DE22429C - Neuerungen in dem Verfahren zu Gewinnung der Metalle auf elektrolytischem Wege - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 40: Hüttenwesen.

Patentirt Im Deutschen Reiche vom a. Mai 1882 ab.

Angenommen, das zu behandelnde Erz sei Bleiglanz oder eine Verbindung von Schwefel und Blei.

Dasselbe wird in Stücken oder Körnern in enge Kästen, deren Seitenwände von Blech sind, gefüllt und in, die elektrolytische Flüssigkeit gebracht. .Die letztere, kann in diesem Falle aus einer Lösung von salpetersaurem Blei bestehen.

, Auf die Oberfläche des in den Kästen befindlichen Bleiglanzes werden der Länge nach leitende Metallklötze fest aufgelegt und dieselben mit dem positiven Pol der Elektricitätsquelle verbunden.

Zwischen den Kästen mit Bleiglanz hängt man Platten von Blei oder einem anderen passenden leitenden Stoff auf, welche man mit dem negativen Pol der Elektricitätsquelle verbindet, und welche die Stelle der Kathode vertreten.

Man füllt nun den Niederschlagbottich mit einer Lösung von salpetersaurem Blei so weit, bis das Niveau derselben etwas niedriger steht wie die Oberfläche des Bleiglanzes in den Kästen, auf welcher die zur Leitung dienenden Metallklötze aufruhen.

Der elektrische Strom, indem er die Lösung passirt, zerlegt das salpetersaure Blei. Das Blei schlägt sich an der Kathode nieder, während gleichzeitig auf dem Bleiglanz Salpetersäure (JSTO" + O) frei wird. Dieselbe bildet mit , dem Bleiglanz salpetersaures Blei.

Die Salpetersäure greift nicht den im Bleiglanz enthaltenen Schwefel an, so lange noch Blei vorhanden ist, um sich mit der Säure zu verbinden, und der Schwefel bleibt in reinem Zustande an der Anode.

Wenn der Bleiglanz nicht rein ist, sondern geringe Mengen von unzersetzbarem Gestein enthält, so bleibt der Schwefel in diesem Gestein vertheilt eingesprengt und man braucht ihn nur durch Destillation von demselben zu trennen, gerade so wie man den natürlichen Schwefel von dem Gestein trennt, welches mit demselben in den Schwefelerzen vorkommt.

Das auf der Kathode mehr oder weniger krystallinisch niedergeschlagene Blei wird von Zeit zu Zeit entfernt, damit es nicht in Berührung mit dem Bleiglanz der Anode kommt. Es wird dann ausgewaschen, umgegossen oder geprefst.

Das Verfahren ist das gleiche, wenn man anstatt salpetersaurem Blei essigsaures Blei als Elektrolyten verwendet.

Die Anzahl und die Gröfse der Niederschlagbottiche und der die Anode bildenden Blei- \ glanzkästen in diesen Bottichen richtet sich nach dem Charakter der Elektricitätsquelle, welche verwendet wird. Die Bottiche müssen in Bezug auf Spannung so angeordnet sein, dafs, wenn nöthig, die elektromotorische Kraft auf diejenige Anzahl von Elementen oder Theilen _:von Elementen beschränkt werden kann, welche zur, Erzeugung der chemischen Wirkung der Zerlegung ausreicht; zu diesem Zweck müssen die Oberflächen der Elektroden und zugehörigen Theile so beschaffen sein, dafs der äufsere Leitungswiderstand auf das die Ausnutzung der elektromotorischen Kraftmaschine günstigste Mafs reducirt wird.

Bei diesem Verfahren darf nur die gerade zur chemischen Arbeit der Zerlegung nöthige elektromotorische Kraft angewendet werden; diese Kraft ist gewöhnlich kleiner wie diejenige, welche durch die Zerlegung von Salzen desselben Metalles, welche sich vorher in Lösung befanden, erforderlich wird. Denn infolge der Zersetzung des die Anode bildenden Minerals wird ein Theil der elektromotorischen Kraft geliefert und daher auch im allgemeinen die Erzeugung von polarisirenden Gegenströmeh vermieden.

Auf analoge Weise kann Schwefelkupfer behandelt werden, indem als Elektrolyt schwefel-, . saures Kupfer oder Kupfervitriollösung genommen wird; ebenso die Zinkblende (Schwefelzink) mit schwefelsaurer Zinklösung als Elektroly te; der Schwefelkies (Verbindung von Eisen und Schwefel) mit schwefelsaurem Eisen oder Eisenvitriollösung als elektrolytische Flüssigkeit und auf dieselbe Weise alle anderen Erze und sonstigen die Elektricität leitenden schwefel- » haltigen Producte, indem man nur den Elektrolyt dazu passend- wählt.

Man wird immer das Metall an der Kathode

und den Schwefel mit den Rückständen an der Anode als Niederschlag erhalten, von denen er durch einfache Destillation getrennt werden

: kann. .

Ist das Sch'wefelmetall von zu geringem Metallgehalt, um als Leiter der Elektricität zu' dienen, so mufs dasselbe durch Schmelzung mit reichhaltigeren Erzen concentrirt werden.

Enthält die zu behandelnde mineralische Substanz mehrere Metalle, so kann man zur Gewinnung der, Metalle auf verschiedene Arten ■':■ verfahren:

ι. Angenommen, man habe silberhaltigen Bleiglanz, welcher aus Schwefelblei und Schwefel-"■■■ silber besteht, so kann man als Anfangselektrolyt salpetersaures Blei nehmen. Das Blei schlägt sich an der Kathode nieder; das Silber , wird nicht angegriffen und bleibt an der Anode niit dem Schwefel, dem Gestein und einer kleinen Menge Blei. Je nach dem Silbergehalt ' dieses Rückstandes, welcher von dem Silbergehalt des zu behandelnden Bleiglanzes abhängt, kann man entweder gleich zu dem Abtreiben in .einen Kapellenofen oder zu einer Zusammenschmelzung oder Mischung behufs Concentration übergehen, nachdem man den Schwefel durch Destillation abgeschieden hat. Das Silber und Blei werden in diesem Falle nach dem Grundsatz einer mit gröfserer Wärmeentwickelung verbundenen Bildung eines elektrolytischen Bestandtheiles von einander getrennt.

In Gegenwart der Salpetersäure (NO* + ο) an der Anode (silberhaltiger Bleiglanz) bildet sich durch das Blei salpetersaures Blei, bei dessen Bildung mehr Wärme frei wird, wie bei der Bildung des salpetersauren Silbers. .'-■■■ Die Trennung des Bleies vom Silber kann auch dadurch herbeigeführt werden, dafs man als Änfangselektrolyt essigsaures Blei nimmt nach dem Grundsatz, dafs das saure Radical des angewendeten Elektrolyten sich nicht mit dem einen der beiden von einander zu trennenden Metalle (Silber)" verbinden kann.

2. Zur Behandlung von kupferhaltigem Eisenkies nimmt man schwefelsaures "Kupfer als , Anfangselektrolyt, bringt die Eisenkiese an die Anode, analog dem Bleiglanz in dem ersten Beispiel, und nimmt Kupferplatten an die Kathode. Durch den elektrischen Strom schlägt sich an der Kathode alles Kupfer nieder, welches die Eisenkiese enthalten, ohne dafs sich daselbst Spuren von Eisen zeigen.

Will man einen Theil des sich während der Behandlung bildenden Eisenvitriols, das in dem Bad aufgelöst ist, gewinnen, so zieht man die aus Eisenkies bestehenden Anoden aus der Badeflüssigkeit, welche mit Eisenvitriol gesättigt ist, heraus, und ersetzt dieselben durch leitende Kohlenstücke, wodurch alles in dem Bade enthaltene Kupfer gefällt wird. Nachdem dies geschehen, läfst man die gewonnene Eisenvitriollösung in Krystallisationsbehältern krystallisiren, oder man. benutzt dieselbe unmittelbar.

Durch dieses Verfahren erhält man alles in dem kupferhaltigen Eisenkies enthaltene Kupfer als metallisches Kupfer, beinahe allen Schwefel in reinem Zustand als Niederschlag an der Anode, gemischt mit etwas schwefelsaurem Eisenoxydul, von welchem es später durch Destillation getrennt werden kann, und beinahe alles Eisen im Zustande von schwefelsaurem Eisenoxydul.

Der gewonnene Schwefel bietet genügende Vergütung für die zum Schwefeln des Eisens gebrauchte Schwefelsäure.

Will man aber das Eisen der Schwefelkiese nicht in ein Schwefelsalz verwandeln, so setzt man das erstgenannte Verfahren wiederholt fort in derselben Badeflüssigkeit.

Sobald die letztere mit schwefelsaurem Eisenoxydul gesättigt ist, wird das im Schwefelkies enthaltene Eisen nicht mehr angegriffen.

Durch dieses Verfahren gewinnt man alles an der Kathode sich niederschlagende Kupfer, während an der Anode schwefelsaures Eisenoxydul und Schwefel je nach dem durch die Elektrolyse zersetzten schwefelsauren Kupfer sich ' niederschlägt.

Durch einfache Destillation gewinnt man reinen Schwefel, indem ein Rückstand von schwefelsaurem Eisenoxydul bleibt, welcher während der Wirkung der Elektrolyse nicht an-: gegriffen worden ist. Damit der Schwefel nicht · oxydirt, mufs auch hier, wie schon früher erwähnt, die elektromotorische Kraft des Stromes ein wenig gröfser als diejenige sein, die fur

die zur Trennung nöthige chemische Reaction erforderlich ist.

Wir kommen nun zu dem anderen Fall, wenn nämlich die zu behandelnde metallische Substanz die Stelle der Kathode einnimmt.

Soll z. B. aus Kupferkies das Metall entfernt werden und man hat Schwefelwasserstoff zur Disposition, so wird man in der Weise elektrolytisch vorgehen, dafs man das metallische SuI-phurat als Kathode verwendet und als Anode eine unzerlegbare Substanz, wie z. B. leitende Kohle.

Man nehme als Elektrolyt einen Körper, durch dessen Zersetzung durch den elektrischen Strom Wasserstoffgas an der. Kathode frei wird, also z.B. Schwefelwässerstoff, d.h. durch Schwefelsäure gesäuertes Wasser.

Durch diese Anordnung wird der Schwefel des schwefelhaltigen Erzes in Schwefelwasserstoff verwandelt, der aufgefangen und verwendet wird. An der Kathode bleibt metallisches Kupfer.

• Wenn das schwefelhaltige Erz mehrere Metalle enthält, so wird man nur die Entschwefelung erreichen; die Metalle bleiben gemengt an der Kathode. Dieses Gemenge müfste erst behufs Trennung nach dem unter ι. erläuterten Verfahren behandelt werden, wobei es die Stelle der Anode vertritt.

Gerade wie die Entschwefelung eines schwefelhaltigen Erzes auf diesem elektrolytischen Wege, kann man auch die Entfernung des Chlors aus einem chlorhaltigen Erz, z. B. Chlorsilber, oder die Desoxydation (Reduction) eines oxytiirten Erzes (Kupferoxydul, Eisenoxydul· etc.) bewerkstelligen. ' . -_ *■

3. Die Erze -oder metallischen Stoffe dienen gleichzeitig zum Theil als Anode, zum Theil als Kathode.

Hat man¹ z. B. Eisenkies und Schwefelkupfer, so kann man die ersteren als Anode und die letzteren Erze als Kathode verwenden, wobei man den Schwefel, der aus dem Schwefelkupfer gefällt wird, als Schwefelwasserstoff und den Schwefel der Eisenkiese als schwefelsaures Eisenoxydul nutzbar verwenden kann, während sich das metallische Kupfer aus dem Schwefelkupfer an der Kathode niederschlägt.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Das Verfahren aus Erzen und anderen Metall führenden Stoffen Metall und Schwefel in der Weise auszuscheiden, dafs diese Stoffe, indem dieselben entweder als Anode oder als Kathode dienen, durch einen elektrischen Strom zerlegt werden, ohne dafs Polarisation eintritt, wie in vorstehenden Fällen beschrieben.

2. Das Verfahren, Verbindungen mehrerer verschiedener Metalle mit Schwefel in die einzelnen Bestandtheile zu zerlegen, wie dieses bei den Beispielen Bleiglanz und Kupferkies _; beschrieben.

3. Die Anwendung dieses Verfahrens auch bei chlorhaltigen Erzen behufs Scheidung des Chlors von Metall.

4. Die gleichzeitige Anwendung verschiedenartiger Erze oder metallischer Stoffe zum Theil als Anode, zum Theil als Kathode, wie dieses am Schlufs der Beschreibung bei Eisenkies und Schwefelkupfer näher aus-

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