DE426448C

DE426448C - Verfahren zur Niederschlagung des Kupfers aus unreinen Kupfervitriolloesungen durch Elektrolyse

Info

Publication number: DE426448C
Application number: DEB115435D
Authority: DE
Original assignee: GEORGES BOSSIERE
Current assignee: GEORGES BOSSIERE
Priority date: 1924-03-04
Filing date: 1924-08-30
Publication date: 1926-03-10

Description

Verfahren zur Niederschlagung des @Kupfers aus unreinen Kupfervitriollösungen durch Elektrolyse. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Niederschlagung des Kupfers aus unreinen. Kupfervitriollösungen unter Trennung von anderen anwesenden Metallen durch Elektrolyse in Gegenwart von schwefliger Säure.
Man hat bereits die Elektrolyse unreiner Kupfervitriollösungen mittels unlöslicher Anoden. durch Zugabe von schwefliger Säure in das elektrolytische Bad vorgeschlagen, indem man sich dabei auf die Tatsache stützte, daß die schweflige Säure, die jegliche Polarisierung verhütet, es ermöglicht, eine feststehende Spannung an den Polklemmen zu erhalten und infolgedessen nur einen Kupferniederschlag zu erzeugen. Dieses Verfahren benötigt für den guten Betrieb die Zugabe von Kupfersalzen in das Bad.
Mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung soll im Gegenteil das gesamte Kupfer gefällt werden. Ebenso sollen alle unreinen Bestandteile wiedergewonnen werden, die einigen Marktwert haben, wenn es sich um die Behandlung einer Lösung handelt, die entweder von Mutterlaugen bei der Herstellung von Kupfervitriol oder von einem beliebigen Elektrolyt herstammen, falls diese Lösung derart verunreinigt ist, daß sie sich nicht mehr für-die Herstellung von Kupfervitriol oder für eine für- den Niederschlag an der Kathode von reinen Metallen dienende Elektrolyse eignet.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnet sich nun dadurch, daß die Elektrolyse in zwei Stufen ausgeführt wird, wobei in der ersten Stufe bei stärkerem Kupfergehalt der Lösung auf Abscheidung reinen Kupfers an der Kathode, in der zweiten bei an Kupfer verarmter Lösung auf Reduktion der schwefligen Säure an der Kathode unter Bildung von Schwefelwasserstoff hingearbeitet wird, welcher letzterer den Rest des Kupfers und andere Metalle, wie Arsen, als Schwefelmetall fällt. -In dieser zweiten Stufe fällt nach einem neuen Zusatz von schwefliger Säure der Schwefelwasserstoff im Beisein von Schwefelsäure die letzten Spuren des Kupfers und die gesamte Menge des Arsens und des Antimons, jedoch nicht Nickel, Eisen und Kobalt.
Man kann somit durch Filtrieren das Kupfer, das Antimon und das Arsen in Gestalt von unlöslichen Schwefelmetallen -und eine die anderen Metalle enthaltende Lösun-- erhalten.
Das Verfahren kann auf folgende Weise ausgeübt werden Man geht z. B. von drei Kubikmetern Mutterlauge aus, die noch Soo kg Kupfervitriol enthält und außerdem an Verunreinigungen i o kg Arsenik, a¢ - Nickel, 2q. - Kobalt, q. - Eisen, Man beginnt mit dem Behandeln der Lösung mit Schwefeldioxyd, indem man sie in die Bleikammer leitet, die mit für meLallurgische Zwecke bestimmtem Koks ausgefüllt ist, damit der Austausch erleichtert wird. In dieser Kammer strömt in entgegengesetztem Sinne Schwefeldioxyd, das z. B. von einem Kiesofen herrühren kann.
Die Lösung wird sodann der Elektrolyse unterworfen, und zwar in einem ersten Kreise, der aus sechs Becken mit unlöslichen Kohlenanoden besteht.
Unter der Einwirkung des Stromes scheidet sich das Kupfer auf den negativen Pol ab und die SO4-Ionen entladen sich an dem positiven Pol ab. Letztere bilden mit schwefliger Säure und Wasser wieder Schwefelsäure ohne Sauerstoffabgabe.
Nach vierundzwanzigstündiger Arbeit enthalten die drei Kubikmeter Mutterlauge nur noch i 5 kg Kupfer und sämtliche Verunreinigungen, die sich von Anfang an darin befanden.
Man leitet nunmehr diese Mutterlauge in ein einziges Becken, das ebenfalls mit unlöslichen Kohlenanoden ausgerüstet ist. Vorher wird jedoch diese Mutterlauge in einer Bleikammer, wie vorhergehend beschrieben, noch einmal geschwefelt, d. h. mit schwefliger Säure geschwängert.
Man richtet sich derart ein, daß der Spannungsunterschied zwischen den Klemmen dieses Beckens etwas größer als vorher bei der Kupferabscheidung ist und daß er zwischen passenden Grenzen gehalten wird.
Da die Konzentration der Kupferionen durch die Kupferelektrolyse erheblich verringert worden ist, so wird die Zersetzung der Säure beginnen und SO-,H2 spaltet sich einerseits in S04 und andererseits in H2.
Der freigewordene H2 wirkt seinerseits auf S02 ein, das sich in gelöstem Zustande befindet. Der Vorgang ist folgender: 3 H. + S02 = H.S 1 -- 2H20, und H2S, welches in der Masse frei wird, fällt die letzten Spuren an Kupfer und die gesamte Menge an Arsenik und an Antimon, die im Bade enthalten sind, in Gestalt von Schwefelmetallen.
Da diese Fällung durch Schwefelwasserstoff im Beisein von freier Schwefelsäure erfolgt, so -wird weder das Eisen, noch Nickel und Kobalt gefällt.
Nach vierundzwanzigsündiger Arbeit wird es somit geni'#.gen, die drei Kubikmeter Mutterlauge auf ein Filter zu gießen, welches die r 5 kg Kupfer sowie die io kg Arsenik unter der Gestalt von Schwefelmetallen zurückhält. Die klare Lösung enthält keine Schwefelverbindung von Eisen, Nickel und Kobalt mehr.
Der im Filter zurückgehaltene Niederschlag wird geröstet und ausgelaugt, wobei Kupfer und Arsen getrennt gewonnen werden.
Das stark saure Filtrat wird eingedampft, wobei Eisen-, Nickel- und Kobaltsalz auskristyilhsieren. Die Mutterlauge en hä:t etwa 9o Prozent freie Säure und kann zum Auslaugen von Erzen und zur Bildung roher Lösungen wieder verwendet werden.
@Vas die auskristallisierten Salze anbelangt, so werden diese aufgefangen, gelöst und dann zur Fällung des Eisens und zur Trennung der Nickel- und Kobaltsalze behandelt.
Hierdurch kann man durch einen regelmäßigen und methodischen Betrieb einerseits die gleichmäßige Zusammensetzung des Bades und andererseits die Herstellung eines außerordentlich guten Kupfervitriols sichern.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Niederschlagung des Kupfers aus unreinen Kupfervitriollösungen unter Trennung von anderen anwesenden Metallen durch Elektrolyse in Gegenwart von schwefliger Säure, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolyse in zwei Stufen ausgeführt wird, wobei in der ersten Stufe bei stärkerem Kupfergehalt der Lösung auf Abscheidung reinen Kupfers an der Kathode, in der zweiten bei an Kupfer verarmter Lösung auf Reduktion der schwefligen Säure an der Kathode unter Bildung von Schwefelwasserstoff hingearbeitet wird; welcher letzterer den Rest des Kupfers und andere Metalle, wie Arsen, als Schwefelmetall fällt.