DE823657C - Verfahren zur Gewinnung von Kupfer- und Bronzepulver aus mit diesen Metallen ueberzogenem Eisen- oder Stahlschrott - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von Kupfer- und Bronzepulver aus mit diesen Metallen überzogenem Eisen- oder Stahlschrott Es sind Verfahren bekanntgeworden, mit Hilfe derer man Kupfer und Kupferlegierungen, die auf Eisen- oder Stahlunterlage aufplattiert sind und in Form von Ausschuß oder Schrott anfallen, auf clektrilvtischem Wege von ihrem Grundmetall befreien kann. Für kupferplattierte Abfälle sind Nider in Gebrauch, die neben io % Kupferkaliumcyanür mindestens i % freies Kalium- oder Natriutncyanid und Tiber i % Ätznatron enthalten. Die Bäder arbeiten mit Spannungen'von i bis 1,3 V und einer Stromdichte von o,5 bi S 2,0 Amp./dm2. Bei Plattierungen Eins Kupfer-Zinn-Bronzen verwendet man Bäder, die mindestens 5 °/o, vorzugsweise io % Natriumcyanid und 5 bis 15% Natriumhydroxyd enthalten. Enthält die l'#roiize noch Blei und/oder Zink, werden nach neueren, noch nicht veröffentlichten \'orsclil<igeii die erhöhten Gehalte der bekannten Bäder an Alkalihydroxyd und -cyanid durch einen Zusatz von Weinsäure bzw. Tartraten vermieden. Die günstigsten elektrischen Daten werden mit 1 bis 1,5 V und 0,2 bis 0,7 Amp./dm2 angegeben.
• Bei diesen bekannten Entplattierungsverfahren sind die Bäder bezüglich Badzusammensetzung und Stromverhältnisse so abgestimmt, daß das an der Kathode niedergeschlagene Metall in fester und möglichst duktiler Form erhalten wird. Die Verarbeitung dieser Kathoden auf Kupfer- bzw. Bronzepulver, welches die moderne Technik in großen Mengen für die Herstellung von selbstschmierenden Gleitlagern, von Kupfer- und Bronzekohlen sowie als Einstampfmasse für Kabelendanschlüsse gebraucht, ist mit einem erheblichen Energie- und Arbeitsaufwand und damit mit bedeutenden Fertigungskosten verbunden, ganz gleich, ob die aufgeschmolzenen Kathoden direkt zu Pulver verdöst oder geschleudert werden, ob Anoden gegossen und solche unter erneutem Stromaufwand kathodisch in Pulverform niedergeschlagen werden oder ob die Pulvergewinnung auf mechanischem Wege über den Draht erfolgt (Hametag-Verfahren).
• Es wurde nun gefunden, daß man überraschenderweise das Kupfer bzw. die Kupferlegierungen von dem mit diesen Metallen plattierten Schrott anodisch ablösen und kathodisch in Pulverform gewinnen kann, wenn man mit Elektrolyten arbeitet, deren Gehalt an freiem Cyanid, der in den üblichen Entplattierungsbädern mindestens i % beträgt, auf o bis o,5o %, vorzugsweise auf 0,20 % herabgesetzt und deren O H-Ionenkonzentration möglichst niedriggehalten wird. Letztere soll bei Cyanidelektrolyten, wie sie bei der Kupferentplattierung gebräuchlich sind, und bei den Bronzebädern, die mit Tartrat arbeiten, 0,30 0/0, vorzugsweise o,io %, nicht überschreiten und soll bei der Aufarbeitung von mit Zinnbronzen plattiertem Eisenschrott unter Verwendung von Bädern mit mindestens 5 %, vorzugsweise io bis 15%, Natriumhydroxyd nach Möglichkeit niedriggehalten werden. Während bei den normalen Entplattierungsbädern, bei denen üblicherweise Gehalte an freiem Cyanid und Hydroxyd von mindestens i % aufrechterhalten werden, bei Stromdichten von 0,10 bis 2,o Amp./dm2 feste Kathoden erhalten werden, gibt es bei den erfindungsgemäß zusammengesetzten Bädern mit wenig freiem Cyanid und Hydroxyd, die zur Gewinnung von @letallpulver dienen, sowohl für Kupfer wie auch für Kupferlegierungen einen verhältnismäßig engen Strorndichtebereich, innerhalb dessen das aus denn Schrott zurückgewonnene Plattiermetall in lockerer, knospiger Form auf der Kathode niedergeschlagen wird. Dieser Bereich liegt für Kupfer bei 0,30 bis o,6o Amp./dm2, vorzugsweise bei o,4: :1nip./dm2, und für Bronze bei 0,3o bis o,5o :\mp./dm2, vorzugsweise bei 0,4o Amp./dm2. Vorteilhaft sind die erwähnten Grenzwerte für die Stromdichte genau einzuhalten, weil sonst nicht mit (lern gewünschten Feinheitsgrad der anfallenden Pulver gerechnet werden kann. In den erfindungsgemäßen Bädern wird der bei den bekannten gebräuchliche Gesamtcyanid- (vorzugsweise io%) und gegebenenfalls Tartratgehalt (vorzugsweise 5 %) sowie die übliche Badspannung (i,o bis 1,3 V) beibehalten. Die durch Einwirkung der Luftkohlensäure unvermeidliche Carbonatanreicherung in den Bädern bis zu Gehalten von io % stört die Pulverelektrolyse nicht.
• Die Bäder arbeiten am besten bei Zimmertemperatur (2o°), können jedoch zur Steigerung der Ausbeute auch bei höheren Temperaturen bis zu 35° betrieben werden.
• Als Kathode dienen Mutterbleche aus Eisen, Aluminium u. dgl., vorzugsweise jedoch solche, die aus dein gleichen -,Metall wie das zu gewinnende Pulver bestehen. Die sich in lockerer, knospiger Form ansetzenden Schichten können, ohne daß nennenswerte Mengen in die Bäder abfallen, Stärken bis zu einigen Zentimetern erreichen und sind ohne Schwierigkeit mit Stahlbürsten von den Mutterblechen zu entfernen. Zweckmäßigerweise werden dazu schnellaufende Bürstennvalzen verwendet, durch die man die Pulverkathoden von Hand oder mit Hilfe eines vorgelagerten, langsamer laufenden, gerillten Walzenpaares hindurchlaufen läßt. Das so gewonnene Pulver, das noch grobe Körner und Knospen enthält, wird gewaschen, getrocknet und in Condux- oder Kugelmühlen oder auch im Kollergang zu Pulver der gewünschten Feinheit vermahlen. Anschließend erfolgt Glühung des Pulvers bei 500 bis 70o° unter Schutzgas, wodurch es weich und blank wird und den größten Teil des ihm von der Elektrolyse her anhaftenden \%'asserstoffes verliert. Die :N1 utterbleche können nach Entfernung des Pulvers wieder benutzt werden. Da sich bei den ersten Versuchen stets ein kleiner Teil fest ansetzt, ist es zweckmäßig, von möglichst dünnen Blechen auszugehen: Durch besondere 'Torbereitung der Bleche, beispielsweise Anoxydieren derselben vor dem Einsetzen, kann erreicht werden, daß die niedergeschlagenen Schichten vollst@iii(lig abgetrennt werden können. Beim Mahlen und _11)sieben bleibt ein geringer duktiler Rückstand zurück, der eingeschmolzen und für andere Zwecke gebraucht werden kann.
• Im folgenden sei für die erfindungsgemäße Herstellung eines groben Kupferpulvers und eines feineren Zinn-Blei-Zink-Bronzepulvers mit 88%Cu, .4 % Sn und 4 % Pb und 4 0/0 Zn je ein Ausführungsbeispiel gegeben.
• a) Kupferpulver: Bei Verwendung eines Mutterbleches aus Kupfer und kupferplattiertem Schrott als Anode wurde finit einer Badspannung von i,i bis 1,3 V und einer Stromdichte von o,45 Amp./dm2 gearbeitet. Der Elektrolyt enthielt bei einer Gesamtcyanidkonzentration von io% praktisch kein Hydroxyd undo,2o% freiesCyanid. Vonderkathodisch niedergeschlagenen Kupfermenge konnten rund 95 % abgebürstet und in der Condux-Mühle zu Pulver vermahlen werden. Das bei 70o° im Wasserstoffstrom weich geglühte Pulver war praktisch wasserstoffrei und ließ sich einwandfrei verpressen. Es hatte bei einem Schüttelvolumen von 31 cm3/loog folgende Siebanalyse:

  0,40- 9,00/0

  0,30- 12,8%

  0,15 - 38,10/0

  o,o6 - 3 5, 2 0/0

  unter o,o6- 5,o%.

  Die chemische Analyse ergab für Cu 99,9 %; Fe Spur, Mn - und zeigt somit, daß das Pulver für alle pulvermetallurgischen Zwecke einen genügenden Reinheitsgrad besitzt.
• b) Zinn-Blei-Zink-Bronzepulver: Als Anode wurde bronzeplattierter Schrott, als Kathode ein Mutterblech aus Kupfer verwendet. Das Bad enthielt den üblichen Gesamtcyanidgehalt von vorzugsweise io %, 5 % Natriumtartrat, 0,20 % freies Cyanid und rund o,io % Natriumhydroxyd, das zur Auflösung der noch zugegebenen geringen Menge an Zinnsalz erforderlich war. Dieser Zusatz von 7innsalz erfolgt bekanntlich zur Beschleunigung der 7iiinabscheidung. Obwohl der Gehalt an freiem Cyatiid während der Elektrolyse noch etwas anstieg, wurde die Pulverabscheidung dadurch nicht merklich gestört. Die Stromdichte betrug bei einer Badsl>at111ut1g v011 1,= bis 1,3 V rund 0,4o Amp./dm2. 98 % des niedergeschlagenen Bronzepulvers konnten vom :Mutterblech abgebürstet und gepulvert werden. 13e1 65o° erfolgte unter Wasserstoff die Weichglühung. Bei einem Schüttelvolumen von 31.3cm'3/l0og wtir(le folgende Siebanalyse ermittelt:

  0,4o - 0,6 %

  0,30 - 20,0 %

  o,1 5 - 48,47 0/0

  0,06-21,4 0/0

  unter 0,o6 - 9,7 0/0.

  1)1e chemische =\tialyse: Cu 88,35, Sn 3,90, P1) 3,84, Zn 3,97 zeigt, daß die einzelnen Komponenten der Bronze ohne merklichen Verlust kathodisch in Pulverform zurückgewonnen werden. Preß- und Sinterversuche mit diesem Pulver haben ergeben, daß es für die Herstellung von selbstschmierenden Sinterlagern geeignet ist.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum elektrolytischen Aufarbeiten von mit Kupfer oder Kupferlegierungen plattierteni Eisen- oder Stahlschrott unter Verwendung von Elektrolyten, welche Alkalilauge, Alkalicyanid, Alkalikupfercyanür und gegebenenfalls Weinsäure bzw. Tartrate enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß durch Herabsetzung des Gehalts des Elektrolyts an freiem Cyanid auf o bis o,500/0, vorzugsweise auf o,200/0, sowie der Einhaltung einer möglichst niedrigen OH-lonenkonzentration, beispielsweise von o,300/0, vorzugsweise von o,io%, die Plattierungsinetalle kathodisch in Pulverform gewonnen werden.
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufarbeiten von kupferplattiertem Schrott mit einer Stromdichte von 0,30 bis 0,6o Amp./dm2, vorzugsweise o,45 Amp./dm2, und beim Aufarbeiten von mit Kupferlegierungen plattiertem Schrott mit einer Stromdichte von 0,30 bis 0,5o Amp./dm2, vorzugsweise 0,4o Amp./dm2, gearbeitet wird.
3. 3. Verfahren gemäß den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodeninutterbleche vor dem Einsetzen einer entsprechenden Vorbehandlung, z. B. durch Anoxydieren, unterworfen werden.
4. 4. Verfahren gemäß den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Pulver bei etwa 500 bis 700° unter Schutzgas geglüht wird.