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Raffinieren von Kupfer Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Raffinieren
von Rohkupfer zwecks Entfernung der in demselben enthaltenen Fremdmetalle. wie Zinn.
Antimon, Arsen usw., durch Schmelzen d,°s Metalls mit Zusätzen von Alkali-oder Erdalkalisulfaten
oder Mischungen derselben mit Alkali- oder Erdalkalicarbonaten zwecks Bildung einer
die Fremdmetalle auf-Z, Schlacke.
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Die Raffination von Kupfer mit Hydroxyden des Calciums oder Bariums
usw. sowie die Reinigung des Kupfers mit den Alkali-und Erdalkalicarbonaten ist
bereits aus den Patentschriften 9a65 und 16683 bekannt.
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Die Praxis hat gezeigt, daß der gleiche Effekt erzielt wird, wenn
man statt der Hydroxyde oder Carbonate die Sulfate allein oder in Mischung mit Carbonatzn
zum Raffini3-ren verwendet, wobei jedoch der Vorteil erreicht wird, daß die Reinigung
des Rohlcupfers mittels Sulfaten schnell und intensiver erfolgt und die Kupferverschlackung
noch geringer ist als mit Carbonaten.
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Im Gegensatz zu den bisher üblichen Raffinationsmethoden mittels Gebläsen
oder Kompressoren wird das vorliegende Verfahren ohne jedes Überblasen oder Einblasen
von Luft ausgeführt.
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,Während bei dem bisher üblichen Raffinieren des Kupfers außerordentlich
große Mengen kupferreiche Schlacken gebildet wurden, um die geringen Verunreinigungen
zu entfernen, erhält man gemäß Erfindung nur wenig Schlacke mit rnutr i 'bis 16
0 () Kupfer im Gegensatz zur Luftraffinlerschlacke, die 3c bis 7 0 0 o Kupfer
ausweist. Das Ausbringen an gereinigtem Kupfer ist 8o bis 93 %, also bedeutend
höher gegenüber der alten Methode.
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Werden zum Reinigen in bekannter Weise Hydroxyde oder Carbonate benutzt,
so ist die reinigende Salzdecke scHlpartig, d. h. es bilden sich fest gesinterte
inselartige Teilschlakken, z. B. bei Soda, die zwar bei größeren Salzmengen. zusammenhängende
Decken abgibt, was aber einen unnötigen Aufwand von Reinigungsmitteln bedeuten würde.
Verwendet man anderseits z. B. Kalkstein, wird die Kalkschlacke trockenkrümelig,
also nicht zusammenhängend; beim Abziehen dieser Schlacke ist sie stark mit Kupferkörnchen
durchsetzt, was zum Teil auch bei Soda erfolgt. Im Gegensatz hierzu ist eine Reinigung
mit Sulfaten mit geringen Salzmengen durchführbar, da die Salzschicht außerordentlich
dünnflüssig bleibt und durch Rühren gut aus,---braucht und aesgen.utzt wird. Auch
bei kräftigem Rühren bleibt die Badoberfläche immer abgeschlossen, was bei Verwendung
von Soda, Kalkstein nicht in diesem Maße der Fall ist. Außerdem werden infolge der
Dünnflüssigkeit Kupferkörnchen nicht mechanisch mitgerissen. Falls jedoch Kupfer
mit der Schlacke abgezogen werden sollte, setzt sich das Kupfer in dieser flüssigen
Schlacke als Regulus ab.
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Mit ähnlich gutem Effekt kann man Mischungen von Sulfaten und Carbonaten
verwendzn, die bei bestimmten Mischungsverhältnissen ebenfalls dünnflüssig werden
und das ganze Bad bedecken.
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Die Vorteile der Raffination mit Sulfaten oder Mischungen solcher
mit Carbonaten bestehen
also in folgendem: Raffinierschlacken.-menge
gering; Metallausbringen ,größer; Bedarf an Reduktionsmitteln, um das gereinigte
Kupfer zäh zu machen, sehr klein, da ohne Luft gearbeitet wird; Reduktionszeit geringer;
Verschleiß- an. Ofenauskleidung und Gezäh geringer; Brennstoffverbrauch geringer.
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' Ausführungsbeispiele.
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i. Beisspiel für Carbonat- und Sulfatreinigung. Die Mischung war iNa_,
S01:2,5 Kalkstein. Das Rohkupfer mit i,4 As wird mit --7049 Sulfat und 637 kg Kalkstein
in 9 Stunden bis auf o, 43 As gereinigt.
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Entfall an Raf$nierschlacke (einschließlich Salzen) war
107 5 kg mit 11,65 Cu 2,35 Pb 13,i4 As i 2 5 kg Kupfer wurden durch Salze
verschlackt, bezogen auf Anodenausbringen 738okg mit 97,8 Cu und o,43 As beträgt
also die Verschlackung 1,72/0-2. Beispiel: Reinigungsmittel Kalkstein. Verbraucht
wurden i 80o kg Kalkstein. Das Rohkupferbad mit 1,65 % As. wurde mit je 9okg Kalkstein
alle io Minuten behandelt. Die Arsengehalte fielen in 16 Stunden auf
0,33
As, d. h. pro Stunde um
0,083 As. Auffallend ist hierbei der größere Schlackenentfall
und der größere Gehalt an Kupfer in der Kalkschlacke von 38,9o Cu 6,1o As 5,93 Pb
Der Kalkstein oxydiert stärker, was man auch der Kupferprobe ansieht, die infolge
ihres Kupferoxydulgieh altes violettfarben wird. Dies tritt bei Soda noch viel weniger
als bei Sulfaten ein. 3. Beispiel für Soda- und Kallcsteinreinigung. Vorlaufen an
Kupfer vor der Reinigung betrug 850o kg.
| Salzschlackenabzug - 20 44 kg mit 23,71 0@0 Cu - 483 kg Cu |
| 6,72 - Pb |
| 5,79 - As |
| Polschlacke 45_kg mit q.6,25 - Cu =21kgCu |
| 2,i8 - Pb |
| 4,70 - As |
Ausbringen an Anodenkupfer war 7997 kg, durch die Salzraffination wurden also 485
kg Kupferverschlackt, das sind
5,7 °,/o. Der Arsengehalt fiel von i,27As
in i2 Stunden auf o,50 olOAs. 4. Beispiel für Sulfatraffination.
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Das Sulfat wird in Mengen von je 9o kg dreimal aufgegeben und jedesmal
nach dem Dünnschmelzen mit einer Holzstange so gepolt, daß das Kupferbad stets mit
Salz bedeckt bleibt, damit immer unter dem Salz eine fortlaufende Reinigung des
Metalls erfolgt.
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Das Ausgangsprodukt hatte o,68 0;o As. Nach der ersten Aufgabe von
9o kg Sulfat fielen 12o kg Schlacke mit 6,46 0%0 Cu 3,2 - Pb 14,71 - As Nach dem
zweiten Zusatz von 9o kg Sulfat wurden i i 5 kg Schlacke abgezogen mit 5,24 °% Cu
1, 97 - Pb 10,40 - As Nach dem dritten Zusatz von 9o kg Sulfat fielen schließlich
1--5 kg mit 5,63 0/0 Cu 2,o7 - Pb 7,71 - As Die Dauer der Reinigung betrug
il/, Stunden; wobei das Arsen von o, 68 0% auf o, 16 % Arsen fiel. Um 1/2%
As zu entfernen, wurden also nur 2o,8 kg Kupfer verschlackt.