DE676389C

DE676389C - Verfahren zur Herstellung von Kupfervitriol

Info

Publication number: DE676389C
Application number: DEK131641D
Authority: DE
Original assignee: DR BRONISLAW GOLDMAN
Current assignee: DR BRONISLAW GOLDMAN
Priority date: 1933-09-26
Filing date: 1933-09-26
Publication date: 1943-07-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Kupfervitriol Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kupfervitriol aus metallischem Kupfer und Schwefelsäure unter dauernder Umwälzung der beiden Ausgangsstoffe in offenen Gefäßen unter Anwendung eines solchen Rührwerkes oder einer solchen Umwälzvorrichtung, daß die zur Reaktion nötige Luftmenge in die sich in innigster Durchmischung befindenden Ausgangsstoffe automatisch aus der Atmosphäre eingesaugt wird.
Es ist bereits bekannt, Kupfervitriol aus metallischem Kupfer in Form von Granalien oder Drehspänen durch Auflösen in Schwefelsäure unter Zufuhr von Luft und Dampf in bis 7 m hohen Türmen besonderer Konstruktion zu erzeugen. Obzwar mit Rücksicht auf die langsame Angreifbarkeit des metallischen Kupfers eine übermäßig große Oberfläche als Angriffsfläche, also die Verwendung feinst verteilten Materials geboten wäre, ist die Anwendung desselben durch das Zusammensacken und Klumpigwerden solchen Materials bei diesem Verfahren ausgeschlossen. Man kann nur das eingangs bezeichnete kbmpakte Material verwenden, von dem ungeheure Überschüsse notwendig sind, z. B. 5 bis 7 t Kupfer in jedem Turm, obwohl bei jedem Angriff, der etwa q. Stunden dauert, nur ioo kg gelöst werden. Das bedingt Unwirtschaftlichkeit für Apparate und Rohmaterial sowie große Verluste durch Wärmeverbrauch, so daß dieses Verfahren nur in großem Umfang, z. B. bei Mengen von mindestens über i 5o t monatlich, durchgeführt werden kann.
Bekannt ist ferner die Erzeugung von Kupfervitriol aus Kupferoxyd und Schwefelsäure in offenen Gefäßen. Sie hat den Vorteil billigerer Apparatur. Jedoch ist das Rohmaterial, soweit es billig und in ausreichenden Mengen zu haben ist, z.B. oxydisches Kupfererz, unbrauchbar, da die natürlichen Verunreinigungen des Erzes eine kostspielige Reinigung der Laugen bedingen. Mitunter ist die Entfernung der Verunreinigungen überhaupt unmöglich. Der einzig brauchbare Rohstoff, Kupferwalzasche oder Kupferhammerschlag, macht jedoch durch den hohen Preis, den hohen Gehalt an metallischem, also unverarbeitbarem Kupfer und die geringe, überhaupt zur Verfügung stehende Menge die Herstellung des Kupfervitriols in großem Maßstab unmöglich. Metallisches Kupfer dagegen konnte bisher in offenen Gefäßen auch in feinster Verteilung nicht auf Vitriol verarbeitet werden.
Es wurde gefunden, daß es ohne weiteres möglich ist, in einfachen, offenen Gefäßen, Bottichen oder Behältern metallisches Kupfer in geeigneter Form durch dauernde oxydierende Umwälzung in weniger als der Hälfte der Zeit ohne Verwendung eines nennenswerten Überschusses an Rohmaterial mit Hilfe eines automatisch die zur Oxydation benötigte Luft ansaugenden Rührers oder Rührvorrichtung in Vitriol überzuführen. Hierdurch wird die Verwendung von metallischem Kupfer zur Herstellung von Kupfervitriol ohne Erstellung teurer Türme beson-. derer Konstruktion, ohne Zuführung kost.:' spieliger Rohmaterialüberschüsse, ohne höbe: Verluste an Wärme bei der Hälfte der Ar@ beitszeit ermöglicht. Darüber hinaus sind im Gegensatz zum Turmverfahren keine besonderen Vorbereitungen bei Beginn und keinerlei Nacharbeiten bei Beendigung des Verfahrens oder Unterbrechung zwecks Vornahme von Reparaturen notwendig. Verfahren und Apparatur eignen sich sowohl für die Herstellung kleinster als auch größter Mengen von Kupfervitriol.

Das Verfahren ist für die Verarbeitung solchen metallischen oder leicht anoxydierten Materials bestimmt, welches durch einen geeigneten Umwälzer, wie z. B. einen Taifunapparat, trotz seines hohen spezifischen Gewichtes in der Flüssigkeit dauernd in der Schwebe gehalten werden kann, wie z. B. Zementkupfer. Dieses Material, das in großen Mengen afs Rückstand anfällt und dessen hüttenmännische Verwertung infolge des Abbrandes mit untragbaren Verlusten verbunden ist, konnte bisher zur Vitriolherstellung nicht verwendet werden, da es für den Turm zu dicht liegt, im Bottich aber nicht in Lösung gebracht werden kann. Mit Hilfe des Umwälzverfahrens wird es mit Leichtigkeit in kaum der Hälfte der Zeit, in der metallisches Kupfer im Turm, und in ein Sechstel der Zeit, in der oxydisches Material im Rührwerksbottich gelöst wird, in Lösung gebracht. Day,i .ist für die benötigte Zeit gleichgültig, .pfii welche Menge es sich handelt, insoweit tlie Größe der Apparatur (Bottich und Umwälzer) entsprechend zur Aufnahme und Verarbeitung der betreffenden Menge gewählt wird. Die zur Neutralisation der Säure benötigte Zeit ist dann immer die gleiche. Die Versuche wurden ausgeführt in beheizbaren, verbleiten, eisernen Gefäßen, die mit einem Taifunapparat versehen waren. Verwendet wurde Zementkupfer norwegischer Herkunft. Bei dein Versuch A war das Material im Originalzustand (nicht anoxydiert) und wurde der Lösung auf einmal zugesetzt. Die Lösung war reine Schwefelsäure von 16 Gewichtsprozenten (g in ioo ccm). Das Fortschreiten der Reaktion wurde nach je 2o Minuten durch Titration von 5 ccm der Lösung mit 1/1 n-Natronlauge unter Verwendung von Methylorange als Indikatbr nachgeprüft. Bei Versuch B war das Zementkupfer leicht anoxydiert und wurde in langsamem Strom während der Dauer der Reaktion eingeführt. Die Lösung war eine verdünnte Mutterlauge, die mit Schwefelsäure auf etwa 16 % angesäuert war. Als Oxydationsmittel diente in beiden Fällen nur der vom Taifun bei seiner Arbeit anggsaugte Luftsauerstoff.

Ergebnisse:

A B

Zeit Na O H Säure Zeit NaOH Säure

ccm % cem °/o

5h 2o Beginn ... 16,o 15,6 loh 3o Beginn. 16,3 16

5h 40 . . . . . . . . . . 12,5 12,2 Ioh 50 . . . . . . . . 12,8 12,6

6h . . . . . . . . . . . . 1o,6 10,4 1zh Jo . . . . . . . . 9,2 9,1

6h 2o . . . . . . . . . . 9,3 9,2 Ilh 30 . . . . . . . . 6,1 6,o

6h 40 . . . . . . . . . . 7,8 7,6 Ilh 50 . . . . . . . . 2,9 2,8

............ 5,0 4,8 12hJo........ 0 0

7h 20 . . . . . . . . . . 2,5 2,4

7 h 40 .......... 0 0

Bei dem Stande von 2,4% Säure wurde bei Versuch A ein Überschuß von Rohmaterial in Höhe von io °% zugesetzt. Bei Versuch B betrug der am Schluß des Versuches festgestellte Überschuß an Rohmaterial etwa 4 bis 5 %.

Der Fortschritt des vorliegenden Verfahrens wird weiter gestützt durch folgende Punkte: Das Turmverfahren für die Verarbeitung metallischen Materials ist nur anwendbar bei einer Monatsproduktion über ioo t, das Rührwerksverfahren für oxydisches Material nur bei Produktionen bis ioo t im Monat. Also sind bei Vergrößerung oder Verminderung der Produktion über die angegebenen Grenzen hinaus sowohl hinsichtlich Apparatur als auch Rohmaterial grundlegende Betriebsänderungen notwendig. Das Umwälzverfahren für metallisches ,Haterial dagegen arbeitet nach gleichem Prinzip mit gleicher Apparatur und Material bei jeder beliebigen Produktion. Die Lösung von metallischem Kupfer in verdünnter Schwefelsäure im offenen Bottich war bisher unmöglich.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Kupfervitriol aus metallischem Kupfer und verdünnter Schwefelsäure in Bottichen oder Behältern unter Zufuhr von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe unter inniger Durchmischung zur Reaktion gebracht werden, und zwar unter Anwendung eines solchen Rührwerks oder einer solchen Rührvorrichtung, die die Luft automatisch in die umgewälzte Flüssigkeit einsaugt.