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Gewinnung von Kupfer aus Laugen von chlorierend gerösteten Kiesabbränden
Zwecks Erleichterung der Gewinnung von wertvollen Bestandteilen (außer Kupfer hauptsächlich
Zink, Silber, Kobalt, Schwefel) aus Laugen von chlorierend gerösteten Kiesabbränden
ist es bereits vorgeschlagen worden, das Auslaugen des Röstgutes stufenweise erfolgen
zu lassen, wobei die zuerst erhaltene, Salze hauptsächlich in der Form von Chloriden
enthaltende Lauge, die Chloridlauge, und die später erhaltene, Salze hauptsächlich
in der Form von Sulfaten enthaltene Lauge, die Sulfatlauge, getrennt verarbeitet
werden. Die deutsche Patentschrift 293 541: beschreibt ein solches Verfahren,
wobei man beim Auslaugen von geröstetem, zinkhaltigem Kupfererz zunächst die leichter
löslichen Salze des Röstgutes (z. B. die des Zinkes) durch Auslaugen in Lösung bringt,
während die schwerer löslichen Salze (z. B. die des Kupfers) erst bei einer nachfolgenden
Auslaugung in Lösung gehen. Man erhält somit zuerst die Hauptmenge des Zinks in
einer Lauge und sodann die Hauptmenge des Kupfers in einer zweiten Lauge. In der
ersten Lauge geht ein wenig Kupfer mit. Beide Laugen werden dann getrennt verarbeitet,
und zwar werden beide anfänglich mit Eisen behandelt, um das Kupfer auszufällen.
Dabei werden aber die Laugen durch das Inlösunggehen von dem ausgefällten Kupfer
äquivalenten Eisenmengen verunreinigt, so daß die Gewinnung der übrigen Bestandteile
der Laugen infolge des in Oxydulform vorhandenen Eisens nicht wirtschaftlich zufriedenstellend
durchgeführt werden kann.
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Die beiden Laugen sind hinsichtlich ihrer Natur so verschieden, daß,
wenn man das Kupfer durch andere Methoden als Zementieren ausfällt, zwei Kupferniederschläge
erhalten werden, die in der Regel nicht von derselben Natur sind. Deshalb war man
bisher gezwungen, dieselben je für sich zu verarbeiten, was naturgemäß die Apparatur
kompliziert gestaltete und unnötigen Verbrauch an Kraft und Arbeit usw. mit sich
brachte.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, die obenerwähnten Nachteile zu
beseitigen. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus Laugen
von chlorierend gerösteten Kiesabbränden, wobei die zuerst erhaltene, Salze hauptsächlich
in Form von Chloriden enthaltende Lauge, die Chloridlauge, von der später erhaltenen,
Salze hauptsächlich in Form von Sulfaten enthaltenden Lauge, der Sulfatlauge, getrennt
wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfer aus der Chloridlauge als Kupferhydroxyd,
beziehentlich -karbonat, und aus der Sulfatlauge als Kupferchlorür ausgefällt wird,
worauf die beiden Niederschläge gemeinsam in einer gegebenenfalls einer anderen
Verfahrensstufe entstammenden Chloridlösung aufgeschlämmt werden, wonach das Kupfer
aus der Aufschlämmung vorzugsweise mittels Eisens
als Zementkupfer
niedergeschlagen und gewonnen wird.
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Die Erfindung wird im folgenden in einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Das Röstgut wird gewöhnlich zuerst mit Wasser, das zweckmäßig auf
eine Temperatur von etwa 5o bis 6o' C erwärmt worden ist, und dann mit verdünnten
Säuren, gewöhnlich einem Gemisch von Salzsäure und Schwefelsäure, das mittels Abgase
der chlorierenden Röstung gewonnen worden ist, der sogenannten Turmsäure, ausgelaugt.
Die auf diese Weise zuerst erhaltene Lauge, die Chloridlauge, enthält den größeren
Teil des Gehaltes des Röstgutes an Zink und Silber und nur einen kleineren Teil
des Kupfers, wobei die Metalle hauptsächlich als Chloride auftreten, während die
beim fortgesetzten Laugen erhaltene Lauge, die Sulfatlauge, den größeren Teil des
Gehaltes des Röstgutes an Kupfer und nur einen kleineren Teil von Silber, Zink usw.
enthält, wobei die Metalle hauptsächlich als Sulfate vorkommen. Man trennt nun die
Chloridlauge von der Sulfatlauge und fällt das Kupfer aus jeder Lauge für sich aus,
wobei man zwecks Erleichterung bzw. Ermöglichung der Gewinnung von übrigen wertvollen
Bestandteilen in den Laugen die Verwendung von Eisen für diese Ausfällung vermeidet.
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Aus der Chloridlauge kann das Kupfer z. B. mit Hilfe einer Zinkverbindung
ausgefällt werden, welche Zinkverbindung zweckmäßig bei einer späteren Stufe des
Prozesses gewonnen worden ist, wie im folgenden näher beschrieben werden soll. Das
Ausfällen geschieht zweckmäßig bei etwas erhöhter Temperatur. Besteht die verwendete
Zinkverbindung aus Zinkhydroxyd oder basischem Zinkkarbonat, so wird das Kupfer
in Form von Kupferhydroxyd bzw. basischem Kupferkarbonat erhalten, und zwar gemäß
den Gleichungen: Cu Clz + Zn (0 H) 2 = Cu (0 H) 2 + Zn C12 2 Cu Cl, + Zn, (0 H)
2 C 03 = Cu, (0 H), C 03 -f- 2 Zn C12. Der Kupferniederschlag wird abgetrennt, und
aus dem erhaltenen Filtrat können dann die übrigen wertvollenBestandteile, wieZink,
Silber, Kobalt, Schwefel, in geeigneter Weise gewonnen werden. Der Lösung kann z.
B. zuerst Schwefelnatrium zugesetzt werden, wobei das Silber nebst etwa zurückgebliebenem
Kupfer ausfällt. Der erhaltene Niederschlag wird abgetrennt und der erhaltenen Lösung
Chlorkalk oder Chlor und Soda zugesetzt, wobei Kobalt ausfällt. Dann kann der größte
Teil des Gehaltes der Lösung an Schwefel durch Chlorcalcium als Gips oder durch
Ausfrieren als Glaubersalz und zurückgebliebener Schwefel durch Bariumchlorid als
Bariumsulfat ausgefällt werden. Aus der entschwefelten Lösung wird dann Zink z.
B. durch Kalkmilch ausgefällt. Der Zinkniederschlag kann zum Ausfällen des Kupfers
aus neuen Mengen Chloridlauge verwendet oder in zweckmäßiger Weise verarbeitet werden.
Die nach der Abtrennung des Zinkniederschlages erhaltene Endlauge enthält hauptsächlich
Calciumchlorid und Natriumchlorid.
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Aus der Sulfatlauge wird das Kupfer z. B. durch Reduktion mit Hilfe
eines geeigneten Mittels, wie Schwefeldioxyd, metallischen Kupfers usw., als Chlorür
ausgefällt. Hierzu wird zweckmäßig Zementkupfer verwendet, das bei einer späteren
Stufe des Verfahrens gewonnen worden ist. Die Reaktion verläuft gemäß den Gleichungen
Cucl, -E- Cu = 2 CUCI CU S04 + 2 Na Cl -f- Cu = 2 Cu Cl -j- Na, S04-Der Kupferniederschlag
wird abgetrennt, und aus der erhaltenen Lösung können dann die übrigen wertvollen
Bestandteile in geeigneter Weise gewonnen werden. So z. B. kann der Lösung Alkali,
z. B. Soda, zugesetzt werden, wobei Zink, Silber und Kobalt ausfallen, wonach die
nach Abtrennung des Niederschlages erhaltene Lösung auf Glaubersalz verarbeitet
werden kann. Der Zink, Silber und Kobalt enthaltende Niederschlag kann zum Ausfällen
des Kupfers aus der Chloridlauge verwendet werden, wodurch somit diese Metalle gleichzeitig
mit den entsprechenden Bestandteilen der Chloridlauge je für sich gewonnen werden
können.
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Nach dem Vorstehenden wird das Kupfer somit aus der Chloridlauge in
Form von Kupferhydroxyd bzw. basischem Kupferkarbonat und aus der Sulfatlauge in
Form von Kupferchlorür, d. h. aus der Chloridlauge als zweiwertige Verbindung und
aus der Sulfatlauge als einwertige erhalten. Die Niederschläge werden abgetrennt
und in einer Chloridlösung, z. B. in der obengenannten, nach der Bearbeitung der
Chloridlauge erhaltenen Endlauge, aufgeschlämmt. Dabei löst sich das Kupferchlorür,
während das Kupferhydroxyd bzw. das basische Kupferkarbonat ungelöst bleibt. Der
aufgeschlämmten Lösung wird dann Eisenschrot in geeigneter Menge zugesetzt, wobei
in Lösung vorhandenes Kupfer gemäß der Gleichung 2 Cu Cl -E- Fe = Fe C12 + 2 Cu
ausfällt. Sobald etwas Eisenchlorür gebildet worden ist, geht auch das Kupferhydroyxd
in Lösung, und zwar gemäß der Gleichung 3 Cu (OH), + 2 Fe Cl,
= 2 Cu
Cl + 2 Fe (O H) 3 -(- Cu C12 und wird durch das zugesetzte Eisen als Zementkupfer
ausgefällt.
Man erhält somit hierbei einen Niederschlag, der metallisches
Kupfer und Eisenhydroxyd enthält. Die letztere Verbindung kann durch Säuern des
Bades, z. B. durch Turmsäure, aufgelöst werden, oder sie kann auch beibehalten und
zusammen mit dem Kupfer abgetrennt werden. Beim späteren Raffinieren des Kupfers
erweist sich nämlich das Eisenoxyd sehr nützlich, und zwar dadurch, daß es das Kupfer
von eingehendem Arsen befreit, indem es damit Eisenarseniat bildet, das in die Schlacke
geht.
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Nach Abtrennung des Zementkupfers wird eine Lösung erhalten, die somit
Chloride, hauptsächlich Eisenchlorür, enthält. Diese Lösung kann auch zum Auflösen
der bei der vorhergehenden Behandlung der Chloridlauge und der Sulfatlauge erhaltenen
Kupferniederschläge verwendet werden, aus welcher Lösung das Kupfer dann in beschriebener
Weise auszementiert wird.