickel.-Zink-Legierung, welche etwa 70 % Kupfer, 2o % Nickel und io % Zink enthält, soll nach dem neuen Verfahren raffiniert werden. Als Elektrolyseur wird eine der bekannten üblichen Anordnungen verwendet, bei welcher sich Anode und Kathode gegenüber-3tehen, z. B. .ohne Zwischensichaltung ,eines Diaphragmas. Als Kathode kann ein Elekrolytkupferblech verwendet werden, während als Anode entsprechende Stücke der zu raffiiierenden Legierungen dienen. Die RaffinatIon äßt sich beispielsweise reit der üblichen Stromdichte, d. h. i oo Amp./qm, durchführen ind einer der üblichen Spannungen, d. h. etwa i,3 Volt bei etwa 5 cm Elektrodenabstand. Die Femp:eratur wird zweckmäßig auf ¢5 bis 5o° sehalten. Die Raffination vollzieht sich in der Weise, daß der Elektrolyt, welcher Kupfer als Kupferchlorür neben :etwas freier Salzsäure und etwas Kochsalz enthält, dem Bade in der üblichen Weise zufließt und nach Durchfluß durch das Bad dieses in der bei Raffinationsbädern üblichen Weise vo:rläßt. Der an Kupfer verarmte Elektrolyt wird nun entweder in kontinuierlichem Kreislauf oder diskontinuierlich zunächst dem Oxydationsgefäß zugeführt, in welches Luftoder Chlor eingeblasen wird und in dem sich außerdem Kupfer, und zwar zweckmäßig das zu raffinierende Kupfer in Form von Granalien, Blechstreifen oder einer beliebig änderen Form, befindet, damit gleich nach der erfolgten Oxydation durch dieses Metall die Reduktion des Chlorids zu Chlorur vorgenommen wird. Um auch die letzten Reste etwa noch nicht reduzierten Kupferchlorids zu beseitigen, wird zweckmäßig der Elektrolyt noch in ein mit gleichen Kupferteilen beschicktes Gefäß geleitet, ehe er in. das Bad fließt. Statt ein einziges Baal zu verwenden, wird man in .größeren Anlagen natürlich zweckmäßigerweise kaskadenförmig aufgestellte Bäder benutzen. Von Zeit zu Zeit wird der mixt Nickel- und Zinkchloriden angereicherte Elektrolyt von diesen nach einem der üblichen chemischen Verfahren befreit.
• Auch Kupfer-Zinn-Legierungen können nach dem vorstehenden Verfahren raffiniert. werden, da Zinn ebenfalls in salzsaurer Lösung löslich ist.

Claims (1)

1. PATE-NTANsPRücI3r-: i. Verfahren zur elektrolytischen Raffination von Kupfer oder Kupferlegierungen unterVerwendung eineskupferchlorürhaltigenElektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Elektrolyseur, der b:ekannterniaßen mit löslichen Anoden aus dem zu raffinierenden Rohmaterial und ohne Diaphragma arbeitet, die Kupferchlorürlösung vorzugsweise ununterbrochen in eine getrennte Apparatur abgezogen wird und in dieser durch Einblasen von gasförmigen Oxydationsmitteln vollständig in Kupferchleridlösung umgewandelt wird, die in an sich bekannter Weise durch Einwirkung von metallischem Kupfer, zweckmäßig dem zu raffinierenden Rohmaterial, wieder zu Kupferchlorürlösung reduziert wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlor, das sich anodisch bei. der elektrolytischen Aufarbeitung des Elektrolyten zwecks Entfernung der gelösten Rohkupferkomponenten (Nikkel, Zink usw.) bildet, als Oxydationsmittel für die Kupferchlorürlösung benutzt wird. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch. eine Kreislaufverbindung der elektrolytischen Kupferfällungszelle mit einem besonderen Gefäß, in das einerseits ganz ioder zum Teil der an Kupfer verarmte Elektrolyt hineinfließt, anderseits ein oxydierendes Gas eingeleitet wird und reduzierende unreine Kupferabfälle eingebracht werden und aus dem der an Kupfer angereicherte reduzierte Elektrolyt wieder in die Ellektrolysierzelle zurückströmt. q.. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem kombinierten Oxydations- und Reduktionsgefäß und der Elektrolysierzellle noch ein besonderer Behältereingeschaltet ist, welcher ebenfalls Kupfer oder Kupfer Legierungen zwecks Reduktion der letzten Reste von Kupferchlorid enthält.