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DE472850C - Verfahren zum Raffinieren von Legierungen beliebiger Zusammensetzung durch Elektrolyse - Google Patents

Verfahren zum Raffinieren von Legierungen beliebiger Zusammensetzung durch Elektrolyse

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DE472850C
DE472850C DESCH76861D DESC076861D DE472850C DE 472850 C DE472850 C DE 472850C DE SCH76861 D DESCH76861 D DE SCH76861D DE SC076861 D DESC076861 D DE SC076861D DE 472850 C DE472850 C DE 472850C
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DE
Germany
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pole
anode
galvanic
cell
alloys
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/20Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of noble metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • C25C1/12Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of copper

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

  • Verfahren zum Raffinieren von Legierungen beliebiger Zusammensetzung durch Elektrolyse Die Anwendung der Elektrolyse mit kalten flüssigen Elektrolyten beschränkt sich bis heute, soweit die Gewinnung von Metallen bezweckt wird, in der Hauptsache auf die eigentlichen Edelmetallegierungen und edelmetallhaltiges Kupfer, wie es bei der Verhüttung von Kupfererzen als Roh- bzw. Schwarzkupfer erhalten wird. Bei letzterem deckt meist der Gehalt an Edelmetallen nicht nur die Kosten der Elektrolyse, sondern wirft einen mehr oder weniger großen Gewinn ab.
  • Für die eigentlichen Edelmetallegierungen stehen im wesentlichen folgende Verfahren zur Verfügung: i. =Das Verfahren von D. i e t z e 1 zur Verarbeitung geringhaltiger Edelmetallegierungen, nach welchem zwar das Kupfer als Ilektroly tmetall, das Silber dagegen als Zernentsilber erhalten wird. Letzteres muß nach dein Einschmelzen nochmals nach M ö b i u s elektrolysiert werden. Das Gold bleibt mit Blei, Zinn, Silber usw. als Anodenschiamm meist in sehr feiner Verteilung zurück und muß ebenfalls weiter raffiniert werden.
  • 2. Das von W a e s e r modifizierte Dietzel-Verfahren, welches sich nur durch die andere Apparatur davon unterscheidet.
  • 3. Das iVI ö b i u s - Verfahren für goldarme, silberreiche Legierungen, nach welchem sich nur Legierungen mit wenigstens 7o °1o Silber und höchstens io °/o Gold verarbeiten lassen, da sonst dauernd Betriebsstörungen auftreten. In der Regel werden nur im Treibherd vorraffinierte Legierungen und das Brandsilber der Blei- und Silberhütten verarbeitet, um an Strom- und Säurekosten zu sparen.
  • d.. Das gleiche Verfahren in der Ausführung und in Verbindung mit der Ablaugenentkupferung von Siemens & Halsk-e wird durch den großen Säureverbrauch beim Ansetzen und Erneuern der Bäder sowie die zinslose Investierung großer Silbermengen nach Ansicht des Erfinders des vorliegenden Verfahrens unwirtschaftlich. Es erfordert außerdem eine dauernde fachmännische Überwachung durch analytische Kontrolle der Badzusammensetzung, so- daß es für einen Dauerbetrieb, wie es die Regel ist, sich nicht eignet.
  • 5. Das Verfahren nach Dr. Carl erscheint auf den ersten Blick sehr bestechend, bei näherer Prüfung auf praktische Verwertbarkeit weist es aber nach Ansicht des Erfinders des vorliegenden neuen Verfahrens große Mängel auf. So allein schon der Umstand, daß zur Gewinnung von Kupfer, Silber und Gold aus den Legierungen vier verschiedene elektrolytische Anlagen erforderlich sind, welche untereinander keinen direkten Zusammenhang haben, nämlich: a) die Vorscheidung nach Dr. C a r 1 (N atriumperchloratelektrolyt) , b) die Silberelektrolyse nach M ö b i u s , c) die Goldelektrolyse nach W o h 1 w i 11, d) die Kupfersulfatelektrolyse.
  • Hinzu kommen noch die vielen Zwischenoperationen, welche viel Zeit beanspruchen, ferner die großen Kosten der Anlage, der erhebliche Kraftbedarf und die hohen Lizenzgebühren, , welche eine Konkurrenzfähigkeit gegenüber den anderen Verfahren völlig ausschließen.
  • 6. Das Verfahren von W o h 1 w i 11 zur Goldelektrolyse ist nur für Goldlegierungen von etwa 95 °]a Gold an aufwärts anwendbar, bedingt also bei ärmeren Legierungen eine Vorraffination.
  • Es ist ferner bekannt: r. daß es unter Verwendung eines geeigneten Elektrolyten, eines geeigneten Diaphragmas, gegebenenfalls auch ohne Diaphragma und einer kleineren Kathodenfläche gegenüber einer größeren Anodenfläche gelingt, ein Metall oder eine Legierung in Lösung zu bringen; 2. daß in einem galvanischen Element, dessen Elektroden aus verschiedenen Metallen bestehen, welche, durch ein Diaphragmä getrennt, in dem Kathodenraum in eine Salzlösung des elektronegativeren (im Sinne von edleren) Metalls, im Anodenraum in eine zur Lösung des elektropositiveren Metalls geeignete Flüssigkeit eintauchen, wobei das negativere Metall die Kathode, das positivere die Anode bildet, sei es durch direkte Verbindung der Pole, sei es durch Stromentnahme außerhalb des Elementes, in dem Kathodenraum das Metall aus der Lösung seines Salzes ausgeschieden wird, während in dem Anodenraum eine äquivalente Menge des Anodenmetalls gelöst wird; 3. daß, nach den Angaben von B a r t h (siehe Patent 393 963- und 393 964), man an Stelle der nur aus einem Metall bestehenden Polanode auch eine Legierung des Polkathodenmetalls mit elektropositiveren Metallen anwenden kann, wobei die elektropositiveren Metalle in einem geeigneten Elektrolyten gelöst werden, während das negativste Metall (.d. h. das Metall, aus welchem auch die Polkathode besteht) ungelöst bleibt. Es wurde aber bei Versuchen festgestellt, daß Legierungen mit einem hohen. Gehalt an dem elektronegativsten Metall (die Grenze liegt bei ungefähr 700/°) nur schwach angegriffen. werden. Es zeigte sich, daß an der Oberfläche die positiveren (unedleren) Metalle in Lösung gehen, .das ungelöst bleibende negativere Metall eigentümlicherweise jedoch nicht poröser, sondern wie verdichtet erscheint. Diese Schicht ist so dicht, daß der Elektrolyt nicht tiefer eindringen kann, wodurch in elektroc h i ch#er Beziehung beide Pole des galein vanischen ' is Elementes aus dem gleichen Metall bestehen, somit kein Potentialgefälle mehr haben und infolgedessen keinen galvanischen Strom erzeugen können. Im übrigen beschränkt sich dieses Verfahren auf die Ausfällung von Metallen aus den wä:ßrigen Lösungen ihrer Salze, wobei aber in dem Anodenraum der Zelle wieder eine Metallsalzlösung entsteht. Über die Herstellung des Katholyten und die Verwertung des Anolyten sagt das Verfahren nichts.
  • Die Arbeitsweise und die Apparatur des neuen Verfahrens vermeidet die Nachteile aller dieser Verfahren. Es wird durch das neue Verfahren möglich, aus jeder beliebigen Legierung, unter sinngemäßer Anwendung auch aus metallhaltigen Laugen, die Metalle als Elektrolytinetalle zu gewinnen, wie im fölgenden ausführlich beschrieben: In ein Elektrolysiergefäß wird eine Legierung des elektronegativsten Metalls (zurr Einleitung des Verfahrens verwendet man zweckmäßig entweder das reine Metall oder eine möglichst hochhaltige Legierung desselben) als Anode eingehängt und mit dem positiven Pol einer Stromquelle verbunden. Mit dem negativen Pol der Stromquelle ist die entsprechend kleinere Kathode verbunden, die sich ,gegebenenfalls in einem stromdurchlässigen, aber möglichst flüssigkeitsundurchlässigen Diaphragma befindet. Außerdem befinden sich in dem Elektrolysiergefäß so viele Dsaphragm,en aus dein gleichen Material wie das Kathodendiaphragma, als zur Gewinnung der einzelnen Metalle erforderlich sind. Es ist dabei unwesentlich, ob dieselben als Scheidewände fest in das Gefäß eingebaut oder als Zellen ineinandergeschachtelt sind. Füllt man nun den Anoden- und Kathodenraum des mit Stromzufuhr versehenen Teils der Apparatur inÄt einem zur Lösung der Anode geeigneten Elektrolyten, so wenden die die Anode bildenden Metalle durch den Strom gelöst. Gleichzeitig versieht man die erste der nicht unter äußerer Stromzufuhr stehenden Diaphragmenzellen mit einer in den Elektrolyten der äußeren Zelle tauchenden Polkathode aus dem negativsten Metall, welche mit einer Polanode aus einer die gleichen Metalle enthaltenden Legierung (aber von geringerem Gehalt an dem negativsten Metall als die Außenanode) kurzgeschlossen wird. Diese Polanode befindet sich in der r. inneren Zelle in einem zur Auflösung der .elektropositiveren Metalle geeigneten Elektrolyten. Durch das so gebildete galvanische Element wird aus dem äußeren , Elektrolyten nur das negativste Metall ausgeschieden, während in der r. Innenzelle nur den. Dadurch wird das i. Gefäß sofort wieder betriebsfähig. Die nach der Kupferausscheidung verbleibende Salpetersäure ist ebenfalls wieder verwendungsfähig.
  • In der i. Innenzelle bleibt bei gutem Arbeiten die Konzentration der Salpetersäure dauernd die gleiche, weil das aus der Legierung (als Polanode des i. galvanischen Elementes) sich lösende Kupfer an dem (die Polkathode des 2. Elementes darstellenden) Kupferblech sofort wieder ausgeschieden wird. Die Anode wird entfernt, wenn das Kupfer aus ihr ausgelöst ist und durch eine neue ersetzt, während die bisherige Anode nunmehr als solche in der äußeren Zelle unter Strom gelöst wird.
  • Das in der i. Innenzelle ausgeschiedene Kupfer wird von Zeit zu Zeit entfernt und als Elektrolytkupfer verwertet.
  • Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird es sich empfehlen, alle Elektroden mit einem gut flüsss.gkeitdurchlässigen Sack zu umgeben. Dadurch wird das Abfallen von Anodenteilen in den Elektrolyten vermieden rund das Herausnehmen der ausgeschiedenen Metalle erleichtert. Bei goldhaltigem Silber sammelt sich das Gold in .dem Anodensack der äußeren Zelle an und wird bei geringen Mengen am einfachsten. auf chemischem Wege auf Feingold verarbeitet. Bei größeren Mengen kann die Verarbeitung nach dem folgenden Beispiel eingeordnet werden. z. Beispiel Es sollen Gold-Silber-Kupfer-Legierungen der verschiedensten Zusammensetzung verarbeitet werden. Die Vorbereitung ist die gleiche wie in Beispiel i. Auch die Apparatur .ist die gleiche, jedoch kommt noch eine 3. Innenzelle hinzu. Die Elektroden sowie der Elektrolyt erhalten hierbei die folgende Zusammensetzung bzw. Anordnung a) in der äußeren Zelle wird eine Feingoldkathode, eine hochhaltige Goldlegierung oder Feingold (bei Beginn) als Anode und Salzsäure oder salzsaure Goldchloridlösung als Elektrolyt angewandt; die Temperatur ist auf etwa 6o bis 70° C zu halten, die am besten durch,die Heraeusschen Temperaturregler bei elektrischer . Beheizung ohne dauernde Kontrolle aufrechterhalten wird; b) für die i. Innenzelle benutzt .man eine Polkathode aus Feingoldblech und eine geringere Goldlegierung als Polanode sowie verdünnte Salpetersäure als Elektrolyt; c) für die 2. Innenzelle kommt eine Polkathode aus Feinsilber, eine Polanode aus einer Silber-Kupfer-Legierung und ebenfalls Salpetersäure als Elektrolyt zur Anwendung. Die hier verwendete Legierung kann geringen Goldgehalt haben oder aus-sogenannteun Güld@isch bestehern. Im übrigen finden sich in jeder Edelmetallscheideanstalt alle möglichen Legi-erun;gen, so daß in der Auswahl keine Schwierigkeiten bestehen.
  • d) Für die 3. Innenzelle wird wie für die 2. Innenzelle in Beispiel i Kupferblech als. Kathode und Eisen als Polanode verwendet.
  • Ist die Apparatur derart beschickt, so sind bezüglich Ader Aufrechterhaltung der Konzentrationen die gleichen Momente wie in -Beispiel i sinngemäß zu beachten.
  • In allen Fällen wird, nachdem durch Anlassen der Stromquelle die äußere Zelle von Strom durchflossen wird, die Anode durch den Strom in Lösung gebracht. Aus dieser Lösung wird sofort durch das galvanische Element an der aus dem elektronegativsten der gelösten Metalle bestehenden Polkathode das elektronegativste Metall völlig rein ausgeschieden. Alle anderen Metalle bleiben in Lösung und können nach Anreicherung in der gleichen Weise nacheinander gewonnen werden. Aus der Polanode, welche aus einer Legierung des negativsten mit positiveren Metallen besteht, lösen sich nur die letzteren. Ein fast reines Metall bleibt zurück, welches zur völligen Reinigung in die Außenzelle als Anode wandert. Aus der in der galvanischen Zelle entstandenen Lösung läßt sich ebenfalls das negativste Metall durch Anwendung eines zweiten sinngemäß zusammengesetzten .galvanischen Elementes gewinnen. Durch Anordnung weiterer Elemente können nacheinander weitere Metalle abgeschieden werden. Als Polanode des letzten Elementes wird aus wirtschaftlichen Gründen ein Metall zu wählen sein, welches entweder sehr billig ist, so daß auf die Wiedergewinnung verzichtet werden kann, oder durch Elektrolyse unter Strom wiedergewonnen wird. In diesem Falle ist es nicht einmal ,erforderlich, das betreffende Metall vollständig niederzuschlagen, wag häufig nur ,auf Kosten der Güte des Niederschlages geschieht, da auch die nur teilweise von dem Metall befreite Lösung an der entsprechenden Stelle innerhalb des Verfahrens wiederverwendet -werden kann. Auch eine Wiedergewinnung auf chemischem Wege kann erfolgen oder die Verwertung des bei ;diesem Verfahren gebildeten Metallsalzes.
  • Nach Erreichung einer gewissen Konzentration der in der Außenzelle erhaltenen Lösung an den hier nicht zur Ausscheidung kommenden Metallen geschieht die Aufarbeitung nach den gleichen Grundsätzen, .und zwar entweder unter Verwendung von Anoden, welche nur die in der Lösung noch vorhandenen: Metalle enthalten, unter ,äußerer Stromzufuhr oder aber nur durch Anwendung entsprechender galvanischer- Elemente. Vor allem muß die positiveren Metalle in Lösung gehen. Taucht man nun in, die i. Innenzelle eine Polkathode aus dem nächst negativen Metall, schließt sie kurz mit einer Polanode aus einer Legierung, welche sämtliche in der i. Innenzelle in Lösung gehenden Metalle enthalten kann, und läßt diese Polanode in einer 2. Innenzelle in einen zur Lösung der elektropositiveren Metalle geeigneten Elektrolyten eintauchen, so entsteht ein zweites. galvanisches Element, an dessen Polkathode wieder das negativste der gelösten Metalle ausgeschieden wird, während an der Anode die positiveren Metalle gelöst werden. Die Zahl der als galvanische Elemente fungierenden Innenzellen ließe sich, rein theoretisch betrachtet, so weit steigern, bis das letzte der in den Legierungen vorhandenen Metalle ausgeschieden wäre. In der Praxis wind man dagegen nur so viele Zellen anwenden, daß die Hauptkomponenten ausgeschieden werden, während man die Begleitmetalle im Laufe der Zeit so weit in den Elektrolyten anreichert, daß ihre Gewinnung als Metall oder als Salz lohnend ist. Welches Metall in der innersten Zelle als Piolanode Verwendung findet, wird sich nur von Fall zu Fall entscheiden lassen. Zur Beurteilung der Eignung des betreffenden Metalls muß der Preis desselben, das in Lösung gehende Äquivalent für das auszuscheidende Metall und der Preis des letzteren berücksichtigt werden. Es würde natürlich unwirtschaftlich sein, nur des erfinderischen Gedankens halber ein wertvolleres Metall zur Ausscheidung eines geringwertigeren in Vorschlag zu bringen. Es mag daher im nachstehenden an Hand von zwei Beispielen aus der praktischen Erfahrung des Erfinders eine Erläuterung für binäre und ternäre Legierungen gestattet werden: i. Beispiel Es sollen Silber-Kupfer-Legierungen der verschiedensten Zusammensetzung verarbeitet werden. Die Legierungen werden, wie üblich, in Anoden gegossen oder auch für das vorliegende Verfahren zu Granal.ien, jedoch jede Kategorie für sich.
  • In .das Elektrolysiergefäß werden eingeordnet: a) eine Feinsilberkathode von kleinerer Oberfläche als die Anode, gegebenenfalls in einem Diaphragma (hierfür hat sich das poröse Porzellan der staatlichen Porzellan-Manufaktur als besonders geeignet erwiesen, ebenso für die galvanischen Zellen) mit denn negativen Pol .der äußeren Stromquelle (Dynamo, Umformer usw.) verbunden; b) Feinsilber oder die hochhaltigste Legierung als Anode bei Einleitung des :Prozesses, später werden die entkupferten Polanoden der i. Innenzellen verwendet; die Anode wird mit dem positiven Pol der Stromquelle verbunden; werden Granalien angewendet, so muß man eine U-förmige stromleitende Unterlage wählen; c) als i. galvanisches Element ein Diaphr agma (siehe a) mit einem Feinsilberblech als Polkathode und einer geringeren< Legierung als Polanode; d) als 2. galvanisches Element, innerhalb der i. Innenzelle, ein gleiches Diaphragma mit einem Reinkupferblech als Polkathode und an einen. Kupferstab oder ein Kupferblech angelehnten Eisenabfällen als Anode.
  • Die Polelektroden der galvanischen Elemente werden kurzgeschlossen.
  • Als Elektrolyte kommen hierbei hauptsächlich in Frage: für die Außenzelle Salpetersäure (etwa i bis 2 normal) oder mit Salpetersäure angesäuerte Silbernitratlösung, für die i. Innenzelle verdünnte Salpetersäure (etwa o,5 normal); für die 2. Innenzelle eine sehr verdünnte Schwefelsäure (etwa o,5 normal).
  • Die Konzentration des Elektrolyten in der äußeren Zelle wird :durch Zutropfenlassen von Salpetersäure in einer dem gelösten Kupfer äquivalenten Menge aufrechterhalten. Die Kupferkonzentration kann, ohne die Güte des Silberniederschlages zu beeinträchtigen, eine sehr hohe sein. Im allgemeinen wird man aber nicht höher als ,etwa i 5o g Kupfer per Liter gehen. Ist :diese Konzentration erreicht, so unterbricht man die äußere Stromzufuhr und läßt nach Ausheben der .Anode das Silber durch die Wirkung des galvanischen Stroms vollkommen niederschlagen. Es wind sich in der Regel nur noch um geringe Mengen hardein, da die Hauptmenge schon während der Zeit sich niederschlägt, in der die Anode durch die äußere Stromwirkung gelöst wird. Dann wird das Elektrolytsilber herausgenommen und, durch Einsetzen eines Diaphragmas mit einer Polkathode aus Kupferblech, einer Polanode aus Eisenabfällen, an einen Kupferstab angelehnt, welcher mit der Polkathode kurzgeschlossen wird, und verdünnter Schwefelsäure als Elektrolyt das Kupfer ausgeschieden. Die Konzentration der Schwefelsäure wind durch Zutropfen konzentrierter Schwefelsäure aufrechterhalten; sie kann durchweg sehr niedrig gehalten. werden, um eine rein chemische Auflösung des Eisens nach Möglichkeit zu vermeiden. Dasselbe gilt für die 2. Innenzelle. Als Nebenprodukt erhält man Eisensulfat, welches bei genügend großen Mengen verwertet, im übrigen vernachlässigt werden kann. Anstatt das Kupfer in der äußeren Zelle auszuscheiden, kann man auch die .entsilberte Lösung in ein anderes Gefäß ablassen und in diesem das Kupfer ausscheiden Legierungen aber erst auf nassem oder trockenem Wege für die Elektrolyse vorbereitet werden müssen. Der jeweilige Prozeß bedarf der sorgfältigsten Überwachung, namentlich bezüglich der Zusammensetzung des Elektrolyten, der Stromstärke, der Badspannung und der Güte des erzeugten N-iederschiages. Die Verarbeitung des verbrauchten Elektrolyten .ist meist schwierig und kostspielig. Stets treten, infolge der Unmöglichkeit, dem Elektrolyten direkt das eine der gelösten Metalle ohne Mitahscheidung ,eines anderen völlig zu entziehen, Zwischenoperationen zur Reinigung des Elektrolyten auf; damit zusaminenhangend ergeben sich Zwischenprodukte, deren Verarbeitung oft schwierig ist und sich nicht zwanglos in den Betriebsgang einfügt; bei kleineren Betrieben führt dies wohl immer zu Betriebspausen, besonders wegen der .meist nur für den Großbetrieb geeigneten Abmessungen der Elektrolysiergetäße. Bei den auf die uewinnung mehrerer Metalle durch Elektrolyse gerichteten Verfahren kommt außer dem -Zeit- und Kostenaufwand für die Reinigung des Elektrolyten .der größere Strombedarf hinzu; vielfach auch ein großer Säure-oder Chemikalienverbrauch infolge der Unmöglichkeit, diesen Bestandteil des Elektrolyten wieder nutzbar zu machen, während für die Herstellung des neuen Elektrolyten die gleiche oder vielfache Menge erforderlich ist. Die direkte Elektrolyse von metallhaltigen Laugen bietet große Schwierigkeiten. Bei Anwesenheit mehrerer Metalle muß in der Regel eine umständliche, kostspielige, weitgehendste Reinigung der Laugen vorausgehen. Infolge Anwendung unlöslicher Anoden treten meistens Polarisationsströme auf, dadurch sinkt die Stromausbeute ganz bedeutend.
  • Dagegen bestehen die Vorteile des neuen Verfahrens darin, daß Legierungen zweier oder mehrerer Metalle jeder Zusammensetzung direkt verarbeitet werden können.. Die Überwachung beschränkt sich auf den: rechtzeitigen Wechsel der Anoden und Polanoden, welch letztere endgültig in der Außenzelle unter Strom gelöst werden und auf den nur in sehr großen Zwischenräumen erforderlichen Wechsel des Elektrolyten, dessen wirksame Konzentration durch eine eingestellte Tropfvorrichtung aufrechterhalten wird. Die erzeugten Niederschläge sind stets rein. Die Stromstärke und Spannung hat auf die Reinheit des Niederschlages keinen Einfluß, kann also in weiten Grenzen schwanken. Die Verarbeitung des Elektrolyten ordnet sich zwangläufig in das Gesamtverfahren ein, verursacht keine besonderen Kosten und liefert nacheinander reine Metalle, keine Zwischenprodukte; Betriebsstörungen sind dadurch ausgeschlossen. Die Apparatur kann ili allen Abmessungen zusammengestellt werden, so daß das Verfahren für den kleinsten. wie den größten Betrieb geeignet ist. Der Stromverbrauch ist sehr gering, da man reine Metalle, hochhaltigste Legierungen bzw. die vorraffinierten Polanoden als stromführende Anoden anwendet, so daß in der Hauptsache nur ein Metall durch den Strom in Lösung gebracht wird und die Ausscheidung der Metalle sowie die Vorraffin.ation durch die galvanischen Elemente ohne Kostenaufwand erfolgt. Der Elektrolyt ist nahezu unbegrenzt brauchbar, da er nur geringe Mengen nicht direkt ausfällbarer Metalle aufnimmt, von denen die meisten in gewissen Zeiträumen durch Umschaltung oder dauernd im Kreislauf ausgefällt werden, so (1aß der Elektrolyt weitgehendst regeneriert wind. Metallhaltige Laugen, zu denen auch verbrauchte Elektrolyte aus anderen Verfahren gehören, werden ohne äußere Stromzufuhr; im übrigen nach dem gleichen Prinzip verarbeitet, wodurch wesentliche Ersparnisse erzielt und die lösenden Bestandteile der Laugen regeneriert werden.
  • Die Hauptvorteile lassen sich kurz zusammenfassen: i. Verarbeitung von Legierungen und metallhaltigen Laugen beliebiger Zusammensetzung.
  • 2. Gewinnjung reiner Metalle.
  • 3. Regeneration des Elektrolyten bzw. des Laugemittels.
  • d. Geringer Strom- und Chemikalienverbrauch.
  • 5. Weitgehendste Anwendbarkeit.
  • 6. Leichte Überwachung. -

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Raffinieren von Legierungen beliebiger Zusammensetzung durch Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß als Anode einer von einer äuß:ere:i Stromquelle .unterhaltenen Zelle .eine von unedleren Metallen in weitgehendem Maße befreite Elektrode dient, die vorher als Polanode mit erheblich höherem Gehalt an unedleren Metallen eines galvanischen Elements verwendet war-- dessen Polkathode in den Elektrolyten der von der äußeren Stromquelle unterhaltenen Zelle taucht und von dein Polanodenraum durch ein Diaphragma getrennt ist:
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Elektrolyten, in den die Polanode des galvanischen Eleinents des ersten Anspruchs eintaucht, auch d ie Polkathode eines zweiten galvanischen Elements taucht, dessen ebenfalls durch ein zweites Diaphragma abgeschlossene Polanode aus einem noch unedleren vorher das jeweils zuerst ausgeschiedene Metall vollständig ausgefällt und entfernt sein. Für die Durchführung des Verfahrens ist es ohne Bedeutung, in welcher Art die Anordnung der Apparatur erfolgt. Man kann die einzelnen Zellen ineinander anordnen; man kann sie hintereinanderschalten, etwa dadurch, daß man ein größeres Gefäß durch Scheidewände aus Diaphragmenmaterial .in entsprechend viele Zellen abteilt; nian kann auch in jeder Zelle erst eine Lösung von gewünschter Konzentration herstellen und diese Lösung in einem besonderen Gefäß weiterbehandehz; endlich läßt sich auch ein Kreislaufprozeß konstruieren, wenn man in der i. Zelle die Anode unter Strom in Lösung bringt, gleichzeitig den Elektrolyten kontinuierlich zufließen läßt, durch Verbindung einer entsprechenden Anzahl Zellen, welche mit den entsprechenden galvanischen Elementen ausgestattet sind, nacheinander die gelösten Metalle ausscheidet und den so regenerierten Elektrolyten der i. Zelle wieder zuführt. Ebenso lassen sich hieraus die verschiedensten Kombinationen bilden. Zur näheren Erläuterung sind zwei schematische Darstellungen der Apparatur beigefügt, die sich auf das angegebene Beispiel i, Seite 3 und q. der Beschreibung, beziehen und in Aufsicht rund Querschnitt ausgeführt sind. Die Abb. i stellt :das Schema für eine elektrolytische Zelle mit eingesetzten galvanischen Elementen dar, die Abb. a eine elektrolytische Zelle mit fest eingebauten Diaphragmenwänden. Die beigegebenen. Zahlen haben für alle Darstellungen die gleiche Bedeutung. In der elektrolytischen Zelle i befinden sich die Anoden 2 ,aus Feinsilber oder einer hochhaltigen Silberlegierung. Zwischen .den Anoden ist die Kathode 3 aus- Feinsilber angebracht, gegebenenfalls in einem Diaphragrna. Das erste galvanische Element besteht aus einer porösen Zelle q., einer Polkathode aus Feinsilber S und einer Polanode aus einer Silber-Kupfer-Legierung 6. Das in dieser porösen Zelle untergebrachte zweite galvanische Element besteht aus der porösen Zelle 7, einer Polkathode aus Kupfer 8 und Eisenabfällen als Polanode 9, letztere an einen Kupferstab io angelehnt. Was hier für Silber-Kupfer-Legierungen angegeben ist, gilt sinngemäß auch für Legierungen mit mehr als zwei Komponenten, d. h. daß für jedes weitere Metall ein weiteres entsprechend zusammengesetztes galvanisches Element eingesetzt oder eingebaut werden muß. Ebenso dürfte es klar sein, daß,die Formgebung der Zellen oder Elemente ohne Bedeutung ist, wie auch die Möglichkeit der Erzeugung der Elektrolyten bzw. der Anordnung der galvanischen Elemente in getrennten oder kommunizierenden Gefäßen durchaus- in :den Rahmen des hier Beschriebenen fällt. Ferner kann man zur Beschleunigung der Abscheidung der gelösten Metalle mehrere galvanische Elemente in der oder den Zellen anordnen, wodurch .die Möglichkeit gegeben ist, mittels ,größerer Stromstärke oder bzw. und größerer Anodenoberfläche eine größere Metallmenge in der Zeiteinheit in Lösung bringen, so daß eine wesentliche Zeitersparnis erzielt wird. Da gleichzeitig durch die Anwendung :entsprechender Legierungen als Polanoden eine Vorraffination stattfindet, verringern sich indem gleichen Maße die Kosten für die endgültige Raffination, sowohl betreffs des Stroms als auch des zur Lösung erforderlichen Elektrolyten. Es .ist klar, daß das vorstehend beschriebene Verfahren nicht nur für die Legierungen der Edelmetalle anwendbar ist, sondern für alle Legierungen unter Berücksichtigung des im vorstehenden Gesagten. Ebenso-ist es klar, daß man nach diesem Verfahren'auch die verbrauchten Elektrolyte von der Elektrolyse nur hochhaltiger Legierungen bequem und mit erheblicher Kostenersparnis verarbeiten kann. Die Regeneration des Elektrolyten kann zweckmäßig durch Zwischenschaltung einer oder mehrerer unter Strom stehenden Zellen (deren Kathoden in einem Diaphragma untergebracht sind)- zwischen die letzte galvanische Zelle und das erste Elektrolysiergefäß erfolgen. Ferner lassen sich sinngemäß metallhaltige Laugen,.- wie sie z. B. bei der Schwefelsäurelaugerei von Kupfererzen, bei der Cyanidlaugung von Gold- und Silbererzen, bei der Laubaung chlorierend ,gerösteter Golderze oder Konzentrate oder kupfer- und zinkhaltiger Schwefelkiesabbrände erhalten werden, nach diesem Verfahren vorteilhaft verarbeiten. Gegebenenfalls können die nach Abscheidung des einen oderanderen Metalls wieder wirksamen Laugen direkt zur Laugung wiederverwendet oder erst von anderen nutzbaren Bestandteilen befreit werden; z. B. die Laugen chlorierend gerösteter Kiesabbrände erst vom Kupfer, dann durch Elektrolyse vom Zink und durch Ausfrieren von der Hauptmenge Glaubersalz, worauf die Lauge zur Lau.gerei zurückgeführt wird, oder durch Ausfällen des Kupfers nach diesem Verfahren, Ausfrieren des Glaubersalzes, Laugen neuen Röstgutes usw., his der Zinkgehalt sich so weit angereichert hat, daß seine Gewinnung durch Elektrolyse oder Fällen mit Soda lohnend ist. Die Nachteile der bisher bekannten elektrolytischen Verfahren bestehen nach Ansicht des Erfinders darin, daß entweder nur sehr reiche oder nur sehr arme Legierungen direkt verarbeitet werden können, alle dazwischenliegen- Metall besteht, als es das in dem ersten galvanischen Element anodisch gelöste Metall ist bzw. einer Legierung dieses mit unedleren Metallen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die beiden vorgenannten galvanischen Elemente noch weitere Elemente anschließen, deren Polanoden aus immer unedleren Metallen bzw. aus Legierungen des edelsten Metalls, das in dem jeweils vorhergehenden galvanischen Element anodisch gelöst wird, mit unedleren Metallen bestehen und deren Polkathoden, von den zugehörigen Polanoden durch Diaphragmen getrennt, in den Elektrolyten der vorhergehenden Polanode tauchen.-.. Vorrichtung zur Ausführung des @"erfahrens nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Behinter, -der positive und negative Stromzuführungen von einer äußeren Stromquelle hat, so viel Zwischenwände aus porösem, nicht leitendem, ;als Diaphragma geeignetem Material eingesetzt sind, als galvanische Elemente gebildet werden sollen. Die Wände sind von. die Elektroden der galvanischen Elemente kurzschließenden Leitern übergriffen. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einen mit äußeren Stromzuführungen ausgerüsteten Behälter so viel ineinandergeschachtelte, oben offene Kästen oder Rahmen .aus Diaphragmamaterial eingesetzt sind, als galvanische Elemente gebildet werden sollen. Die Wände der Kästen sind von die Elektroden der galvanischen Elemente kürzschließenden Leitern übergriffen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2790423C2 (ru) * 2018-05-16 2023-02-20 Металло Белджиум Улучшение электрорафинирования меди

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