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Raffination von Metallen

Unter "Raffination" (Raffinieren) versteht man allgemein ein technisches Verfahren zur Reinigung, Veredlung von Rohstoffen, Nahrungsmitteln und technischen Produkten. In einer Raffinerie findet man Anlagen zur Raffination von Zucker, Erdöl, Metallen oder anderen Stoffen.

Bei der Metall-Raffination, z.B. von Kupfer, unterscheidet man zwischen Raffinationsschmelzen und elektrolytischer Raffination.

Raffinationsschmelzen

In der Reihenfolge der Reinigung erfolgt zuerst die Raffinationsschmelze von 94-97% Rohkupfer. Dort ist der 1. Schritt das oxidierende Schmelzen. Dabei wird in kleinen Flammöfen zunächst mit schlackebildenden Zuschlägen verschmolzen und unter Luftzutritt erhitzt, wobei sich z.B. Zink, Blei, Arsen und Antimon verflüchtigt und Eisen und Nickel verschlacken. Nach einigen Stunden wirkt noch vorhandenes Kupferoxid auf vorhandenes Kupfersulfid unter SO2-Entwicklung und Kupferbildung. Um noch vorhandenes Kupferoxid zu entfernen, wird mit Holzkohle oder Anthracit reduziert. Das daraus erhaltene "Garkupfer" besteht zu 99% aus Kupfer und enthält noch die ganzen Edelmetalle.

Elektrolytische Raffination

Teil 2 der Raffination ist die Elektrolyse. Obiges Garkupfer wird in Form großer, 3cm dicker Kupferplatten gegossen und diese anodisch in eine schwefelsaure Kupfersulfatlösung gebracht. Kathodisch schaltet man Feinkupferblech-Platten, worauf beim Einschalten des Stroms Kupfer anodisch in Lösung geht, ebenso die unedleren Metalle. Diese bleiben in Lösung, wohingegen sich das Kupfer hochrein (99,95%) an der Kathode abscheidet. Edlere Elemente wie Gold, Platin, Palladium etc. gehen nicht ionisch in Lösung, sondern setzen sich als Anodenschlamm unterhalb der Elektrode ab.


Literatur:

  • A.F. Hollemann & N. Wiberg. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.-100. Aufl. W. de Gruyter, Berlin, New York. 1985. S.998-99, 1012.

Weblinks:


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