DE102013205508A1

DE102013205508A1 - Plant and method for separating metals

Info

Publication number: DE102013205508A1
Application number: DE102013205508.0A
Authority: DE
Inventors: Manfred Baldauf; Marc Hanebuth; Alexander Tremel; Sonja Wolfrum
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-02
Also published as: WO2014154407A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (16) und ein Verfahren zum Separieren von Metallen, insbesondere Seltenerdmetallen. Die Anlage umfasst wenigstens eine Extraktionseinheit (2), mittels welcher die Metalle zumindest teilweise aus einem Lösungsmittel in ein Extraktionsmittel überführbar sind. Mittels wenigstens einer Strippeinheit (17) sind die Metalle zumindest teilweise aus dem Extraktionsmittel in eine Stripplösung überführbar. Hierbei umfasst die wenigstens eine Strippeinheit (17) zumindest eine elektrochemische Trenneinrichtung (18), welche wenigstens eine für Ionen der Metalle durchlässige Membran (19) aufweist. Die wenigstens eine Membran (19) ist für das Extraktionsmittel undurchlässig.The invention relates to a system (16) and a method for separating metals, in particular rare earth metals. The system comprises at least one extraction unit (2), by means of which the metals can at least partially be converted from a solvent into an extraction agent. By means of at least one stripping unit (17), the metals can at least partially be transferred from the extractant into a stripping solution. The at least one stripping unit (17) here comprises at least one electrochemical separating device (18) which has at least one membrane (19) permeable to ions of the metals. The at least one membrane (19) is impermeable to the extractant.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Separieren von Metallen, insbesondere Seltenerdmetallen. Die Anlage umfasst wenigstens eine Extraktionseinheit, mittels welcher die Metalle zumindest teilweise aus einem Lösungsmittel in ein Extraktionsmittel überführbar sind. Bei der Anlage ist wenigstens eine Strippeinheit vorgesehen, welche dazu dient, die Metalle zumindest teilweise aus dem Extraktionsmittel in eine Stripplösung zu überführen. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Separieren von Metallen. Hierbei sind vorliegend unter dem Begriff Metalle auch Verbindungen oder Ionen eines Elements zu verstehen, welche im Oxidationszustand mit der Oxidationszahl Null ein Metall darstellen. The invention relates to a plant for separating metals, in particular rare earth metals. The plant comprises at least one extraction unit, by means of which the metals are at least partially convertible from a solvent into an extractant. In the system, at least one stripping unit is provided, which serves to at least partially transfer the metals from the extraction agent into a strip solution. Furthermore, the invention relates to a method for separating metals. In the present case, the term metals also means compounds or ions of an element which, in the oxidation state with the oxidation number zero, represent a metal.

Bei der Gewinnung von Metallen der Seltenen Erden wird zunächst diese Elementgruppe von sonstigen Bestandteilen abgetrennt. Bei den abgetrennten Bestandteilen kann es sich um Erze handeln, welche die Seltenerdmetalle enthalten, oder um Rückstände aus einem Recycling von Komponenten, welche Seltenerdmetalle aufweisen. Anschließend gilt es, die Seltenerdmetalle voneinander zu trennen, sie also untereinander zu separieren. Aufgrund der chemischen Ähnlichkeit der Metalle der Seltenen Erden ist dieser Schritt der Separation besonders aufwändig. In the extraction of rare earth metals, this element group is first separated from other constituents. The separated components may be ores containing the rare earth metals, or residues from recycling components containing rare earth metals. Then it is important to separate the rare earth metals from each other, so they separate with each other. Due to the chemical similarity of the rare earth metals, this separation step is particularly complex.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden die Seltenerdmetalle im technischen Maßstab mit Hilfe von Mixer-Settler-Kaskaden durch die Methode der Flüssig-Flüssig-Extraktion voneinander getrennt. Innerhalb einer Mixer-Settler-Kaskade sorgen die einzelnen Mixer-Settler (Mischabsetzer) für eine sukzessive bessere Extraktion. In the current state of the art, the rare earth metals are separated from each other on an industrial scale by means of mixer-settler cascades by the method of liquid-liquid extraction. Within a mixer-settler cascade, the individual mixer settlers (mixers) ensure a successively better extraction.

Anhand von 1 soll im Folgenden eine Anlage beschrieben werden, welche dem Separieren von Seltenerdmetallen nach Stand der Technik dient. Die Anlage 1 umfasst eine Extraktionseinheit 2, welche als Mixer-Settler-Kaskade ausgeführt ist. Der Extraktionseinheit 2 ist eine Wascheinheit 3 nachgeschaltet, und stromabwärts der Wascheinheit 3 sind eine Strippeinheit 4 und eine Regenerationseinheit 5 vorgesehen. Alle diese Einheiten sind als Mixer-Settler mit mehreren Stufen ausgebildet, welche jeweils im Gegenstrom betrieben werden. Die größte Anzahl der Mixer-Settler-Stufen ist typischerweise in der Extraktionseinheit 2 und in der Wascheinheit 3 vorgesehen. Based on 1 In the following, a plant will be described which serves to separate rare earth metals according to the prior art. The attachment 1 includes an extraction unit 2 , which is designed as a mixer-settler cascade. The extraction unit 2 is a washing unit 3 downstream, and downstream of the washing unit 3 are a stripping unit 4 and a regeneration unit 5 intended. All of these units are designed as mixer-settlers with several stages, which are each operated in countercurrent. The largest number of mixer-settler stages is typically in the extraction unit 2 and in the washing unit 3 intended.

Durch alle diese Einheiten wird ein in einer organischen Phase vorliegendes Extraktionsmittel im Kreis geführt. Hierfür verbindet eine Leitung 6 die Regenerationseinheit 5 mit der Extraktionseinheit 2, eine Leitung 7 die Wascheinheit 3 mit der Strippeinheit 4 und eine Leitung 8 die Strippeinheit 4 mit der Regenerationseinheit 5. Through all of these units, an extractant present in an organic phase is circulated. For this purpose, a line connects 6 the regeneration unit 5 with the extraction unit 2 , a lead 7 the washing unit 3 with the stripping unit 4 and a line 8th the stripping unit 4 with the regeneration unit 5 ,

Das Gemisch, welches die zu trennenden Seltenerdverbindungen aufweist, wird in Form einer wässrigen Lösung über eine Zuleitung 9 in die Extraktionseinheit 2 geleitet. Die Seltenerdmetalle liegen hierbei meist in Form ihrer Chloride oder Sulfate in gelöster Form vor, wobei der pH-Wert im sauren Bereich liegt. Innerhalb der Mixer-Settler der Extraktionseinheit 2 wird ein Teil der Seltenerdmetalle in die organische Phase des Extraktionsmittels überführt. Bei diesem Vorgang zeigt sich eine gewisse Selektivität bezüglich der verschiedenen Seltenerdelemente, so dass teilweise eine Trennung erfolgt. Jedoch ist die Selektivität zu gering, als dass in einer Trennstufe ein befriedigend reines Produkt erzeugt werden könnte. Daher sind in der Extraktionseinheit 2 mehrere als jeweilige Mixer-Settler ausgebildete Stufen vorgesehen, welche in Bezug auf das Extraktionsmittel im Gegenstrom betrieben werden. Auf diese Weise wird die Trennung oder das Separieren von Stufe zu Stufe sukzessive besser. The mixture containing the rare earth compounds to be separated is in the form of an aqueous solution via a feed line 9 into the extraction unit 2 directed. The rare earth metals are usually present in the form of their chlorides or sulfates in dissolved form, wherein the pH is in the acidic range. Inside the mixer-settler of the extraction unit 2 Part of the rare earth metals is converted into the organic phase of the extractant. In this process, a certain selectivity with respect to the various rare earth elements, so that in part a separation occurs. However, the selectivity is too low for a satisfactorily pure product to be produced in a separation step. Therefore, in the extraction unit 2 several provided as respective mixer settler stages provided, which are operated in relation to the extractant in countercurrent. In this way, the separation or the separation from step to step successively better.

Gemäß 1 wird die organische Phase mit dem Extraktionsmittel von links nach rechts durch die Extraktionseinheit 2 und die Wascheinheit 3 geführt. Über eine Ableitung 10 wird aus der Extraktionseinheit 2 das Raffinat abgeführt, also die wässrige Lösung, welche vorwiegend schwer extrahierbare Substanzen enthält. Die gut extrahierbaren Substanzen, insbesondere die gut extrahierbaren Seltenerdmetalle, sind nämlich in die organische Phase des Extraktionsmittels überführt. Der leichter extrahierbare Anteil der Seltenerdmetalle wird also in die organische Phase extrahiert, so dass im Wesentlichen die schwerer extrahierbaren Seltenerdmetalle in dem wässrigen Raffinat zurückbleiben. According to 1 The organic phase with the extractant from left to right through the extraction unit 2 and the washing unit 3 guided. About a derivation 10 is from the extraction unit 2 the raffinate is discharged, ie the aqueous solution containing predominantly difficult to extract substances. The readily extractable substances, in particular the highly extractable rare earth metals, namely transferred to the organic phase of the extractant. The more easily extractable portion of the rare earth metals is thus extracted into the organic phase, leaving substantially the less extractable rare earth metals in the aqueous raffinate.

In die Wascheinheit 3 wird über eine weitere Zuleitung 11 eine Waschlösung eingebracht, beispielsweise eine verdünnte Säure wie Salzsäure. Dies bewirkt, dass die Extraktion der Seltenerdmetalle in die organische Phase wieder teilweise rückgängig gemacht wird. Im organischen Extrakt, welches durch die Leitung 7 von der Wascheinheit 3 hin zur Strippeinheit 4 geführt wird, liegen dann quasi ausschließlich die besonders leicht zu extrahierenden Seltenerdmetalle vor. In the washing unit 3 is via another supply line 11 a washing solution introduced, for example, a dilute acid such as hydrochloric acid. This causes the extraction of the rare earth metals in the organic phase is partially reversed again. In the organic extract, which through the pipe 7 from the washing unit 3 towards the stripping unit 4 is guided, are then almost exclusively the most easily extracted rare earth metals.

In der Strippeinheit 4 werden dann die zuvor in die das Extraktionsmittel enthaltende organische Phase überführten Seltenerdmetalle wieder in eine wässrige Phase einer konzentrierten Säure, also in eine Stripplösung überführt. Die Extraktion wird also nahezu vollständig zurückgedrängt. Hierfür wird die konzentrierte Säure über eine an die Strippeinheit 4 angeschlossene Zuleitung 12 in die Strippeinheit 4 eingebracht. An die Strippeinheit 4 ist eine Ableitung 13 angeschlossen, über welche die Stripplösung aus der Strippeinheit 4 abgeführt wird. Die Stripplösung enthält also die dem Extraktionsmittel entzogenen gestrippten Substanzen, vorliegend also die Seltenerdmetalle. In the stripping unit 4 Then, the rare earth metals previously transferred into the organic phase containing the extractant are again converted into an aqueous phase of a concentrated acid, ie into a strip solution. The extraction is thus almost completely pushed back. For this purpose, the concentrated acid via a to the stripping unit 4 connected supply line 12 in the stripping unit 4 brought in. To the stripping unit 4 is a derivative 13 connected via which the strip solution from the stripping unit 4 is dissipated. Thus, the strip solution contains the stripped substances extracted from the extractant, in the present case the rare earth metals.

Typische kationische Extraktionsmittel, welche in der organischen Phase vorliegen, sind Di-2-Ethylhexyl-Phosphorsäurediester, welches auch unter der Bezeichnung P 204 erhältlich ist, und 2-Ethylhexyl-Phosphonsäure-(2-Ethylhexyl)-Ester, welches auch unter der Bezeichnung P 507 erhältlich ist. Die chemischen Strukturen sind hier gezeigt:

Typical cationic extractants which are present in the organic phase are di-2-ethylhexyl-phosphoric diester, which is also available under the name P 204, and 2-ethylhexyl-phosphonic acid (2-ethylhexyl) -ester, which is also known under the name P 507 is available. The chemical structures are shown here:

Diese Extraktionsmittel können ein Kation, nämlich H⁺ abgegeben und dann entsprechend mit Kationen, etwa mit Kationen der Seltenerdmetalle, Verbindungen eingehen oder Komplexe bilden. Daher werden solche Extraktionsmittel als kationische Extraktionsmittel bezeichnet. These extractants can release a cation, namely H ⁺ , and then form or form compounds with cations, such as cations of the rare earth metals, or form complexes. Therefore, such extractants are referred to as cationic extractants.

Wenn derartige kationische Extraktionsmittel nicht mit den zu extrahierenden Seltenerdmetallen beladen sind, liegen sie in Form von Dimeren vor, welche in einem organischen Lösungsmittel wie beispielsweise Kerosin gelöst sind. Die Extraktion von Seltenerdmetallen aus einer wässrigen Lösung mittels der beschriebenen kationischen Extraktionsmittel beruht auf der Tatsache, dass die Extraktionsmittel deprotonieren können. Durch die Abspaltung der Protonen entsteht eine negative Ladung der Extraktionsmittel. Die negative Ladung der Extraktionsmittelionen kann durch die Bildung von neutralen Extraktionsmittel-Seltenerd-Komplexen ausgeglichen werden. Diese neutralen Komplexe reichern sich dann in der organischen Phase an. When such cationic extractants are not loaded with the rare earth metals to be extracted, they are in the form of dimers dissolved in an organic solvent such as kerosene. The extraction of rare earth metals from an aqueous solution by means of the described cationic extractants is based on the fact that the extractants can deprotonate. The cleavage of the protons produces a negative charge of the extractants. The negative charge of the extractant ions can be balanced by the formation of neutral extractant-rare earth complexes. These neutral complexes then accumulate in the organic phase.

Eine Extraktionsreaktion mit einem kationischen Extraktionsmittel, welches Wasserstoffionen abspalten, also deprotonieren kann, kann durch die folgende Reaktionsgleichung beschrieben werden:

wobei Ln³⁺ ein Metallion derjenigen Seltenen Erden symbolisiert, welche auch als Lanthanoide bezeichnet werden. (HA)₂ bezeichnet das als Dimer vorliegende kationische Extraktionsmittel und A ein deprotoniertes Ion des kationischen Extraktionsmittels. An extraction reaction with a cationic extractant, which can split off hydrogen ions, that is to deprotonate, can be described by the following reaction equation:

where Ln ³⁺ symbolizes a metal ion of those rare earths which are also called lanthanides. (HA) ₂ denotes the dimer cationic extractant and A denotes a deprotonated ion of the cationic extractant.

Der Oberstrich bedeutet, dass die entsprechende Spezies in der organischen Phase vorliegt. Die ionischen Spezies liegen hingegen in der wässrigen Phase vor. Aus der Reaktionsgleichung ist ersichtlich, dass bei der Extraktionsreaktion Protonen freigesetzt werden. Das Extraktionsgleichgewicht hängt somit stark vom pH-Wert ab. The hyphen indicates that the corresponding species is present in the organic phase. In contrast, the ionic species are present in the aqueous phase. It can be seen from the reaction equation that protons are liberated during the extraction reaction. The extraction equilibrium thus depends strongly on the pH.

Möchte man also die Ionen der Seltenerdmetalle aus der organischen Phase in die wässrige Stripplösung überführen, also die Extraktion rückgängig machen, so müssen in der Strippeinheit 4 vergleichsweise drastische Bedingungen eingestellt werden. Lediglich mit einer sehr hohen Säurekonzentration lässt sich hier nämlich erreichen, dass die Extraktion nahezu vollständig umgekehrt wird. Bei der Verwendung von kationischen Extraktionsmitteln bringt dies also den Einsatz von hochkonzentrierten Säuren mit sich, welche über die Zuleitung 12 in die Strippeinheit 4 eingebracht werden. If you want to transfer the ions of rare earth metals from the organic phase in the aqueous strip solution, so undo the extraction, so must in the stripping unit 4 comparatively drastic conditions are set. Only with a very high acid concentration can it be achieved here that the extraction is almost completely reversed. When using cationic extractants, this therefore entails the use of highly concentrated acids, which are supplied via the feed line 12 in the stripping unit 4 be introduced.

Dies bringt eine Reihe von Problemen mit sich. Durch den Einsatz von konzentrierten Säuren können sich negative Umwelteinflüsse ergeben. Zudem führt der Einsatz von Säuren in der Strippeinheit 4 zur Bildung von Emulsionen, so dass die Phasentrennung nur vergleichsweise schlecht funktioniert und eine niedrige Effizient der Strippeinheit 4 zu beobachten ist. This brings with it a lot of problems. The use of concentrated acids can result in negative environmental influences. In addition, the use of acids in the stripping unit leads 4 For education of emulsions, so that the phase separation works only comparatively poorly and a low efficiency of the stripping unit 4 can be observed.

Außerdem kann ein extrem niedriger pH-Wert beim Strippen dazu führen, dass es sogar zu einer verstärkten Extraktion der Seltenerdmetalle, also einer verstärkten Überführung derselben in die organische Phase kommt. Dies ist ein Prozess, welcher dem mit der Strippeinheit 4 gewünschten Ergebnis zuwiderläuft, die Seltenerdmetalle in die Stripplösung zu überführen. Beispielsweise kann es bei der Verwendung von Salzsäure als konzentrierter Säure zur Bildung von Chloriden der Seltenerdmetalle kommen, welche sich in der organischen Phase anreichern können. In addition, an extremely low pH during stripping may even lead to an increased extraction of the rare earth metals, ie an increased conversion of the same into the organic phase. This is a process associated with the stripping unit 4 counteracts the desired result, the rare earth metals in the strip solution to convert. For example, the use of hydrochloric acid as a concentrated acid can lead to the formation of chlorides of the rare earth metals, which can accumulate in the organic phase.

Zudem wird durch die hohen Konzentrationen der verwendeten Säuren(es kommen 4,5 normale und 6 normale Salzsäure zum Einsatz) auch ein Teil der Säure in die organische Phase überführt. Dies macht es notwendig, die organische Phase von der Säure zu reinigen, was aufwändig ist und einen erhöhten Wasserverbrauch mit sich bringt. In addition, due to the high concentrations of the acids used (4.5 normal and 6 normal hydrochloric acid are used), some of the acid is converted into the organic phase. This makes it necessary to purify the organic phase from the acid, which is laborious and involves increased water consumption.

Außerdem fallen die Seltenerdmetalle in einer stark sauren Stripplösung an. Aus einer solchen Lösung werden die Seltenerdmetalle dann üblicherweise als Seltenerd-Carbonate bzw. Seltenerd-Oxalate ausgefällt. Um dies zu erreichen, ist ein sehr großer Verbrauch an Chemikalien notwendig, nämlich um die Säure zu neutralisieren. Üblicherweise wird hier MgO bzw. NaOH eingesetzt. In addition, the rare earth metals accumulate in a strongly acidic strip solution. From such a solution, the rare earth metals are then usually precipitated as rare earth carbonates or rare earth oxalates. To achieve this, a very large consumption of chemicals is necessary, namely to neutralize the acid. Usually, MgO or NaOH is used here.

Das Reinigen des Extraktionsmittels ist insbesondere deswegen vonnöten, weil bei der Anlage 1 das Extraktionsmittel zurückgewonnen und im Kreis geführt wird. Prinzipiell ist zwar das Extraktionsmittel, welches über die Leitung 8 von der Strippeinheit 4 her der Regenerationseinheit 5 zugeführt wird, vollständig entladen, es ist also nicht mehr mit den zu extrahierenden Seltenerdmetallen beladen. Jedoch ist in der Regenerationseinheit 5 in der Regel ein weiterer Aufarbeitungsschritt nötig, da das entladene Extraktionsmittel oft noch einen gewissen Anteil an konzentrierter Säure enthält. Als Reinigungslösung wird der Regenerationseinheit 5 hierfür über eine Zuleitung 14 Wasser oder eine Lauge wie etwa eine NaOH-Lösung zugeführt. Die beim Regenerieren anfallende Lösung etwa in Form von verdünnter Salzsäure oder abkonzentrierter Lauge wird über eine Ableitung 15 aus der Regenerationseinheit 5 abgeführt. The cleaning of the extractant is particularly necessary because of the plant 1 the extractant is recovered and circulated. In principle, although the extractant, which is on the line 8th from the stripping unit 4 ago the regeneration unit 5 is completely discharged, so it is no longer loaded with the extracted rare earth metals. However, in the regeneration unit 5 usually requires a further work-up step, since the discharged extractant often still contains a certain proportion of concentrated acid. The cleaning solution is the regeneration unit 5 for this via a supply line 14 Water or an alkali such as a NaOH solution supplied. The resulting during the regeneration solution, for example in the form of dilute hydrochloric acid or concentrated lye is via a derivative 15 from the regeneration unit 5 dissipated.

Als nachteilig ist bei einer solchen aus dem Stand der Technik bekannten Anlage der Umstand anzusehen, dass die Verwendung der hochkonzentrierten Säuren die oben genannten Probleme mit sich bringt. A disadvantage of such a known from the prior art plant is the fact that the use of highly concentrated acids brings the above problems with it.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anlage und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher bzw. bei welchem sich der Einsatz konzentrierter Säuren minimieren lässt. Object of the present invention is therefore to provide a system and a method of the type mentioned, in which or in which the use of concentrated acids can be minimized.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. This object is achieved by a system having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Bei der erfindungsgemäßen Anlage umfasst die wenigstens eine Strippeinheit zumindest eine elektrochemische Trenneinrichtung. Die Trenneinrichtung weist wenigstens eine für Ionen der Metalle durchlässige Membran auf, wobei die wenigstens eine Membran für das Extraktionsmittel undurchlässig ist. Das Überführen der Ionen der Metalle in die Stripplösung bedarf also nicht einer hohen Säurekonzentration d.h. niedriger pH-Werte; vielmehr kommt hierfür elektrische Energie zum Einsatz. Diese sorgt dafür, dass die Ionen der Metalle durch die Membran hindurchtreten, während das Extraktionsmittel von der Membran zurückgehalten wird. Der Strippprozess in der Strippeinheit erfolgt also elektrochemisch oder zumindest elektrochemisch unterstützt. Die mit dem Einsatz konzentrierter Säuren verbundenen Nachteile können somit vermieden werden. In the system according to the invention, the at least one stripping unit comprises at least one electrochemical separation device. The separator comprises at least one membrane permeable to ions of the metals, the at least one membrane being impermeable to the extractant. The transfer of the ions of the metals into the strip solution thus does not require a high acid concentration, i. low pH values; rather, this is electrical energy used. This ensures that the ions of the metals pass through the membrane while the extractant is retained by the membrane. The stripping process in the stripping unit thus takes place electrochemically or at least electrochemically. The disadvantages associated with the use of concentrated acids can thus be avoided.

Die an die elektrochemische Trenneinrichtung angelegte äußere Spannung sorgt dafür, dass die Ionen von der organischen Phase in Richtung der Stripplösung transportiert werden. Beim Überführen von Seltenerdmetallen in die Stripplösung treten aufgrund der angelegten Äußeren Spannung Kationen der Seltenerdelemente durch die Membran hindurch. Diese Kationen stammen aus dem mit den Seltenerdmetallen beladenen Extraktionsmittel. Es kommt also zu einem Entladen des Extraktionsmittels, obwohl aus thermodynamischer Sicht die Bedingungen in der Stripplösung nicht für eine Rückextraktion, also für ein Zurückdrängen der Extraktion ausreichend wären. Vielmehr würden ohne das Anlegen der elektrischen Spannung an die elektrochemische Trenneinrichtung die Metalle in dem Extraktionsmittel verbleiben. Das Vorliegen der elektrischen Spannung sorgt also dafür, dass die aus thermodynamischer Sicht nicht freiwillig ablaufende Reaktion des Überführens der Metallionen aus dem Extraktionsmittel in die Stripplösung dennoch stattfindet. So lässt sich auf besonders einfache Art und Weise ein Separieren der Metalle erreichen. The external voltage applied to the electrochemical separator causes the ions to be transported from the organic phase towards the strip solution. When rare earth elements are transferred to the strip solution, cations of the rare earth elements pass through the membrane due to the applied external stress. These cations are derived from the rare earth-loaded extractant. So it comes to a discharge of the extractant, although from a thermodynamic point of view, the conditions in the strip solution would not be sufficient for a Rückextraktion, so for pushing back the extraction. Rather, without applying the electrical voltage to the electrochemical separator, the metals would remain in the extractant. The presence of the electrical voltage thus ensures that the reaction, which does not occur voluntarily from a thermodynamic point of view, of the transfer of the metal ions from the extraction agent into the strip solution nevertheless takes place. This makes it possible to achieve a separation of the metals in a particularly simple manner.

Des Weiteren sind keine aufwändigen Vorkehrungen nötig, um die organische Phase des Extraktionsmittels von der in der Regel wässrigen Phase der Stripplösung zu trennen. Die Membran sorgt nämlich dafür, dass die beiden Phasen im Verlauf des gesamten Strippprozesses voneinander getrennt bleiben. Furthermore, no elaborate measures are necessary to separate the organic phase of the extractant from the generally aqueous phase of the strip solution. Namely, the membrane ensures that the two phases remain separated during the entire stripping process.

Die Membran kann insbesondere als Polymermembran ausgebildet sein und für den Zweck des Überführens von Kationen der Seltenerdmetalle in die Stripplösung als kationenselektive Membran bzw. Polymermembran. Eine solche Membran ist für Metallkationen durchlässig und für Protonen, welche etwa aus dem kationischen Extraktionsmittel stammen können. The membrane may in particular be formed as a polymer membrane and for the purpose of transferring cations of the rare earth metals into the strip solution as a cation-selective membrane or polymer membrane. Such a membrane is permeable to metal cations and protons, which may be derived from the cationic extractant.

Der Strippeinheit der Anlage kann eine Regenerationseinheit nachgeschaltet sein, die dem Regenerieren des Extraktionsmittels dient. Hierbei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Regenerationseinheit zumindest eine weitere elektrochemische Trenneinrichtung umfasst, welche wenigstens eine für Ionen durchlässige Membran aufweist, wobei die Membran für das Extraktionsmittel undurchlässig ist. Es ist zwar möglich, zum Regenerieren ein Reduktionsmittel zuzugeben. Jedoch hat es sich im Hinblick auf die Trennung der organischen Phase, in welcher sich das zu regenerierende Extraktionsmittel befindet, von einer zum Regenerieren eingesetzten Reinigungslösung als besonders günstig erwiesen, auch hier eine elektrochemische Trenneinrichtung mit einer ionenselektiven Membran, insbesondere Polymermembran, vorzusehen. The stripping unit of the system can be followed by a regeneration unit, which serves to regenerate the extractant. In this case, it has proven to be advantageous if the regeneration unit comprises at least one further electrochemical separation device which has at least one membrane permeable to ions, the membrane being impermeable to the extraction agent. Although it is possible to add a reducing agent for regeneration. However, with regard to the separation of the organic phase in which the extractant to be regenerated is found from a cleaning solution used for regenerating particularly favorable, also here an electrochemical separation device with an ion-selective membrane, in particular polymer membrane to provide.

Die elektrochemische Trenneinrichtung kann insbesondere als Elektrolyseur mit einer protonendurchlässigen Polymermembran ausgebildet sein. Ein solcher Elektrolyseur, welcher auch als PEM-Elektrolyseur bezeichnet wird, da er eine Protonenaustauschmembran (proton exchange membrane, PEM) oder Polymerelektrolytmembran (polymer electrolyte membrane, PEM) aufweist, ist vom Aufbau her besonders einfach und sorgt auf besonders zuverlässige Art und Weise für die gewünschte Phasentrennung. The electrochemical separation device can be designed, in particular, as an electrolyzer with a proton-permeable polymer membrane. Such an electrolyzer, which is also referred to as a PEM electrolyzer, since it has a proton exchange membrane (PEM) or polymer electrolyte membrane (PEM), is structurally particularly simple and provides a particularly reliable way for the desired phase separation.

Zusätzlich oder alternativ kann die zumindest eine elektrochemische Trenneinrichtung als Elektrodialyse-Einheit ausgebildet sein. Auch hier sorgt eine Membran, nämlich eine Ionenaustauschmembran, dafür, dass Ionen von Lösungsmitteln getrennt werden. Auch eine derartige elektrochemische Trenneinrichtung hat sich als besonders effizient für das Überführen der Metallionen aus dem Extraktionsmittel in die Stripplösung bzw. für das Regenerieren des Extraktionsmittels erwiesen. Additionally or alternatively, the at least one electrochemical separation device may be formed as an electrodialysis unit. Again, a membrane, namely an ion exchange membrane, ensures that ions are separated from solvents. Such an electrochemical separation device has also proved to be particularly efficient for transferring the metal ions from the extraction agent into the stripping solution or for regenerating the extractant.

Als weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn auf einer Kathodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Strippeinheit eine Säure vorhanden ist. Eine verdünnte Säure auf der Kathodenseite der Trenneinrichtung sorgt nämlich dafür, dass die Ionen der Metalle, insbesondere der Seltenerdmetalle, nicht als Hydroxide ausfallen. Da hierfür jedoch eine lediglich verdünnte Säure ausreichend ist, können die Nachteile vermieden werden, welche mit dem Einsatz hochkonzentrierter Säuren einhergehen. As a further advantage, it has been shown when an acid is present on a cathode side of the electrochemical separation device of the stripping unit. A dilute acid on the cathode side of the separator ensures that the ions of the metals, especially the rare earth metals, do not precipitate as hydroxides. Since, however, only a dilute acid is sufficient for this purpose, the disadvantages associated with the use of highly concentrated acids can be avoided.

Die auf der Kathodenseite bevorzugt vorhandene Säure kann insbesondere dafür sorgen, dass hier ein pH-Wert im Bereich von 2 bis 4 eingestellt ist. Ein solche pH-Wert ist deutlich höher als derjenige, welcher bei einem konventionellen Strippprozess mit einer als Mixer-Settler ausgebildeten Strippeinheit vorhanden ist, bei welchem hochkonzentrierte Säuren zum Überführen der Ionen in die Stripplösung zum Einsatz kommen. The acid preferably present on the cathode side can in particular ensure that a pH value in the range from 2 to 4 is set here. Such a pH value is significantly higher than that which is present in a conventional stripping process with a stripping unit designed as a mixer-settler, in which highly concentrated acids are used to transfer the ions into the stripping solution.

Der auf der Kathodenseite bevorzugt einzustellende pH-Wert hängt jedoch auch von der Art des Extraktionsmittels ab. Zudem kann der für das Strippen mittels der elektrochemischen Trenneinrichtung besonders geeignete pH-Wert in Abhängigkeit von dem abzutrennenden Seltenerdmetall variieren. Insbesondere kann bei den schwereren Seltenerdmetallen ein niedrigerer pH-Wert zum Einsatz kommen als bei den leichteren Seltenerdmetallen. So kann beispielsweise der pH-Wert auf der Kathodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung für ein Abtrennen schwerer Seltenerdmetalle um bis zu einer pH-Wert-Einheit niedriger sein als beim Überführen von leichteren Seltenerdmetallen in die Stripplösung. However, the preferred pH to be set on the cathode side also depends on the type of extractant. In addition, the pH value which is particularly suitable for stripping by means of the electrochemical separating device can vary depending on the rare earth metal to be separated off. In particular, a lower pH can be used for the heavier rare earth metals than for the lighter rare earth metals. For example, the pH on the cathode side of the electrochemical separator may be lower for separation of heavy rare earth metals up to one pH unit than when converting lighter rare earth metals into the strip solution.

Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, wenn das Extraktionsmittel auf einer Anodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Strippeinheit in eine Verbindung überführbar ist, welche in Bezug auf das Extrahieren der Metalle inaktiv ist. Beispielsweise fällt beim Einsatz von als Dimeren vorliegenden kationischen Extraktionsmitteln auf der Anodenseite eine Peroxo-Verbindung des kationischen Extraktionsmittels an. Eine solche Peroxo-Verbindung des Extraktionsmittels ist nicht in der Lage, neutrale Komplexe mit den Ionen der Seltenerdmetalle zu bilden. Daher ist diese Peroxo-Verbindung nicht-extrahierend, und sie wird auf der Anodenseite dem Extraktionsgleichgewicht entzogen. Dies führt dazu, dass die elektrochemisch bewirkte Reaktion besonders weitgehend und ungestört abläuft, das Extraktionsmittel also nahezu vollständig elektrochemisch entladen werden kann. It is furthermore of particular advantage if the extraction agent on an anode side of the electrochemical separation device of the stripping unit can be converted into a compound which is inactive with respect to the extraction of the metals. For example, when cationic extractants present as dimers are used on the anode side, a peroxo compound of the cationic extractant is obtained. Such a peroxo compound of the extractant is unable to form neutral complexes with the rare earth metal ions. Therefore, this peroxo compound is non-extractive and it is withdrawn on the anode side to the extraction equilibrium. As a result, the electrochemically induced reaction proceeds in a particularly extensive and undisturbed manner, so that the extraction agent can be discharged almost completely electrochemically.

Anlagentechnisch besonders einfach und aufwandsarm ist es weiterhin, wenn auf einer Anodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Regenerationseinheit Wasser vorhanden ist. Dann wird auf der Anodenseite aus dem Wasser Sauerstoff freigesetzt, und die hierbei gebildeten Protonen können durch die Membran der elektrochemischen Trenneinrichtung hindurchtreten. In terms of plant technology, it is furthermore particularly simple and low in effort when water is present on an anode side of the electrochemical separation device of the regeneration unit. Then, oxygen is released from the water on the anode side, and the protons formed thereby can pass through the membrane of the electrochemical separator.

Auf der Kathodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Regenerationseinheit werden hingegen die durch die Membran hindurchgetretenen Protonen und die an der Kathode zugeführten Elektronen benutzt, um das Extraktionsmittel in seine unbeladene Form zu überführen. In dieser Form ist das Extraktionsmittel dann wieder zum Deprotonieren und anschließenden Bilden von Komplexen mit Seltenerdmetallionen ausgebildet. On the cathode side of the electrochemical separator of the regeneration unit, however, the protons passed through the membrane and the electrons supplied to the cathode are used to convert the extractant to its unloaded form. In this form, the extractant is then again formed to deprotonate and then form complexes with rare earth metal ions.

Je nach den eingestellten Bedingungen, insbesondere pH-Werten, und der detaillierten technischen Ausführung der Regenerationseinheit kann hierbei sogar eine negative Spannung auftreten, d.h. es kann Energie rückgewonnen werden. Dies gilt insbesondere, wenn es gelingt, die für die elektrochemische Trenneinrichtung der Strippeinheit eingesetzte elektrische Energie besonders verlustarm zu nutzen. Dann kann nämlich bei der Rückreaktion elektrische Energie gewonnen werden. Durch Anlegen einer Spannung lässt sich jedoch die in der Regenerationseinheit stattfindende Reaktion auf jeden Fall beschleunigen. Depending on the set conditions, in particular pH values, and the detailed technical design of the regeneration unit, even a negative voltage can occur here, ie. Energy can be recovered. This applies in particular if it is possible to use the electrical energy used for the electrochemical separating device of the stripping unit in a particularly low-loss manner. In that case, electrical energy can be obtained during the reverse reaction. By applying a voltage, however, the reaction taking place in the regeneration unit can be accelerated in any case.

Zudem kann, wenn auf der Anodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Regenerationseinheit Wasser vorgelegt wird, der an der Kathode der elektrochemischen Trenneinrichtung der Strippeinheit gebildete Wasserstoff stofflich oder energetisch genutzt werden. Insbesondere beim Separieren von Seltenerdmetallen kann nämlich in nachfolgenden Weiterverarbeitungsschritten Wasserstoff zum Einsatz kommen. Dies kann insbesondere in einem metallurgischen Prozess geschehen wie beispielsweise der Herstellung von Neodym enthaltenden Magneten. Hier werden nämlich Kristallite unter hohem Druck bei Vorhandensein von Wasserstoff gebildet. Jedoch ist auch eine anderweitige Nutzung des Wasserstoffs denkbar. In addition, if water is introduced to the regeneration unit on the anode side of the electrochemical separation device, the hydrogen formed at the cathode of the electrochemical separation device of the stripping unit can be utilized materially or energetically. In particular, when separating rare earth metals, hydrogen can be used in subsequent further processing steps. This can be done in particular in a metallurgical process such as the production of neodymium-containing magnets. This is because crystallites are formed under high pressure in the presence of hydrogen. However, another use of hydrogen is conceivable.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn die Anlage einen Gasabscheider aufweist, mittels welchem auf einer Kathodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Strippeinheit gebildeter Wasserstoff aus der Stripplösung abtrennbar ist. Dann steht der Wasserstoff für weitere Einsatzzwecke in besonders reiner Form zur Verfügung. It is furthermore advantageous if the system has a gas separator by means of which hydrogen formed on a cathode side of the electrochemical separating device of the stripping unit can be separated from the strip solution. Then the hydrogen is available for further applications in a particularly pure form.

Insbesondere kann es hierbei vorgesehen sein, dass der Gasabscheider derart mit einer Anodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Regenerationseinheit gekoppelt ist, dass der Wasserstoff auf der Anodenseite in diese elektrochemische Trenneinrichtung einbringbar ist. Dann wird an der Anodenseite der elektrochemischen Trenneinrichtung der Regenerationseinheit Wasserstoff oxidiert, welcher ohnehin an der elektrochemischen Trenneinrichtung der Strippeinheit anfällt. Auf diese Weise lässt sich ein besonders geringer Energieverbrauch bei dem Einsatz der elektrochemisch betriebenen Stripp- und Regenerationseinheiten erreichen. In particular, it may be provided in this case that the gas separator is coupled to an anode side of the electrochemical separation device of the regeneration unit such that the hydrogen can be introduced into the electrochemical separation device on the anode side. Then, hydrogen is oxidized on the anode side of the electrochemical separation device of the regeneration unit, which is obtained anyway at the electrochemical separation device of the stripping unit. In this way, a particularly low energy consumption can be achieved with the use of the electrochemically operated stripping and regeneration units.

Zudem ist hierdurch besonders leicht eine Auslegung der Anlage zu erreichen, bei welcher sich an der elektrochemischen Trenneinrichtung der Regenerationseinheit das Vorzeichen der Spannung umkehren und eine Energierückgewinnung stattfinden kann. Dies liegt an dem im Vergleich zur Oxidation des im H₂O vorhandenen Sauerstoffs niedrigeren Standardpotential für die an der Anode stattfindende Oxidationsreaktion von Wasserstoff. In addition, this is particularly easy to achieve a design of the system in which to reverse the sign of the voltage at the electrochemical separator of the regeneration unit and energy recovery can take place. This is due to the lower standard potential for the oxidation of hydrogen occurring at the anode compared to the oxidation of the oxygen present in the H ₂ O.

Der Wasserstoff, welcher auf der Anodenseite in die elektrochemische Trenneinrichtung der Regenerationseinheit eingebracht wird, kann hierbei insbesondere in einer als Transportmedium dienenden Säure auf der Anodenseite vorgelegt werden. Dies gestaltet das Einbringen des Wasserstoffs in die elektrochemische Trenneinrichtung der Regenerationseinheit besonders einfach. Zudem sorgt die Leitfähigkeit der Säure dafür, dass der elektrochemische Prozess in der Trenneinrichtung besonders ungehindert vonstattengeht. The hydrogen, which is introduced on the anode side into the electrochemical separation device of the regeneration unit, can be presented in this case in particular in an acid serving as a transport medium on the anode side. This makes the introduction of the hydrogen into the electrochemical separation device of the regeneration unit particularly simple. In addition, the conductivity of the acid ensures that the electrochemical process in the separator is particularly unhindered.

Es kann die den Wasserstoff transportierende, insbesondere verdünnte, Säure auch in der elektrochemischen Trenneinrichtung der Strippeinheit zum Einsatz kommen. Hier sorgt die Säure dann dafür, dass keine schwer löslichen Hydroxide der Metallionen, insbesondere Seltenerd-Metallionen ausfallen. It can also be used in the electrochemical separation device of the stripping unit, the acid, in particular dilute, transporting the hydrogen. Here, the acid then ensures that no difficultly soluble hydroxides of the metal ions, in particular rare earth metal ions precipitate.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Anlage wenigstens einen Anschluss aufweist, über welchen eine wässrige Lösung auf einer Anodenseite in die elektrochemische Trenneinrichtung der Strippeinheit einbringbar ist. Eine solche wässrige Lösung ist nämlich einerseits für den Wasserhaushalt der Membran günstig. Zudem erleichtert das Vorhandensein von Wasser den Transport von Ionen, insbesondere Metallionen, durch die Membran hindurch. Dies sorgt für ein besonders prozesssicheres Überführen der Metalle in die Stripplösung. Finally, it has proven to be advantageous if the system has at least one connection, via which an aqueous solution can be introduced on an anode side into the electrochemical separation device of the stripping unit. Such an aqueous solution is on the one hand favorable for the water balance of the membrane. In addition, the presence of water facilitates the transport of ions, in particular Metal ions, through the membrane. This ensures a particularly reliable transfer of the metals in the strip solution.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Separieren von Metallen, bei welchen es sich insbesondere um Seltenerdmetalle handeln kann, werden mittels wenigstens einer Extraktionseinheit die Metalle zumindest teilweise aus einem Lösungsmittel in ein Extraktionsmittel überführt. Mittels wenigstens einer Strippeinheit werden die Metalle dann zumindest teilweise aus dem Extraktionsmittel in eine Stripplösung überführt. Hierbei wird an der wenigstens einen Strippeinheit durch Beaufschlagen derselben mit elektrischer Energie eine elektrochemische Trennung durchgeführt. Bei dieser werden Ionen der Metalle durch eine Membran der elektrochemischen Trenneinrichtung hindurch in die Stripplösung transportiert. Demgegenüber wird das Extraktionsmittel von der wenigstens einen Membran zurückgehalten. Die elektrische Energie sorgt in der elektrochemischen Trenneinrichtung also dafür, dass der thermodynamisch nicht freiwillig ablaufende Prozess des Überführens der Metalle in die Stripplösung vonstattengeht. Dadurch brauchen in der wenigstens einen Strippeinheit keine konzentrierten Säuren eingesetzt zu werden, um Metallionen aus dem Extraktionsmittel in die Stripplösung zu überführen. In the method according to the invention for separating metals, which may be, in particular, rare earth metals, the metals are at least partially converted from a solvent into an extractant by means of at least one extraction unit. By means of at least one stripping unit, the metals are then at least partially transferred from the extraction agent into a strip solution. In this case, an electrochemical separation is performed on the at least one stripping unit by applying the same with electrical energy. In this, ions of the metals are transported through a membrane of the electrochemical separator into the strip solution. In contrast, the extractant is retained by the at least one membrane. The electrical energy thus ensures in the electrochemical separation device that the thermodynamically non-voluntary process of transferring the metals into the stripping solution takes place. As a result, no concentrated acids need to be used in the at least one stripping unit in order to transfer metal ions from the extraction agent into the stripping solution.

Die für die erfindungsgemäße Anlage beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Verfahren und umgekehrt. The advantages and preferred embodiments described for the system according to the invention also apply to the method according to the invention and vice versa.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the claims, the following description of preferred embodiments and from the drawings. Showing:

1 schematisch eine dem Stand der Technik gemäße Anlage zum Separieren von Seltenerdmetallen, bei welcher in der Strippeinheit eine konzentrierte Säure zum Einsatz kommt; 1 1 schematically shows a prior art plant for separating rare earth metals, in which a concentrated acid is used in the stripping unit;

2 schematisch eine erste Variante einer Anlage zum Separieren von Seltenerdmetallen, bei welcher in der Strippeinheit und in der Regenerationseinheit PEM-Elektrolyseure zum Einsatz kommen, wobei auf der Anodenseite der Regenerationseinheit eine wässrige Lösung zugeführt wird; und 2 schematically a first variant of a plant for separating rare earth metals, wherein in the stripping unit and in the regeneration unit PEM electrolyzers are used, wherein on the anode side of the regeneration unit, an aqueous solution is supplied; and

3 schematisch eine zweite Variante einer Anlage mit PEM-Elektrolyseuren in der Strippeinheit und in der Regenerationseinheit, wobei an der Anode der Regenerationseinheit Wasserstoff oxidiert wird. 3 schematically a second variant of a system with PEM electrolysers in the stripping and in the regeneration unit, wherein at the anode of the regeneration unit hydrogen is oxidized.

Die Anlage 1 gemäß dem Stand der Technik, welche in 1 schematisch gezeigt ist, ist bereits im einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung erläutert worden, so dass diesbezüglich auf diesen Teil verwiesen wird. The attachment 1 according to the prior art, which in 1 has been schematically illustrated, has already been explained in the introductory part of the present description, so that reference is made in this regard to this part.

Eine in 2 schematisch gezeigte Anlage 16 zum Separieren von Seltenerdmetallen weist einige Gemeinsamkeiten mit der in 1 gezeigten Anlage 1 auf. So ist auch bei der Anlage 16 die Extraktionseinheit 2 als Mixer-Settler-Kaskade ausgeführt, bei welcher über die Zuleitung 9 das zu trennende, in der Regel wässrige Gemisch eingebracht wird, welches die zu trennenden Seltenerdmetall-Ionen aufweist. Das Raffinat, welches die vorwiegend schwer extrahierbaren Seltenerdmetalle aufweist, wird auch hier über die Ableitung 10 aus der Extraktionseinheit 2 abgeführt. An in 2 schematically shown plant 16 For separating rare earth metals has some similarities with the in 1 shown attachment 1 on. So is the system 16 the extraction unit 2 designed as a mixer-settler cascade, in which via the supply line 9 the mixture to be separated, usually aqueous mixture is introduced, which has to be separated rare earth metal ions. The raffinate, which has the predominantly difficult extractable rare earth metals, is also here via the derivative 10 from the extraction unit 2 dissipated.

Das der Extraktionseinheit 2 über die Leitung 6 zugeführte kationische Extraktionsmittel liegt in Form von Dimeren vor, welche in einem organischen Lösungsmittel gelöst sind. Die Extraktion kann hierbei durch die Reaktionsgleichung:

beschrieben werden, wobei Ln³⁺ für ein Element der Seltenerdmetalle steht, nämlich ein Metallion der Seltenen Erden. (HA)₂ bezeichnet das als Dimer vorliegende kationische Extraktionsmittel und A ein deprotoniertes Ion des kationischen Extraktionsmittels. Der Oberstrich bedeutet, dass die entsprechende Spezies in der organischen Phase vorliegt. Die ionischen Spezies Ln³⁺ und H⁺ liegen hingegen in der wässrigen Phase vor. That of the extraction unit 2 over the line 6 added cationic extractant is in the form of dimers, which are dissolved in an organic solvent. The extraction can be done by the reaction equation:

wherein Ln ^{3+ is} an element of the rare earth metals, namely a rare earth metal ion. (HA) ₂ denotes the dimer cationic extractant and A denotes a deprotonated ion of the cationic extractant. The hyphen indicates that the corresponding species is present in the organic phase. In contrast, the ionic species Ln ³⁺ and H ⁺ are present in the aqueous phase.

In der sich an die Extraktionseinheit 2 anschließenden Wascheinheit 3, welche ebenfalls als Mixer-Settler-Kaskade ausgeführt ist, wird über die Zuleitung 11 die Waschlösung eingebracht, bei kationischen Extraktionsmitteln also eine verdünnte Säure wie beispielsweise Salzsäure. Im Extrakt, welches von der Wascheinheit 3 zu einer Strippeinheit 17 der Anlage 16 geführt wird, liegen somit quasi ausschließlich die leicht in das in der organischen Phase vorliegende Extraktionsmittel überführbaren Seltenerd-Metallionen als neutrale Komplexe vor. In the refer to the extraction unit 2 subsequent washing unit 3 , which is also designed as a mixer-settler cascade, is via the supply line 11 introduced the washing solution, with cationic extraction agents so a dilute acid such as hydrochloric acid. In the extract, which from the washing unit 3 to a stripping unit 17 the plant 16 Thus, almost exclusively the rare earth metal ions which are easily convertible into the extractant present in the organic phase are present as neutral complexes.

Bei der Anlage 16 gemäß 2 ist jedoch im Gegensatz zu der Anlage 1 gemäß 1 die Strippeinheit 17 als elektrochemische Einheit ausgeführt. Diese umfasst vorliegend wenigstens einen PEM-Elektrolyseur 18, also einen Elektrolyseur mit einer für Protonen durchlässigen Polymermembran 19. Vorliegend ist lediglich ein PEM-Elektrolyseur 18 schematisch gezeigt, jedoch kann die Strippeinheit 17 eine Mehrzahl solcher, insbesondere stufenweise hintereinandergeschalteter, PEM-Elektrolyseure 18 aufweisen. At the plant 16 according to 2 is however in contrast to the plant 1 according to 1 the stripping unit 17 designed as an electrochemical unit. In the present case, this comprises at least one PEM electrolyzer 18 that is, an electrolyzer with a proton-permeable polymer membrane 19 , In the present case is only a PEM electrolyser 18 shown schematically, but the stripping unit 17 a plurality of such, in particular step-by-step, PEM electrolyzers 18 exhibit.

Das mit den Ionen der Seltenerdmetalle beladene Extraktionsmittel wird auf die Seite einer Anode 20 des PEM-Elektrolyseurs 18 geleitet. Auf der Seite einer Kathode 21 des PEM-Elektrolyseurs 18 wird über eine Zuleitung 22 eine verdünnte Säure in wässriger Phase eingeleitet. Diese dient als Waschlösung oder Stripplösung zum Aufnehmen der Seltenerd-Metallionen. An die Anode 20 und die Kathode 21 des PEM-Elektrolyseurs 18 wird eine äußere Spannung angelegt. Diese sorgt dafür, dass die Seltenerdmetall-Kationen von der organischen Phase in Richtung der wässrigen transportiert werden, und zwar durch die für Protonen durchlässige Polymermembran 19 hindurch. Zusätzlich treten Protonen, welche aus dem nicht mit Seltenerdmetallen beladenen kationischen Extraktionsmittel stammen, durch die Polymermembran 19 hindurch. The extractant loaded with the ions of the rare earth metals becomes the side of an anode 20 of the PEM electrolyzer 18 directed. On the side of a cathode 21 of the PEM electrolyzer 18 is via a supply line 22 a dilute acid is introduced in the aqueous phase. This serves as a washing solution or strip solution for receiving the rare earth metal ions. To the anode 20 and the cathode 21 of the PEM electrolyzer 18 an external voltage is applied. This ensures that the rare-earth cations are transported from the organic phase towards the aqueous, through the proton-permeable polymer membrane 19 therethrough. In addition, protons derived from the non-rare earth-loaded cationic extractant pass through the polymer membrane 19 therethrough.

Obwohl aus thermodynamischer Sicht die Bedingungen in der wässrigen Phase, welche auf der Seite der Kathode 21 vorliegt, nicht für ein Überführen der Metallionen in dieselbe ausreichend wären, sorgt die elektrische Spannung dafür, dass genau dieser Strippprozess stattfindet. Die Seltenerd- Metallionen werden also in die als Stripplösung dienende verdünnte Säure auf Seiten der Kathode 21 des PEM-Elektrolyseurs 18 überführt. Die mit den Metallionen beladene Stripplösung wird über eine Ableitung 23 aus dem Raum der Kathode 21 abgezogen. Although from a thermodynamic point of view, the conditions in the aqueous phase, which is on the side of the cathode 21 are not sufficient for a transfer of the metal ions into the same, the electrical voltage ensures that exactly this stripping process takes place. The rare earth metal ions are thus in the serving as a strip solution dilute acid on the side of the cathode 21 of the PEM electrolyzer 18 transferred. The stripping solution loaded with the metal ions is via a derivative 23 from the room of the cathode 21 deducted.

In dem wenigstens einen PEM-Elektrolyseur 18 der Strippeinheit 17 laufen folgende Reaktionen an den jeweiligen Elektroden ab:
An der Anode 20 deprotoniert das unbeladene, als Dimer vorliegende kationische Extraktionsmittel gemäß: (HA)₂→2H⁺ + A – A + 2e^–. In the at least one PEM electrolyzer 18 the stripping unit 17 The following reactions take place at the respective electrodes:
At the anode 20 deprotonates the unloaded, as dimer present cationic extractant according to: (HA) ₂ → 2H ⁺ + A - A + 2e ^- .

Die hierbei gebildeten Protonen treten durch die Polymermembran 19 hindurch in die wässrige Phase über, welche auf Seiten der Kathode 21 vorliegt. Des Weiteren geben die neutralen Komplexe der zunächst extrahiert vorliegenden Seltenerd-Metallionen eben diese Metallionen frei gemäß: 2Ln(HA₂)₃ → 2Ln³⁺ + 3A – A + 3(HA)₂ + 6e^–. The protons formed in this case pass through the polymer membrane 19 through into the aqueous phase, which on the side of the cathode 21 is present. Furthermore, the neutral complexes of the initially extracted rare earth metal ions release these metal ions according to: 2Ln (HA ₂ ) ₃ → 2Ln ³⁺ + 3A - A + 3 (HA) ₂ + 6e ^- .

Gemäß dieser Extraktions-Gleichgewichtsreaktion gibt also das beladene Extraktionsmittel (Ln(HA₂)₃) die Seltenerd-Metallionen (Ln³⁺) frei. Thus, according to this extraction equilibrium reaction, the loaded extractant (Ln (HA ₂ ) ₃ ) releases the rare earth metal ions (Ln ³⁺ ).

Hierbei beschreibt A-A die Peroxo-Verbindung des kationischen Extraktionsmittels. Das kationische Extraktionsmittel wird also in eine Verbindung überführt, welche in Bezug auf das Extrahieren der Metallionen (Ln³⁺) inaktiv ist. Dadurch wird das Extraktionsmittel der Extraktions-Gleichgewichtsreaktion entzogen. Dies führt dazu, dass eine Rückreaktion, also ein Bilden von neutralen Seltenerdkomplexen mit den Dimeren des kationischen Extraktionsmittels so gut wie nicht stattfindet. Here, AA describes the peroxo compound of the cationic extractant. The cationic extractant is thus converted into a compound which is inactive with respect to the extraction of the metal ions (Ln ³⁺ ). As a result, the extractant is removed from the extraction-equilibrium reaction. As a result, a back reaction, that is to say formation of neutral rare earth complexes, hardly takes place with the dimers of the cationic extractant.

Die Metallionen, also die Kationen der Seltenerdelemente (Ln³⁺) treten ebenfalls durch die Polymermembran 19 hindurch und gelangen so auf die Seite der Kathode 21. The metal ions, ie the cations of the rare earth elements (Ln ³⁺ ) also pass through the polymer membrane 19 through and so get to the side of the cathode 21 ,

Die auf Seiten der Anode 20 vorliegende organische Phase verarmt also an Metallionen, welche sich in der wässrigen Phase auf Seiten der Kathode 21 anreichern. An der Kathode 21 wird zudem gemäß: 2H⁺ + 2e^– → H₂ The on the side of the anode 20 The present organic phase thus depleted of metal ions which are in the aqueous phase on the side of the cathode 21 accumulate. At the cathode 21 will also be: 2H ⁺ + 2e ^- → H ₂

Wasserstoff gebildet. Die Stripplösung, welche über die Ableitung 23 von der Kathode 21 abgeführt wird, enthält also die aus der organischen Phase auf Seiten der Anode 20 extrahierten Metallionen und Wasserstoff. Hydrogen formed. The strip solution, which over the derivative 23 from the cathode 21 is discharged, so that contains the organic phase on the anode side 20 extracted metal ions and hydrogen.

Das in die nicht extrahierende Peroxo-Verbindung umgewandelte Extraktionsmittel wird nun anschließend wieder regeneriert. Dies geschieht in einer Regenerationseinheit 24 der Anlage 16. Hier wird die mit der elektrochemisch betriebenen Strippeinheit 17 erzeugte Peroxo-Verbindung wieder zurück in das Extraktionsmittel umgewandelt. Auch die Regenerationseinheit 24, welcher die organische Phase mit der Peroxo-Verbindung über die Leitung 8 zugeführt wird, wird vorliegend elektrochemisch betrieben. Auch hier kommt also wenigstens ein PEM-Elektrolyseur 25 zum Einsatz, wobei vorliegend lediglich ein PEM-Elektrolyseur 25 der Regenerationseinheit 24 schematisch gezeigt ist. The extractant converted into the non-extracting peroxo compound is then subsequently regenerated. This happens in a regeneration unit 24 the plant 16 , Here is the electrochemical stripping unit 17 produced peroxo compound is converted back into the extractant. Also the regeneration unit 24 containing the organic phase with the peroxo compound via the line 8th is supplied, in the present case is operated electrochemically. Here, too, comes at least a PEM electrolyzer 25 used, in the present case only a PEM electrolyzer 25 the regeneration unit 24 is shown schematically.

An diesem PEM-Elektrolyseur 25 verläuft lediglich der Stromfluss im Vergleich zur Strippeinheit 17 in die entgegengesetzte Richtung. Die organische Phase wird an einer Kathode 26 des PEM-Elektrolyseurs 25 vorgelegt. Die Kathode 26 ist in dem PEM-Elektrolyseur 18 der Strippeinheit 17 analoger Weise über eine Polymermembran 27 von einer Anode 28 des PEM-Elektrolyseurs 25 getrennt. Bei der Anlage 16 gemäß 2 wird für die Regeneration Wasser verwendet. Es wird also als Reinigungslösung eine verdünnte Säure oder Wasser über eine Zuleitung 29 in die Anode 28 des PEM-Elektrolyseurs 25 eingebracht. At this PEM electrolyzer 25 only the current flow is compared to the stripping unit 17 in the opposite direction. The organic phase is at a cathode 26 of the PEM electrolyzer 25 submitted. The cathode 26 is in the PEM electrolyser 18 the stripping unit 17 analogous way over a polymer membrane 27 from an anode 28 of the PEM electrolyzer 25 separated. At the plant 16 according to 2 Water is used for the regeneration. So it is as a cleaning solution, a dilute acid or water through a supply line 29 into the anode 28 of the PEM electrolyzer 25 brought in.

Im PEM-Elektrolyseur 25 laufenden die im Folgenden geschilderten Reaktionen an den jeweiligen Elektroden ab. An der Kathode 26, an welcher die organische Phase vorliegt, wird gemäß: A – A + 2H⁺ – 2e^– → (HA)₂ die Peroxo-Verbindung des kationischen Extraktionsmittels wieder in das zum Extrahieren geeignete Extraktionsmittel umgewandelt, welches als Dimer vorliegt. In the PEM electrolyzer 25 continue the reactions described below at the respective electrodes. At the cathode 26 at which the organic phase is present, is determined according to: A - A + 2H ⁺ - 2e ^- → (HA) ₂ the peroxo compound of the cationic extractant is converted back into the extractant suitable for extraction, which is present as a dimer.

Demgegenüber wird an der Anode 28, an welcher die wässrige Phase vorliegt, gemäß: 2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e^– In contrast, at the anode 28 at which the aqueous phase is present, according to: 2H ₂ O → 4H ⁺ + O ₂ + 4e ^-

Sauerstoff gebildet, wobei die Protonen durch die Polymermembran 27 hindurchtreten. Die an der Kathode 26 des PEM-Elektrolyseurs 25 der Regenerationseinheit 24 ablaufende Reaktion ist die Rückreaktion der an der Anode 20 des PEM-Elektrolyseurs 18 der Strippeinheit 17 ablaufenden Reaktion. Es ist daher möglich, an dem wenigstens einen PEM-Elektrolyseur 25 der Regenerationseinheit 24 elektrische Energie für die Reaktion an dem PEM-Elektrolyseur 18 der Strippeinheit 17 rückzugewinnen. Oxygen is formed, with the protons passing through the polymer membrane 27 pass. The at the cathode 26 of the PEM electrolyzer 25 the regeneration unit 24 ongoing reaction is the reverse reaction of the at the anode 20 of the PEM electrolyzer 18 the stripping unit 17 ongoing reaction. It is therefore possible to use at least one PEM electrolyzer 25 the regeneration unit 24 electrical energy for the reaction at the PEM electrolyzer 18 the stripping unit 17 recover.

Das regenerierte Extraktionsmittel wird anschließend über die Leitung 6 wieder in die Extraktionseinheit 2 der Anlage 16 eingebracht. Die über eine Ableitung 30 aus dem Raum der Anode 28 des PEM-Elektrolyseurs 25 der Regenerationseinheit 24 abgezogene Waschlösung enthält bei der Anlage 16 gemäß 2 auch Sauerstoff. The regenerated extractant is then passed over the line 6 back to the extraction unit 2 the plant 16 brought in. The over a derivative 30 from the room of the anode 28 of the PEM electrolyzer 25 the regeneration unit 24 withdrawn washing solution contains at the plant 16 according to 2 also oxygen.

Bei einer in 3 schematisch gezeigten Variante der Anlage 16 umfasst die Strippeinheit 17 ebenfalls den wenigstens einen PEM-Elektrolyseur 18. Hier wird jedoch das über die Ableitung 23 aus dem Raum der Kathode 21 des PEM-Elektrolyseurs 18 abgezogene Produktgemisch einem Gasabscheider 31 zugeführt. Über eine Leitung 32 wird aus diesem Gasabscheider 31 die Stripplösung mit den Seltenerd-Metallionen abzogen, von welcher gasförmige Bestandteile wie etwa der gebildete Wasserstoff abgetrennt wurden. At an in 3 schematically shown variant of the system 16 includes the stripping unit 17 also the at least one PEM electrolyzer 18 , Here, however, this is about the derivative 23 from the room of the cathode 21 of the PEM electrolyzer 18 withdrawn product mixture a gas separator 31 fed. About a line 32 gets out of this gas separator 31 stripped the stripping solution with the rare earth metal ions from which gaseous components such as the hydrogen formed were separated.

Der in dem Gasabscheider 31 abgetrennte Gasstrom wird über eine Leitung 33 in die Zuleitung 29 eingebracht, über welche der PEM-Elektrolyseur 25 der Regenerationseinheit 24 auf Seiten der Anode 28 mit der Reinigungslösung in Form der verdünnten Säure oder mit Wasser beaufschlagt wird. Auch hier weist also die Regenerationseinheit 24 den wenigstens einen PEM-Elektrolyseur 25 auf, bei welchem die Kathode 26 von der Anode 28 mittels der Polymermembran 27 abgetrennt ist. An der Kathode 26 findet die mit Bezug auf 2 beschriebene Reaktion in der organischen Phase statt. Demgegenüber wird an der Anode 28 des PEM-Elektrolyseurs 25 gemäß: H₂ → 2H⁺ + 2e^– der Wasserstoff oxidiert. Es wird also der im Gasabscheider 31 abgetrennte Wasserstoff für die Regeneration der Peroxo-Verbindung genutzt. Hierbei lässt sich besonders viel Energie rückgewinnen. Zudem kann bei einer weitestgehend vollständigen Abtrennung des Wasserstoffs mittels des Gasabscheiders 31 dieser für eine nahezu komplette Regeneration des Extraktionsmittels genutzt werden. The in the gas separator 31 separated gas flow is through a pipe 33 in the supply line 29 via which the PEM electrolyzer 25 the regeneration unit 24 on the side of the anode 28 is applied with the cleaning solution in the form of dilute acid or with water. Again, therefore, the regeneration unit 24 the at least one PEM electrolyzer 25 on, at which the cathode 26 from the anode 28 by means of the polymer membrane 27 is separated. At the cathode 26 finds the referring to 2 reaction described in the organic phase instead. In contrast, at the anode 28 of the PEM electrolyzer 25 according to: H ₂ → 2H ⁺ + 2e ^- the hydrogen oxidizes. So it will be in the gas separator 31 separated hydrogen used for the regeneration of the peroxo compound. This can recover a lot of energy. In addition, with a largely complete separation of the hydrogen by means of the gas separator 31 this can be used for a nearly complete regeneration of the extractant.

Da der beim Strippprozess der Anlage 16 gemäß 3 entstehende Wasserstoff in die Regenerationseinheit 24 eingeleitet wird, kommt es zu einer Absenkung der für die Regeneration in der Regenerationseinheit 24 vorzusehenden Spannung. Dies mindert den elektrischen Energieverbrauch der Anlage 16 insgesamt. Because of the stripping process of the plant 16 according to 3 resulting hydrogen in the regeneration unit 24 is initiated, it comes to a reduction in the regeneration in the regeneration unit 24 to be provided tension. This reduces the electrical energy consumption of the system 16 all in all.

Es ist jedoch vergleichsweise schwierig zu bewerkstelligen, mittels des am Gasabscheider 31 abgetrennten Wasserstoffs das Extraktionsmittel vollständig in der Regenerationseinheit 24 zu regenerieren. Daher ist eine Kombination der mit Bezug auf 2 und 3 beschriebenen Verfahren und Anlagen 16 im Hinblick auf den Energieverbrauch und die Nutzung der im Strippprozess erzeugten Produkte besonders vorteilhaft. However, it is relatively difficult to accomplish by means of the gas separator 31 separated hydrogen, the extractant completely in the regeneration unit 24 to regenerate. Therefore, a combination of with respect to 2 and 3 described methods and equipment 16 with regard to the energy consumption and the use of the products produced in the stripping process particularly advantageous.

Aus 3 ist des Weiteren ersichtlich, dass eine Waschlösung 34, welche der Anode 28 des PEM-Elektrolyseurs 25 der Regenerationseinheit 24 zugeführt wird, auch in der Strippeinheit 17 eingesetzt werden kann. Hierfür ist die Seite der Anode 28 des PEM-Elektrolyseurs 25 mittels einer Verbindungsleitung 35 mit der Seite der Kathode 21 des PEM-Elektrolyseurs 18 der Strippeinheit 17 gekoppelt. Die als Waschlösung 34 bevorzugt eingesetzte verdünnte Säure sorgt in der Strippeinheit 17 dafür, dass auf der Seite der Kathode 21, also in der wässrigen Phase, nicht die Seltenerd-Metallionen als Hydroxide ausfallen. Zudem dient die Waschlösung 34 als Transportmedium für den Wasserstoff, und sie sorgt für eine erhöhte Leitfähigkeit, welche für den in der Regenerationseinheit 24 und der Strippeinheit 17 stattfindenden elektrochemischen Prozess vorteilhaft ist. Out 3 it is further apparent that a washing solution 34 , which is the anode 28 of the PEM electrolyzer 25 the regeneration unit 24 is fed, even in the stripping unit 17 can be used. This is the side of the anode 28 of the PEM electrolyzer 25 by means of a connecting line 35 with the side of the cathode 21 of the PEM electrolyzer 18 the stripping unit 17 coupled. The as a washing solution 34 Preferably used dilute acid provides in the stripping unit 17 for being on the side of the cathode 21 , so in the aqueous phase, do not precipitate the rare earth metal ions as hydroxides. In addition, the washing solution is used 34 As a transport medium for the hydrogen, and it provides an increased conductivity, which for the in the regeneration unit 24 and the stripping unit 17 taking place electrochemical process is advantageous.

Aus 3 ist des Weiteren ersichtlich, dass in die Leitung 7, über welche der Strippeinheit 17 das Extrakt zugeführt wird, über eine weitere Zuleitung 36 eine wässrige Lösung eingebracht werden kann. Es ist also ein Anschluss vorgesehen, über welchen die wässrige Lösung auf Seiten der Anode 20 in den PEM-Elektrolyseur 18 der Strippeinheit 17 eingebracht werden kann. Diese wässrige Lösung dient dazu, dass der Kationentransport durch die Polymermembran 19 erleichtert wird. Eine solche Zuleitung 36 für eine wässrige Lösung kann auch bei der Anlage 16 gemäß 2 vorgesehen sein. Out 3 is further evident that in the line 7 over which the stripping unit 17 the extract is supplied via another feed line 36 an aqueous solution can be introduced. So there is a connection provided, via which the aqueous solution on the side of the anode 20 into the PEM electrolyzer 18 the stripping unit 17 can be introduced. This aqueous solution serves to promote cation transport through the polymer membrane 19 is relieved. Such a supply line 36 for an aqueous solution can also be used at the plant 16 according to 2 be provided.

Anstelle der vorliegend beispielhaft beschriebenen PEM-Elektrolyseure 18, 25 oder zusätzlich kann als elektrochemische Trenneinrichtung sowohl für die Strippeinheit 17 als auch für die Regenerationseinheit 24 eine Elektrodialyseeinheit zum Einsatz kommen. Auch hier sorgt eine Membran für die entsprechende Phasentrennung, und in der Strippeinheit 17 wird die anliegende elektrische Spannung für das Strippen der Metallionen der Seltenen Erden genutzt. Demgegenüber sorgt dann die elektrische Spannung an der Elektrodialyseeinheit der Regenerationseinheit 24 für das Aufbereiten des Extraktionsmittels, also für das Umwandeln der inaktiven Peroxo-Verbindung in das in Bezug auf das Extrahieren der Seltenerd-Metallionen wieder aktive Extraktionsmittel. Instead of the PEM electrolyzers described here by way of example 18 . 25 or additionally, as an electrochemical separator for both the stripping unit 17 as well as for the regeneration unit 24 an electrodialysis unit are used. Again, a membrane provides for the appropriate phase separation, and in the stripping unit 17 the applied voltage is used for stripping the metal ions of the rare earths. In contrast, then ensures the electrical voltage at the electrodialysis unit of the regeneration unit 24 for the preparation of the extractant, that is to say for the conversion of the inactive peroxo compound into the extractant which is again active with respect to the extraction of the rare earth metal ions.

Claims

Plant for separating metals, in particular rare earth metals, with at least one extraction unit ( 2 ), by means of which the metals are at least partially convertible from a solvent into an extractant, and with at least one stripping unit ( 17 ), by means of which the metals are at least partially convertible from the extraction agent into a strip solution, characterized in that the at least one stripping unit ( 17 ) at least one electrochemical separation device ( 18 ) comprising at least one membrane permeable to ions of the metals ( 19 ), wherein the at least one membrane ( 19 ) is impermeable to the extractant.

Plant according to claim 1, characterized in that the at least one stripping unit ( 17 ) at least one regeneration unit ( 24 ) is connected downstream for regenerating the extractant, wherein the at least one regeneration unit ( 24 ) at least one further electrochemical separation device ( 25 ) comprising at least one ion-permeable membrane ( 27 ), wherein the at least one membrane ( 27 ) is impermeable to the extractant.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one electrochemical separation device ( 18 . 25 ) is designed as an electrolyzer with a proton-permeable polymer membrane and / or as an electrodialysis unit.

Installation according to one of claims 1 to 3, characterized in that on a cathode side ( 21 ) of the electrochemical separation device ( 18 ) of the stripping unit ( 17 ), in particular a pH of about 2 to 4 adjusting, acid is present.

Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that the extraction agent on an anode side ( 20 ) of the electrochemical separation device ( 18 ) of the stripping unit ( 17 ) is convertible into an inactive compound with respect to extracting the metals.

Plant according to Claim 2 or according to one of Claims 3 to 5, in the back reference to Claim 2, characterized in that on an anode side ( 28 ) of the electrochemical separation device ( 25 ) of the regeneration unit ( 24 ) Water is present.

Installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the plant ( 16 ) a gas separator ( 31 ) for separating on a cathode side ( 21 ) of the electrochemical separation device ( 18 ) of the stripping unit ( 17 ) comprises hydrogen formed.

Installation according to claim 7 and 2 or according to claim 7 and any one of claims 3 to 6 in the back reference to claim 2, characterized in that the gas separator ( 31 ) in such a way with an anode side ( 28 ) of the electrochemical separation device ( 25 ) of the regeneration unit ( 24 ), that in particular in serving as a transport medium acid ( 34 ) introduced hydrogen on the anode side ( 28 ) into the electrochemical separation device ( 25 ) can be introduced.

Plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that the plant ( 16 ) at least one connection ( 36 ), via which an aqueous solution on an anode side into the electrochemical separation device ( 18 ) of the stripping unit ( 17 ) can be introduced.

Process for separating metals, in particular rare earth metals, in which by means of at least one extraction unit ( 2 ) the metals are at least partially converted from a solvent into an extractant, and in which by means of at least one stripping unit ( 17 ) the metals are at least partially transferred from the extraction agent into a strip solution, characterized in that at the at least one stripping unit ( 17 ) is carried out by applying the same with electrical energy, an electrochemical separation in which ions of the metals through a membrane ( 19 ) are transported into the strip solution, wherein the extractant from the at least one membrane ( 19 ) is held back.