DE2404185A1 - Verfahren zum extrahieren von eisen (iii)- verbindungen - Google Patents

Verfahren zum extrahieren von eisen (iii)- verbindungen

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DE2404185A1
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Description

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Den Haag, Niederlande
"Verfahren zum Extrahieren von Eisen(III)verbindungen" Priorität: 31. Januar 1973, Niederlande, Nr. 7301353
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Extrahieren von Eisen(III)verbindungen aus einer wässrigen, eine oder mehrere Eisen(III)Verbindungen enthaltenden Lösung durch Kontaktieren mit einem nicht mit Wasser mischbaren, Alkanmonocarbonsäiiren mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen enthaltenden organischen LÖsungs« mittel.
Wässrige, eine oder mehrere Eisen(III)verbindungen enthaltende Lösungen, aus denen die Eisen(III)verbindungen auf die vorgenannte Weise extrahiert werden sollen, werden nachstehend auch als "Ausgangsflüssigkeiten" bezeichnet. Diese Ausgangsflüssig-
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keiten können z.B. durch Behandeln vorbehandelter oder nicht vorbehandelter Erze oder Metall enthaltender Abfallmaterialienmit einer wässrigen, eine starke Mineralsäure enthaltenden Lösung erhalten worden sein. Die Ausgangsflüssigkeiten enthalten üblicherweise Verbindungen von 2 oder mehreren Metallen. Es wird dabei z.B. auf die Behandlung von Zink enthaltenden Erzen oder Abfallmaterialien mit einer wässrigen, eine starke Mineralsäure enthaltenden Lösung Bezug genommen, mittels derer Ausgangsflüssigkeiten erhalten werden, die neben Zinkverbindungen im allgemeinen auch einen so hohen Gehalt an Eisen(III)verbindungen aufweisen, daß der Gehalt an Eisen(III)verbindungen herabgesetzt werden muß, bevor das Zink elektrolytisch gewonnen werden kann. Üblicherweise enthalten die Ausgangsflüssigkeiten außerdem freie Mineralsäure.
Beim Extrahieren von Eisenilll)verbindungen aus wässrigen Lösungen mittels in einem organischen Lösungsmittel gelöster tertiärer Alkanmonocarbonsäuren, wie es in der GB-PS 959 813 und in "Bulletin of the Institution of Mining and Metallurgy" 693 (1964) , Seiten 765 bis 777 beschrieben ist, werden bei von z.B. 1 ansteigenden pH-Werten der wässrigen Lösung zuerst die Eisenilll) verbindungen und erst bei weiter steigenden pH-Werten die Verbindungen anderer Metalle und von zweiwertigem Eisen extrahiert. Dadurch ist es möglich. Eisen(III)verbindungen selektiv zu extrahieren. Unter "Eisen(III)verbindungen" wird in der vorliegenden Beschreibung jede Form verstanden, in der dreiwertiges Eisen vorliegen kann, wie z.B. Eisen(III)ionen oder Eisen(III)-
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salze,
Aus Fig.l der letztgenannten Veröffentlichung ist ersichtlich, daß mit steigenden pH-Werten auch der Verteilungskoeffizient D steigt. Unter "Verteilungskoeffizient" wird der Quotient aus dem Eisen(III)gehalt in der Phase des organischen Lösungsmittels und dem Eisen(III)gehalt in der wässrigen Lösung nach Erreichen des Gleichgewichts verstanden. Die untere Grenze des pH-Wertes ist nicht kritisch. Vorzugsweise wird das Extrahieren jedoch bei pH-Werten oberhalb 1,7 durchgeführt, v/eil sonst nur verhältnismäßig wenig Eisen(III)verbindungen extrahiert werden. Die obere Grenze des pH-Wertes von ungefähr 3,0 ist erreicht/ wenn Eisen-(III)Verbindungen aus der wässrigen Lösung auszufallen beginnen. Das Extrahieren der Ausgangsflüssigkeit wird deshalb vorzugsweise bei einem so nahe wie möglich an 3,0 angenäherten pH-Wert durchgeführt.
Da die Ausgangsflüssigkeiten üblicherweise einen zu niedrigen pH-Wert für eine zufriedenstellende Extraktion aufweisen und beim Extrahieren Wasserstoffionen freigesetzt werden, ist es in diesen Fällen wesentlich, vor und üblicherweise auch während des Extrahierens basische Verbindungen, wie Ammoniak, Natriumhydroxyd, Natriumacetat oder Zinkoxyd,zur Ausgangsflüssigkeit zuzusetzen, bis ein pH-Wert von z.B. 2,4 bis 3,0 erreicht ist.
Es wurde jetzt ein verbessertes Verfahren zum Extrahieren von Eisen(III)Verbindungen gefunden.
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Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zum Extrahieren von Eisen(III)Verbindungen aus einer wässrigen, eine oder meh-. rere Eisen(III)verbindungen enthaltenden Lösung durch Kontaktieren mit einem nicht mit Wasser mischbaren^ Alkanmonocarbon-
organischen säuren mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen enthaltenden/Lösungsmittel,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Extraktion bei Tempera-
wird,
türen oberhalb 50 C durchgeführt/ daß gegebenenfalls die beim Extrahieren gebildete Extraktphase abgetrennt wird und daß die Eisen(III)Verbindungen aus der abgetrennten Extraktphase gewonnen werden.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Verteilungskoeffizient von Eisen(III) bei von 50 auf 60°C steigenden Temperaturen annähernd linear mit der Extraktionstemperatur steigt, während der Verteilungskoeffizient von Zink, Kupfer, Kobalt und Nickel bei von 25 bis 100 C steigenden Extraktionstemperaturen keine oder fast keine Veränderung zeigt. Außerdem nimmt der Verteilungskoeffizient von Eisen(III) mit auf über 60°C steigenden Extraktraktionstemperaturen progressiv zu.
Vergleicht man oberhalb und unterhalb 50°C und insbesondere oberhalb 6O°C und unterhalb 50°C durchgeführte Extraktionen, bei denen der pH-Wert der wässrigen Lösung so eingestellt wird, daß sich in beiden Fällen der gleiche Verteilungskoeffizient für die Eisen(III)Verbindung(en) ergibt, so führt die vorliegende Erfindung zu dem vorteilhaften Ergebnis, daß bei Extraktionen, die bei
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Temperaturen oberhalb 5O°C durchgeführt werden, ein niedrigerer pH-Wert ausreicht und demgemäß geringere Mengen an basischen Verbindungen zur Neutralisation ausreichen. Wenn es jedoch wünschenswert ist, die Extraktion in beiden Fällen bei dem gleichen pH-Wert durchzuführen, so weist das erfindungsgemäße Verfahren einen höheren Verteilungskoeffizienten auf, was zu einer wirksanieren Extraktion führt. Wegen dieser vorteilhaften Wirkung wird die Extraktion vorzugsv/eise bei Temperaturen von 60 bis 1000C durchgeführt, wobei vorteilhafterweise keine erhöhten Drücke verwendet werden. Die Extraktion kann auch bei Temperaturen oberhalb 100 C durchgeführt werden, was jedoch zu keinen zusätzlichen Vorteilen mehr führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist außerdem den Vorteil auf, daß die Ausgangsflüssigkeiten in den meisten Fällen bei solchen Temperaturen erhalten werden, daß es nicht erforderlich ist, sie zunächst zu erhitzen oder abzukühlen.
Da beobachtet wurde, daß der Verteilungskoeffizient als Funktion der Extraktionstemperatur schneller als der pH-Wert der wässri-" gen Lösung wächst, wenn das Gleichgewicht bei höheren Werten eingestellt wird, wird bei der Extraktion vorzugsweise ein pH-Wert zwischen 2,0 und 3,0 und insbesondere zwischen 2,6 und 2,9 aufrecht erhalten.
Die Konzentrationen der Eisenverbindungen und von anderen gege benenfalls in der wässrigen Lösung vorhandenen Metallverbindun
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gen und die Konzentration der Alkanmonocarbonsäure im organischen Lösungsmittel sind nicht kritisch und können erheblich ■ schwanken. Die Konzentrationen der Eisen(III)- und der anderen Metallverbindungen betragen üblicherweise von 0,01 bis 1 Mol/l und die Konzentrationen der Carbonsäuren von 0,5 bis 2 Mol/l· Es sind jedoch auch Konzentrationen außerhalb der vorbeschriebenen Grenzen zulässig. Zur Erzielung guter Ergebnisse ist es wünschenswert, die Carbonsäuren in stöchiometri schein Überschuß ge-
(III)
genüber den in dar Aucgc-ngsflüssigkeit vorhandenen Eisenverbindungen zu verwenden. Carbonsäurekonzentrationen oberhalb 3 Mol/l sind jedoch wegen der hohen Viskosität solcher Lösungen weniger geeignet.
Gemäß einer vorzugsweise verwendeten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das organische Lösungsmittel außer einer Alkanmonocarbonsäure,mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen im Molekül noch das Salz einer Alkanmonocarbonsäure mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen im Molekül und eines Metalls, das jedoch nicht Eisen(III) ist. Diese vorzugsweise verwendete Ausführungsform führt zu einem Gleichgewicht, bei dem das organische Lösungsmittel Eisen (III) verbindungen und die v/ässrige Phase Salze eines Metalls, jedoch nicht von dreiwertigem Eisen, enthalten. Es können z.B. Metalle, wie Zinn(II), Aluminium, Zink, Silber, Cadmium, Nickel, Kobalt, Eisen(II), Mangan, Calcium und Magnesium, verwendet werden. Alkanmonocarbonsäuresalze der vorgenannten Metalle sind in der Lage, Eisen(III)verbindungen in hochselektiver Weise zu extrahieren. Insbesondere haben die Alkanmono-
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carbonsäuresalze von Zink zu sehr guten Ergebnissen geführt. Dies ist für die Entfernung von Eisen(III)verbindungen aus Zinkverbindungen enthaltenden Lösungen wichtig, die zur elektrolytischen Herstellung von Zink verwendet werden sollen.
Ein Vorteil der vorbeschriebenen vorzugsweise verwendeten Ausführungsform der Erfindung liegt darin, daß keine Wasserstoffionen bei der Extraktion freigesetzt werden, so daß sich der pH-Wert der wässrigen Lösung während der Extraktion nicht oder nur geringfügig verändert und demgemäß keine basischen Verbindungen, wie Ammoniak, im Verlauf der Extraktion zugesetzt werden müssen. Wenn der pH-Wert der Ausgangsflüssigkeit wegen der Anwesenheit freier Mineralsäure für eine zufriedenstellende Extraktion zu niedrig ist, kann der pH-Wert natürlich durch Zusetzen basischer Verbindungen, wie Ammoniak, angehoben werden, obwohl der pH-Wert vorzugsweise dadurch erhöht wird, daß eine solche Menge eines Alkanmonocarbonsäuresalzes eines Metalls, das jedoch nicht Eisen-(III) ist, im organischen Lösungsmittel verwendet wird, daß das entsprechende Salz der Mineralsäure, das sich in der wässrigen Lösung löst, und freie Alkanmonocarbonsäure, die sich im organischen Lösungsmittel löst, entstehen. Der pH-Wert der wässrigen Lösung wird vorzugsweise auf einen Wert von 2,0 bis 3,0 und insbesondere von 2,6 bis 2,9 eingestellt.
Enthält die Ausgangsflüssigkeit außer den Eisen(III)verbindungen noch andere Metallverbindungen, so enthält die erhaltene Raffinatphase diese anderen Metallverbindungen,und wenn das Alkan-
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monocarbonsäuresalz eines anderen Metalls als Eisen(III) als Extraktionsmittel verwendet wird, enthält sie ein Salz dieses Metalls. Vorzugsweise wird ein Alkanmonocarbonsauresalz des gleichen Metalls verwendet, das gegebenenfalls außer Eisen(III)verbindungen in der Ausgangsflüssigkeit vorhanden ist. Das in der Raffinatphase enthaltene Metall kann von dieser mittels herkömmlicher Verfahren, z.B. als Salz durch Verdampfen des Wassers und/ oder durch Kristallisieren oder durch Elektrolyse als Metall abgetrennt werden.
Die extrahierten Eisen(III)verbindungen können auf beliebige Weise aus der gebildeten Extraktphase gewonnen werden. Gemäß einem besonders geeigneten Verfahren werden die Eisen(III)verbindungen gewonnen, indem man die Extraktphase mit einer wässrigen, eine starke Mineralsäure, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Salpetersäure, enthaltenden Lösung kontaktiert. Dabei werden die Eisen(III)salze, wie Eisen(III)Chlorid, gebildet, die sich in der wässrigen Phase lösen, und es wird die sich in der Phase des organischen Lösungsmittels lösende Alkanmonocarbonsäure freigesetzt. Gegebenenfalls kann die freigesetzte Alkanmonocarbonsäure als solche oder vorzugsweise nach Umwandlung in ein Metallsalz eines anderen Metalls als Eisen(III) wieder zum Extrahieren von Eisen(III)verbindungen aus frischer Ausgangsflüssigkeit verwendet werden. Diese vorgenannte Umwandlung kann z.B. durch Zusetzen eines Metalloxyds, wie Zinkoxyd oder Zinkcarbonat, durchgeführt werden. Da die Gegenwart von freier Alkanmonocarbonsäure die Löslichkeit von Eisen(III)verbindungen in der Phase
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des organischen Lösungsmittels erhöht, kann diese Umwandlung jedoch nicht vollständig durchgeführt werden. Die in der wässrigen Phase gelösten Eisen(III)salze können aus dieser mittels herkömmlicher Verfahren, z.B. als Salz durch Verdampfen des Wassers und/oder Kristallisieren, gewonnen werden.
Es wurde außerdem gefunden, daß die Geschwindigkeit, mit der die Eisen(III)Verbindungen beim Kontaktieren der Extraktphase mit der wässrigen, eine starke Mineralsäure enthaltenden Lösung erhalten werden,bei Temperaturen oberhalb 5O°C und insbesondere oberhalb 6O0C erheblich höher als bei Raumtemperatur, z.B. bei 25°C, ist, was natürlich einen großen Vorteil darstellt. Bei Temperaturen oberhalb 1OO°C wird üblicherweise kein weiterer Vorteil erzielt, obwohl keine kritische obere Temperaturgrenze besteht. Die Extraktion von Eisen(III)verbindungen aus der Ausgangsflüssigkeit und die Gewinnung der Eisen(III)verbindungen aus der Extraktphase werden,insbesondere bei der gleichen oder praktisch gleichen Temperatur durchgeführt.
Das organische Lösungsmittel darf nicht mit Wasser mischbar sein, wenn auch eine gewisse gegenseitige Löslichkeit zulässig ist. Geeignete organische Lösungsmittel sind z.B. (cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Octane, Dec.ane, Dodecane, Octene, Decene, Dodecene, Cyclodecan und Gemische/
wie Leichtbenzin und Kerosinfraktionen, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, ο-, m-, und p-Xylol und Cumol, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie 1,2-Dichloräthan,
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Monochlorbenzol und Monobrombenzol. Beispiele anderer geeigneter Verbindungen sind Decahydronapthalin, Tetrahydronaphthalin und aliphatische Alkohole und Äther mit langen Alkylresten.
Von den Alkanmonocarbonsäuren, d.h. den primären, sekundären und tertiären Säuren, werden vorzugsweise tertiäre Säuren verwendet, da sich die Metallsalze von tertiären Alkanmonocarbonsäuren üblicherweise leichter in anorganischen Lösungsmitteln als Metallsalze von primären und sekundären Alkanmonocarbonsäuren lösen. Tertiäre Alkanmonocarbonsäuren können mittels der Koch-Reaktion hergestellt werden, d.h. durch Umsetzen eines Alkens mit Kohlenmonoxyd und Wasser in Gegenwart eines sauren Katalysators, wie Schwefelsäure, Fluorwasserstoff- oder Gemischen von Bortrifluorid und Phosphorsäure. Tertiäre Alkanmonocarbonsäuren, die als einen Alkylrest immer eine Methylgruppe aufweisen und bei denen die anderen beiden Alkylreste linear sind, sind unter dem Handelsnamen "VERSATIC"-Säuren im Handel erhältlich. Vorzugsweise werden tertiäre Alkanmonocarbonsäuren mit 9 bis einschließlich 11 Kohlenstoffatomen im Molekül
verwendet. Die "VERSATIC"-Säuren enthalten außerdem geringe Mengen an sekundären Alkanmonocarbonsäuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mittels einer beliebigen, beim Extrahieren durchgeführten Arbeitsweise im Parallelstrom oder im Gegenstrom durchgeführt werden.
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Die Alkanmonocarbonsauren weisen eine geringfügige Löslichkeit in Wasser auf, so daß beim Extrahieren eine geringe Menge dieser Säuren in die wässrige Lösung gelangt. Dies führt dazu, daß das Volumenverhältnis zwischen der organischen Phase und der wässrigen Lösung im Gleichgewicht geringfügig niedriger ist. als das Volumenverhältnis zwischen dem organischen Lösungsmittel und der Ausgangsflüssigkeit.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die in den Beispielen verwendete Säure "VERSATIC" 10 ist eine synthetische, aus einem Gemisch von gesättigten, hauptsächlich tertiären Alkanmonocarbonsauren mit 10 Kohlenstoffatomen im Molekül, bestehende Säure. Die Kerosinfraktion, in der diese Säure gelöst wird, weist einen geringen AromatengehaIt und bei Atmosphärendruck einen Siedebereich von 210 bis 24O°C auf. Die Extraktion wird in einem Rundkolben
durchgeführt, der mit einem mit 2000 UpM arbeitenden Propellermischer ausgestattet ist.
Beispiel 1
Eine wässrige 0,05molare Eisen(III)sulfatlösung, die gerade so viel Schwefelsäure enthält, daß sie noch klar ist, wird bei 25 C mit einem gleichen Volumen einer lmolaren Lösung' von "VERSATIC" 10 in Kerosin extrahiert. Im Verlauf der Extraktion wird eine solche Menge einer wässrigen, 14,7 η Ammoniaklösung mit einer Geschwindigkeit von 0,1 ml/min, zugesetzt, daß der pH-Wert der wässrigen Lösung nach der Einstellung des Gleich-
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gewiehts auf einen Wert von 2,54 gestiegen ist. Die Eisen(III)-gehalte in der Kerosinphase und in der Wasserphase werden anschließend bestimmt und der Verteilungskoeffizient D wird als das Verhältnis von Eisen(III)gehalt in der Kerosinphase zum Eisen(III)gehalt in der Wasserphase berechnet. Es wurde gefunden, daß D einen Wert von 0,15 auf v/eist.
Die Temperatur der beiden Phasen wird dann auf 42 C erhöht und das Rühren ohne Zusetzen von Ammoniaklösung bis zur Einstellung eines neuen Gleichgewichts fortgeführt, wonach der Verteilungskoeffizient wieder bestimmt wird. Der Wert von D ist auf 0,43 gestiegen. Die Temperatur wird dann auf 60 C erhöht und wieder ohne Zusetzen von Ammoniaklösung bis zur Einstellung eines neuen Gleichgewichts gerührt, wonach wieder der Verteilungskoeffizient bestimmt wird. Der Wert von D hat sich auf 0,74 erhöht. Versuch 4 wird auf die gleiche Weise durchgeführt. Die Versuche 5 bis 8 und 9 bis 12 werden auf die gleiche Weise, wie die Versuche 1 bis 4, durchgeführt, wobei jedoch bei den Versuchen 5 und 9 der pH-Wert im Gleichgewicht auf 2,62 bzw. 2,81 eingestellt wird.
In Tabelle A sind die verwendeten Temperaturen, die erhaltenen pH-Werte der wässrigen Lösung und die berechneten Verteilungskoeffizienten D angegeben. Es wurde gefunden, daß sich der Verteilungskoeffizient mit steigenden Extraktionstemperaturen erhöht.
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Tabelle A
Versuch Temperatur, pH-Wert
Nr. °C
1 25 2,54
2 42 2,39
3 60 2,57
4 80 2,63
5 25 2,62
6 42 2,69
7 60 . 2,80
8 80 2,86
9 25 2,81
10 41 2,70
11 60 2,82
12 80 2,82
D der Eisen(III)Verbindung
0,15 0,43 0,74 1,41 C, 43 0,72 1,10 2,04 . 0,68 1,18 2,34 3,98
Eine wässrige 0,05 molare Zinksulfatlösung wird bei 200C mit einem gleichen Volumen einer lmolaren Lösung von "VERSATIC" 10 in Kerosin extrahiert. Bei der Extraktion wird eine solche Menge einer wässrigen, 14,7 η Ammoniaklösung mit einer Geschwindigkeit von O,l ml/min, zugesetzt, daß die wässrige Lösung nach Erreichen des Gleichgewichts einen pH-Wert von 5,47 aufweist. Die Zinkgehalte in der Kerosinphase und in der Wasserphase werden anschließend bestimmt und der Verteilungskoeffizient D daraus als Verhältnis des Zinkgehalts der Kerosinfraktion zum Zinkgehalt
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der Wasserphase bestimmt. Es wurde gefunden, daß D einen Wert von 0,63 aufweist, der in Tabelle B bei Versuch 13 angegeben ist. Die Versuche 13 bis 16 werden auf die gleiche Weise wie die Versuche 1 bis 4 durchgeführt.
In Tabelle B sind die verwendeten Temperaturen, die erhaltenen pH-Werte der wässrigen Lösungen und die berechneten Verteilungskoeffizienten D angegeben. Es wurde gefunden, daß der Verteilungskoeffizient von.7,ink nicht von der bei der Extraktion angewendeten Temperatur abhängt.
Tabelle B
Versuch Temperatur, pH-Wert D der Zinkverbindung
Nr. °C
13 20 5,47 0,63
14 43 5,36 0,61
15 60 5,19 0,63
16 80 4,97 0,61
Beispiel 2
Eine wässrige, je Liter 0,175 Mol Eisen(III)sulfat und O,3 Mol Zinksulfat enthaltende Lösung wird mit verdünnter Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 1,0 angesäuert. Die angesäuerte Lösung
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wird in 4 Proben aufgeteilt. Jede Probe wird bei einer Temperatur von 6O°C mit einem gleichen Volumen einer 2molaren Lösung von "VERSATIC" 10 in Kerosin extrahiert und dabei das in Tabelle C angegebene Neutralisierungsmittel bis zur Erreichung des in Tabelle C angegebenen pH-Wertes der wässrigen Phase im Gleichgewicht zugesetzt. In Tabelle C sind die Prozentsätze der extrahierten Eisen(III)verbindung und des extrahierten Zinks angegeben.
Tabelle C
Neutralisierungs- pH-Wert der wässrigen Prozent extrahierte mittel Phase im Gleichgewicht Eisen(III)- Zink
verbindung
Zinkoxyd 1,95 34 0,05
25% wässriges Ammo
niak		 2,20 64 0,1
■1 2,35 79 0,2
Il 2,50 90 0,4
Aus Tabelle C ist ersichtlich, daß bei einem pH-Wert oberhalb 2,4 mehr als 80 Prozent der Eisen(III)verbindung und hur sehr wenig Zink extrahiert werden.
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- 16 Beispiel 3
Eine wässrige, je Liter 0,175 Mol Eisen(III)sulfat und 0,3 Mol Zinksulfat enthaltende Lösung wird in 3 Proben aufgeteilt und jede Probe mit 1,4 Mol je Liter "VERSATIC" IO und O,3 Mol je Liter des Zinksalzes von 11VERSATIC" 10 enthaltendem Kerosin extrahiert. Die angewendeten Temperaturen und die Atomverhältnisse von Zink in der Kerosinlösung/Eisen(III)verbindung in der wässrigen Lösung- dir als Ausgangsmaterial verwendet worden ist, sind in Tabelle D angegeben. In Tabelle D sind außerdem die pH-Werte der wässrigen Lösung und die Prozentsätze an extrahierter Eisen(III)Verbindung und an Zinkverbindung nach Erreichen des Gleichgewichts, sowie die aus diesen Prozentsätzen errechneten Verteilungskoeffizienten angegeben.
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Tabelle D
• 409 Versuch
Nr.		 Temperatur,
0C
831
/0884
1
2		 20
60
3 60
Atomverhältnis pH-Wert Zn in Kerosin/
Eisen(III)verbindung in der als Ausgangsmaterial verwendeten wässrigen Lösung
1,48 2,75
1,48 2,80
1,44 2,40
Prozent extrahierte
Eisen (HI)- Zinkverbindung
0,5
99,5 1,0
D Eisen-(III) verbindung
0,15
19
199
32
D Zinkverbin dung
0,005
0,01
0,0015
daß bei 6O°C
Bs zeigt sich,/üer Wert D der Eisen(III)verbindung beim gleichen Ätomverhältnis von Zink/Eisen(III)verbindung
mehr als 10 mal so groß ist als bei 2O°C < während sich der Wert D von Zink nur verdoppelt hat. Beispiel 3 zeigt, daß die Zinkverbindung wegen des verhältnismäßig niedrigen Atomverhältnisses von Zink/Eisen(III)-verbindung einen besonders niedrigen Verteilungskoeffizienten D aufweist.
Bei-spiel 4
Zwei Proben der bei 600C in Versuch 2 von Beispiel 3 erhaltenen Extraktphase werden mit einem gleichen Volumen wässriger 6 η Salzsäure extrahiert und dabei bei der einen Probe eine Temperatur von 20 C und bei der anderen Probe eine Temperatur von 6O C angewendet. In Tabelle E sind die Prozentsätze an Eisen(III) verbindung angegeben, die nach der angegebenen Zeit in die Salzsäurephase gelangt sind.
Tabelle E
Prozent an in die Salzsäurephase gelangter Eisen(III)verbindung
Temperatur, Zeit,
°C Min.
20 5
20 15
60 1
74 98 99
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- 19 Beispiel 5
Als Ausgangsmaterial wird eine wässrige,1,84 Mol je Liter Zinksulfat, O,224 Mol je Liter Eisen(III)sulfat, 0,247 Mol je Liter Magnesiumsulfat, 0,11 Mol je Liter Mangansulfat und 10 Gramm je Liter Schwefelsäure enthaltende Lösung, die einen pH-Wert von 0,8 aufweist, verwendet. Die Lösung wird in 3 Proben aufgeteilt, und jede Probe bei einer Temperatur von 60 C mit 1,4 Mol je Liter "VERSATIC" 10 und 0,3 Mol je Liter Zinksalz von "VER-SATIC" 10 enthaltendem Kerosin extrahiert.
Jede Probe wird unter Verwendung eines anderen Atomverhältnisses von Zink in Ke^rosin/Eisen (III) verbindung in der wässrigen Lösung zu Beginn der Extraktion extrahiert. In Tabelle F sind diese Atomverhältnisse, der pH-Wert der wässrigen Lösung nach Erreichen des Gleichgewichts und die Prozentsätze a.» Eisen (III) verbindung und an Zinkverbindung, die aus der wässrigen Lösung extrahiert worden sind, angegeben.
Tabelle F
Atomverhältnis von Zink in. Kerosin/Eisen(III) Verbindung in der als Ausgangsmaterial verwendeten wässrigen Phase
1,66
1,74
1,82
pH-Wert Prozent extrahierte Eisen(III)- Zinkverbindung
2,45
2,7O
3,00
96
99
99,8
0,12
0,8
2,2
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Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Extrahieren von Eisen(III)verbindungen aus einer wässrigen, eine oder mehrere Eisen(III) verbindungen enthaltenden Lösung durch Kontaktieren mit einem nicht mit Wasser
mischbaren. Alkanmonocarbonsäuren mit 5 bis 21 Kohlenstofforganischen
atomen enthaltenden/Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet , daß die Extraktion bei Temperaturen oberhalb 50°C durchgeführt wird, daß gegebenenfalls die beim Extrahieren gebildete'Extraktphase abgetrennt wird und daß die Eisen(III)-verbindungen aus der abgetrennten Extraktphase gewonnen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktion bei Temperaturen von 60 bis 100°C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der .wässrigen Lösung auf einen Wert von 2,0 bis 3,0 und insbesondere von 2,6 bis 2,9 eingestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein außerdem ein Salz einer Alkanmonocarbonsäure mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen im Molekül und eines anderen Metalls als Eisen(III) enthaltendes organisches Lösungsmittel verwendet wird
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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zinksalz einer Alkanmonocarbonsäure enthaltendes organisches Lösungsmittel verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Lösungsmittel verwendet wird, das ein Salz der im organischen Lösungsmittel verwendeten Alkanmonocarbonsäure enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß fortlaufend -- ' - durch Kontaktieren mit einer wässrigen, eine starke Mineralsäure enthaltenden Lösung Eisen(III)Verbindungen aus der abgetrennten Extraktphase gewonnen werden, daß die erhaltene organische Phase von der wässrigen Lösung abgetrennt wird, daß die Alkanmonocarbonsäure in der abgetrennten organischen Phase in das Salz eines anderen Metalls als Eisen(III) umgewandelt wird, und daß die erhaltene, das Salz der Alkanmonocarbonsäure enthaltende organische Phase wieder zum Extrahieren von Eisen(III)verbindungen nach Anspruch 1 verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Eisen(III)Verbindungen aus der Extraktphase bei Temperaturen oberhalb 5O C durch Kontaktieren mit einer wässrigen, eine starke Mineralsäure enthaltenden Lösung gewonnhen werden.
409831/0 8 84
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen(III)Verbindungen aus der Extraktphase bei Temperaturen von 60 bis 100 C gewonnen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Extraktion der Eisen(III)verbindungen aus der wässrigen Lösung und bei der Gewinnung der Eisen(III) verbindungen
die gleichen oder
aus der Extraktphase/praktisch die gleichen Temperaturen angewendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkanmonocarbonsäure eine tertiäre Alkanmonocarbonsäure verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
als Alkanmonocarbonsäure eine tertiäre Alkanmonocarbonsäure mit 9 bis einschließlich 11 Kohlenstoffatomen im Molekül verwendet
wird.
4.0 9831/0884
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