DE127423C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Kupfersulfat und anderen Metallsulfaten durch Elektrolyse einer Lösung eines Alkalisulfates unter Benutzung einer Anode aus dem Metall, dessen Sulfat dargestellt werden soll, wobei gleichzeitig kaustisches Alkali gewonnen wird.

Bei der Anwendung eines porösen Diaphragmas zur Trennung der Lösungen von Kupfersulfat einerseits und Alkalisulfat bezw. Hydroxyd andererseits zeigt sich der Uebelstand, dafs die an der porösen Scheidewand sich treffenden Ionen eine Ausfällung von Metalloxyd bewirken, welches die Poren der porösen Scheidewand verstopft und den Vorgang der Elektrolyse verhindert.

Man hat diese Schwierigkeit bereits dadurch zu umgehen gesucht, dafs man zwischen den beiden Lösungen eine Schicht einer indifferenten Flüssigkeit anordnete, welche die Zersetzungsproducte aufnahm und das Festsetzen des Metalloxyds in der Scheidewand verhindern sollte. Eine solche Einrichtung ist in der amerikanischen Patentschrift 442 333 beschrieben.

Bei dieser früheren Vorrichtung war aber ein vollkommenes Freihalten der Scheidewände und eine stets gleichmäfsige Zersetzung deshalb nicht zu erreichen, weil die Flüssigkeit zwischen dem Anoden - und dem Kathodenraum sich bald mit ausgefällten Metalloxyden sättigte, welche sich sehr bald auch auf der Oberfläche der porösen Scheidewände absetzten, so dafs ein ständiges Offenhalten derselben nicht zu erzielen war.

Bei vorliegender Erfindung wird dieser Uebelstand nun dadurch vermieden, dafs man die zwischen dem Anoden- und Kathodenraum angeordnete Flüssigkeit in steter Circulation erhält, so dafs die Zersetzungsproducte sofort abgeführt werden. Dadurch wird also das Diaphragma stets rein erhalten und für einen guten Fortgang der Dialyse gesorgt.

Die Ausführung des Verfahrens gestaltet sich nun beispielsweise bei der Herstellung von Kupfersulfat derart, dafs man sich eines Behälters bedient, der durch zwei im Abstande von beispielsweise 1 cm von einander entfernt angebrachte vertical stehende, poröse Scheidewände in drei Abtheilungen getheilt ist. Man kann die Anordnung derart treffen, dafs die, Abtheilungen concentrisch zu einander angeordnet sind, wobei die äufsere Abtheilung den Anoden-, die innere Abtheilung den Kathodenraum darstellen, welche beide durch einen ringförmigen Zwischenraum von einander getrennt sind. In den Anodenraum bringt man eine Menge von die lösliche Anode darstellenden Kupferabfällen und giefst darüber dann weiter eine mit Schwefelsäure schwach angesäuerte Lösung von Kupfersulfat. Der innere Kathodenraum enthält eine der Einwirkung von Alkalihydrat widerstehende, nicht angreifbare Ka-

thode von grofser Oberfläche und · ist mit einer etwas alkalisch gemachten, die Kathodenflüssigkeit darstellenden Lösung von Alkalisulfat gefüllt. Die mittlere ringförmige Abtheilung, welche die von den porösen Scheidewänden fern zu haltenden Zersetzungsproducte aufzunehmen hat, enthält zweckmäfsigerweise etwa 2oprocentige Schwefelsäure oder eine mit Schwefelsäure schwach angesäuerte, sehr concentrirte Lösung eines Alkalisulfates. Diese Lösung führt eine geringe Menge des durch die die Anode von der mittleren Abtheilung trennende Scheidewand dialysirten Metallsulfates mit sich fort, während das durch die andere Scheidewand dialysirte Alkalihydrat durch die Schwefelsäure neutralisirt wird.

Die Strömung der Flüssigkeit geschieht so schnell, dafs ihr Gehalt an schwefelsaurem Kupfer nicht ein Decigramm im Liter überschreitet. Unter diesen Bedingungen kann das Sulfat nicht durch die andere Scheidewand hindurch in die das Alkalihydrat enthaltende Abtheilung dialysiren, und es kann daher auf dieser Scheidewand keine Ausfällung von Kupferoxyd stattfinden.

Die Schnelligkeit der Circulation wird nun so geregelt, dafs man auf 40 1 in der Stunde für jede Zelle einen Strom von 25 bis 30 Amperes und 4 Volt gebraucht. Unter diesen Bedingungen beträgt der Verlust an Kupfersulfat infolge der Dialyse weniger als 4 pCt. der theoretischen Ausbeute; ebenso verhält es sich mit dem Verlust an kaustischem Alkali.

Um das dialysirte Metall zu gewinnen, läfst man die aus dem mittleren Behälter austretende Flüssigkeit in einen Bottich strömen und unterwirft sie dort der beständigen Einwirkung entweder von Schwefelwasserstoff oder eines Sulfides eines Alkali- oder Erdalkalimetalls in genügender Menge, um den gröfsten Theil des Kupfers niederzuschlagen.

Die Flüssigkeit gelangt dann schliefslich auf einen mit Kohle gefüllten Thurm, wo sie den etwa im Ueberschufs vorhandenen Schwefelwasserstoff abgiebt, und strömt alsdann auf ein Filter, wo das gebildete Schwefelkupfer abfiltrirt wird, und gelangt schliefslich in den mittleren Behälter der Elektrolysezelle. Statt des Schwefelwasserstoffes kann man jedes andere beliebige Fällungsmittel zum schnellen Ausfällen des Kupfers anwenden.

Man kann auch die aus dem mittleren Behälter der elektrolytischen Zelle austretende Flüssigkeit zwischen den Elektroden einer mit bipolaren Platten versehenen elektrolytischen Zelle circuliren lassen, um durch elektrolytische Zersetzung das Kupfer auf den Kathoden derselben niederzuschlagen.

Falls man die Herstellung von Eisensulfat beabsichtigt, so wird das durch Dialyse in die mittlere Abtheilung gelangte Metall nicht mehr durch Schwefelwasserstoff niedergeschlagen, der ja in diesem Falle wegen der sauren Reaction nicht wirken kann, sondern durch jedes beliebige andere Fällungsmittel, beispielsweise durch Alkali.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :
   Verfahren zur Darstellung von Kupfersulfat und anderen Metallsulfaten unter gleichzeitiger Gewinnung von kaustischem Alkali durch Elektrolyse einer Alkalisulfatlösung unter Verwendung einer Anode aus dem Metall, dessen Sulfat dargestellt werden soll, und einer durch zwei poröse Scheidewände begrenzten Flüssigkeitsschicht zwischen Anode und Kathode, dadurch gekennzeichnet, dafs die Flüssigkeitsschicht durch Circulation ständig erneuert wird.