DE635029C - Verfahren zum Elektrolysieren von Bronzeabfaellen mit schwefelsaurem Elektrolyten unter Verwendung von Diaphragmen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Elektrolysieren von Bronzeabfällen mit schwefelsaurem Elektrolyten unter Verwendung von Diaphragmen Es ist bekannt, daß beim elektrolytischexi Abscheiden von Kupfer aus Bronzeabfällen in Bädern, die z. B. aus Kupfersulfat und Schwefelsäure bestehen, allmählich eine Verarmung des Bades an Kupfer stattfindet. Außer an Kupfer verarmt das Bad auch an Schwefelsäure, weil die die Anoden bildenden Bronzeabfälle außer Kupfer noch andere unedle Metalle, wie Eisen, Zink, Blei usw., enthalten, die durch die Schwefelsäure angegriffen und im Bade gelöst (Eisen, Zink) oder als Sulfat (Blei) niedergeschlagen werden. Selbst in den Fällen, in denen die Anoden außer Kupfer Metalle enthalten, die wie Zinn, Antimon, Wismut hydrolysierbare Sulfate zu bilden vermögen und wo zufolge der Hydrolyse dieser Sulfate ein Teil der bei der Sulfatbildung dem Bade entzogenen Schwefelsäure an dieses zurückgegeben wird, ist der Verbrauch an Schwefelsäure noch immer ein ziemlich hoher. Beispiel Sn (S 04)2 + H2 0 - Sn 0 (S 04) + H2 S 04. Mit anderen Worten, das Zinn verbraucht an Schwefelsäure die Hälfte von dem, was .es im Falle des Verbleibens im Zustande eines neutralen Sulfates verbrauchen würde, wie dies Fe, Zn, Pb tun.
• Aus diesen Gründen ergibt sich die Notwendigkeit, bei elektrolytischen Prozessen der in Frage stehenden Art dem Bade Kupfersulfat und - Schwefelsäure in Mengen zuzusetzen, die proportional sind einerseits dem Gehalt der zur Elektrolyse gebrachten Bronze sowohl an Zink, Eisen, Blei usw. als auch an Zinn, Antimon, Wismut usw. und andererseits der Stromstärke. So ist in diesem Sinne z. B. bereits vorgeschlagen worden, den Kupfergehalt des Bades gleichbleibend- zu erhalten durch Zugaben .von Kupferoxyd, das von der Schwefelsäure leicht gelöst und zu Kupfersulfat umgesetzt wird.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches ermöglicht, beim Elektrolysieren von Bronzeabfällen mit schwefelsaurem Elektrolyten unter Verwendung von Diaphragmen die Verarmung des Bades an Kupfersulfat zu verhüten, ohne hierzu gezwungen zu sein, dem Bade kupferhaltiges Material zuzusetzen. Im wesentlichen -besteht das neue Verfahren darin, daß man Luft in .Nr 635 029 die mit Bronzeabfällen gefüllten anodischen Zellen unmittelbar-. einbiäst, zweckmäßigerweise zusammen mit Wasserdampf. Während;. der Dampf -das. .Bad.: erwärrnt,erfährt däs'@ Kupfer unter dem Einfluß der Luft '=eint:'. Oxydation, so daß sich das Bad leicht= äxj#; Kupfersulfat anreichern kann, nach der Formel H9 S 0l + Cu + O = Cu S O¢ + H2 O. Es ist zwar an sich bereits bekannt, bei der elektrolytischen Kupferraffination Luft in den , Elektrolyten einzuleiten. Diese in den Elektrolyten eingeleitete Luft hat indessen den Zweck, die Lauge in Bewegung zu halten, um Kupferionenverarmungserscheinungen an den Kathoden vorzubeugen, ferner die Verunreinigungen des Bades, wie Ase 03 und Sb. 03, desgleichen das Cuprosulfat (Cut S 04) dieses Bades zu oxydieren. Beim Verfahren nach vorliegender Erfindung dagegen handelt es sich darum, -das Kupfer direkt zu oxydieren, dadurch, daß man Luft unmittelbar in die anodische Masse der der Elektrolyse unterliegenden Bronzeabfälle einbläst.
• Im Falle von Bronzen kann die Verarmung des Bades an Kupfersulfat weder durch den elektrischen Strom noch durch die Schwefelsäure kompensiert werden, selbst wenn das Bad gerührt wird. Denn die Reaktion - H2 S p4+. Cu '@ CU S 04=---H2 -ist nicht möglich, während unter Einwirkung der Luft die oben unter (r) angegebene Reaktion stattfindet. -Zur praktischen Ausübung des neuen Verfahrens benutzt man Anoden, von denen jede aus Bronzeabfällen besteht, die zwischen zwei säurefesten Diaphragmen gehalten werden. Durch diese Abfälle wird erfindungsgemäß ein Strom von Luft und Wasserdampf hindurchgetrieben. Dieser - Strom begünstigt die Auflösung der Bronzeabfälle; erwärmt - das Bad und hält es in Bewegung, wodurch die Entstehung verschiedener Konzentrationen an der Anode und der Kathode verhindert wird. In den _ Elektrolysiertrog, der aus Holz oder anderem isolierenden Material bestehen- und rechteckig sein kann, werden die Diaphragmen so eingesetzt, daß sie mit drei Rändern den Boden ünd die Seitenwände- des Troges- berühren. Sie werden dabei in gleichen Abständen von einigen Zentimetern so angeordnet, daß der Trog in eine gewisse Anzahl von Zellen geteilt wird. Die ungeraden Zellen nehmen die Bronzeabfälle auf und bilden die Anoden, welche alle parallel geschaltet werden. Die geraden Zellen dagegen nehmen die Kathoden auf, die man alle parallel schaltet. Jede Kathode besteht aus einer Kupferplatte, die in einen Isolierrahmen eingesetzt werden :. kann, und die Anordnung ist im übrigen so ;getroffen, daß die Zellen, welche an beiden `.,Enden des Troges liegen, anodisch sind. Zur ;Herabsetzung des Verbrauchs an elektrischer "Energie können die anodischen Zellen auch in Serie angeordnet werden. Der Trog faßt dann eine erste anodische Zelle, die das eine . Trogende einnimmt und mit Bronzeabfällen gefüllt ist, welch letztere zwischen der Endwandung des Troges und einem ersten unangreifbaren Diaphragma gehalten werden. Auf diese erste Zelle folgt eine zweite Zelle, die durch eine bewegliche Kupferkathode begrenzt ist, welche sich gegen eine Wandung aus hartem Blei oder anderem harten und unangreifbaren Hartmetall oder Legierung legt. Diese Wandung begrenzt die nächstfolgende, mit Bronzeabfällen gefüllte anodische Zelle (Zelle Nr.3); deren andere Wandung ein unangreifbares Diaphragma ist, das die Zelle Nr. q. begrenzt usf.
• Der Trog ist mit einer Kupfersalz-, z. B. mit einer Kupfersulfatlösung (je Liter i Sog dieses Salzes in Kristallform), und mit einer Schwefelsäurelösung (ioo g je Liter) gefüllt. Diese Lösung bespült die Anoden und die Kathoden und wird durch den die anodischen Zellen durchströmenden Dampf- -und Luftstrom beispielsweise auf eine zwischen 3o und 6o° C schwankende Temperatur erwärmt. Ist diese Temperatur einmalerreicht, so kann der Regel nach die Dampfzufuhr abgestellt werden, da der Durchgang des elektrischen Stromes und der Luft den nötigen Temperaturgrad aufrechterhalten.
• Bei einer Stromdichte von 2 bis 3 Amp. pro Kathodenquadratdezimeter setzt sich das Kupfer in dicker und reiner Schicht an der Kathode ab: Die fremden Metalle, welche außer Kupfer in den Anoden enthalten sind, werden von der Schwefelsäure des Elektrolyten angegriffen und bilden auf Kosten dieser Säure Sulfate, die sich im Bade ansammeln, so daß die in dieser Weise- dem Bade entzogene Schwefelsäure durch passende Zusätze dieser Säure ersetzt werden muß.
• Da nun gemäß der Erfindung Luft gemeinschaftlich mit Wasserdampf durch die Bronzeabfälle- durchgetrieben wird, so spielt sich unter dem Einfluß der Luft folgende Reaktion ab H2 S 04+ Cu -(- O = CU S 04 + 1-120. Die eingeblasene Luft oxydiert das Kupfer in so wirksamer Weise, daß sich das Bad leicht an Kupfersulfat anreichern kann. " Die in den Zellen enthaltenen Bronzeabfälle werden von Zeit zu Zeit vom begleitenden Schlamm befreit. Man verfährt wie folgt: Der Trog wird vorerst entleert, dann wird ein am Boden jeder Zelle vorhandenes Spundloch geöffnet. Der durch das Wasser mitgerissene Schlamm tritt dann durch diese Spundlöcher heraus und wird danach in passender Weise behandelt.

Claims (1)

1. PATrNTANSPRUCII Verfahren , zum Elektrolysieren von Bronzeabfällen mit schwefelsaurem Elektrolyten unter Verwendung ,--zvon Diaphragmen, dadurch gekennzeichnet, daß Luft in die mit Bronzeabfällen gefüllten anodischen Zellen unmittelbar eingeblasen wird.