DE53196C - Herstellung eines kupferhaltigen Elektrolyten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

HERMANN A. SEEGALL in BERLIN. Herstellung eines kupferhaltigen Elektrolyten.

Pateritirt im Deutschen ■ Reiche vom 13. Februar 1889 ab.

Kupferhaltige Materialien werden zunächst einer zweimaligen Behandlung mit Ferrichlorid unterworfen, und zwar das erste Mal so lange mit einer Ferrichloridlösung (Fe₂ Cl₆) behandelt, bis das Ferrichlorid in Ferrochlorid (FeCl₂) und Kupfer in Cuprochlorid ^Cm₂ Cl₂) übergegangen ist, welches letztere sich ungelöst, aber suspendirt in der Lösung befindet, so dafs es durch ein Filter von derselben getrennt werden kann; diese Lösung enthält die neben dem Kupfer in dem ausgelaugten Material vorhandenen Metalle. Darauf folgt die zweite Behandlung dieses auf dem Filter gewonnenen Cuprochlorids dadurch, dafs man es mit metallischem Eisen (oder Kupfer oder einem anderen Reductionsmittel) vermischt' und eine Lösung von Ferrichlorid zubringt, welche mit Chlornatrium oder Chlorkalium (oder anderen die Lösung von Cuprochlorid bewirkenden Körpern) versetzt ist. Durch diese Behandlung geht das Cuprochlorid unverändert in Lösung über. Diese durch beide Auslaugungsprocesse erhaltenen Lösungen werden in getrennten Bädern elektrolytisch behandelt, in denen die Pole durch ein Diaphragma getrennt sind.

In beiden Fällen wird durch die Elektrolyse das Ferrochlorid (Fe Cl^j wieder in Ferrichlorid (Fe₂ Cl₆) verwandelt, - so dafs dessen Lösungen wieder von neuem zur Verwendung gelangen können.

Die Elektrolyse geschieht in beiden Fällen nach bekannten Regeln unter Anwendung elektrolytisch unlöslicher Anoden. An der Kathode werden aus der kupferhaltigen Lauge Kupfer, aus der kupferfreien Lauge die aus den Rohmaterialien in Lösung gegangenen Metalle gewonnen. Die Bewegung der Flüssigkeit in den Bädern geschieht von Kathodenzelle zu Kathodenzelle, von der letzten Kathodenzelle zur ersten Anodenzelle und sodann durch alle übrigen Anodenzellen.

Die im beschriebenen Verfahren vor sich gehenden Reactionen werden durch folgende Gleichungen ausgedrückt, in denen R ein Metalloid, M ein Metall und χ Κ eine beliebige Menge eines Körpers bezeichnet, welcher lösend auf Cuprochlorid (Cu₂ Cl₂) wirkt.

a) Für solche Materialien, welche Metalloidverbin'dungen des Kupfers

enthalten: I. ι. Auslaugung:

6 Cu R" + 3 Fe₂ CZ₆ = 3 Cm₂ CZ₂ + 6 Fe Cl₂+ 6 R",

2. Auslaugung:

Cm₂ Cl₂ + 2 Fe + 2 Fe₂ Cl₆ + χ Κ = 3 Cm₂ Cl₂ + 6 Fe Cl₂ + χ Κ\

Π. ι. Elektrolyse: Sn Cl₂ -\r 2 Fe Cl₂ = Sn + Fe₂ CZ₆, 2. Elektrolyse: 3 Cm₂ Cl₂ + 6 Fe Cl₂ + χ Κ

— 6 Cm + 3 Fe₂ Cl₆' + χ Κ.

b) Für Hütten- und ^Schmelzproducte, welche metallisches Kupfer enthalen:

III. i. Auslaugung:

Cm + 3 Fe₂ Cl₆ = 3 Cm₂ Cl₂ -f- 6 Fe Cl₂,

2. Auslaugung:

Cm₂ CZ₂ -f- 2 Fe + 2 Fe₂ Cl₆ + χ Κ = 3 Cu₂ Cl_% + 6 FeCl₂ + χ Κ;

IV. ι. Elektrolyse:

Sn Cl₂ + 2 Fe Cl₂ = Sn 4- Fe₂ Cl₆, 2. Elektrolyse: : 3 Cm₂ Cl₂ + 6 Fe CZ₂ + χ Κ

— 6 Cm + 3 Fe₂ Cl₆ + χ Κ.

Das vorstehend beschriebene Verfahren hat vor den bekannten viele Vortheile, deren hauptsächlichsten die folgenden sind:

1. es ermöglicht die Verarbeitung von Materialien, welche neben Kupfer andere Metalle (Zink, Zinn etc.) enthalten, und leichte Trennung des Kupfers von diesen;

2. es liefert arsenfreie Kupferlaugen zur Kupfergewinnung;

3. die Niederschlagsarbeit des Kupfers beansprucht kaum die Hälfte des bis jetzt zur Kupfergewinnung nöthigen elektrischen Effects (pro Ampere 2,41 g Cu).

Die praktische Durchführung des Verfahrens sei an folgendem Beispiel erläutert:

Liegt ein Material, welches Kupfer, Zinn und Zink' zusammen, entweder metallisch oder geschwefelt, enthält, zur Verarbeitung vor. so wird dasselbe entsprechend zerkleinert und in mehreren Bottichen durch mäfsig concentrirte Ferrichloridlösung, welche mit Salzsäure schwach angesäuert wird, so lange ausgelaugt, bis das Ferrichlorid in Ferrochlorid übergegangen ist. Die entstandene Lösung enthält nun Ferrochlorid, Stannochlorid, Zinkchlorid (und event, alles Arsen) gelöst, während das Cuprochlorid nebst etwas in schwammiger Form ausgeschie-• denem metallischen Kupfer (infolge der Anwesenheit der beiden anderen Metalle) und das sich deshalb bildende und gleichfalls ausscheidende Eisenoxychlorid, dessen Formel:

2 Fe₂ CZ₆ + 25 Fe₂ O₃ + 41 H₂ O

ist (eventuell auch Schwefel), darin suspendirt (also ungelöst) ist. Diese Lösung wird durch ein Filter gegeben, auf welchem das Ungelöste zurückbleibt. Alsdann wird die Lösung mit metallischem Zink behandelt, durch welches das Zinn metallisch ausgeschieden wird. Die Lösung, welche jetzt noch Ferrochlorid und Zinkchlorid enthält, geht nun in elektrolytische Bäder zur Gewinnung des Zinks.

Das auf dem Filter (eventuell mit Schwefel) zurückgebliebene Cuprochlorid (Cu.₂ Cl₂) wird mit metallischem Kupfer (oder Eisen) zusammen in Bottichen durch eine schwach salzsaure gesättigte Ferrichloridlösung, welcher ·— um Cuprochlorid in Lösung zu halten — Chlorcalcium, Chlornatrium oder dergleichen in hinreichender Menge beigegeben ist, so lange ausgelaugt, bis dieses Ferrichlorid in Ferrochlorid umgewandelt ist. Alsdann geht diese Lauge durch ein Filter, um den suspendirten Schwefel abzusetzen, und dann in die elektrolytischen Bäder zur Gewinnung des Kupfers. Der Weg, welchen diese Lauge, sowie die zur Zinkgewinnung bestimmte durch die Bäder nimmt, ist folgender:

Von der Kathodenzelle des ersten Bades zur Kathodenzelle des zweiten, von hier zur Kathodenzelle des dritten Bades u. s. f.; von der Kathodenzelle des letzten Bades in die Anodenzelle des ersten, von hier in die Anodenzelle des zweiten Bades u. s. f.; von der letzten Anodenzelle wieder zum frischen Auslaugen in die Bottiche. Der beim Auslaugen zurückbleibende Schlamm kann^r< auf Edelmetalle verarbeitet werden. Ist das zu verarbeitende Material zinkfrei, so wird das Zinn elektrolytisch niedergeschlagen bezw. gewonnen.

Die vom Cuprochlorid (Cu₂ Cl₂) abfiltrirte Lösung enthält je nach der Beimengung von Arsen oder anderen Verunreinigungen geringe Mengen von Kupfer. Diese Lösung wird zum Zweck der Ausscheidung des noch darin gelösten Kupfers mit Eisen behandelt und alsdann der Elektrolyse in Bädern unterworfen, welche wie die oben bezeichneten eingerichtet sind.

Es ist in obiger Beschreibung die Auflösung des Cuprochlorids unter Zusatz von einem Halogensalz oder einer Halogensäure mit Ferrichlorid und in Gegenwart eines Reductionsmittels (Metall) beschrieben. Man kann natürlich auch die andere Eisenchlorverbindung (Ferrochlorid) benutzen und braucht dann kein Reductionsmittel hinzuzusetzen, da ja letztere Chloreisenverbindung schon dieser reducirenden Wirkung ausgesetzt worden ist.

Man kann auch die Eisenchlorverbindung, welche ja erst beim elektrolytischen Procefs, entweder gemischt mit Cuprochlorid oder durch Diaphragma von demselben getrennt, ihre Rolle spielt, erst bei diesem Endprocefs zusetzen.

In dem folgenden Patent-Anspruch verstehe ich unter kupferhaltigen Materialien nicht nur solche, welche Kupfer in metallischem Zustande enthalten, sondern auch Legirungen mit anderen Metallen und Verbindungen mit Metalloiden, und insbesondere verstehe ich darunter Erze, Hüttenproducte, Schmelzproducte und metallische Abfälle.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Das Verfahren der Gewinnung eines kupferhaltigen Elektrolyten aus kupferhaltigen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dafs durch Auslaugung der Materialien mit Ferrichlorid unlösliches Cuprochlorid erhalten, von der Lösung abgetrennt und durch Zusatz eines Halogensalzes oder einer Halogensäure als Cuprochlorid unverändert gelöst wird.