AT244064B - Verfahren zur Aufarbeitung von Buntmetallabfällen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Aufarbeitung von Buntmetallabfällen 
Die Verwertung der wertvolle Metalle enthaltenden Buntmetallabfälle (Kupferschrott, Bronzen, Messing, andere kupferhältige Legierungen wie Neusilber, Nickelin, Konstantan usw.) stösst heute noch auf Schwierigkeiten. Verschiedenste Verfahren, die industriell ausgeübt werden, sind zumeist nur anwendbar, wenn das Material mit einheitlicher Zusammensetzung vorliegt. In diesem Falle können die Abfälle z. B. direkt eingeschmolzen und weiterverwertet werden. Aber auch   die Hochtemperatur-Raffinier-   verfahren, die eine zumeist teilweise Trennung der legierten Metalle bezwecken, sind fast immer nur bei einheitlichem Material wirtschaftlich durchzuführen. Im allgemeinen werden aus den Abfällen auch nicht mehr die reinen Metalle, sondern nur die Ausgangslegierungen im raffinierten Zustand zurückerhalten. 



   Eine Verwertung von Buntmetallabfällen auf nasschemischem Wege schlägt die deutsche Patentschrift Nr. 365892 vor. Nach dieser sollen die Abfälle vorerst in Salpetersäure gelöst werden, wobei eine Regenerierung der entstehenden Stickoxyde zu Salpetersäure vorgesehen ist. Aus der erhaltenen Metallnitratlösung sollen dann durch Zugabe genau berechneter Mengen Schwefelsäure die Metalle als Sulfate auskristallisiert werden. Die Kristalle werden abfiltriert und die salpetersäurehaltige Mutterlage in den Pro-   zess   zurückgeführt. 



   Dem Åan sich eleganten Verfahren haften aber Mängel, die in der Beschreibung der Patentschrift angedeutet sind,   an :   Die zur Metallnitratlösung zuzusetzende Schwefelsäure muss sowohl hinsichtlich Menge als auch Konzentration sehr genau auf den Metallgehalt der Nitratlösung und die Art der vorliegenden Metalle abgestimmt sein. Dies bedingt chargenweisen Betrieb unter dauernder analytischer Kontrolle der Nitratlösung. Es ist sehr schwierig, das Verfahren kontinuierlich zu gestalten. Daneben treten Schwierigkeiten dadurch auf, dass in der Rücklaufsalpetersäure nach Auskristallisieren und Abfiltrieren der Sulfate eine relativ grosse Menge Metall und ein grösserer Gehalt an Schwefelsäure verbleibt.

   Der Metallgehalt bedingt eine verminderte   Lösegeschwindigkeit   der Buntmetallabfälle, während der Restgehalt an Sulfat die Gefahr des Auskristallisierens von Metallsulfat während des Schrottlösens und damit Verstopfungen von Rohrleitungen mit sich bringt. 



   Gegenüber dem erwähnten Verfahren bringt das erfindungsgemässe Verfahren grosse Fortschritte dadurch, dass es die vollständige und laufende Rückgewinnung von reiner, schwefelsäure- und metallsalzfreier Salpetersäure erlaubt, wodurch der Schrottaufarbeitungsprozess ohne Schwierigkeiten kontinuierlich durchgeführt werden kann. Die zur Überführung der Nitrate in die Sulfate notwendige Schwefelsäure ist ständig in grossem Überschuss vorhanden und es ergeben sich keinerlei Probleme hinsichtlich einer Abstimmung des Schwefelsäurezusatzes auf Konzentration und Zusammensetzung der beim Lösen der Abfälle in Salpetersäure   auffallenden   Nitratlösung. 



   Eine schematische Darstellung der Verfahrensweise nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird in der Zeichnung gegeben. Die   Buntmetallabfâlle, die   man bei 1 in das Schrottlösegefäss 2 einsetzt, werden in der Wärme in Salpetersäure gelöst. Die bei 3 abziehenden Stickoxyde werden bei 4 mit Luft gemischt, im Oxydationsturm 5 oxydiert, in Absorptionstürmen 6a - 6c auf übliche Weise zu Salpetersäure regeneriert und als solche bei 7 dem Lösegefäss 2 zugeführt. Die salpetersaure Metallsalzlösung fliesst über einen Überlauf 8 aus dem Lösegefäss 2 in ein Gefäss 9, in dem sich kochende, mindestens 60%ige Schwefelsäure befindet. Hier werden die Nitrate zu den Sulfaten umgesetzt.

   Die abdestillierende Salpetersäure wird über eine Rohrleitung 10 einer Rektifizierkolonne 11 zugeleitet, aus der am Kolonnenboden 12 die kondensierende Salpetersäure abgezogen und dem Löse- 

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 gefäss zugeführt wird. Am Kolonnenkopf 13 ziehen Stickoxyde ab, die bei 14 mit den aus dem Lösegefäss kommenden vereinigt und mit diesen gemeinsam zu Salpetersäure regeneriert werden. In der Rektifizierkolonne 11 kondensierendes Wasser wird bei 16 abgezogen und dem letzten Absorptionsturm 6c zugeleitet. Den notwendigen Flüssigkeitskreislauf in den Absorptionstürmen halten die Kreislaufpumpen 18 aufrecht. Aus dem ersten Turm 6a fliesst über die Leitung 19 die regenerierte Salpetersäure in das Lösegefäss 2. 



   Die Metallsulfate, die in der konzentrierten Schwefelsäure nur in geringem Masse löslich sind. werden entweder chargenweise oder kontinuierlich aus dem Schwefelsäuregefäss 9 bei 15 ausgetragen und durch Filtration über ein säurefestes Filter von anhaftender Schwefelsäure getrennt, die, zusammen mit einem entsprechenden Anteil frischer Säure zum Ersatz der zur Bildung der Sulfate verbrauchten Schwefelsäure bei 17 in das   Umset2í, ungsgefäss zurückgeführt   wird. Der geringe Verlust an Salpetersäure, der durch nicht vollständige Regenerierung der Stickoxyde bedingt ist, wird durch Zusatz frischer Säure bei 20 gedeckt. Durch die Filtration lassen sich die grobkristallin ausfallenden Sulfate praktisch säurefrei erhalten. 



   Nach Lösen in Wasser können sie nach üblichen Methoden,   z. B.   durch fraktionierte Kristallisation, Zementation, durch elektrolytische Methoden, selektive Fällung usw., weiter aufgearbeitet werden. 



   Das Verfahren kann vollkontinuierlich gestaltet werden, wenn man die Altmetallabfälle entsprechend der Lösegeschwindigkeit laufend, ebenso wie die zu ersetzenden Mengen Schwefelsäure und Salpetersäure, zusetzt. In dem Masse, wie die regenerierte Salpetersäure aus den Absorptionstürmen zufliesst, läuft Metallnitratlösung aus dem Lösebehälter selbständig in das Umsetzungsgefäss, gefüllt mit kochender Schwefelsäure. Wird die Schwefelsäure ständig am Kochen erhalten, bleibt sie immer frei von Salpetersäure und Stickoxyden, die laufend abdestilliert und zurückgewonnen werden. 



   Die Oxydation der Stickoxyde und die Regenerierung der Salpetersäure kann im Zuge des erfindungsgemässen Verfahrens auf die übliche wie bei der Gewinnung der Salpetersäure nach dem Ammoniakverbrennungsverfahren angewendete Weise erfolgen. Aus den Absorptionstürmen läuft Salpetersäure ab, die sich ohne weitere Behandlung zur Lösung des Metallschrotts eignet. Auch der Austrag der in der konzentrierten Schwefelsäure praktisch unlöslichen Sulfate ist leicht auf übliche Weise,   z. B.   durch Förderschnecken, kontinuierlich zu gestalten. Ebenso macht die weitere Aufarbeitung der Sulfate nach üblichen Verfahren keine Schwierigkeiten. 



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird zur Lösung der Buntmetallabfälle lediglich die billige Schwefelsäure in praktisch stöchiometrischen Mengen verbraucht. 



   Daneben sind nur noch geringe Mengen Salpetersäure zur Deckung der Verluste zuzusetzen. Mit besonderem Vorteil wird   salpetersâure-bzw. stiekoxydhâltige Schwefelsaure, sogenannte Gloversaure,   in den Prozess eingesetzt. Der Gehalt an Salpetersäure bzw. Stickoxyden dieses besonders billigen Produktes reicht zumindest zum Teil zur Deckung der Stickoxydverluste aus, so dass der Zusatz von Salpetersäure zumindest weitgehend eingespart werden kann. Auch   Metallnitrat-oder Nitrat-SulfatIosungen,   stammend 
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 andern Prozessen,können in entsprechenden Anteilen zur Deckung der Stickoxydverluste herangezogen werden. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich prinzipiell zur Aufarbeitung von Abfällen aller in Salpetersäure löslichen Legierungen, von denen, ohne Anspruch auf Vollständigkeit und ohne Einschränkung der Erfindung auf diese Beispiele, einige aufgezählt werden : Abfälle von metallischem Kupfer, Messing, alle Bronzen, Kupfer-Nickel-Legierungen wie Nickelin, Konstantan u. a., Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen (Neusilber u. a. ), Kupfer-Silber-Legierungen usw. Die Legierungen können ohne Störung des Verfahrens auch andere Legierungsmetalle wie Eisen, Chrom, Mangan, Aluminium   u. a.   enthalten, solange die Löslichkeit in Salpetersäure gegeben ist. Von den hauptsächlich in den Buntmetallabfällen vorkommenden Metallen werden Kupfer, Nickel, Zink und Silber als Sulfate, Eisen als   Eisen-III-sulfater-   halten. 



   Zinn fällt zum Teil als unlösliches SnO an, das sich zum grössten Teil am Boden des Lösegefässes absetzt, von wo es abgezogen werden kann. 



   Es können aber auch, ohne Änderungen des Verfahrensprinzips, in der gleichen Apparatur Metall-   nitrat- oder Nitrat-Sulfatlösungen   auf die Metallsulfate aufgearbeitet werden, wenn man die Nitratlösungen zwischen Löse- und Schwefelsäuregefäss zufliessen lässt. In diesem Falle wäre neben den zu gewinnenden Metallsulfaten der Anfall an Salpetersäure wirtschaftlich interessant. 



   Wie schon erwähnt, ist einer der wesentlichen Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens darin zu sehen, dass die Abfälle nicht sortiert sein müssen, sondern alle Legierungen gemeinsam aufgearbeitet werden können. Die Trennung der Legierungsmetalle geschieht auf bequeme Weise, wenn sie als   wässe-   

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 rige Lösung der Sulfate vorliegen. Die Sulfate eignen sich besonders für eine weitere Aufarbeitung und Trennung der Metalle. Sulfatlösungen lassen sich ohne Schwierigkeiten   elektrolyseren   und die Sulfate, deren Löslichkeit stark mit der Temperatur variiert, sind für Kristallisierverfahren besonders geeignet. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Aufarbeitung von Buntmetallabfällen durch Auflösen der Abfälle in Salpetersäure unter Regenerierung der entstehenden Stickoxyde und Überführung der entstandenen Metallnitrate in die 
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 dassÜberschuss vorliegende Schwefelsäure in die Sulfate umgewandelt werden und die abdestillierende Salpetersäure wieder zur Lösung von Metallabfällen verwendet wird, während die ausgetragenen Sulfate entweder als solche verwendet oder in Wasser gelöst und auf übliche Weise, z. B. elektrolytisch, durch fraktionierte Kristallisation oder fraktionierte Fällung mittels geeigneter Fällungsreagentien, in die reinen Verbindungen der einzelnen Metalle oder die einzelnen Metalle getrennt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch a dur c h ge k e n n z e ich n e t, dass es durch laufende Deckung der Salpetersäure- undSchwefelsäureverluste und ständigen oder periodischen Austrag der Sulfate aus dem Schwefelsäurebehälter kontinuierlich gestaltet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass salpetersäure- und ! oder stickoxydhältige Schwefelsäure verwendet wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Deckung der Salpetersäureverluste Metallnitrat- oder Nitrat-Sulfatlösungen eingesetzt werden. EMI3.2 c h ge k e n n z e ich ne t. dass Metallnitrat- oderNitrat-Sulfatlösungen in grösseren als zur Deckung der Salpetersäureverluste nötigen Mengen eingesetzt werden.