DE2334901C2

DE2334901C2 - Verfahren zur extraktion von metallen

Info

Publication number: DE2334901C2
Application number: DE2334901A
Authority: DE
Inventors: Norman Ackerley; Peter Albert Blackley Manchester Lancashire Mack
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1972-03-21
Filing date: 1973-03-16
Publication date: 1985-11-21
Also published as: CH595333A5; FR2176933B1; IE37399B1; JPS5724350A; ZA731743B; MY7700052A; BE796835A; DE2313192A1; DE2334901A1; ZM5373A1; JPS5641682B2; AU5356573A; SU568376A3; BR7302020D0; GB1421766A; NL7303863A; FI60702C; FI60702B; CA1000299A; IE37399L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion von Kupfer aus Kupfersalze enthaltenden wäßrigen Lösungen gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs.

Aus »J. South African Chem. Inst.« Band XXlII, Seiten 129 bis 135, 1970, ist es bekannt, daß man mit Hilfe gewisser 2-HydroxybenzaIdoxime Kupfer aus Säureextrakten von Erzen abtrennen kann.

Von einem Extraktionsmittel für Kupfer, das in einem großtechnischen Verfahren verwendet werden kann, werden eine Anzahl von Eigenschaften gefordert. So muß ein brauchbares Extraktionsmittel in einem billigen Lösungsmittel, wie z. B. aiiphatisches Kerosin, eine Tür praktische Zwecke ausreichende Löslichkeit aufweisen. Des weiteren muß es ein starkes Extraktionsmittel sein. Es sollte aber auch das Kupfer aus dem Extraktionsmittel wieder leicht abgestreift werden können. Schließlich ist es erforderlich, daß das Extraktionsmittel rasch arbeitet, schnell abgestreift werden kann und eine Trennung der gemischten Phasen in kurzer Zeit zuläßt.

Das in der erwähnten Literaturstelle speziell genannte 5-Octyl-2-hydroxybenzaldoxim besitzt in dem für solche Verfahren üblicherweise verwendeten aliphatischen Kerosin eine zu geringe Löslichkeit. Eine Erhöhung des Gehaltes an aromatischen Verbindungen im Lösungsmittel verbessert zwar die Löslichkeit, aber die dabei erhaltene Lösung besitzt dann eine zu geringe Extraktionsgeschwindigkeit. Das weiterhin bekannte 5-Dodecyl-2-hydroxybenzaldoxim ergibt nicht nur eine geringe Extraktionsgeschwindigkeit, sondern hat auch zur Folge, daß sich nach der Extraktion die wäßrige und die organische Phase nur langsam trennen. 5-OctyI-2-hydroxyäcetophenon-oxim ist ein schwaches Extraktionsmittel und kann Kupfer aus konzentrierten oder stark sauren Lösungen nicht extrahieren. Außerdem ist es in den üblichen Lösungsmitteln zu wenig löslich. In aromatischen Lösungsmitteln ist die Extraktionsgeschwindigkeil sehr gering. 5-Dodecyl-2-hydroxybenzophenonoxim ist ebenfalls ein schwaches Extraktionsmittel, extrahiert langsam und gibt das Kupfer beim Abstreifen sehr langsam ab. Das in der, vorstehenden Literaturstelle weiterhin wörtlich genannte 5-Dodecyl-3-nitro-2-hydroxybenzaldoxim ist in üblichen Lösungsmitteln zu wehig löslich, stellt ein schwaches Extraktionsmittel dar, gibt aber trotzdem das Kupfer beim Abstreifen nur widerwillig ab. Die Phasentrennzeiten bei Verwendung dieses cxtraktionsmittels sind sehr lange. Das schließlich noch genannte S-DodecyW-nitro-Z-hydroxybenzophenonoxim ist zwar in den üblichen Lösungsmitteln gut löslich, hat aber ansonsten ähnliche Eigenschaften wie das eben erwähnte Bsnzaldoxim.

Es wurde nunmehr gefunden, daß das im Kennzeichen des vorstehenden Patentanspruchs näher beschriebene 2-Hydroxybenzaldoxim unerwarteterweise eine Kombination von Eigenschaften aufweist, die es zur Extraktion von Kupfer aus Erzauslauglösungen eminent geeignet machen.

Das gemäß der Erfindung verwendete 2-Rydroxybenzaldoxim kann durch herkömmliche Verfahren erhalten werden, beispielsweise durch Umsetzung von Hydroxylamin mit dem entsprechenden Salicylaldehyd, der seinerseits durch Alkylierung von Phenol mit Propylentrimer herstellbar ist.

Die Bedingungen, insbesondere der ρ H-Wert, unter denen das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt wird, werden so gewählt, daß nur das zu extrahierende Kupfer eine stabile Komplexverbindung bildet, so daß im wesentlichen nur das gewünschte Kupfer aus der wäßrigen Lösung extrahiert wird. Da bei der Bildung des Komplexes eine Säure in Freiheit gesetzt wird, kann es nötig sein, während der Extraktion Alkali zuzusetzen, um den pH-Wert innerhalb des gewünschten Bereichs zu halten. Das 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim bildet mit Kupfer bei niedrigen pH-Werten einen stabilen Komplex. Hierdurch kann beim Arbeiten unter einem pH-Wert von 3 Kupfer weitgehend frei von Eisen, Kobalt und Nickel extrahiert werden.

Das 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim wird bei der Extraktion von Metallen als Lösung in einem organischen Lösungsmittel verwendet, das mit Wasser unmischbar ist und das unter den verwendeten pH-Bedingungen gegenüber Wasser und gegenüber dem 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxirn inert ist. Beispiele hierfür sind insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe. Aliphatische Kohlenwasserstoffe besitzen im übrigen eine von Wasser ausreichend unterschiedliche Dichte, so daß nach der Extraktion die Trennung der Schichten begünstigt wird.

Die zu verwendende Menge des organischen Lösungsmittels wird so ausgewählt, daß eine vollständige Auflösung des gebildeten Komplexes erreicht wird. Es wird besonders bevorzugt, daß annähernd gleiche Volumina von der organischen Lösung und der zu extrahierenden wäßrigen Lösung verwendet werden. Die organische Lösung enthält vorzugsweise 2 bis 50% 5-NonyI-2-hydroxybenzaldoxim.

Das Kupfer kann aus dem Lösungsmittel nach der Extraktion durch jedes zweckmäßige Verfahren isoliert werden, beispielsweise durch Extraktion mit einer wäßrigen Phase unter pH-Bedingungen, bei denen der Komplex instabil ist, oder durch Hydrierung. Eine solche Behandlung regeneriert das 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim. Die so erhaltene Lösung kann wieder zurückgeführt und erneut verwendet werden.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, in denen die Teile und Pnjzentangaben in Gewicht ausgedrückt sind.

Das in den folgenden Beispielen verwendete 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim wurd&wie folgt hergestellt.
Ein Gemisch von 270 Teilen ^-Nitroso-N.Nidune'thyl-

anilin, 600 Teilen einer 40°/oigen wäßrigen For-rnäfdehydlösüng, 1700 Teilen ί Methylalkohol und 440jiTeilen eines handelsüblichen* ^Nonylphenols, worin, die;·Nonylgruppe ein Gerhis'ch von verzweigten Isomeren ist

(hergestel'f durch Alkylierung von Phenyl mit Propylen- Beispiel 3

trimer), wurde gerührt, während ein heftiger Chlorwasserstoffgasstrom eingeführt wurde. Die Temperatur des 100 Vol.-Teile einer Lösung, die 123 Gew.-Teile Gemischs stieg rasch auf 55 bis 6O⁰C. Das Gemisch 5-NonyI-2-hydroxybenzaldoxim in einem aliphatischen wurde bei dieser Temperatur 1 bis 2 st auf Rückfluß 5 Kohlenwasserstofflösungsmittel enthielt, wurden mit gehalten, worauf die exotherme Reaktion aufhörte. Der aufeinanderfolgenden Portionen einer wäßrigen Kup-Fluß des Chiorwasserstoffgasstroms wurde unterbro- fersulfatlösung geschüttelt, bis 138 Gew.-Teile Kupfer chen, und Dampf wurde in das Reaktionsgemischeinge- in das Kohlenwasserstofflösungsmittel extrahiert waführt, wobei der Kühler von Rückflußstellung auf De- ren. Das Kupfer wurde von der beladenen Kohlenwasstillationsstellung verändert wurde. Nachdem ungefähr 10 serstofflösung bei Raumtemperatur durch zwei aufein-700 Teile Destillat gesammelt worden waren, wurden anderfolgende 5 min dauernde Extraktionen mit Ab-500 Teile Wasser zum Destillationsrückstand zugege- Streiflösungen abgetrennt, die aus 100 Vol.-Teilen einer ben, und das Gemisch wurde trennen gelassen. Die wäß- Lösung bestanden, die 30^ Kupfer und 200g Schwefelrige Phase wurde entfernt, und das zurückbleibende Öl säure/1 enthielten. Auf diese Weise wurden wurde unter Vakuum destilliert. Die innerhalb des Be- 15 0,75 Gew.-Teile Kupfer vom Kohlenwasserstofflöreichs von 135 bis 145° C bei 0,6 mm Druck destillieren- sungsmittel zu den Abstreiflösungen übergeführt, d. hu .de Fxaktion wurcie gesammelt und zusammen mit 404 daßder Nettoübergangswirkungsgrad 50,5% war. Teilen Hydroxylaminhydrochlorid, 570 Teilen Kaliumacetat und 1090 Teilen Äthylalkohol 2 st lang auf Rückfluß gehalten. Das Gemisch wurde dann filtriert, und der anorganische Kuchen wurde mit 500 Teilen Äthylalkohol gewaschen. Die Filtrate wurden eingedampft, um den Alkohol zu entfernen, und der zurückbleibende Sirup wurde in 500 Teilen Chloroform aufgelöst. Diese Lösung wurde durch Schüttein mit Wasser gewaschen, und dann wurde das Chloroform in einem Rotationsverdampfer entfernt. Der Rückstand bestand aus 350 Teilen 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim als viskose stroh-farbene Flüssigkeit Das Infrarotspektrum besaß bedeutende Spitzen bei 3400 und 1625cm-'.

Beispiel 1

20 Vol.-Teile einer wäßrigen Kupfersulfatlösung mit einem pH von 2, die 45 g Kupfer/I enthielt, wurden mit 60 Vol.-Teilen einer Lösung, die 7,4 Gew.-Teile 5- Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim in einem aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel enthielt, 3 min lang bei Raumtemperatur geschüttelt. Die wäßrige Phase wurde von der Kohlenwasserstofflösung abgetrennt. Es wurde festgestellt, daß sie 18,82 g Kupfer/l enthielt. Diese wäßrige Phase wurde dann ein zweites Mal mit einer frischen Lösung von 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim extrahiert. Die wäßrige Lösung aus der zweiten Extraktion enthielt 1,23 g Kupfer/l. Eine dritte Extraktion verringerte die Kupferkonzentration in der wäßrigen Lösung auf 0,086 g/l·

Beispiel 2

50

60 Vol.-Teile einer Lösung, die 7,4 Gew.-Teile 5-Nonyl-2-hydroxybenzaldoxim in einem aliphatischen Kohlenwasserstofflösungsmittel enthielt, wurden heftig 5 min lang mit 20 Vol.-Teilen einer wäßrigen Beschikkungslösung gerührt, die zweiwertige Metallsulfate enthielt und die zu Beginn einen pH von 2 sowie Raumtemperatur aufwies. Die Phasen wurden getrennt, und die Kohlenwasserstofflösung wurde aufeinanderfolgend mit zwei weiteren Portionen einer frischen wäßrigen Beschickungslösung in Berührung gebracht. Die erste wäßrige Beschickungslösung enthielt 45 000 ppm Kupfer, 2000 ppm Eisen, 2000 ppm Kobalt und 200 ppm Zink. Nach den drei Extraktionen enthielt das Kohlenwasserstöfflösungsmiltel 14 000 ppm Kupfer, 5 ppm Eisen, 1 ppm Kobait und weniger als 1 ppm Zink.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Extraktion von Kupfer aus Kupfersalze enthaltenden wäßrigen Lösungen, bei welchem die wäßrige Lösung mit einem Extraktionsmittel in einem mit Wasser unmischbaren Lösungsmittel in Berührung gebracht wird, wobei das Extraktionsmitte] ein Derivat eines 2-Hydroxybenzaldoxims ist und bei welchem die organische Lösungsmittelphase, welche das Metall in Form eines Komplexes mit dem Extraktionsmittel enthält, von der wäßrigen Phase abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Derivat des 2-Hydroxybenzaldoxims 5-NonyI-2-hydroxybenzaldoxim verwendet wird, worin die Nonylgruppe ein Gemisch von verzweigten Isomeren ist. wie sie bei der Alkylierung von Phenol mit Propylentrimer erhalten werden.