DE2255402B2 - Verfahren zur Rückgewinnung von Kupfer - Google Patents

Description

erforderlich, um eine ausreichend geringe Cu-Rest-

Bei zahlreichen chemischen Prozessen fallen Ab- konzentration in den Abwässern zu erzielen. Außerwässer an, die Kupfer in gelöster Form enthalten. »5 dem ist der dann resultierende entsprechend hohe Bei der Durchführung sogenannter »Ullmannreak- Fe-Gehalt des Abwassers für die biologische Klärung tionen«, wie sie beispielsweise in der Produktion be- ebenfalls unerwünscht.

»timmter Farbstoffvorprodukte üblich sind, erscheint Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe

das eingesetzte Kupfer hinterher in gelöster Form in gestellt, ein Verfahren zu schaffen, das es erlaubt,

den Fabrikationsabwässern. Wie bekannt ist, kann 30 das in Abwässern in gelöster Form enthaltene Kup-

tchon durch relativ geringe Kupferkonzentrationen fer weitgehend zu entfernen und das in seiner Durch-

der Betrieb einer biologischen Kläranlage stark be- führung die obengenannten Nachteile vermeidet,

hindert oder gar unmöglich gemacht werden. Aus Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch

Gründen des Umweltschutzes ist deshalb die Kupfer- gelöst wird, wenn man das in den Abwässern in gelö-

entfernung aus Abwässern zwingend erforderlich. 35 ster Form enthaltene Kupfer durch Zugabe von

Während aus verdünnten wäßrigen Lösungen Formaldehyd bzw. Formaldehyd abspaltenden VerKupfer relativ einfach mittels Ionenaustauscherhar- bindungen Temperaturen von mindestens 50° C in zen entfernt werden kann, ist dies aus stark sauren metallisches Kupfer überführt, wobei man den Ab-Lösungen wesentlich schwieriger; vollkommen un- wässern vor, gleichzeitig oder nach der Zugabe des durchführbar wird diese Methode in jedem Fall 4° Aldehyds so viel Alkali und/oder Erdalkalilaugen dann, wenn das Abwasser darüber hinaus noch er- zusetzt, daß nach der Umsetzung in dem Abwasser hebliche Mengen organischer Lösungsmittel — z. B. ein pH-Wert im Bereich von 7 bis 9 erreicht wird, Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Nitroben- und das erhaltene metallische Kupfer aus dem Abzol usw. — enthält, die zusammen mit gelösten orga- wasser abtrennt.

nischen Verunreinigungen das Austauscherharz in 45 Überraschenderweise fällt hierbei im Gegensatz zu

kürzester Zeit verkleben und damit dessen Funktion der an sich bekannten Fehling'schen Reaktion das

unterbinden. Kupfer auf Basis der Reaktionsgleichung

O O

H — C — H + 2Cu⁺⁺ + 3 OH- -> H — C — O"+ 2H₂O + Cu

in metallischer Form in Reinheiten von 95 bis 99 Ge- Reaktionstemperatur lediglich durch den Siedepunkt

wichtsprozent an. 55 begrenzt. Im allgemeinen werden jedoch Temperatu-

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der ren von 95 bis 100° C nicht überschritten. Die Um-Weise durchgeführt werden, daß man das Abwasser setzung wird in der Regel bei Normaldruck, kann zunächst mit dem Aldehyd versetzt und dann die aber auch bei erhöhten Drücken durchgeführt wer-Lauge in der erforderlichen Menge zufügt. Selbstver- den. Bei genügend hohen Kupfergehalten im Abwasständlich ist es gleichermaßen möglich, dia beiden 60 ser wird die Umsetzungstemperatur allein durch die Reaktionskomponenten dem Abwasser gleichzeitig Reaktionswärme erzielt, während bei geringen Gezuzusetzen. Schließlich ist es auch möglich, dem Ab- halten es erforderlich sein kann, zusätzlich Wärme wasser zunächst die Laugenmenge und dann erst den von außen zuzuführen.

Aldehyd zuzusetzen, wenn zwar auch die beiden erst- Formaldehyd wird z. B. zweckmäßig als 30- bis

genannten Arbeitsweisen dieser Möglichkeit vorzu- 65 40gewichtsprozentige wäßrige Lösung eingesetzt. Als

ziehen sind. Formaldehyd abspaltendes Mittel kommt z.B. insbe-

Die Umsetzung wird bei dner Temperatur von sondere Paraformaldehyd in Frage. Die dem Abwas-

mindestens 50° C durchgeführt. Nach oben wird die ser zuzugebende Aldehydmenge soll mindestens etwa

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der gemäß obiger Reaktionsgleichung erforderlichen Die in dem folgenden Beispiel genannten Teile be-

stöchiometrischen Menge entsprechen und wird vor- deuten Gewichtsteile.

teilhaft in einem Überschuß von bis zu 10 % über die ...

stöchiometrisch erforderliche Menge eingesetzt Beispiel

Als Laugen kommen insbesondere neben Natron- 5 10 000 Teile eines Abwassers, das etwa 773 Teile

und Kalilauge auch Kalkmilch in Betracht CuCl₂ (= 365 Teile Cu), 85 Teile NaCl, 90 Teile

Bei den beiden erstgenannten Durchführungsfor- HCl und 350 Teile Dimethylformamid enthält, wer-

men des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich der den mit 500 Teilen einer 40gewichtsprozentigen For-

Fortgang der Umsetzung leicht durch eine malinlösung versetzt

pH-Wert-Messung überwachen. Die Umsetzung ist io Unter kräftigem Rühren wird 50gewichtsprozen-

dann beendet, wenn in dem Reaktionsmedium ein tige Natronlauge eingeführt, wobei die Temperatur

einmal erreichter pH-Wert von etwa 7 bis 9 konstant des Reaktionsmediums auf 95 bis 100° C ansteigt,

bleibt. Das Ende der Umsetzung ist dann erreicht, wenn

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren abge- keine Natronlauge mehr verbraucht wird, was daran schiedene Kupfer läßt sich leicht durch übliche FiI- 15 zu erkennen ist, daß ein einmal erreichter pH-Wert trationsmethoden abtrennen und ist auf Grund seiner von 7 bis 9 konstant bleibt und kein Absinken mehr Reinheit und Feinteiligkeit geeignet für die verschie- feststellbar ist. Dies isi nach Zugabe von etwa 1 000 densten Anwendungsgebiete ohne weitere Aufarbei- Teilen 50gewichtsprozentiger Natronlauge der Fall,
rung wieder eingesetzt zu werden. Die Filtrate ent- Es wird insgesamt noch etwa ¹Zs Stunde lang nachhalten in der Regel weniger als 0,0005 Gewichts- ao gerührt und dann der abgeschiedene Kupferschlamm prozent Kupfer und können ohne weiteres in biologi- in einer Filterpresse abfiltriert. Die an sich ohne sehen Kläranlagen weiterverarbeitet werden. Schwierigkeiten durchzuführende Filtration kann er-

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet, Ab- heblich beschleunigt werden, wenn in der Reaktionswässer, die gelöstes Kupfer in beliebiger Konzentra- mischung der pH-Wert durch Säurezugabe auf einen tion — von etwa 0,5 g Cu/1 bis zur jeweiligen Sätti- as Wert von 7 bis 6,5 erniedrigt wird,
gungsgrenze — enthalten, aufzuarbeiten und ist ins- Das als Preßkuchen isolierte Kupfer kann je nach besondere bei der Aufarbeitung solcher Abwässer Wiederverc-endungszweck feucht oder trocken einsetzbar, die neben Kupfer organische Veninreini- weiterverarbeitet werden.

gungen bzw. insbesondere organische Lösungsmittel Das Filtrat enthält maximal etwa 0,0005 Ge-

snthalten. 30 wichtsprozent Cu.

Claims (2)

Auch eine elektrolytische Kupferabscheidung ist Patentansprüche: — abgesehen von hohen Investitionskosten — nicht sinnvoll, da wegen hoher Chlorid-Konzentration und

1. Verfahren zur Rückgewinnung von metalli- den obenerwähnten Verunreinigungen das Kupfer schem Kupfer aus Abwässern, die Kupfer in ge- 5 dentritenartig abgeschieden wird, was rasch zum löster Form enthalten, dadurch gekenn- elektrischen Kurzschluß führt.

zeichnet, daß man das gelöste Kupfer durch Eine Fällung als Kupfer-(I)-chlorid (nach Reduk-

Zugabe von Formaldehyd oder Formaldehyd ab- tion mit SO_ä) kommt ebenfalls nicht in Frage, da —

spaltenden Verbindungen bei Temperaturen von wegen zu höher Löslichkeit des CuCl — das Kupfer

mindestens 50° C in metallisches Kupfer über- io so nur teilweise eleminierbar ist.

führt, wobei man den Abwässern vor, gleichzeitig Aus den gleichen Gründen ist die in der australi-

oder nach der Zugabe des Aldehyds so viel Al- sehen Patentschrift 19 878 vom 25. 10. 1934 angege-

kali- und/oder Erdalkalilaugen zusetzt, daß nach bene Methode der Ausfällung von Cu-Salzen durch

der Umsetzung in dem Abwasser ein pH-Wert im Zusatz von Alkoholen unbrauchbar.

Bereich von 7 bis 9 erreicht wird, und das erhal- 15 Die Fällung als Oi-hydroxid ist zwar weitgehend

tene metallische Kupfer aus dem Abwasser ab- vollständig, jedoch wirft die Filtration der gallertarti-

trenut. gen Hydroxide in der technischen Durchführung un-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- lösbare Probleme auf.

kennzeichnet, daß man den pH-Wert des Abwas- Technisch einfach zu bewältigen wäre das »Ze-

sers vor der Abtrennung auf 7 bis 6,5 absenkt, »o mentieren« des Kupfers durch Zugabe von Eisenspänen; es sind jedoch insbesondere bei großen Be-

triebsansätzen überraschend lange Reaktionszeiten