DE2061208A1

DE2061208A1 - Verfahren zur Abtrennung von Metallen aus deren Gemischen

Info

Publication number: DE2061208A1
Application number: DE19702061208
Authority: DE
Inventors: Scott Kenneth Thomas Bartlett; Grimes John Herbert; Ball Peter William
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1969-12-15
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1971-06-16
Also published as: JPS4937681B1; GB1325870A; US3937667A

Description

Berührung gebracht werden, das jeden Tropfen in einen gelierten Körper umwandelt, der wenigstens eines der Metalle als Präzipitat enthält.

Bei einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient das gleiche chemische Reagens auch dazu, das in den Einsatztropfen anwesende andere Metall aufzulösen. Die Metalle werden dann leicht dadurch getrennt, daß die gelierten Tropfen von dem Reagens getrennt werden. Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt das Reagens zwei verschiedene chemische Reagentien, welche den Tropfen gleichzeitig berühren bzw. beaufschlagen, das eine, um das eine Metall in den gelierten Tropfen zu fällen, und das andere, um das andere Metall aufzulösen. Bei einer Variante dieser letzteren Ausführungsform berühren die beiden Reagentien die Tropfen nacheinander, das erste, indem es beide Metalle in den gelierten Tropfen ausfällt, und das zweite, indem es ein Metall aus dem gelierten Tropfen herauslöst.

"Background" der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Metallen aus deren Gemischen.

Es ist bekannt, ein Metall aus einem Gemisch von zwei oder mehreren in einem wässrigen Medium, z.B. als Salze anwesenden durch In-Berührungbringen des Gemisches mit einem chemischen Reagens, welches das Metall des einen Salzes als unlösliche Verbindung ausfällt, während die anderen im gelösten Zustand verbleiben oder ihr Präzipitat in einem Überschuß des Seagene sich wieder auflöst, abzutrennen. Jedoch sind die in derartigen Verfahren anfallenden Präzipitate gewöhnlich amorph in ihrer physikalischen Form, z.B. schlammartige Massen oder

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Schleime, welche von der Flüssigkeit, z.B. durch Filtration, schwierig abzutrennen und nachfolgend zu waschen und zu handhaben sind, falls dies gewünscht wird.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Abtrennungsverfahren vor, in welchem die ausgefällte Verbindung als abgesonderte, trennbare Körper /entities/, z.B. kugelige oder unregelmäßige Teilchen, aber durchlässig für spezifische Chemikalien in flüssigen Medien, gebildet wird. Das Vorliegen des Präzipitats in dieser Form und mit diesen Eigenschaften erleichtert weitgehend die oben erwähnten Schwierigkeiten.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Abtrennung eines Metalls aus einem Gemisch, das dieses Metall einschließt und wenigstens noch ein weiteres Metall umfaßt, durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:

Bildung eines viskosen Gemisches aus einer wasserlöslichen polymeren organischen Verbindung mit einem wässrigen Medium, welches diese Metalle enthält, wobei dieses metallhaltige Medium aus derjenigen Gruppe ausgewählt wird, welche aus einer gemischten Lösung von Salzen dieser Metalle, aus einem Gemisch von wässrigen Sols dieser Metalle und einem Gemisch aus einer lösung eines Salzes eines dieser Metalle mit einem wässrigen Sol des anderen Metalles besteht\

Verformen dieses viskosen Gemisches in diskrete Wesenheiten oder Körper einer ausgewählten physikalischen Gestalt;

In-Kontakt-bringen dieser Wesenheiten mit chemisch reagierenden Mitteln, welche in der Lage sind, wenigstens eines dieser Metalle als unlösliche Verbindung auszufällen, wodurch jeder Körper in ein diese Verbindung enthaltendes Gel umgewandelt wird;

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diese reagierenden Mittel sollen auch in der lage sein, wenigstens ein anderes dieser Metalle zu lösen;

und physikalische Abtrennung der gelierten Wesenheiten oder Körper von den reagierenden Mitteln.

Bei einer Äusführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht das reagierende Mittel aus einem einzelnen chemischen Reagens, welches sowohl das eine Metall ausfällen als auch das andere lösen kann.

Die Wesenheiten oder Körper können als Tropfen oder als Tröpfchen, hergestellt durch Versprühen, ausgebildet werden. Die Tropfen oder Tröpfchen können in das Einzelreagens eingeführt werden, um Gel-Kugeln oder unregelmäßigen Gries zu bilden, welche das gefällte Metall enthalten und leicht von dem Reagens, beispielsweise durch Filtrieren oder Dekantieren, getrennt werden. Da man annimmt, daß die Abtrennung weitgehend durch die nachfolgende Diffusion des Reagens in die Gel-Kugeln oder den Gries hinein bewirkt wird, ist es wünschenswert, diese letzteren klein herzustellen, um die Extraktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Eine weitere Abtrennungsstufe kann erreicht werden durch Wiederauflösung der Gel-Kugeln oder des Grieses, z.B. in einer Säurelösung unter wahlweiser Zugabe einer weiteren Menge von organischer Verbindung und erneutes In-Berührung-bringen des Gemisches, z.B. als Tropfen, mit dem Reagens.

Das Reagens kann alkalisch sein. Wo ein Metall ein uiösliches Hydroxid und das andere ein lösliches Ammin bildet, kann

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das Reagens Ammoniumhydroxidlösung sein. Andere Lösungsmittel, welche lösliche Metall-Koordinations- bzw. Metallkomplexverbindungen bilden, unter Einschluß von ^helatringen, können ebenfalls verwendet werden. Es gibt einen weiten Bereich von sowohl anorganischen Arten (z.B. Hydroxiden, Carbonaten, Sulfiden, Ammoniak) als auch organische Arten (z.B. Carboxylate, Ammine, Ammincarboxylate), welche diese Koordinätionseigenschaft haben. Λ

Wenn die polymere organische Verbindung dem Salzlösungsgemisch der beiden Metalle zugegebenwird, ist sie vorzugsweise eine solche mit einer Vielzahl von Hydroxylgruppen, ist anders als ein Cellulosederivat, welches eine ViskositätsVermehrung in Gegenwart einer alkalischen Lösung ergibt, und bildet einen Komplex mit wenigstens einem der beiden Metallionen des Lösungsgemisches. Geeignete Verbindungen für diesen Zweck sind in der britischen Patentschrift 1 175 834 (US-Patent 3 495 954) offenbart und schließen Dextran, Polyvinylalkohol und Galactomannan, wie Guar (Gummi arabicum?) /guar/ und Carobbegummi /carob/ ein, aber diese Liste ist nicht exklusiv. ή

Wenn die polymere organische Verbindung einem Gemisch von wässrigen Sols der beiden Metalle zugegeben wird, dann wird sie so gewählt, daß sie eine solche ist, die mit den gemischten Sols nicht reagiert und nicht ein Präzipitat bildet, bevor das Gemisch der Sols mit dem Reagens in Berührung kommt, und welche in der Lage ist, nach dem Mischen mit den Sols ein Gel zu bilden, wenn sie mit dem Reagens in Berührung kommt. Geeignete Verbindungen für diesen Zweck sind zum Beispiel offenbart worden'in der deutschen Patentanmeldung.P 1792 208.6 (Anwaltsakte"68 073) und umfassen polymere Stärkeabkömmlinge,

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Dextran, Polyvinylalkohol und Gaictomannane, wie Guar- und Carobbe-Gummi, aber diese Lisle ist nicht exkluxiv,

Wenn die polymere organische Verbindung einem Gemisch eines wässrigen Sols von dem einen Metall und einer lösung eines Salzes von dem anderen erwähnten Metall zugesetzt wird, dann wird sie in der Regel so gewählt wie im Falle eines Gemisches von Sols, wie in dem unmittelbar vorhergehenden Absatz beschrieben.

Das Verfahren findet eine Anwendung bei der Abtrennung von Eisen, welches ein unlösliches Hydroxid bildet, aus Gemischen mit solchen Metallen, wie Kobalt, Mickel und Kupfer, welche lösliche Ammine bilden, wenn deren Salze oder Sols mit Ammoniumhydroxid in Berührung kommen. Das Eisen muß in dem Ferri-Zustand sein, Pe(IIl), weil der Ferro-Zustand, Fe(Il), in Ammoniak löslich ist. Beispielsweise wird durch In-Berührung-bringen von Wesenheiten oder Körpern, z.B. Tropfen, aus einem viskosen Gemisch, welches ^isen(III)- und Kobalt(II)-chloridlösungen enthält, mit Ammoniaklösung das Bisen in den gelierten Tropfen gefällt, aber das Kobalt In der Ammoniaklösung gelöst.

Die Bestandteile einer Legierung können durch das Verfahren getrennt werden durch Auflösen der Legierung in einer geeigneten Säure oder in Säuren, um ein Gemisch von löslichen Metallsalzen herzustellen, und die organische Yerbindung kann direkt der erhaltenen Lösung zugesetzt werden. Bestandteile, bestehend aus Teilmengen verschiedener Metalls, können in ähnlicher Weise behandelt werden.

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Bei einer Alternativform des Verfahrens besteht das reagierende Mittel aus einem Gemisch von zwei chemischen Reagentien, welche gleichzeitig mit den Wesenheiten oder Körpern in Berührung gebracht werden, wobei das eine Reagens die Fähigkeit hat, eines der besagten Metalle auszufällen, und das andere Reagens imstande ist, das andere besagte Metall aufzulösen. Beispielsweise wird durch In-Kontakt-bringen, z.B. von Tropfen aus einem viskosen Gemisch, welches Ferrichlorid- und Nickelnitratlösungen enthält, mit Reaktionsmitteln, bestehend aus Natrium- und Ammoniumhydroxidlösungsgemisch, das Eisen in den gelierten Tropfen durch das Natriumhydroxid ausgefällt, während das Nickel durch das Ammoniumhydroxid gelöst wird»

Bei einer abgeänderten Form des vorstehenden Alternativverfahrens werden die beiden chemischen Reagentien, aus denen das Reaktionsmittel besteht, nacheinander mit den Wesenheiten oder Körpern, z.B. Tropfen, in Berührung gebracht, wobei das erste Kontaktreagens die Fähigkeit hat, beide besagten Metalle zu fällen, und das zweite Kontaktreagens in der Lage ist, eines der Metalle aus den gelierten Wesenheiten, welche durch Berührung mit dem ersten Reagens gebildet wurden, herauszulösen. Zum Beispiel können Tropfen aus einem viskosen, Eisen(IIl)-chlorid- und Nickelnitratlösungen enthaltenden Gemisch zuerst mit Natriumhydroxidlösung, welches beide Metalle in den gelierten Tropfen fällt, in Berührung gebracht werden; die gelierten Tropfen werden anschließend mit Ammoniumhydroxidlösung, welche das Nickel aus den gelierten Tropfen herauslöst, in Berührung gebracht.

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Beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren

Beispiele für ein einzelnes Reagens, welches als Fällungsmittel' und Lösungsmittel arbeitet

Beispiel 1

Zu 50 ml einer wässrigen Lösung von Ferrichlorid (180 g Pe/l) und Kobaltchlorid (5 g Co/l) wurde Dextran (10g) zugegeben. Das erhaltene viskose Gemisch wurde tropfenweise in einen Überschuß an Ammoniumhydroxid (15 Mol) gegeben, und die geformten Gelkugeln wurden 45 Minuten lang in der Ammoniumhydroxidlösung gealtert. Die Gelkugeln wurden in heißem Wasser eine Stunde lang gewaschen und dann an der Luft getrocknete Die Analyse der getrockneten Gelkugeln zeigte, daß die Kobaltmenge in der Lösung um 50 bis 60% in den Kugeln zurückgegangen war.

Bin weiterer Rückgang war erreich-bar durch WMerauflösung der Kugeln in Salzsäure, Zugabe von mehr Dextran und Eintropfen in Ammoniumhydroxid.

Beispiel 2

Zu 20 ml einer wässrigen Lösung von je drei ^einisalzen (100 g Fe/1) und je drei Kupfersalzen (10 g Cu/1) wurde Dextran (4g) zugegeben. Die erhaltenen viskosen Lösungen wurden tropfenweise einem Überschuß von Ammoniumhydroxid (1,4 1» 15 Mol) zugesetzt, welches in einer Säule zirkulierte. Die Analyse der alkalischen Lösung nach gleicher Zeit /with time/ zeigte, daß eine wirksame und progressive Extraktion von Kupfer aus den so gebildeten Gelkugeln stattfand. Der Prozentgehalt an entferntem Kupfer war abhängig von den anwesenden Anionen und betrug nach 90 Minuten;

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— Q - _

(a) für Kupfernitrat mit Ferrinitrat 69,5?έ

(ti) für Kupfernitrat mit Ferrichlorid· 62 °ß>

(c) für Kupferchlorid mit Ferrichlorid 61 $ und

(d) für Kupfersulfat mit Ferrisulfat 46,5$.

Beispiel 2 wurde wiederholt unter Verwendung von Nickel (10g Ni/l) anstelle von Kupfer. Die Extraktion war wiederum % anionenabhängig und nur geringfügig weniger wirksam als für Kupfer (bis zu 60$ in 90 Minuten).

Beispiel 4

Beispiel 2 wurde wiederholt unter Verwendung von Kobalt (20 g 0o/l) anstelle von Kupfer. Die Wirksamkeit der Extraktion war ähnlich der für Nickel (bis zu 60$ in 90 Minuten).

Beispiel 5

Zu 150 ml einer wässrigen Lösung von Ferrichlorid (150 g Fe/l) und Fickelnitrat (100 g If i/l) wurde Guargummi (1,5 g) j

zugegeben. Die viskose Lösung wurde in einen Überschuß von ™

Ammoniumhydroxid (15 Mol) eingesprüht, um kleine Gelkugeln zu bilden. Eine wirksamere Extraktion von Nickel als im Beispiel 3f bei welchem Dextran zugesetzt war, wurde erhalten.

Beispiel 6

100 ml eines Eisensols (Fe : Cl = 1,1; 150 g Fe/l) wurde mit einem gleichen Volumen einer Kupfersulfatlösung (100g Cu/l) verdünnt und dem Ganzen Carobhe-Gummi (2g) zugegeben. Ein Bruchteil von 50 ml des erhaltenen viskosen Gemisches wurde tropfenweise einem Überschuß an Ammoniumhydroxid (11, 15 Mol) zugegeben, um Gelkugeln zu bilden. Die alkalische Lösung entwickelte schnell eine tiefblaue Färbung, sobald das Kupfer als lösliches Ammin extrahiert wurde.

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Beispiel 7

Gemische von Nickelsalzlösungen und Eisensols, denen Dextran, Guargummi oder Carobbe-Gummi zugegeben worden waren, wurden tropfenweise in einen Überschuß von Ammoniumhydroxid eingeführt. Wie mit Eisen-Nickelsalzlösungen (Beispiel 5) entwickelte die alkalische lösung sehr schnell eine tiefpurpurrote Färbung, sobald das Nickel als lösliches Ammin extrahiert wurde ο

Beispiel 8

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Thoriumnitrat (100 g Th/1) und Nickelnitrat (25 g Ni/1) wurde Dextran (15 g) zugegeben. Das erhaltene viskose Gemisch wurde tropfenweise in einen Überschuß von Ammoniumhydroxid (8 Mol) gegeben und die gebildeten Gelkugeln wurden 2 Stunden lang im letzteren gealtert. Der Hauptanteil des Nickels wurde aus den Kugeln als lösliches Ammin extrahiert.

Beispiel 9

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Zirkonylchlorid (75g Zr/1) und Kupferchlorid (50g Cu/l) wurde Dextran (10g) zugegeben. Das erhaltene viskose Gemisch wurde tropfenweise einem Überschuß an Ammoniumhydroxid (8 Mol) zugegeben, und die Gelkugeln,die sich bildeten, wurden 2 .Stunden lang im letzteren gealtert. Der Hauptanteil des Kupfers wurde aus den Kugeln als lösliches Ammin extrahiert.

Beispiel 10

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Uranylnitrat (50g U/l) und Nickelnitrat (10g Ni/1) wurde Guargummi (0,7g) zugegeben. Ein Bruchteil von 5.J3 ml wurde tropfenweise einem Überschuß an

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Ammoniumhydroxid (15 Mol) zugegeben, und die Gel-Sphäroide, welche sich bildeten, wurden 2 Stunden lang in der Base gealtert. Die alkalische Lösung entwickelte eine purpurrote Färbung, sobald das Nickel als lösliches Ammin extrahiert wurde.

Beispiel 11

Ein Bruchteil von 50 ml der im Beispiel 10 verwendeten Lösung wurde tropfenweise in einen Überschuß von wässriger Jj PyridinlÖsung (25$ Pyridin) gegeben, und die Gel-Sphäroide, die sich bildeten, wurden 2 Stunden lang in dem Alkali behandelt. Die alkalische Lösung entwickelte .eine grüne Färbung, sobald das Nickel als lösliche Pyridin-Koordinationsverbindung extrahiert wurde.

Beispiel 12

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Thoriumnitrat (50 g Th/l) und Kupfernitrat (1.0 g Cu/1) wurde Guar-Gummi (o,7 g) zugegeben. Ein aliqoter bzw. Bruchteil von 50 ml wurde tropfenweise in einen Überschuß von Ammoniumhydroxid (15 Mol) eingebracht, und die gebildeten Gel-Kugeln wurden zwei Stunden lang Λ im letzteren gealtert. Die alkalische Lösung entwickelte eine sehr tiefblaue Färbung, sobald das Kupfer als lösliches Ammin extrahiert wurde.

Beispiel 13

Ein aliquoter Teil von 50 ml der im Beispiel 12 verwendeten Lösung wurde tropfenweise in einen Überschuß an einer wässrigen PyridinlÖsung (25$ Pyridin) gegeben, und die gebildeten Gel-Kugeln wurden während zwei Stunden in der Base gealtert. Die alkalische Lösung entwickelte eine sehr tiefblaue Färbung, sobald das Kupfer als lösliche Pyridin-Koordinationsverbindung extrahiert wurde.

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Beispiel 14

Zu 100 ml einer wässrigen lösung von Ferrichlorid (50 g Fe/1) und Kobaltchlorid (10 g Co/1) wurde Guargummi (o,7 g) gegeben. Ein aliquoter Anteil von 50 ml wurde tropfenweise in einen Überschuß an wässriger Pyridinlösung (25% Pyridin) eingebracht, und die gebildeten Gel-Sphäroide wurden während zwei Stunden in der letzteren gealtert. Die alkalische Lösung entwickelte eine rosa Färbung, sobald das Kobalt als lösliche Pyridin-Koordinationsverbindung extrahiert wurde.

Beispiel 15

100 ml einer wässrigen Lösung von Bariumnitrat (20g Ba/l) und Kupfernitrat (20gCu/l) wurde Guar-Gummi zugegeben (0,5 g)· Das erhaltene viskose Gemisch wurde tropfenweise in einen Überschuß von Ammoniumsulfidlösung gegeben, und die Gelkugeln, die sich bildeten, wurden während 2 Stunden in der letzteren gealtert. Eine hohe Konzentration an Barium wurde in der Sulfidlösung gef unden.

Beispiel 16

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Bariumnitrat (20g Ba/l) und Thoriumnitrat (20 g Th/1) wurde Guargummi (o,7 g) gegeben. Das erhaltene viskose Gemisch wurde tropfenweise in einen Überschuß von Ammoniumhydroxid gebracht, und die geformten Gel-Kugeln wurden während zwei Stunden im letzteren gealtert. Eine hohe Konzentration an Barium wurde in der alkalischen Lösung gefunden.

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Beispiel 17

Zu 100 ml einer wässrigen lösung von Ferrichlorid (TOO g Fe/l), Chromchlorid (24g Cr/l) und Nickelchlorid (11g M/l) wurde Guar-Gumai (1g) gegeben. Das anfallende viskose Gemisch wurde in einen Überschuß.. an Ammoniumhydroxid (0,5 1? 15 Mol)· zwecks Bildung kleiner Gel-Kügelchen gesprüht. Die erhaltene Suspension wurde über Nacht gerührt und sodann zentrifugiert ^ bzw. geschleudert. Das Gel-Präzipitat wurde mit Wasser gewä- % sehen und dann an der Luft getrocknet. Die Analyse des trockenen Gel-Präzipitats zeigte, daß, während mehr als 70$ des Nickels extrahiert worden waren, weniger als Q°ß> des Chroms entfernt worden waren. Das Verhältnis Eisen : Chrom s Nickel in dem Präzipitat lag annähernd bei 100 : 22 : 3. Die Konzentration an Eisen in dem tief-malvenfarbenen liltrat betrug weniger als 0,1 ppm. Es sei darauf hingewiesen, daß das Salzlösungsgemisch die drei Metalle in den gleichen Verhältnissen bzw. Anteilen wie im 18/8-Edelstahl enthielt, und daß das Verfahren imstande war, die Hauptmenge des verhältnismäßig teuren Nickels von dem weniger kostspieligen Eisen und dem Chrom in einem einzigen Arbeitsgang zu trennen. Λ

Beispiele von gemischten Reagentien, die als Pällungs- bzw. Lösungmittel wirken

Beispiel 18

Zu 150 ml einer wässrigen Lösung von Perrichlorid (150 g Pe/1) und Nickelnitrat (100 g Ni/1) wurde Dextran (30g) gegeben. Ein aliquoter Teil von 50 ml dieses viskosen Gemisches wurde tropfenweise in einen Überschuß der folgenden gemischten Heagentien eingebracht?

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-H-

(a) Natriumhydroxid- Ammoniumhydroxid (50$), welche präzipitierte Gel-Kugeln, die Eisen und einen kleineren Nikel-Anteil als in der Ausgangslösung enthielten, sowie eine tief-purpurfarbene Lösung eines Nickelammins ergaben.

(b) Natriumhydroxid - Diäthanolamin (10$), die präzipitierte Gel-Kugeln, welche Eisen und einen kleineren Anteil an Wickel als in der Ausgangslösung enthielten, sowie eine blaß-grüne Lösung einer Nickel-Diäthanolamin-Koordinationsverbindung ergaben_o

Beispiel 19

Ein aliquoter Anteil von 50 ml des viskosen Gemisches einer Eisen-Sol-Kupferlösung mit Oarobbe-Gummi nach Beispiel 6 wurden tropfenweise in einen Überschuß der'f olgenden Reagentiengemische eingebracht:

(a) Natriumhydroxid-Ammoniumhydroxid (50$), ergaben präzipitierte Gel-Kugeln, welche Eisen und einen geringeren Anteil an Kupfer als in der Ausgangslcgung enthielten, sowie eine tief-blaue Amminlösung von Kupfer.

(b) Natriumhydroxid-Diäthanolamin (15$) gaben ähnliche Ergebnisse wie unter (a) oben.

Beispiele für aufeinanderfolgende Fällung und Lösung Beispiel 20

Ein aliquoter Anteil von 50 ml der Eisen-Nickellösung mit Dextran, im Beispiel 18 verwendet, wurde tropfenweise in einen Überschuß von Natriumhydroxid (2 Mol) eingebracht, und die sich bildenden Gel-Kugeln wurden während 20 Minuten gealtert. Die Gel-Kugeln wurden mit W_aSser gespült, bevor sie in

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Ammoniumhydroxid gewaschen wurden, um das Nickel als lösliches Ammin zu extrahieren.

Beispiel 21

Ein aliquoter Anteil von 50 ml der Eisen-Sol-Kupfer-Lösung mit Carobbegummi, im Beispiel 6 verwendet, wurde tropfenweise in einen Überschuß von verdünnter Natronlauge eingebracht, und die Gel-Kugeln wurden während 20 Minuten gealtert. Die Gel-Kugeln wurden mit Wasser gespült, bevor sie entweder mit Ammo~ niumhydroxid oder mit Diäthanolamin gewaschen wurden. In beiden Fällen wurde das Kupfer als ein lösliches Ammin bzw. als lösliche Diäthanolamin-Koordinationsverbindung extrahiert.

Beispiel 22

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Thoriumnitrat (100 g Th/l) und Nickelnitrat (25 g Ni/l) wurde Dextran (20g) gegeben. Die viskose Lösung wurde tropfenweise einem Überschuß an Natronlauge (Natriumhydroxid) zugesetzt, und die ausgeformten GeI-Kugeln wurden während 30 Minuten in der letzteren gealterte Die Gel-Kugeln wurden mit Wasser gewaschen, bevor sie in einem Überschuß an Ammoniumhydroxid 2 bis 3 Stunden lang standen. Die Extraktion des Nickels als lösliches Ammin war im wesentlichen vollständig.

Beispiel 23

Zu 1 1 einer wässrigen Lösung von Perrichlorid (4».6 g Fe/l) .und üranylnitrat (6,0 g U/l) wurde Guar-Gummi gegeben. Das erhaltene viskose Gemisch wurde tropfenweise in einen Überschuß von Ammoniumhydroxid (2 1; 8 Mol) eingebracht, und die geformten Gel-Kugeln wurden während 30 Minuten injdem Ammoniumhydroxid

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gealtert. Nach der Spülung mit kaltem Wasser wurden die Gel-Kugeln während 6 Stunden mit Natriumcarbonat (250 ml einer 1Obigen Lösung) verrührt, um das gefällte Uran aus den Kugeln als löslichen Carbonat-Komplex zu extrahieren, wobei das präzipitierte Eisen in den Kugeln zurückgelassen wurde. (Längere Zeitspannen als sechs Stunden schienen ohne Wirkung zu sein.) Das Gel-Präzipitat wurde abfiltriert und in kaltem Wasser gespült, bevor es analysiert wurde. Das Eisen-zu-Uran-Verhältnis in dem Gel-Präzipitat wurde als größer denn 40 : 1 bestimmt, im Vergleich mit 0,77 zu 1 in der Ausgangs- bzw. Einsatzlösung. Die Eisenkonzentration in der Natriumcarbonatlösung lag bei etwa 1 ppm.

Beispiel 24

Zu 100 ml einer wässrigen Lösung von Eisen(IIl)chlorid (25g Fe/l) und Kupfer-chlorid (25g 0u/l) wurde Guar-Gummi (0,5g) gegeben. Die erhaltene viskose Lösung wurde tropfenweise in einen Überschuß von Natronlauge (1M) eingebracht, und die gebildeten Gel-Kugeln wurden 30 Minuten lang in der letzteren gealtert. Die Gel-Kugeln wurden mit Wasser gespült und in zwei annähernd gleiche Portionen geteilt.

Der ersten Portion wurde eine 10^ige wässrige Lösung von Glycin (100ml), welches ein Amminocarboxylat ist, zugegeben. Beim Stehen wurde das Kupfer vorwiegend als tiefblaues lösliches Glycinat extrahiert.

Die zweite Portion wurde mit einer iO$igen wässrigen Lösung von Natrium-Kaiiumtartrat (100 ml), welkhes ein Carboxylat ist, versetzt. Beim Stehen wurde das Kupfer vorzugsweise als ein lösliches blau-grünes Tartrat extrahiert.

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Es dürfte verständlich sein, daß Kombinationen der oben geschilderten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführbar sind. Zum Beispiel kann in geeigneten Fällen ein Gemisch von drei Metallen durch Eintropfen in eine Läsung getrennt werden, welche zwei Metalle fällt, aber das dritte löst, mit nachfolgendem In-Berührung-bringen der präzipitierten Kugeln oder des G-rieses mit einer weiteren lösung, welche eines der zwei gefällten Metalle herauslöst. a

Es ist auch verständlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht beschränkt ist auf die besonders angegebenen Metalle, die Polymer-Zusätze und die in den obigen Beispielen erwähnten chemischen Reagentien. Andere Metallsalze oder Sols, andere Polymer-Additive und andere chemische Reagentien, welche miteinander in der geforderten Weise reagieren, können verwendet werden.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen,oder in Kombination, in der gesamten Beschreibung % offenbart sind.

Patentansprüche

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Claims

70 129 Bü/Bk.

Pat ent ansprüche

1. Verfahren zur Abtrennung eines Metalles aus einem Gemisch, das wenigstens ein weiteres Metall einschließt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte;

Bildung eines viskosen Gemisches einer wasserlöslichen polymeren organischen Verbindung mit einem wässrigen, die besagten Metalle enthaltenden Medium, wobei dieses metallhaltige Medium ausgewählt ist aus derjenigen Gruppe, welche aus einem Lösungsgemisch von Salzen dieser Metalle, einem Gemisch von wasserhaltigen Sols dieser Metalle und einem aus einer Lösung eines Salzes eines dieser Metalle mit einem wasserhaltigen Sol des anderen besagten Metalles besteht;

Verformung des erwähnten viskosen Gemisches in diskrete bzw. voneinander getrennte Wesenheiten bzw. Körper von ausgewählter physikalischer Gestalt.;

In-Berührung-bringen der besagten Wesenheiten oder Körper mit chemischen Reaktionsmitteln, welche in der Lage sind, wenigstens eines der besagten Metalle als unlösliche Verbindung auszufällen, wodurch jede Wesenheit bzw. jeder Körper in ein Gel umgewandelt wird, welches die erwähnte Verbindung enthält;

die !Fähigkeit der Reaktionsmittel, wenigstens ein anderes besagtes Metall aufzulösen^

und physikalische Trennung der erwähnten gelierten Wesenheiten oder Körper von den Reaktionsmitteln.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

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das Reaktionsmittel aus einem einzigen chemischen Reagens besteht, welches in der Lage ist, sowohl das eine Metall zu fällen als auch das andere zu lösen.

3. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus einem Gemisch von zwei chemischen Reagentien "besteht, die gleichzeitig mit den Wesenheiten oder Körpern in Kontakt gebracht werden, wobei das eine Reagens in der Lage ist, eines der besagten Metalle auszufällen, und Λ das andere Reagens die Eigenschaft hat, das andere besagte Metall zu lösen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Reaktionsmittel aus zwei chemischen Reagentien besteht, welche aufeinanderfolgend mit den Wesenheiten oder Körpern in Kontakt gebracht werden, wobei das zunächst einwirkende Reagens fähig ist, beide besagten Metalle auszufällen, und das als zweites einwirkende Reagens die Eigenschaft hat, eines der Metalle aus den gelierten Wesenheiten oder Körpern, welche durch das zunächst einwirkende Reagens geformt bzw. gebildet wurden, ifceraus zulösen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wässrige Medium die Metalle als Lösungsgemisch von Salzen der besagten Metalle enthält und daß die polymere organische Verbindung eine Vielzahl von Hydroxylgruppen aufweist—daher anders ist als ein Zellstoffderivat, das eine Viskositätserhöhung in Gegenwart alkalischer Lösung ergibt — und einen Komplex mit den Ionen wenigstens eines der Metalle in dem Lösungsgemisch bildet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung ausgewählt wird aus der Gruppe, welche

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aus Dextran, Guar-Gummi, Carobbe-Gummi und Polyvinylalkohol besteht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das wässrige Medium, welches die Metalle enthält, ausgewählt wird aus derjenigen Gruppe, die aus einem Gemisch von wasserhaltigen Sols der Metalle und aus einem Gemisch aus einer Lösung eines Salzes des einen besagten Metalles und aus einem wasserhaltigen Sol des anderen besagten Metalles besteht, und daß die polymere organische Verbindung so beschaffen ist, das sie nicht mit einem erwähnten Sol unter Bildung einer Ausfällung in Eeakton tritt, bevor eine Berührung mit den Reaktonsmitteln stattgefunden hat, und welche in der Lage ist, nach dem Mischen mit einem besagten Sol, ein Gel zu bilden, wenn sie mit den Reaktionsmitteln in Berührung gebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die organische Verbindung aus der Gruppe, bestehend 'aus polymeren Stärke-Derivaten, Dextran, Polyvinylalkohol, Carobbe-Gummi und Guar-Gummi, ausgewählt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus einem alkalischen chemischen Reagens besteht, welches die Eigenschaft hat, eines der besagten Metalle als unlösliche Verbindung, enthalten in den gelierten Wesenheiten oder Körpern, auszufällen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel aus einem chemischen Reagens besteht, welches das besagte andere Metall als lösliches Ammin oder als eine lösliche Koordinationsverbindung

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aufzulösen vermag.

11. Verfahren nach. Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das chemischse Reagens mit Auflösungseigenschaften für das andere besagte Ketal! Ammoniumhydroxid ist.

12. Yer fahr en nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

das chemische Reagens., welches die Eigenschaft hat, das besagte m andere Metall aufzulösen, ein Carboxylat oder Amminocarboxyiat

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das chemische Reagens, welches die Eigenschaft hat, das besagte ander Metall aufzulösen, ein Oarbonat ist.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall, welches gefällt als unlösliche Verbindung in den gelierten Wesenheiten oder Körpern zurückbleibt, Eisen ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch

gekennzeichnet, daß· das Metall, welches durch das besagte Eeak- _Λ tionsmittel aufgelöst wird, aus der aus Kupfer und Nickel be- ™ stehenden Gruppe ausgewählt ist.

16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall, welches durch das besagta;Reak1ionsmittel aufgelöst wird, Kobalt ist.

I?. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall* welches gefällt als eine unlösliche Verbindung in den gelierten Wesenheiten oder Körpern zurückbleibt, aus der Gruppe, bestehend aus iDhorim, Uran, Zirkonium und Kupfer, aus-

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gewählt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall, welches gefällt als unlösliche Verbindung in den gelierten Wesenheiten oder Körpern zurückbleibt, Thorium ist.

19· Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gefällte Metall, welches aus den gelierten Wesenheiten oder Körpern durch die besagten Reaktbnsmittel herausgelöst wird, Uran ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählte physikalische Gestalt der Wesenheiten oder Körper tropfenförmig ist und daß die tropfenförmigen Wesenheiten oder Körper .'in die Reaktionsmittel eingeführt werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gelierten Wesenheiten oder Körper mit den besagten chemischen Reaktonsmitteln über einen längeren Zeitraum hinweg in Kontakt belassen werden.

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