Titel: Elektrische Kupfergewinnung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 293 (S. 211–212)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj293/ar293056

Elektrische Kupfergewinnung.

Einem in der Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektrochemie1) erschienenen Berichte über die in der Stolberger Bleihütte angestellten Versuche zum Zweck der elektrischen Kupfergewinnung entnehmen wir auszüglich folgende Angaben: In der genannten Bleihütte sollte aus einem Concentrationsstein, der 15 bis 20 Proc. Cu, 5 Proc. Pb und 0,04 Proc. Ag enthielt, das Kupfer durch Elektricität gewonnen und die Rückstände auf Pb verarbeitet werden. Das zunächst zur Anwendung gelangte Verfahren des Ingenieurs Eugenio Marchese beruht im Wesentlichen auf folgender Grundlage: Als Anode wird der in Platten gegossene ungeröstete Kupferstein benutzt, als Kathode dient sin dünnes Kupferblech, und den Elektrolyten bildet eine gleichfalls aus dem Kupferstein zu erhaltende Lösung von CuSO4 und FeSO4. Bei der Elektrolyse zersetzt der Strom len Elektrolyten, Kupfer scheidet sich an der Kathode ab, und aus der Anode wird in gleichem Maasse Kupfer gelöst, so dass der Elektrolyt in seiner Zusammensetzung beständig bleibt.

Nachdem von dem Director A. Landsberg und dem Chemiker H. Ludwig der Bleihütte angestellte Laboratoriums- und Vorversuche mit dem Stolberger Material ein Kupfer von vorzüglicher Reinheit (99,95 und 99,92 Proc.) ergeben hatten, wurde eine grössere Anlage von 56 Bädern zu 2,20 m Länge, 1 m Höhe und 1 m Breite hergestellt, welche in 24 Stunden 500 bis 600 k Kupfer ausbringen sollte. In jedem Bade befanden sich 15 Anoden von 80 cm Höhe, 80 cm Breite und 4 cm Dicke, sowie 16 Kathoden von gleicher Höhe und Breite bei 1 mm Dicke. Die Anoden, deren Gewicht 125 k betrug, standen auf Holzleisten im Bade, die Kathoden hingen an den Zuleitungsstreifen. Um die Flüssigkeit beständig in Bewegung zu erhalten, waren die Bäder terrassenförmig aufgestellt, und vom Grunde jedes Gefässes führte ein 5 cm weites Rohr über den Rand des nächst tiefer stehenden. Die nöthige Kraft lieferten zwei Dynamomaschinen von Siemens und Halske, die bei 430 Ampère, 35 Volt und 700 bis 800 Umläufen 500 k Kupfer in 24 Stunden abscheiden sollten.

Nachdem die Bäder einige Tage tadellos gewirkt und ein reines Kupfer ergeben hatten, begann die Spannung und damit der Arbeitsbedarf zu steigen, an einzelnen Bädern bis zu 5 Volt; gleichzeitig schied sich an den Anoden in grossen Mengen Schwefel ab, sie wurden bei dem ferneren Ausscheiden des Cu und Fe bröckelig, die abgebröckelten Theile gaben Veranlassung zu Kurzschluss im Bade, und der Betrieb musste unterbrochen werden. Man entschied sich nun, statt der löslichen Kupfersteinanode unlösliche Bleianoden zu verwenden, nachdem ein Versuch in kleinerem Maasstabe gute Ergebnisse geliefert hatte. Die Resultate waren im Anfang gut; die Spannung betrug 1,7 Volt. Bald aber verminderte sich die Menge des ausgeschiedenen Kupfers bis auf 60 Proc. der theoretisch berechneten Menge und die Spannung stieg auf 2,15 Volt. Der Grund lag in der Polarisation der Anoden, die schon bei dem ersten Versuch zu dem Misserfolg beigetragen hatte. Um sie zu beseitigen, sollte schwefelige Säure an die Anoden geleitet werden, den dort entstehenden Sauerstoff aufnehmen und sich zu Schwefelsäure oxydiren. Ein Versuch im Kleinen bestätigte die Annahmen. Die Spannung wurde zwar nicht vermindert, aber man erhielt eine reiche Ausbeute von vorzüglich reinem Kupfer. Der Anwendung im Grossen stellte sich aber bald der Uebelstand entgegen, dass die beim Rösten des Kupfersteines gewonnene schwefelige Säure zu dünn war, man hätte eine grosse, kostspielige Anlage zur Gewinnung der schwefeligen Säure aus Muffelröstöfen machen müssen, und so scheiterte das Unternehmen, nachdem dreimal Vor versuche zu den besten Hoffnungen berechtigt hatten. Da trat die Firma Siemens und Halske mit einem neuen Verfahren an die Oeffentlichkeit, das von der Stolberger Gesellschaft angenommen wurde. Der Hauptunterschied dieses Verfahrens gegen das frühere besteht in der Trennung der Anoden- und Kathodenlösung durch Diaphragmen. Die Anoden bestehen aus Kohle, die Kathoden aus Kupferblechen, der Elektrolyt aus CuSO4 und FeSO4. Als Diaphragmen sollten Membranen von Pergamentpapier angewandt werden. Durch den Strom wird Cu aus dem Elektrolyt an der Kathode abgeschieden, das gleichzeitig an den Anoden auftretende SO4 oxydirt FeSO4 zu Fe2(SO4)3. Die Kathodenlösung wird also nach dem Durchgang durch sämmtliche Zellen kupferarm sein und kann als Anodenlösung verwendet werden; die Anodenlösung dagegen ist mit Fe(SO4)3 angereichert und muss regenerirt werden, um sie wieder mit Kupfer anzureichern.

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Für diese Regenerirung wurden verschiedene Verfahren erprobt, von denen sich schliesslich folgendes als das beste erwies:

Man füllt den gerösteten Kupferstein in Behälter, die mit mehreren über einander liegenden falschen Böden versehen sind, und lässt die zu regenerirende Flüssigkeit durch diese Schichten hindurch treten. Man erhält auf diese Weise eine angereicherte, ziemlich klare Flüssigkeit, deren letzte Trübungen durch Filtriren über Koks leicht entfernt werden können. Die Bäder waren ganz so wie bei Marchese zusammengesetzt, besassen auch dieselben Abmessungen, nur bestanden die Anoden aus einer Reihe von Kohlenstäben von 1 cm Durchmesser und 14,5 cm Länge. Während der Elektrolyse wurde in die Anodenzellen Luft eingeblasen, um die Lösung durch die Bewegung gleichmässig der oxydirenden Wirkung des Stromes auszusetzen. Nach kurzer Betriebszeit stellte sich der Uebelstand ein, dass sich die Pergamentmembran in der Lösung aufbauschte und bei der geringsten Veranlassung riss. Veranlassung dazu boten leider die Kohlenelektroden selbst, welche sehr bald brüchig wurden, zu Boden fielen und die Membran durchschlugen. Es wurde darauf ein neues, aus 16 Zellen bestehendes Bad construirt, welches diese Fehler vermeiden sollte. Drei Monate lang wurde mit diesen Bädern gearbeitet, aber ohne bessere Erfolge. Die Kohlen, die beim Einsetzen kaum mit der Hand zerbrochen werden konnten, wurden nach kurzem Betriebe brüchig, bröckelten ab und zerrissen die Membran, worauf dann das ganze Bad aus einander genommen werden musste. Zu einem dauernd befriedigenden Betriebe ist es auch mit dem Siemens'schen Verfahren nicht gekommen.

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Vergl. S. 216.

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