DE1758260C2 - - Google Patents

Description

(darin bedeutet RC »kationisches Harz« und C⁺ das

Austauschkation). Falls die Cadmiumlauge Zink enthält, das zumindest teilweise als ammoniakalischer

Komplex vorhanden sein kann, wenn die Lauge ge-45 nügend Ammoniak enthält, so wird das Zink auch auf

ähnliche Weise gebunden:

Es gibt verschiedene mögliche Verfahren zur Ab- _onr , _7nrMu Λ ++ R 7 η -t- ?r+ -4- 4NH

trennung des Cadmiums aus cadmiumhaltigen Losun- ³ *

gen, wie sie besonders bei der Naßbehandlung von oder im einfachsten Fall:
cadmiumhaltigen Erzen und Pyritabbränden anfallen; 50 2RC + Zn⁺+ ==== = R Zn + 2C⁺

unter anderem wurde in der Patentanmeldung ²

P 17 58 253 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem Die zur Durchführung des Ionenaustausches not-

das Cadmium in der Komplexform Cl₃Cd" in einem wendige Kontaktzeit ist kurz und beträgt weniger als stark basischen Anionenaustauscherharz gebunden 15 Minuten, wobei die Temperatur kein Faktor von und sodann nachträglich dieser Komplex mit einem 55 nennenswertem Einfluß in dem Prozeß ist.
Ammoniumsalz, Ammoniak oder Aminen eluiert Wenn auch nicht unbedingt notwendig, so ist es

wird, und zwar so, daß das Cadmium auch in korn- doch ratsam, nach der Sättigung das Harz mit Wasser plexer Form von Cd(NH₃)₄ in das Eluat übergeht. zu waschen, um eine Mischung der Mutterlaugenreste

Selbstverständlich könnte das Cadmium in dieser mit der eluierten Lösung zu vermeiden. Zu diesem Lösung mittels bekannter chemischer Verfahren aus- 60 Zweck kann dasselbe Volumen an Wasser verwendet gefällt werden, z. B. mit alkalischen Hydroxy- werden, wie es das Harz einnimmt,
den, SH₂ oder alkalischen Sulfiden usw.; jedoch ist Die Austrittslösungen, die schon von Cadmium

der Cadmiumgehalt in dieser Lösung so gering, daß und von eventuell vorhandenem Zink befreit sind, ein Verfahren, welches eine Konzentration des Cad- können wenigstens teilweise in der Eluierungsstufe miums in wirtschaftlicher Weise ermöglicht, einen 65 des Verfahrens zur Cadmiumabtrennung wiederverbeachtlichen Vorteil bringen würde. wendet werden, wenn das Cadmium nach dem im

Wenn die Anfangslaugen Zink enthalten, kann ersten Absatz dieser Beschreibung erwähnten Veranßerdem die ammoniakalische eluierte Cadmium- fahren wiedergewonnen oder abgeschieden wird.

3 4

Die zweite Stufe, die Eluierung des Cadmiums, Cadmium 25 mg/1

kann mit sauren, basischen oder salzhaltigen Lösun- Zink 200 mg/1

gen durchgeführt werden; die größte Wirksamkeit und Ammonium (alles als NH₁ ausge-

Selektivität wird jedoch mit Chlorwasserstoff- oder drückt) 17 mg/1

alkalischen Chloridlösungen erzielt, die den Vorteil 5 Nitrate ⁶² mg/1

haben, den chlorierten Cadmiumkomplex Cl₃Cd- zu Chloride 232 mg/1

bilden, der wegen seines anionischen Charakters das _

Cadmium leicht aus dem kationischen Harz extra- Diese Lösung wird über das kationische Harz ge-

hiert. Wenn kein Zink vorhanden ist, d. h., wenn es führt, mit einer Kontaktzeit von etwa 15 Minuten.

nur darum geht, eine konzentrierte Cadmiumlauge zu io Die abfließenden Laugen haben die folgende Zusam-

erhalten, ist die Konzentration der Chloridionen in mensetzung:

der Eluierungslauge gleichgültig; es genügt, daß sie Ammonium (alles als NH₃ ausge-

höher als 0,2 Mol/l ist. Will man hingegen das Cad- drückt) ¹⁷ mg/1

mium außerdem reinigen, um Zinkreste abzuscheiden, Nitrate 62 mg/1

so muß eine selektive Eluierung des Cadmiums mit 15 Chloride 232 mg/1

einer Chloridlösung von 0,2 bis 0,5 MoVl vorgenom- Wasserstoffbrien (die aus dem Ausmen werden. Unter diesen Bedingungen hat das Zink _{tausch stamme}n, wobei angekeine Möglichkeit, chlorierte Komplexe zu bilden nommen wird, daß das Anfangsund wird nicht eluiert. Die Kontaktzeit, die notwen- _{harz m saurer} Form vorliegt) .. 6,6 mg/1 die ist um die Eluierung durchzuführen, ist kürzer als ao

25 Minuten; als bestgeeignete Zeit wurde eine Dauer Nachdem das Harz gesättigt und mit dem gleichen zwischen 15 und 20 Minuten festgestellt. Volumen an Wasser, wie dem Harz entspricht, ge-Ist als Folge der Gegenwart von Zink und des nied- waschen ist, wird die Eluierung mit dem notwendigen rigen Cadmiumgehalts in der Anfangslauge der Wert Volumen an ClH von 0,5 Mol/l mit ClNa von des Verhältnisses Cd-Retention zu Zn-Retention a₅ 0,5 Mol/l durchgeführt, derart, daß das Cadmium abklein so ist die eluierte Cadmiumlauge noch in grö- gestreift wd und das Zink in dem Harz fixiert verßerem Maße anreicherungsfähig. bleibt. Eine Kontaktzeit von 15 Minuten genügt, um Dies wird durch einen neuen anionischen Aus- eine Menge des Eluiermittels zu verarbeiten, die tausch erreicht. In der Tat ist das Cadmium in der 15mal größer als die Harzmenge ist. Von dem_bluat Lösung des eluierten Kationenaustauscherharzes in 30 werden zwei Fraktionen abgetrennt: das erste Drittel Form eines anionischen chlorierten Komplexes vor- der Eluierung, dessen Zusammensetzung wie folgt ist:

handen und kann daher durch ein anionisches Harz Cadmium 1.5 g/l

zurückgehalten bzw. gebunden werden, mit dem Vor- Chloride 17,7 g/l

teil daß die von Cadmium befreite abfließende Lauge

wieder als Eluierungsmittel für das gesättigte katio- 35 und die beiden restlichen Drittel, die wegen ihrer genische Harz verwendet werden kann. Dies ist ein ringeren Konzentration wieder in den Kreislaut der wichtiger wirtschaftlicher Faktor des Verfahrens. Auf Eluierung zurückkehren, bevor frisches oder mit diediese Weise werden von dem anionischen Harz etwa sem vermischtes Eluierungsmittel zugeführt wird. 55 β Cadmium pro Liter nasses Harz zurückgehalten. In der zweiten Phase der Anreicherung behandelt Nachdem das anionische Harz gesättigt ist, wird 40 man die Cadmiumlauge mit einem anionischen Harz, das Cadmium mit Lösungen, die Ammoniumionen, wobei die abfließende Lauge praktisch frei von Cad-Amine oder ein Gemisch von beiden enthalten, elu- mium und geeignet ist, als Eluierungsmittel tür das iert wobei Ammoniumnitratlösungen bevorzugt wer- Cadmium in dem kationischen Harz verwendet zu den jedoch nicht die einzig möglichen sind. werden. Das nun in dem anionischem Harz zuruckge-Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er- 45 haltene Cadmium wird mit einer Ammoniuninitratfindung beschrieben, dessen speziellen Aufgaben je- lösung von 0,5 Mol/l eluiert, wobei 10 Volumen Eudoch keine einschränkende Bedeutung zukommen ierungsmittel bei einer Kontaktzeit von 15 Minuten "gjj: genügen, um mindestens 90% des zurückgehaltenen Es wird von einer bei der Abtrennung von Cad- Cadmiums zu extrahieren. Der Cadmiumgehalt in der mium bei der Auslaugung von Pyritabbränden anfal- 50 eluierten Flüssigkeit ist etwa 5 g/Liter, lenden Cadmiumlösung folgender Zusammensetzung In allen Fällen wird die Abtrennung des Cadmiums ausgegangen (dabei ist die Gegenwart von Zink ein- aus der Lösung in solcher Reinheit und Konzentragesdilossen, um einen allgemeineren Fall zu be- tion erreicht, daß seine nachträgliche Wiedergewintrachten): nung rasch und wirtschaftlich möglich ist.

Claims (4)

1 2 lösung eventuell kleine Mengen Zink enthalten, die Patentansprüche: zusammen mit dem Cadmium niedergeschlagen würden. Durch das Verfahren gemäß der Erfindung soll

1. Verfahren zur selektiven Konzentration von demgegenüber eine konzentrierte und zinkfreie Cadcadmiumhaltigen Lösungen durch Ionenaus- 5 miumlösung erhalten werden.

tausch, bei dem die Cadmiumlösung in einem Ka- Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur tionenaustauscherharz gebunden und sodann mit selektiven Konzentration von cadmiumhaltigen Löeiner Chloridlösung eluiert wird, dadurch ge- sungen durch Ionenaustausch, bei dem in aus »Jourkennzeichnet, daß bei Anwesenheit von nal of Metals«, März 1965, S. 256, an sich bekannter Zinkionen in der Lösung die Eluierung mit einer io Weise Cadmium in einem Kationenaustauscherharz Chloridlösung einer Konzentration von 0,2 bis gebunden und sodann mit einer Chloridionenlösung 0,5 MoW durchgeführt wird und daß die eluierte eluiert wird. Durch die Erfindung soll ein Verfahren reine Cadmiumlösung nunmehr in einem An- geschaffen werden, das eine Konzentration des Cadionenaustauscherharz unter Wiedergewinnung der miums aus verdünnten Lösungen, insbesondere aus abfließenden Lauge behandelt wird, aus welchem 15 durch Bindung an einem Anionenaustauscherharz das Cadmium sodann mit Lösungen von Ammo- und nachträgliche Eluierung mit Ammoniak erhalniumionen, Aminen oder Gemischen derselben, tenen verdünnten Cadmiumlösungen in wirtschaftvorzugsweise mit Ammoniumnitratlösungen, elu- lieber Weise ermöglicht, wobei gleichzeitig die Abiertwird. trennung von eventuell in der Ausscheidungslösung

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Behandlung ao enhaltenem Zink gewährleistet werden soll.

von durch vorherige Abtrennung mittels eines An- Zu diesem Zweck ist bei einem Verfahren der vor-

ionenaustauscherharzes gewonnenen verdünnten stehend genannten Art gemäß der Erfindung vorge-

ammoniakhaltigen Cadmiumlösungen, dadurch ge- sehen, daß bei Anwesenheit von Zinkionen in der Lö-

kennzeichnet, daß das Cadmium zur Konzentra- sung die Eluierung mit einer Chloridlösung einer

tion in an sich bekannter Weise an einem stark »5 Konzentration von 0,2 bis 0,5 Mol/l durchgeführt

sauren Kationenaustauscherharz gebunden wird. wird, und daß die eluierte reine Cadmiumlösung nun-

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/ mehr in einem Anionenaustauscherharz unter Wiederoder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eluie- gewinnung der abfließenden Lauge behandelt wird, rung des in dem Kationenaustauscherharz gebun- aus welchem das Cadmium sodann mit Lösungen von denen Cadnüums unter gleichzeitiger Abtrennung 30 Ammoniumionen, Aminen oder Gemischen derselvon eventuell vorhandenem Zink mit einer ChIo- ben, vorzugsweise mit Ammoniumnitratlösungen, ridionlösung in einer Konzentration nicht höher eluiert wird.

als 0,5 MoW erfolgt. Das Verfahren gemäß der Erfindung sieht die Bin-

4. Verfahren nach einem oder mehreren der dung des Cadmiums vorzugsweise an einem starkvorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- 35 sauren Kationenaustauscherharz vor, aus dem es net, daß die Ablauge aus der Behandlung der später mit einer Chlorwasserstofflösung oder mit Cadmiumlösung mit dem Anionenaustauscherharz einem löslichen Chlorid eluiert wird. Die Bindung erzur Regenerierung des Kationenaustauscherharzes folgt gemäß der Reaktion:

gewonnen wird. ^ _{2RC + Cd(N}H₃)₄++ = = = R₂Cd + 2C+ + 4NH₃