Titel: Napier's Verfahren das Kupfer aus dem Cementwasser zu gewinnen.
Autor: Napier, James
Fundstelle: 1845, Band 97, Nr. LXXV. (S. 291–294)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj097/ar097075

LXXV. Verfahren das Kupfer aus dem Cementwasser zu gewinnen und die Metalle mittelst Elektricität aus den Erzen abzuscheiden, worauf sich James Napier in Hoxton, Grafschaft Middlesex, am 22. Oktbr. 1844 ein Patent ertheilen ließ.

Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Jul. 1845, S. 48.

Die Kupfervitriol enthaltenden Grubenwasser, sogenannten Cementwasser, werden gegenwärtig zur Gewinnung des Kupfers auf die Art behandelt, daß man Eisenstüke hineinlegt, wodurch das Kupfer in metallischem Zustand niedergeschlagen wird. Nach beendigtem Proceß läßt man die Wasser ablaufen und das Kupfer bleibt mit vielem (1/3 schwefelsaurem) Eisenoxyd vermengt zurük. Nach der Theorie sollten hiebei sieben Gewichtstheile Eisen acht Gewichtstheile Kupfer ersezen und reduciren; in der Praxis aber beträgt die Eisenconsumtion das Zehnfache des gewonnenen Kupfers.

Das Wasser, aus welchem das Kupfer niedergeschlagen wurde und worin nun Eisen aufgelöst ist, läßt man in Gruben oder große Behälter ablaufen, wo es Sauerstoff aus der Luft anzieht; ein kleiner Theil des Eisens schlägt sich deßhalb als Oxyd nieder, welches man sammelt und als Oker verkauft; das rükständige Wasser läßt man laufen, ohne es weiter zu verwenden. Der große Eisenverbrauch beim Niederschlagen des Kupfers aus dem Cementwasser rührt daher, daß lezteres das Eisen nicht als Oxydul, sondern als schwefelsaures Oxyd enthält, welches Salz die Eigenschaft hat, fast alle Metalle aufzulösen, wodurch viel von dem zur Fällung angewandten Eisen unnüz verloren geht; da man solches Cementwasser auch über das niedergeschlagene Kupfer Passiren läßt, so löst sich ein Theil dieses Metalls darin auf und geht ebenfalls verloren. Dazu kommt noch, |292| daß das Kupfer, welches auf die Oberfläche des Eisens niedergeschlagen wird, einen galvanischen Strom inducirt, wodurch Wasser zersezt, Eisenoxyd auf der Oberfläche des Eisens gebildet und folglich die fernere Wirksamkeit dieses Metalls gehemmt wird.

Meine Verbesserungen bezweken: 1) fast alles im Cementwasser aufgelöste Kupfer zu gewinnen und zwar in viel reinerem Zustand als es gegenwärtig der Fall ist; 2) das Eisen zum Niederschlagen des Kupfers auf eine ökonomischere Weise anzuwenden und 3) sowohl das ursprünglich im Cementwasser aufgelöste Eisen, als das zum Niederschlagen des Kupfers verbrauchte, als Eisenvitriol wieder zu gewinnen.

Den ersten Zwek erreiche ich dadurch, daß ich die Cementwasser mit ein wenig Schwefelsäure verseze, ehe ich das Eisen hineinlege; das durch die galvanische Wirkung erzeugte Eisenoxyd löst sich dann wieder auf, so daß das Eisen dem Kupfersalz beständig eine reine Oberfläche darbietet, wodurch der Proceß beschleunigt wird, das niedergeschlagene Kupfer beinahe rein erhalten wird, das Eisen aber, welches bei dem gewöhnlichen Verfahren mit dem Kupfer vermengt bleibt, wieder aufgelöst wird, indem es grünen Vitriol bildet, welchen man nachher durch Abdampfen gewinnen kann.

Die Ersparung an Eisen zum Niederschlagen des Kupfers erziele ich dadurch, daß ich das im Cementwasser enthaltene schwefelsaure Eisenoxyd mit etwas Schwefelsäure versezt zu Oxydulsalz reducire, ehe ich die Eisenstüke hineinlege; das Kupfer kann dann mit Verlust von wenig mehr als seinem gleichen Gewicht Eisen niedergeschlagen werden.

Um das Eisen aus den nach meinem Verfahren behandelten Cementwassern als Product von Werth zu gewinnen, dampfe ich dieselben ab, wobei eine bedeutende Menge Eisenvitriol herauskrystallisirt, welchen man ohne Anwendung freier Säure nicht mit Vortheil daraus bereiten könnte. Die nach der Krystallisation zurükbleibende Mutterlauge kann man nach dem gewöhnlichen Verfahren weiter behandeln, um Oker zu erhalten.

Ich will nun meine Verfahrungsarten näher beschreiben. Das Cementwasser wird in einem großen Behälter gesammelt, worin man auf 50 Gallons49) desselben 1 Pfd. concentrirte Schwefelsäure zusezt; das Verhältniß hängt natürlich von der Beschaffenheit des Cementwassers ab, der Zwek aber ist ein wenig freie Säure in demselben zu haben. Ich lege dann die erforderliche Menge altes Eisen |293| hinein und im Verlauf weniger Stunden ist alles Kupfer aus dem Wasser niedergeschlagen. Am Boden des Behälters ist ein Zapfen angebracht, welchen man nach beendigter Operation herauszieht, um das Wasser nebst dem niedergeschlagenen Kupfer auf ein Filter aus Schwamm, Tuch oder anderem geeigneten Material laufen zu lassen, worin sich das Kupfer sammelt, während das aufgelöste schwefelsaure Eisenoxydul hindurchgeht. Lezteres bringt man in Pfannen, dampft es ab und läßt es krystallisiren. (Befinden sich in der Nähe Schmelzöfen, so kann man das verloren gehende Feuer derselben hiezu benuzen.) Um das schwefelsaure Eisenoxyd auf Oxydulsalz zu reduciren, bringe ich Sägespäne in den Behälter, welcher das Cementwasser nebst der Schwefelsäure und den Eisenstüken enthält: ein halbes Pfd. Sägespäne ist für fünfzig Gallons Cementwasser hinreichend. Nachdem alles Kupfer niedergeschlagen ist, läßt man das Cementwasser wie gesagt durch Filter laufen. Die unverzehrten Sägespäne kann man sammeln, um neuerdings Cementwasser damit zu behandeln.

Meine andere Erfindung, nämlich die Anwendung der Elektricität, um aus den Erzen, während sie mittelst Flußmitteln in geschmolzenem Zustand erhalten werden, die Metalle abzuscheiden, will ich in ihrer Anwendung bei den Kupfererzen beschreiben. Ich nehme einen großen Tiegel aus Graphit, also einem die Elektricität leitenden Material; an der Innenseite lutire ich denselben ganz mit Thon, ausgenommen am Boden, welchen ich unbedekt lasse; diese Fütterung muß sehr dünn seyn und in zwei oder drei Schichten aufgetragen werden, indem man zwischen jeder den Tiegel langsam troknen läßt, damit keine Sprünge entstehen. Ich bringe nun (nebst den gewöhnlichen Flußmitteln) den Regulus oder das geröstete Erz hinein (Schwefelmetalle müssen stark geröstet seyn, damit so viel Schwefel als möglich ausgetrieben ist) und erhize den Tiegel, bis die Masse im Fluß ist. Unterdessen stelle ich eine Volta'sche Batterie aus Kupfer- und amalgamirten Zinkplatten mit schwefelsaurem Wasser (1 Theil Schwefelsäure auf 25 Theile Wasser) zusammen; mit dem positiven Draht dieser Batterie verbinde ich eine Eisenstange, an deren Ende rechtwinkelich eine flache Eisenscheibe genietet ist, die etwas schmäler als der innere Umfang des Tiegels seyn muß. Mit dem negativen Draht der Batterie verbinde ich bloß eine Eisenstange. Nachdem der Inhalt des Tiegels gehörig im Fluß ist, bringe ich die erwähnte eiserne Scheibe, welche nun den positiven Pol der Batterie bildet, auf die Oberfläche der geschmolzenen Masse und halte den mit dem negativen Pol verbundenen Stab in Berührung mit der Außenseite des Tiegels, dessen Boden nun den negativen Pol bildet. |294| Die geschmolzene Masse ist jezt ein Glied der elektrischen Kette und wenn man die Hize unterhält, so wird das Metall allmählich reducirt und auf dem Boden des Tiegels abgelagert. Für einen 100 Pfd. wiegenden Regulus von 30 Procent Metallgehalt verwende ich eine Batterie von fünf Plattenpaaren; die Zinkplatten haben 3 Fuß im Quadrat und das Kupfer wird wie gewöhnlich um das Zink gerollt; die Pole sollten ungefähr halb so groß seyn als die Zinkplatten; als Drähte kann man 1 Zoll breite Streifen von gewöhnlichem Kupferblech anwenden. Mit einem solchen Apparat habe ich das Metall in 1–2 Stunden ausgezogen. Benuzt man für dieselbe Quantität Erz eine größere Batterie, so gewinnt man das Metall in kürzerer Zeit und umgekehrt.

|292|

1 Gallon ist gleich dem Raum, welchen 10 Pfd. destillirtes Wasser einnehmen.

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