DE156354C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung von reinem Kupfersulfat, bei welchem als Nebenprodukte einerseits Ätzalkalien und andererseits Salzsäure gewonnen wird und das darin besteht, daß man zunächst eine Alkalichloridlösung, die in der Anodenzelle mit Kupferchlorür gesättigt ist, unter Verwendung einer Anode aus Kupfer oder einer Kupferlegierung elektrolysiert,

ίο wobei einerseits an der Kathode Ätznatron, andererseits an der Anode eine Ausscheidung von Kupferchlorür erhalten wird, welch letzteres dann auf bekannte Weise mittels Schwefelsäure in Kupfersulfat übergeführt wird. Als Kathode dient irgend ein geeigneter, durch das gebildete Alkali nicht zerstörbarer Stoff, ζ. Β. Eisen.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß man bei- diesem Verfahren das gesamte

ao Kupfer der Anode in reiner Form und frei von jeder Beimengung anderer Metalle als Kupferchlorür gewinnt, das sich leicht in Sulfat überführen läßt, und daß dabei gleichzeitig eine reine Natronlauge erhalten wird, die weder durch Metallbestandteile, noch etwa durch Bildung von Hypochloriten oder ChIoraten infolge Einwirkung des Chlors verunreinigt werden kann, weil letzteres unmittelbar bei seiner Bildung an das Kupfer gebunden wird.

Es ist allerdings bereits bekannt, gewisse Metallsalze dadurch zu gewinnen, daß man mittels Anoden aus dem betreffenden Metall Alkalisalze der Elektrolyse unterwirft, wobei sich neben den Metallsalzen Ätzalkali bildet. Es bestehen aber zwischen dem Verhalten der bis jetzt zu diesem Zwecke verwendeten Metalle, wie z. B. Eisen, und demjenigen des Kupfers sehr erhebliche Unterschiede, die sich nicht ohne weiteres voraussehen ließen.

Während nämlich bei anderen Metallen sich stets die höchste Oxydationsstufe bildet, ist dies bei dem Kupfer unter Verwendung einer Kochsalzlösung als Elektrolyten unter normalen praktisch durchführbaren Bedingungen der Elektrolyse nicht der Fall, es bildet sich vielmehr die niedrigere Oxydationsstufe, nämlich das Kupferchlorür, und darin liegt gegenüber den anderen Metallen insofern ein wesentlicher Vorteil, als das Kupferchlorür wegen seiner Schwerlöslichkeit sich vollständig abscheiden läßt, wenn man nur Sorge trägt, daß der Elektrolyt im Anodenraum der Zelle von vornherein eine gewisse Menge Kupferchlorür enthält, ohne daß sich dieses etwa an der Elektrolyse beteiligte. Man erzielt auf diese Weise den Erfolg, daß alles Kupfer in dem Maße, wie es durch die Einwirkung des Chlors in Lösung geht, sich sofort wieder ausscheidet, während bei anderen Metallen die Salze der höheren Oxydationsstufe in Lösung bleiben und auch teilweise durch das Diaphragma hindurch in den Kathodenraum diffundieren, so daß einerseits

Claims (1)

1. keine vollständige Abscheidung dieser Metalle erzielt wird, andererseits das gebildete Ätznatron durch diese Metalle verunreinigt wird. Außerdem scheiden sich diese anderen Metallsalze, wie Versuche ergeben haben, falls man die Elektrolyse so weit treibt, daß auch sie sich auszuscheiden beginnen, in einer solchen Form auf der Anode ab, daß sie den Fortgang der Elektrolyse hindern, was beim

   ίο Kupferchlorid nicht der Fall ist. An vorstehendem ändert auch die Thatsache nichts, daß man bereits Kupferchlorür in salzsaurer Lösung der Elektrolyse unterworfen und dabei eine Ausscheidung von Kupferchlorür beobachtet hat, denn dort ist Kupfer zur Kathode gelangt und metallisch ausgeschieden worden, also unter Bedingungen gearbeitet worden, bei denen das Kupferchlorür selbst den Elektrolyten gebildet hat, was bei dem vorliegenden Verfahren nicht der Fall ist; auf das Abhalten von Kupfer in einer Kochsalzlösung unter den Bedingungen des vorliegenden Verfahrens, bei dem mit Diaphragma gearbeitet wird und sich an der Kathode Ätznatron frei von Kupfer bildet, ließen sich jedenfalls keine Schlüsse ziehen.

   Es kann auch, was in Rücksicht auf ältere Vorschläge als naheliegend erscheinen könnte, nicht etwa in der Weise verfahren werden, daß man, um zum Kupfersulfat direkt zu gelangen, etwa ein Alkalisulfat als Elektrolyten benutzt, weil es sich ergeben hat, daß ein solches Verfahren praktisch nicht durchführbar ist, da in diesem Falle auf der Anode unter allen Umständen \vasserfreies Kupfersulfat zur Ausscheidung gelangt, welches sehr bald eine Unterbrechung des Stromes herbeiführt. Außerdem würde man auf diese Weiee, sofern Lösungen von Kupfersulfat erhalten werden könnten, das Kupfersulfat nur im Gemisch mit den Sulfaten der etwa als Verunreinigungen des Kupfers vorhandenen Metalle erhalten können, während bei Bildung des Chlorürs eine Trennung des

   4-5 Kupfers von seinen Verunreinigungen erfolgt, da deren in der Elektrolyse entstehende Chlorverbindungen im Gegensatz zum Kupferchlorür löslich sind.

   Es stellt also das vorliegende Verfahren den einzigen Weg dar, mittels dessen es gelingt, auch von unreinem Kupfer oder Kupferlegierungen ausgehend, durch Elektrolyse sämtliches vorhandene Kupfer sofort in einer solchen Form unlöslich abzuscheiden, die die unmittelbare Überführung in ein reines Kupfersulfat gestattet.

   Das Verfahren kann beispielsweise mittels der in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Vorrichtung ausgeführt werden; in dieser ist

   6p Fig. ι ein senkrechter Schnitt,

   Fig. 2 ein wagerechter Schnitt'nach A-B der Fig. 1.

   Fig. 3 und 4 sind zwei senkrechte Querschnitte nach C-D bezw. E-F der Fig. 1.
   . Es ist α eine Zelle aus Ebonit oder anderem isolierenden Stoffe, deren Längswände an der Innenseite Führungen b besitzen, welche die Rahmen c halten. Jeder der Rahmen c ist außen mit zwei Diaphragmen d bespannt und bildet so eine Abteilung zur Aufnahme einer Anode. Die Kathoden werden in den schmalen Räumen e zwischen den geschlossenen Abteilungen für die Anoden angeordnet. Infolge, dieser Anordnung arbeiten die Anoden mit beiden Flächen.

   In der Zeichnung sind Anoden und Kathoden nicht dargestellt, um das Ganze übersichtlicher zu machen.

   Die klare positive Flüssigkeit tritt in den Apparat durch das Hauptzuleitungsrohr f ein, von welchem kleinere Nebenrohre g sich abzweigen und in den unteren Teilen der einzelnen positiven Abteilungen ausmünden (Fig. 3); die mit pulverförmigem Kupferchlorür beladene Flüssigkeit tritt aus den einzelnen Abteilungen durch die oben angebrachten kleinen Rohre h wieder aus und strömt dann durch das Hauptableitungsrohf i, in das alle kleinen Ableitungsrohre h einmünden , zu einer Klärvorrichtung beliebiger bekannter Art. Hier setzt sich das Kupferchlorür zu Boden, die geklärte überstehende Flüssigkeit wird abgezogen und von neuem dem Elektrolysierapparat zugeführt. ■

   Die negative Flüssigkeit tritt durch das Rohr j am Boden der Zelle α ein (Fig. 4), strömt frei durch die Rahmen c, tritt durch die Seitenrohre k wieder aus und wird durch das Hauptableitungsrohr / fortgeführt.

   Es wird in dieser Vorrichtung beispielsweise mit einer Chlornatriumlösung von etwa 25 Prozent Gehalt gearbeitet und bei einer Temperatur von etwa 30" mit einer Stromdichte von etwa 1 Ampere pro qcm elektrolysiert. In dem Anodenraum sind der Chlornatriumlösung etwa 2 bis 3 Prozent Kupferchlorür zugesetzt.

   Das abgeschiedene Kupferchlorür wird gesammelt, gewaschen, getrocknet und mit konzentrierter Schwefelsäure abgeraucht, darauf das entstandene wasserfreie Kupfersulfat mit Wasser aufgenommen und zur Kristallisation gebracht. Die beim Erhitzen mit Schwefelsäure frei werdende Salzsäure wird in bekannter Weise wieder gewonnen.

   Pa τ ε ν γ - A ν s ρ r υ ch:

   Verfahren zur Darstellung von reinem Kupfersulfat unter gleichzeitiger Gewinnung von Ätzalkali und Salzsäure mit

   Hilfe der Elektrolyse unter'Verwendung einer Anode aus Kupfer. oder einer Kupferlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt an der Kathode aus einer Lösung von Alkalichlorid und an der Anode aus einer Kupferchlorür enthaltenden Lösung von Alkalichlorid besteht, zum Zwecke, neben dem an der Kathode entstehenden Alkalihydroxyd an der Anode eine Abscheidung des Kupfers in dem Maße, wie es in Lösung geht, in Form von unlöslichem Kupferchlorür zu erhalten, welches auf bekannte Weise in Kupfersulfat übergeführt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.