DE1153004B - Verwendung von schwachsauren Kationen-austauschern mit Schwammstruktur zur Gewinnung von Schwermetallionen aus Loesungen - Google Patents

Description

• Verwendung von schwachsauren Kationenaustauschern mit Schwammstruktur zur Gewinnung von Schwermetallionen aus Lösungen Es ist bekannt, daß man aus ammoniakalischen Kupferlösungen das Metall gewinnen kann, indem man die Lösungen über Kationenaustauscher filtriert.
• Dabei werden die Kupferionen durch den Kationenaustauscher gebunden und können danach durch eine Behandlung mit Mineralsäuren oder Neutralsalzen, wie Ammoniumcarbonat oder Sulfaten, wieder in Lösung gebracht werden. Dieses Verfahren wird großtechnisch betrieben. Als Kationenaustauscher verwendet man dabei Kondensationsprodukte aus Phenol, Natriumsulfit und Formaldehyd.
• Es ist ferner bekannt, daß man aus neutralen oder sauren Lösungen Schwermetallionen wie Cr"I an stark saure Kationenaustauscher, z. B. auf der Basis des sulfonierten Mischpolymerisates aus Styrol und Divinylbenzol, binden und dann durch eine Behandlung mit Mineralsäuren wieder in Lösung bringen kann.
• Die Regenerationen erfordern im Hinblick auf den stark sauren Charakter der Austauscher erhebliche Überschüsse und auch relativ hohe Konzentrationen der eingesetzten Regeneriermittel.
• Andererseits ist auch die Verwendung von schwachsauren Kationenaustauschern zur Adsorption von Metallionen bekannt. Die bisher für diesen Zweck verfügbaren Austauscher mit Gelstruktur waren jedoch mit erheblichen Nachteilen behaftet. Insbesondere zeigte sich bei der Elution dieser Harze, daß dieselbe nur zögernd vonstatten ging, d. h. zur vollständigen Elution sehr große Mengen Regenerierflüssigkeit erforderlich waren bzw. diese Regenerierflüssigkeiten nur sehr niedrige Metallionenkonzentrationen aufwiesen.
• Es wurde nun gefunden, daß man die vorstehend erörterten Nachteile vermeiden kann, wenn man zur Bindung von Metallionen oder von Metallkomplexionen schwachsaure Kationenaustauscher mit Schwammstruktur verwendet.
• Die schwachsauren Kationenaustauscher mit Schwammstruktur werden durch ein besonderes Polymerisationsverfahren hergestellt. Hierbei wird die Polymerisation der Kationenaustauscher bzw. der zur Herstellung von Kationenaustauschern verwendeten Ausgangsprodukte in Gegenwart von mindestens 10 0/o (bezogen auf das Gewicht der Monomeren) solcher Stoffe durchgeführt, in denen die Monomeren löslich sind, in denen jedoch die Polymerisate praktisch nicht quellbar sind. Derartige Stoffe sind beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Dekahydronaphthalin Benzinfraktionen; aber auch Ather, z. B. Di-n-butyläther und Alkohole, wie z. B.
• Butanol-(2), sind hierfür geeignet. Bei diesemVerfah- ren entstehen makroporöse Polymerisate, die eine sogenannte Schwammstruktur besitzen, d. h., die Polymerisate sind von kleinen Äderchen durchzogen und lassen ein milchigvtrübes, opakes bis undurchsichtig weißes Aussehen erkennen. Diese Schwammstruktur der Polymerisate bleibt auch bei eventuell nachfolgenden chemischen Umsetzungen, beispielsweise einer Verseifung oder Sulfonierung, erhalten, ohne daß eine Zerstörung der Einzelteilchen eintritt.
• Diese derart hergestellten Austauscher, deren Herstellung hier nicht beansprucht wird, sind bei allen alkalischen und ammoniakalischen Lösungen bzw. bei Neutralsalzlösungen, deren Anion schwächer dissoziiert ist als der Säurerest des Austauschers, zur Bindung der Metallkationen geeignet. Gegenüber stark sauren Austauschern besteht der Vorteil, daß zur Regenerierung auch ganz schwach konzentrierte Lösungen von Mineralsäuren, die auch bereits Metallionen enthalten können, oder auch organische Säuren, beispielsweise Essigsäure, verwendet werden können.
• Bei den erfindungsgemäß einzusetzenden Austauschern gelingt besonders die Regenerierung wesentlich rascher als bei schwachsauren Austauschern ohne Schwammstruktur, so daß sich das Umpumpen einer überschüssigen Säuremenge erübrigt. Ferner wird bei Anwendung dieser Austauscher der weitere Vorteil erzielt, daß die Anreicherung der Metallionen im Regenerat bei gleichem Durchfluß wesentlich größer ist als bei entsprechenden Austauschern ohne Schwammstruktur. Nach dem vorliegenden Verfahren können z. B. die Schwermetalle Cu, Ag, Au, Zn, Ni, Co, Cr, seltene Erden, Mn, Th usw. gewonnen werden.
• In den folgenden Beispielen sind die angeführten Teile Volumteile, sofern nicht anders vermerkt.
• Beispiel 1 In ein Filter wurden jeweils 100 Teile Kationenaustauscher eingefüllt. Diese Kationenaustauscher werden mit einer ammoniakalischen Cu'-Lösung (aus 778 mg CuCl, 1067 mg NH3 und 1076mg CH3COONH4) beladen, bis im Ablauf Cu nachzuweisen war.
• Anschließend wurde mit gleicher Belastung so lange 20 Obige Essigsäure durch das Filter filtriert, bis im Ablauf kein Cu mehr bestimmbar war.
• Die Kurven 1 und 2 in der Zeichnung zeigen den Cu-Gehalt im Regenerat in Abhängigkeit vom Durchlauf, wobei die Kurve 1 sich auf ein Harz auf der Basis vernetzter Polyacrylsäure und Kurve 2 sich auf ein hochporöses Harz auf der Basis vernetzter Polyacrylsäure bezieht.
• Beispiel 2 Unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 wurde ein Filter, das mit 100 Teilen eines hoch- porösen Austauschers auf der Basis quervernetzter Polyacrylsäure gefüllt war, mit einer Nickelacetatlösung (330 mg Ni je Liter) beladen.
• Nach 9000 Teilen war das Ni durchgebrochen.
• Bei der Regenerierung mit 200/obiger Essigsäure wurden 2,9 kg Ni je 100 Liter mit einer maximalen Konzentration von 15,3 g je Liter wiedergewonnen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung von schwachsauren Kationenaustauschern mit Schwammstruktur auf Basis von vernetzten Polymerisaten, die durch Mischpolymerisation von Monomeren mit einer und mit mehreren olefinischen Doppelbindungen in Gegenwart von mindestens 100/o, bezogen auf das Gewicht der Monomeren, solcher Lösungsmittel für die Monomeren, in denen die Polymerisate praktisch nicht quellbar sind, erhalten werden, zur Gewinnung von Schwermetallionen oder Schwermetallkomplexen aus Lösungen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2597437.