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Kreislaufführung des Kupfers im Kupferkunstseidenprozeß Das Kupfer
der Kupferkunstseidenfabrikation wird so vollkommen wie möglich im Kreislauf geführt.
Man verfährt meist folgendermaßen: Aus Kupfersulfatlösung wird, durch Fällen mit
Soda basisches Kupfersulfat hergestellt, das zum Ansatz der Spinnlösung benutzt
wird. Beim Spinnprozeß geht das Kupfer aus der Spinnlösung z. T. in sehr verdünnte
ammoniakalische, z. T. in konzentriertere schwefelsaure Lösungen, beide zusammen
im folgenden kurz Abfallaugen genannt, über. In diesen liegt das Kupfer verunreinigt
vor. Zum Ansatz der Spinnlösung kann jedoch nur sehr reines Kupfersalz verwendet
werden. Bei der Kreislaufführung wird nun zur Reinigung meist so verfahren, daß
man das Kupfer aus den Abfallaugen ausfällt, z. B. als Zementkupfer oder Kupfcrhydroxyd,
den Niederschlag abtrennt, in Schwefelsäure löst und die so erhaltene Kupfcrsulfatlösung
reinigt. Aus der reinen Kupfersulfatlösung wird wieder basisches Kupfersulfat für
einen neuen Ansatz ausgefüllt.
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Es wurde nun gefunden, daß man den Kreislauf des Kupfers besser und
einfacher durchführen kann, wenn man das aus den Abfalllaugen ausgefällte Kupfer
reinigt durch Lösen in ammoniakalischer Ammoniumcarbonatlösung und Ausfällen als
basisches Carbonat durch Abdcstillieren von Ammoniak und Kohlensäure, den erhaltenen
Niederschlag durch Behandlung mit Kupfersulfatlösung in basisches Kupfersulfat umsetzt
und dieses zum Ansatz neuer Spinnlösung verwendet.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist ein blehrstufenverfahren.
»In der ersten Stufe wird das aus den Abfallaugen ausgefällte Kupfer in ammoniakalischen
Ammoniumcarbonatlösungen gelöst und von Verunreinigungen
abgetrennt.
In der zweiten Stufe werden Ammoniak und Kohlensäure wiedergewonnen, die im Kreislauf
geführt werden, und das Kupfer als basisches Carbonat abgeschieden. Man hat zwar
schon oxydische Kupferverbindungen enthaltende Erze nach reduzierender Vorbehandlung
mit ammoniakalischen Kupferlösungsmitteln ausgelaugt und aus der erhaltenen Lösung
durch Erhitzen das Ammoniak ausgetrieben und das Kupfer als Oxyd gewonnen. Die Anwendung
solcher Verfahrensstufen auf die Aufarbeitung der Laugen aus dem Kupferkunstseidenprozeß
ist jedoch neu. Es ist überraschend, daß die hohen Anforderungen, die bei der Kupferkunstseidenherstellung
an die Reinheit der benutzten Kupfersalze gestellt werden, durch die Lösungs- bzw.
Reinigungsstufe in Kombination mit der in der Literatur bisher nicht beschriebenen
dritten Stufe, in der das basische Carbonat durch Behandeln mit kupfersulfathaltigen
Lösungen zu basischem Sulfat umgesetzt wird, erfüllt werden. Das vorliegende Verfahren
bringt noch einen besonderen technischen Effekt dadurch, daß die im Kupferkunstseidenprozeß
anfallende Spinnsäure direkt wieder Verwendung finden kann. Dabei wird nicht nur
das Kupfer der Spinnsäure sondern auch die freie Säure wieder benutzt, die bei den
üblichen Kupferaufarbeitungsverfahren verlorengeht.
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Bei der Auflösung der aus den Abfallaugen ausgefällten kupferhaltigen
Niederschläge erweist es sich bei hohem Arsengehalt als vorteilhaft, in Gegenwart
von wasserlöslichen Eisen (2)-oder Magnesiumsalzen bei gleichzeitigem Einleiten
von Luft zu arbeiten. Die Lösung wird von den ungelösten Verunreinigungen abfiltriert.
Der Rückstand enthält hauptsächlich Kalk, Eisen und Arsen. Aus der Lösung wird durch
Abdestillieren von Ammoniak und Kohlensäure das Kupfer ausgefällt. Das Destillat
wird regeneriert und im Kreislauf verwendet. Der Niederschlag besteht aus basischem
Kupfercarbonat, das mit steigender Destillationstemperatur steigende Mengen Kupferoxyd
enthält. Er wird von der Lösung abgetrennt und durch Umsatz mit Kupfersulfatlösung
oder freier Schwefelsäure, die zunächst einen Teil des Kupfers unter Bildung von
Kupfersulfat auflöst, in basisches Sulfat übergeführt. Vorteilhaft kann man zum
Umsatz gereinigte kupfersulfathaltige Spinnsäure verwenden. Die Umsetzung des basischen
Carbonats kann in solcher Konzentration erfolgen, daß die erhaltene Anschlämmung
von basischem Sulfat ohne Filtration zum Ansatz der Spinnlösung benutzt werden kann.
Man kann auch z. B. mit einem Überschuß an gelöstem Kupfersulfat arbeiten, das basische
Sulfat abfiltrieren und das anfallende kupfersulfathaltige Filtrat zu einer neuen
Umsetzung von basischem Carbonat benutzen. Beispiel i Aus den kupferhaltigen Abfallaugen
der Kupferkunstseidenfabrikation wird mit Eisenschrott Kupfer auszementiert. ioo
kg des Zementkupfers «erden in einer rotierenden Schrägtrommel mit 1,3 cbm einer
Lösung, die 6o g Ammoniak im Liter und 75 g Kohlensäure im Liter enhält, behandelt.
Gleichzeitig wird in die Lösung Luft eingeleitet. Nach ¢ Stunden wird die Lösung
aus der Trommel ausgelassen und vom Rückstand abfiltriert. Aus dem Filtrat, das
55 g Kupfer im Liter enthält, wird durch Erhitzen auf ioo ° Ammoniak und Kohlensäure
abdestilliert. Das Destillat wird durch Zugabe von Ammoniak und Kohlensäure wieder
zu einer Lösung, wie ausgangs benutzt, regeneriert. Das ausgefällte basische Carbonat
wird abfiltriert und mit so viel durch Filtration ge-. reinigter, kupfersulfathaltiger
. Spinnsäure versetzt, daß ein Drittel des Gesamtkupfers in gelöster Form vorliegt.
Der Ansatz wird 2 Stunden bei go° durchgeführt. Dabei bildet sich unter Kohlensäureentwicklung
basisches Sulfat, das zum Ansatz neuer Spinnlösung verwendet wird.
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Beispiel 2 Aus kupferhaltigen Abfallaugen der Kupferkunstseidenfabrikation
wird mit Eisenschrott Kupfer auszementiert. ioo kg Zementkupfer, das aus der verwendeten
Spinnsäure o,5°/0 Arsen enthält, wird in einer rotierenden Schrägtrommel mit 1,3
cbm einer Lösung, die 6o g Ammoniak im Liter und 75 g Kohlensäure im Liter enthält,
nach Zugabe von o,8 kg \1g S 04, behandelt. Es wird kräftig Luft in feiner Verteilung
eingeleitet. Die Lösung erwärmt sich dabei stark. Nach 2 Stunden wird die Lösung
abgeblasen und wie im Beispiel i auf basisches Sulfat weiterverarbeitet.
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Beispiel 3 iooo kg Kupferhydroxyd, das aus den Ab-, fallaugen der
Kupferkunstseidenfabrikation mit Kalk ausgefällt ist und 8,2°/o Cu neben Fe, S03
CaO und As enthält, wird mit i,2 cbm einer Lösung, die 8o g Ammoniak und ioo g Kohlensäure
im Liter enthält, unter Zusatz von i kg Fe S O;, in einer gedeckten Rührbütte unter
Einleiten von Luft behandelt. Nach 30 Minuten wird die Lijsung abgelassen und von
dem Rückstand abfiltriert. Aus dem Filtrat wird Ammoniak und Kohlensäure abdestilliert
und das Destillat mit Ammoniak und Kohlensäure zu einer Lösung, wie ausgangs benutzt,
regeneriert. Das ausgefällte basische Carbonat wird wie in Beispiel i behandelt.