DD251120A1 - PLATINUM RECOVERY FROM DISABLED MULTIMETAL CARRIER CATALYSTS - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Platinrueckgewinnung aus desaktivierten Multimetall-Traegerkatalysatoren mit dem Ziel, die Pt-Verluste zu verringern. Die Aufgabe, ein solches Verfahren zu entwickeln, wird geloest, indem der verbrauchte Katalysator mit konzentrierter Natronlauge bzw. Kalilauge bei 433 bis 463 K und Druecken von 0,4 bis 0,7 MPa aufgeschlossen wird und erfindungsgemaess der Natron- bzw. Kalilauge oder/und der Aufschlussloesung Metallsalzloesung in einer solchen Menge zugegeben wird, dass das Molverhaeltnis Metallsalz zu Pt 0,1 bis 10 betraegt. Die Metallsalze bestehen aus zweiwertigen Metallionen mit Chlorid- bzw. Nitrat als Gegenionen. Als besonders geeignet haben sich die Erd-alkalimetallsalze erwiesen, wenn Molverhaeltnisse Metallsalz zu Pt von 0,4 bis 5 eingehalten werden.Process for recovering platinum from deactivated multimetal starter catalysts with the aim of reducing Pt losses. The task of developing such a method is achieved by digesting the spent catalyst with concentrated sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution at 433 to 463 K and pressures of 0.4 to 0.7 MPa and, according to the invention, the sodium hydroxide or potassium hydroxide solution or / and the digestion solution of metal salt solution is added in such an amount that the molar ratio of metal salt to Pt is 0.1 to 10. The metal salts consist of divalent metal ions with chloride or nitrate as counter ions. The alkaline earth metal salts have proved particularly suitable if molar ratios of metal salt to Pt of 0.4 to 5 are maintained.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Platinrückgewinnung aus verbrauchten Pt-Me-A^OyKatalysatoren, wobei Me ein Element der 7. oder8.NebengruppedesPSE darstellt.The invention relates to a process for platinum recovery from spent Pt-Me-A ^ Oy catalysts, wherein Me represents an element of the 7th or 8th subgroup pESE.
Platinhaltige Metall-Trägerkatalysatoren kommen in zahlreichen Verfahren der Erdölverarbeitung zum Einsatz. In den meisten Fällen führt der Katalysatoreinsatz zu irreversiblen Schädigungen des Katalysators, so daß eine Platinrückgewinnung notwendig wird. In der Literatur werden hierzu verschiedene Verfahren angegeben. Im EP 0048823 ist das energieaufwendige Abtrennen des flüssigen Pt nach Schmelzen des Katalysators im Elektroofen bei 2100°C beschrieben.Platinum-containing supported metal catalysts are used in numerous petroleum processing processes. In most cases, the use of the catalyst leads to irreversible damage to the catalyst, so that platinum recovery is necessary. Various methods are given in the literature for this purpose. In EP 0048823 the energy-consuming separation of the liquid Pt after melting of the catalyst in an electric furnace at 2100 ° C is described.
Für den Fall, daß am Träger keine irreversiblen Schädigungen aufgetreten sind, ist eine Behandlung des verbrauchten Katalysators mit Phosgen (FP 1156974, EP 795629,-DE-AS 1077642) und AICI3 (DE-AS 1 050734) zur Verflüchtigung des Pt sinnvoll. In den meisten Fällen sind jedoch nach dem Katalysatoreinsatz auch an den AI2O3-Trägern irreversible Schädigungen eingetreten. Deshalb werden die nassen Aufschlüsse mit Alkalien bzw. Säuren am häufigsten empfohlen. Die Aufschlußverfahren werden grundsätzlich in zwei Schritten vorgenommen:In the event that no irreversible damage has occurred on the support, a treatment of the spent catalyst with phosgene (FP 1156974, EP 795629, DE-AS 1077642) and AICI 3 (DE-AS 1 050 734) for the volatilization of the Pt makes sense. In most cases, however, irreversible damage has also occurred on the Al 2 O 3 supports after the catalyst has been used. Therefore, wet digestions with alkalis or acids are most often recommended. The digestion procedures are basically carried out in two steps:
1. Entfernen des Pt aus dem verbrauchten Kontakt durch Aufschluß, wobei ein Pt-Konzentrat erhalten wird.1. Remove the Pt from the spent contact by digestion to obtain a Pt concentrate.
2. Aufarbeiten des Platinkonzentrats zu reinem Metall.2. Work up the platinum concentrate to pure metal.
Der zweite Schritt ist in fast allen Fällen gleich und wird gewöhnlich durch Aufschluß des Konzentrats mit Königswasser bzw. Salzsäure-Chlor-Gemischen und nachfolgender Zementation vorgenommen. Die Unterschiede der Pt-Rückgewinnungs-Verfahren bestehen vor allem in den Aufschlußbedingungen des I.Schrittes zum Erhalten des Platinkonzentrats. Die sauren Aufschlüsse werden oft mit oxidierenden Behandlungen zum Herauslösen des Pt gekoppelt: Lösen mit Königswasser (GB-PS 1312438), mit Salzsäure-Brom-Gemisch (US-PS 3985854) bzw. mit Salzsäure-Halogen-, Salzsäure-Natriumchlorat oder Natriumbromat-Gemischen (GB-PS 1517270). Entsprechend den US-PS 3856912,3672874 und 3855385 wird das Pt-Konzentrat nach Aufschluß mit Schwefelsäure erhalten. Saure Aufschlußverfahren besitzen den generellen Nachteil, daß die entstehenden Aluminiumsalzlösungen mit Schwermetallionen verunreinigt sind und für die Weiterverarbeitung, z. B. Fällen zu Aluminiumhydroxiden, erst umfangreiche Reinigungsoperationen unterzogen werden müssen. Bei den alkalischen Aufschlüssen wird am häufigsten Natronlauge eingesetzt (DE-OS 1758837, DD-PS 143362). Die alkalischen Aufschlußverfahren besitzen gegenüber den sauren Aufschlüssen den Vorteil, daß geringere Pt-Verluste auftreten. Die bekannten alkalischen Aufschlußverfahren lassen sich jedoch nicht uneingeschränkt auf Multimetall-AI2O3-Trägerkatalysatoren anwenden, die neben Pt noch ein oder mehrere Elemente der 7. oder 8. Nebengruppe des PSE enthalten. So kommt es in vielen Fällen beider Aufarbeitung von Multimetall-AI2O3-Trägerkatalysatoren aus noch unbekannten Gründen zu großen Pt-Verlusten.The second step is the same in almost all cases and is usually carried out by digesting the concentrate with aqua regia or hydrochloric acid-chlorine mixtures and subsequent cementation. The differences of the Pt recovery methods exist mainly in the digestion conditions of the 1st step for obtaining the platinum concentrate. The acidic digests are often coupled with oxidizing treatments for dissolving out the Pt: dissolution with aqua regia (GB-PS 1312438), with hydrochloric acid-bromine mixture (US Pat. No. 3,985,854) or with hydrochloric acid, hydrochloric acid, sodium chlorate or sodium bromate. Mixtures (GB-PS 1517270). According to US-PS 3856912.3672874 and 3855385, the Pt concentrate is obtained after digestion with sulfuric acid. Acid digestion processes have the general disadvantage that the resulting aluminum salt solutions are contaminated with heavy metal ions and used for further processing, eg. As cases of aluminum hydroxides, only extensive cleaning operations must be subjected. In the alkaline digestions most frequently sodium hydroxide solution is used (DE-OS 1758837, DD-PS 143362). The alkaline digestion processes have the advantage over the acid digestions that lower Pt losses occur. However, the known alkaline digestion methods can not be applied without restriction to multimetal Al 2 O 3 support catalysts which, in addition to Pt, also contain one or more elements of the 7th or 8th subgroup of the PSE. Thus, in many cases the workup of multimetal Al 2 O 3 supported catalysts for unknown reasons leads to large Pt losses.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Pt-Rückgewinnung aus Pt/Me-AI2O3-Katalysatoren mit geringen Pt-Verlusten zu finden, wobei Me ein Element der 7. und 8. Nebengruppe des PSE darstellt.The object of the present invention is to find a method for Pt recovery from Pt / Me-Al 2 O 3 catalysts with low Pt losses, where Me is an element of the 7th and 8th subgroup of the PSE.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus Pt-haltigen Katalysatoren, bestehend aus Aluminiumoxid, Pt und einem Element der 7. oder 8. Nebengruppe des PSE, das Pt mit einer hohen Ausbeute zurückzugewinnen.The invention is based on the object of Pt-containing catalysts consisting of alumina, Pt and an element of the 7th or 8th subgroup of the PSE to recover the Pt with a high yield.
Diese Aufgabe wird durch alkalischen Aufschluß mit konzentrierter Natronlauge bzw. Kalilauge bei Temperaturen von 433 bis 463K und Drücken von 0,4MPa bis 0,7 MPa, Verdünnen der Aufschlußlauge, Zusatz eines Reduktionsmittels, Abtrennen des Pt-Konzentrates und Aufarbeitung des Pt-Konzentrates durch an sich bekannte Lösungs- und Fällungsreaktionen dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der Natronlauge bzw. Kalilauge oder der Aufschlußlösung eine Metallsalzlösung, bestehend aus zweiwertigen Metallionen mit Chlorid bzw. Nitrat als Gegenionen, zugesetzt wird, wobei das Molverhältnis Metallsalz: Pt 0,1 bis-10 beträgt. Es ist günstig, wenn die Metallsalzlösung aus Chloriden bzw. Nitraten von Ba oder Ca besteht, wobei das Molverhältnis Metallsalz:Pt 0,4 bis 5 beträgt.This task is carried out by alkaline digestion with concentrated sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution at temperatures of 433 to 463K and pressures of 0.4 MPa to 0.7 MPa, diluting the digestion liquor, adding a reducing agent, separating the Pt concentrate and working up the Pt concentrate known solution and precipitation reactions in that according to the invention the sodium hydroxide or potassium hydroxide solution or the digestion solution, a metal salt solution consisting of divalent metal ions with chloride or nitrate as counter ions, is added, wherein the molar ratio of metal salt: Pt 0.1 to -10 is. It is favorable if the metal salt solution consists of chlorides or nitrates of Ba or Ca, the molar ratio of metal salt: Pt being from 0.4 to 5.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Pt-Verluste bei der Aufarbeitung deutlich vermindert werden. Dabei ist es bedeutungslos, ob der Metallsalzzusatz zur Natronlauge oder zur Aufschlußlösung erfolgt. Aus praktischen Gründen hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, wenn das Metallsalz als annähernd gesättigte Lösung unter Rühren der Aufschlußlösung zugegeben wird. Wesentlich ist, daß das Molverhältnis Metallsalz zu R im Bereich von 0,1 bis 10 liegt.Surprisingly, it has been found that the Pt losses are significantly reduced in the workup by the novel process. It is irrelevant whether the addition of metal salt to the sodium hydroxide solution or digestion solution takes place. For practical reasons, however, it has proven to be expedient if the metal salt is added as an approximately saturated solution while stirring the digestion solution. It is essential that the molar ratio of metal salt to R is in the range of 0.1 to 10.
Ausführungsbeispiele VergleichsbeispielEXAMPLES Comparative Example
100g der gealterten Katalysatoren A und B (Kat.A: 0,5Ma.-% Pt, 0,3Ma.-% Re auf γ-ΑΙ2Ο3, Kat.B: 0,5Ma.-% Pt, 0,03Ma.-% Ir auf 7-AI2Cy werden jeweils mit 280ml konzentrierter Natronlauge 10h lang bei 463K und 0,7 MPa behandelt. Nach dem Abkühlen werden die Aufschlußlösungen im Volumenverhältnis von 1:1 mit Wasser verdünnt und mit 1,5ml Formalin versetzt. Nachdem Absetzen des Pt-Konzentrates werden die klären Lösungen dekantiert. Das verbleibende Pt-Konzentrat wird jeweils erneut im Wasser (700ml) gewaschen, dem zuvor 1 ml Formalin zugesetzt worden sind. Danach werden die Pt-Konzentrate nach einem an sich bekannten Verfahren zu Pt aufgearbeitet. Die Pt-Ausbeuten sind in der Tabelle 1 angeführt.100g of the aged catalysts A and B (Cat.A: 0.5Ma .-% Pt, 0.3Ma .-% Re on γ-ΑΙ 2 Ο 3 , Cat.B: 0.5Ma .-% Pt, 0.03Ma % Of Ir on 7-Al 2 Cy are each treated with 280 ml of concentrated sodium hydroxide solution at 463K and 0.7 MPa for 10 hours After cooling, the digestion solutions are diluted in a volume ratio of 1: 1 with water and admixed with 1.5 ml of formalin. After settling the Pt concentrate, the clarified solutions are decanted, and the remaining Pt concentrate is again washed in water (700 ml) to which 1 ml of formalin has been previously added, after which the Pt concentrates are converted to Pt by a method known per se The Pt yields are given in Table 1.
100g eines gealterten Pt-lr-AI2O3-Katalysators (Kat.B des Vergleichsbeispieles) werden 10h bei 463K und 0,7 MPa mit 280ml konzentrierter Natronlauge aufgeschlossen. Nach dem Abkühlen wird die Aufschlußlösung mit Wasser im Volumenverhältnis von 1:1 verdünnt. Anschließend werden 1,5 ml Formal-in sowie 2,5 g BaCI2 · 2 H2O in Form einer bei Raumtemperatur gesättigten, wäßrigen BaCI2-Lösung unter Rühren zur verdünnten Aufschlußlösung gegeben. Nach dem Absetzen des Pt-Konzentrates wird dekantiert und das Pt-Konzentrat erneut mit 700ml Wasser und 1 ml Formalin gewaschen. Das nach dem Absetzen und Dekantieren erhaltene Pt-Konzentrat wird nach einem an sich bekannten Verfahren wie im Vergleichsbeispiel zu Pt aufgearbeitet. Die Pt-Ausbeute ist in der Tabelle 1 enthalten.100 g of an aged Pt-lr-Al 2 O 3 catalyst (Cat.B Comparative Example) are digested for 10 h at 463 K and 0.7 MPa with 280 ml of concentrated sodium hydroxide solution. After cooling, the digestion solution is diluted with water in a volume ratio of 1: 1. Thereafter, 1.5 ml Formally-in as well as 2.5 g of BaCl 2 · H 2 O, where 2 in the form of a solution saturated at room temperature, aqueous BaCl 2 solution with stirring to dilute pulping solution. After settling the Pt concentrate is decanted and the Pt concentrate washed again with 700 ml of water and 1 ml of formalin. The Pt concentrate obtained after settling and decantation is worked up to Pt by a conventional method as in Comparative Example. The Pt yield is included in Table 1.
100 g eines gealterten Pt-lr-AI2O3-Katalysators (Kat.B des Vergleichsbeispiels) werden bei 463 K und 0,7MPa mit 280 ml konzentrierter Kalilauge über einen Zeitraum von 10h aufgeschlossen. Die abgekühlte Aufschlußlauge wird mit Wasser im Volumenverhältnis von 1:1 verdünnt. Unter Rühren werden zu dieser verdünnten Aufschlußlösung 1,5 ml Formalin und 2 g CaCI2 · 6H2O in Form einer bei Raumtemperatur gesättigten, wäßrigen CaCI2-Lösung gegeben. Nach dem Absetzen des Pt-Konzentrates wird eine Dekantation vorgenommen. Das Pt-Konzentrat wird anschließend nochmals mit 700 ml Wasser und 1 ml Formalin gewaschen und nach einem an sich bekannten Verfahren wie im Vergleichsbeispiel zu Pt aufgearbeitet. Tabelle 1 enthält die Pt-Ausbeute.100 g of an aged Pt-lr-Al 2 O 3 catalyst (Cat.B of the comparative example) are digested at 463 K and 0.7 MPa with 280 ml of concentrated potassium hydroxide solution over a period of 10 h. The cooled digestion liquor is diluted with water in a volume ratio of 1: 1. While stirring, 1.5 ml of formalin and 2 g of CaCl 2 · 6H 2 O in the form of an aqueous CaCl 2 solution saturated with room temperature are added to this dilute digestion solution. After settling the Pt concentrate, decantation is carried out. The Pt concentrate is then washed again with 700 ml of water and 1 ml of formalin and worked up by a conventional method as in Comparative Example to Pt. Table 1 contains the Pt yield.
100g eines gealterten Pt-Re-AI2O3-Katalysators (Kat.A des Vergleichsbeispieles) werden 10h bei 463 K und 0,7MPa mit 280ml konzentrierter Natronlauge, der zuvor 2,5g BaCI2 · 2 H2O zugesetzt worden sind, aufgeschlossen. Nach dem Abkühlen wird die Aufschlußlauge mit Wasser im Volumenverhältnis von 1:1 verdünnt und mit 1,5 ml Formalin versetzt. Nach dem Absetzen des Pt-Konzentrates wird dekantiert. Anschließend wird das Pt-Konzentrat erneut mit 700 ml Wasser und 1 ml Formalin gewaschen. Das nach dem Absetzen und Dekantieren erhaltene Pt-Konzentrat wird nach einem an sich bekannten Verfahren wie im Vergleichsbeispiel zu Pt aufgearbeitet. Die Pt-Ausbeute ist in der Tabelle 1 enthalten.100 g of an aged Pt-Re-Al 2 O 3 catalyst (Cat.A of the comparative example) are added for 10 h at 463 K and 0.7 MPa with 280 ml of concentrated sodium hydroxide to which 2.5 g of BaCl 2 · 2H 2 O have previously been added. open minded. After cooling, the digestion liquor is diluted with water in a volume ratio of 1: 1 and treated with 1.5 ml of formalin. After settling the Pt concentrate is decanted. Subsequently, the Pt concentrate is washed again with 700 ml of water and 1 ml of formalin. The Pt concentrate obtained after settling and decantation is worked up to Pt by a conventional method as in Comparative Example. The Pt yield is included in Table 1.
Pt-Ausbeuten der AufarbeitungsverfahrenPt yields of the work-up procedures
Verfahren Pt-Ausbeute in %Method Pt yield in%
Vergleichsbeispiel Kat.A 97,9Comparative Example Cat.A 97.9
Vergleichsbeispiel Kat.B 98,1Comparative Example Cat. B 98.1
Ausführungsbeispiel 1 Kat. B 99,7Example 1 Cat. B 99.7
Ausführungsbeispiel 2 Kat. B 99,6Example 2 Cat. B 99.6
Ausführungsbeispiel 3 Kat. A 99,7Embodiment 3 Cat. A 99.7
Ein Vergleich der Pt-Ausbeuten in der Tabelle 1 verdeutlicht den Vorzug der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele 1 bis 3. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in einer deutlichen zeitlichen Verkürzung der Aufarbeitung des Pt.A comparison of the Pt yields in Table 1 illustrates the advantage of the inventive embodiments 1 to 3. Another advantage of the method according to the invention is a significant reduction in the time of the workup of Pt.
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DD86292575A DD251120A1 (en) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | PLATINUM RECOVERY FROM DISABLED MULTIMETAL CARRIER CATALYSTS |
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DD86292575A DD251120A1 (en) | 1986-07-17 | 1986-07-17 | PLATINUM RECOVERY FROM DISABLED MULTIMETAL CARRIER CATALYSTS |
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CN103398865A (en) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 贵研资源(易门)有限公司 | Sampling and sample preparation method of platinum group metal-containing carbon support dead catalyst |
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1986
- 1986-07-17 DD DD86292575A patent/DD251120A1/en not_active IP Right Cessation
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CN103398865A (en) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 贵研资源(易门)有限公司 | Sampling and sample preparation method of platinum group metal-containing carbon support dead catalyst |
CN103398865B (en) * | 2013-07-24 | 2015-11-18 | 贵研资源(易门)有限公司 | The sampling of platinum group metal high-area carbon spent catalyst and method for making sample |
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