DE214811C

DE214811C -

Info

Publication number: DE214811C
Application number: DENDAT214811D
Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

Siacntuuv

<Si»ujcf"'üc|fr bet fit*, ^<2(-i

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung reinen Kupfers, indem man von einer Lösung von Kupfersulfat ausgeht, die nach einer der üblichen Methoden hergestellt ; worden ist. ,

,'. Es ist bekannt, daß das Verfahren zur Aus-■ ■■■'·. scheidung von Kupfer aus seihen Erzen,; das r · jauf sogenanntem; nassen NVege arbeitet, darin ν ; besteht; 'daß.:·;man: das je' iiaehvden Umstän- :^o den entweder geröstete oder; unveränderte Erz mittels einer geeigneten Lösung auslaugt oder auszieht, die imstande ist, das Kupfer aufzulösen; meistenteils wird auf diese Weise das Kupfer in Gestalt, eines Sulfates erhalten.
Die übrigens sehr unreine Kupferlösung, die auf diese Weise gewonnen wird, kann verschiedentlich behandelt werden, um daraus metallisches Kupfer auszuscheiden.. Das üblichste Verfahren jedoch besteht darin, das Kupfer aus der Lösung zu fällen, indem man diese mit. Eisenabfällen in Berührung, bringt. Während das Eisen dabei jn Lösung tritt, wird das ,Kupfer in -Form von sogenanntem »Zementkupfer« gefällt. In^: dieser Gestalt ist das Kupfer äußerst unrein und muß zwecks Affinierens und Raffinierens auf trockenem Wege weiterbehandelt werden.

Demgegenüber wird bei dem Verfahren nach ler Erfindung die Behandlung mit' Eisen, 30. welche langwierig und kostspielig.ist, durch eine einzige, sehr einfache Behandlung ersetzt, die ermöglicht, sofort Kupfer von großerJRein- · heit zu erhalten. ,

Das neue Verfahren ist auf dem nachfolgenden, vom Erfinder zuerst erkannten Prin- zip begründet:

Erhitzt man in einem geschlossenen Gefäß und unter Druck Kupfersulfat in Gegenwart von schwefliger Säure bei einer Temperatur von mindestens 140⁰, so entsteht eine Reduktion des Kupfersalzes zu reinem, metallischem Kupfer, während die schweflige Säure oxydiert und in Schwefelsäure übergeführt wird.

Die Durchführung des Verfahrens ist sehr einfach.

Nimmt man beispielsweise eine Lösung von Kupfersulfat, die von dem Auslaugen oder Ausziehen des Erzes herrührt, so genügt es, in dieser Lösung eine gewisse Menge schwefliger Säure aufzulösen und dann die auf diese Weise vorbereitete Flüssigkeit in einen Kupferoder Eisenkessel einzuführen, der beispielsweise inwendig, mit Blei bekleidet ist, wonach bei einer Temperatur, die höher als 140⁰ C, vorzugsweise jedoch in der Nähe von 170⁰ C. liegt, und unter Druck erhitzt wird.

Die Reaktion geht sehr schnell vor sich, und man gewinnt auf diese Weise zur gleichen Zeit niedergeschlagenes Kupfer und Schwefelsäure.

Es läßt sich das Resultat der Einwirkung durch folgende chemische Gleichung ausdrücken: ... ; .

SO₄Cu + SO₂ -f 2H₂O —fu -f 2SO₄A₂.'

Es wurde zwar bereits früher vorgeschlagen, Lösungen von Kupfersalzen mittels schwefliger Säure und unter Anwendung von "-.-. Wärme zu behandeln; man ging jedoch mit

ίο der Erhitzung nie über die Siedetemperatur der Lösung, d. h. nie über 100⁰C, und die Reaktion veranlaßte dann nicht die Entstehung von metallischem Kupfer, sondern lediglich von Kupfersalzen, allgemein von Sulfiten. Wollte man unter Benutzung dieser Verfahren metallisches Kupfer gewinnen, so mußte man neben der schwefligen Säure ein anderes Reduktionsmittel benutzen, wie beispielsweise Eisenoxydul, und man erhielt dann ein Gemisch aus Kupfersalzen und metallischem Kupfer.

Demgegenüber ermöglicht das neue Ver-· fahren, Kupfer in^; Gestalt von metallischem Kupfer zu erhalten, und die Erfahrung hat gezeigt, daß die Ausbeute an Kupfer unter Benutzung des neuen Verfahrens um so größer ist, je höher die Temperatur ist, welche man anwendet, und zwar bei sonst gleichem Konzentrationsgrade des Kupfersulfates, da die . Ausbeute mit der Zunahme des Konzentrationsgrades abnimmt.

Die nachstehenden Zahlen zeigen, in welcher Weise die Ausbeute mit der Temperatur wächst, bezogen auf eine Konzentration von 25 g Kupfer pro Liter:

T

140° C.

ιό?⁰ G.
190° C.

47 Prozent,

65 -

79 - .·

Hieraus ist der Vorteil der Anwendung möglichst hoher Temperaturen ersichtlich.

Arbeitet man jedoch mit Lösungen, die mit schwefliger Säure gesättigt sind, so wächst der Druck mit der Temperatur nicht nur infolge der der Flüssigkeit und der Temperatur entsprechenden Dampfspannung sehr rasch, sondern auch infolge des Überdruckes, weleher von der gasförmigen schwefligen Säure herrührt.

Um hohe Temperaturen anwenden zu können, ohne einen zu hohen Druck befürchten zu müssen, vermindert man die letzterwähnte Ursache entweder dadurch, daß man in die Lösung nur die der: theoretischen Gleichung entsprechende Menge schwefliger Säure, einleitet, ohne die Sättigung abzuwarten, und hierauf nach und nach erhitzt, oder auch indemmän

zuerst die von schwefliger Säure freie Losung erhitzt und dann die schweflige Säure im, gasförmigen Zustande und unter Druck, in. theoretisch berechneter Menge nach und nachj in dem Maße der Umwandlung in Schwefel-· säure hineinleitet. !65

Das auf diese Weise erhaltene Kupfer ist sehr rein und weist oft einen Gehalt von mehr als 99,90 Prozent Reinkupfer auf. Dies ist dem Umstände zuzuschreiben, daß außer den Edelmetallen (Gold und Silber), die unter Umständen mit dem Kupfer vereinigt sein können, kein einziges der unedlen Metalle; die für gewöhnlich das Kupfer begleiten, unter den angegebenen Bedingungen gefällt wird. ■

Anstatt schwefliger Säure kann man auch Sulfite verwenden, welche in diesem Falle iiy Sulfate übergehen. - ;

Der Ersatz der schwefligen Säure durch ein Sulfit ist gleichfalls ein Mittel zur Erhöhung der Ausbeute bei sonst gleicher Temperatur,· wobei als Druck nur derjenige vorhanden ist, welcher der Spannung des aus der Flüssigkeit entstandenen Dampfes entspricht. Man kann z. B. das neutrale oder das saure Ammonium-^ sulfit verwenden. Falls Ammoniumsulfit zur Anwendung gelangt, vollzieht sich die erwähnte Reaktion nach folgender Gleichung:

CuSO₄ +(NHJ₂SO₃ +H₂O = Cu +2NH₄HSO₄.

Um die Bedeutung dieses Ersatzes der schwefligen Säure durch ein Sulfit zu zeigen, werden die folgenden Zahlen angeführt, die sich auf dieselben Bedingungen und auf eine Konzentration von 25 g Kupfer pro Liter sowie auf eine Temperatur von i8o° C. be-; ziehen: ' ■ ■ j

Gewonnene j Kupfermengej

bei Anwendung schwefliger Säure 70 Prozent,! bei Anwendung von Ammoniumsulfit 90

Das unter diesen Bedingungen hergestellte Kupfer ist absolut rein und frei von Kupfersulfit oder· Oxyd.

Wenn man Ammoniumsulfit benutzt, kann man dieses einfach in der Weise erhalten, daß man die beim Rösten des Erzes entstandene schweflige Säure durch eine Ammoniak-! lösung leitet. Diese kann man beständig! durch Erhitzen des bei dem Verfahren ent-! standenen Ammoniumsulfates mit einer Base.j wie Kalk, wiedergewinnen.

Das Ammoniumsulfat kann auch als Am-

moniumbjsulfit durch einfaches Erhitzen regene-j . : riert werden.. · ■ . ■·;■..■■■■■ \ .-¹Vv ■ _; t'■'■"'■'·;!?

■·· Das neue Verfahren ist besonders vorteil-] haft, falls Schwefelerze behandelt , werden; sollen. Röstet man nämlich (diese, so' ent-j wickelt sich die zur Behandlung nötige schwef-i lige Säure, wobei letztere, auf Grund des Ver-;

I fahrens selbst, in sehr einfacher Weise in j Schwefelsäure verwandelt wird, die dann zum : Auslaugen oder Ausziehen der Erze dienen j kann, um die Kupfersulfatlösung zu bereiten, j die später der Behandlung unterzogen werden i soll.

Claims

Patent-Ansprüche:

Si. Verfahren zur Gewinnung von reinem

ίο j Kupfer aus Kupferlösungen mittels schwef-

I liger Säure unter Erhitzung und Druck,

j dadurch gekennzeichnet, daß man in einem

j geschlossenen Behälter unter Anwendung

j von Druck: und bei einer Temperatur, die

j 140⁰C. übersteigt, die Kupfersulfatlösung

mit gasförmiger schwefliger Säure behandelt, und zwar in einer Menge, die gerade genügt, die Reaktion zu sichern, wobei die schweflige Säure entweder von vornherein und, wie oben angegeben, in genau im voraus bestimmter Menge zugesetzt und hiernach · die Lösung allmählich erhitzt wird, oder die Einleitung der schwefligen Säure in die vorerwähnte Lösung allmählich geschieht, bis das erwähnte Verhältnis an Schwefelsäure erreicht wird.
2. Ausführungsart des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch den Ersatz der schwefligen Säure durch Sulfite ' (vorzugsweise Ammoniumsulfit). ;