DE2406408A1

DE2406408A1 - Verfahren zur ausfaellung von schwermetallen aus sauren waessrigen loesungen

Info

Publication number: DE2406408A1
Application number: DE19742406408
Authority: DE
Inventors: Per Ejvin Haglund
Original assignee: Stora Kopparbergs Bergslags AB
Current assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 1973-02-21
Filing date: 1974-02-11
Publication date: 1974-08-29
Also published as: JPS49125292A; DE2406408C2; CA1019853A; GB1450982A; FR2218392A1; IT1008212B; FR2218392B3

Description

Priorität vom 22_._Februar_1973 aufgrund der schwedischen Patentanmeldung Nr. 73 02449-9

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausfällung von Schwermetallen, wie beispielsweise Eisen, Chrom, Kobalt, Kupfer oder Nickel aus sauren wässrigen Lösungen, die Schwefelsäure enthalten, wie beispielsweise aus einer verbrauchten Beizlauge, sauren galvanischen Bädern und Auslauglösungen, in der Form von Hydroxiden in einer leicht filtrierbaren Form, die geeignet ist, als Legierungszusätze in Metallschmelzöfen verwendet zu werden.

Bisher erfolgte die Ausfällung mit Kalk, um diese Lösungen unschädlich zu machen· Es sind jedoch große Mengen an Kalk erforderlich, die zu einem Produkt führen, das schwierig zu filtrieren ist und in dem Verbindungen, wie Sulfat, welche schädlich für die weitere Verwendung sind, gebunden sind·

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D±e verschiedenen Schwermetalle wurden auch selektiv unter Verwendung unterschiedlicher Ausfällungsmittel ausgefällt. Dies erwies sich jedoch als kompliziert und aufwendig»

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode _g die unter Verwendung einer einfachen Apparatur und unter Verwendung billiger Zusatzstoffe durchgeführt werden kann und die die Hydroxide in einer Form liefert, die als Legierungszusatz in metallurgischen Schmelzöfen verwendet werden kann. In den meisten Fällen können Niederschläge, die mehrere Schwermetallverbindungen enthalten, ohne irgendeine Schwierigkeit verwendet werden.

Die Erfindung ist besonders geeignet für Lösungen, die hauptsächlich Schwefelsäure als sauren Bestandteil enthalten, wie beispielsweise schwefelsaure Beizflüssigkeiten oder -lösungen, die durch Extraktion von einwertigen anorganischen Säuren befreit wurden, wie beispielsweise gemäß der deutschen Patentanmeldung P 23 02 563.O. Das Verfahren ist auch geeignet für andere Lösungen, die Schwefelsäure in größeren oder kleineren Mengen enthalten, sowie für Lösungen, die auch größere oder kleinere Mengen an Fluoridionen enthalten. In diesem Fall sollten Calciumionen in einer Menge äquivalent zu der Menge der Fluoridionen züge-

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setzt werden, um eine anschließende Ausfällung der Fluoridionen zu bekommen, während der Säuregehalt der Lösung ausreichend hoch gehalten wird, daß ihr pH-Wert k nicht übersteigt· Bei diesem niedrigen pH-Wert fallen weder Calciumfluorid noch Calciumsulfat aus. Der pH-Wert kann durch Zugabe von Schwefelsäure korrigiert werden. Die ^alciumionen werden zweckmäßig in der Form von Calciumcarbonat zugesetzt, welches sich löst und dabei Kohlendioxid ergibt, wenn der pH-Wert h oder weniger ist. Die gelöstes Calciumfluorid enthaltende Lösung wird dann mit Alkali auf einen pH-Wert von 8 neutralisiert. Das Alkali wird vorzugsweise in der Form von konzentrierter Natronlauge zugesetzt. Calciumfluorid beginnt auszufallen, wenn der pH-Wert h übersteigt. Es bleiben keine Calciumionen, um als Calciumsulfat ausgefällt zu werden. Die Metallhydroxide fallen bei einer weiteren Erhöhung des pH-Wertes aus. Der pH-Wert sollte 8 nicht wesentlich übersteigen, da bestimmte Metallhydroxide, wie beispielsweise Chromhydrßxid, dann gelöst würde. Eine wirksame Menge, vorzugsweise das etwa O₈7 bis 2-fache des Gewichtes der ausgefällten Metallhydroxide, eines geeigneten pulverförmigen Filterhilf smittels wird dann zugesetzt, und das Gemisch wird gerührt, vorzugsweise durch Einblasen von Luft, die den Vorteil hat, gleichzeitig zweiwertiges Eisen zu dreiwertigem Eisen zu oxidieren. Da Kalk gewöhnlich als ein Schlackenbildner für Schmelzverfahren in metallurgischen

Öfen zugesetzt wird, sind kalkhaltige Filterhilfsmittel

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geeignet. Feinkörniges Calciumcarbonat, wie beispielsweise Staub aus den Elektrofiltern in Kalkröstöfen mit einer Teilchengröße von weniger als 0,5 mm, erwies sich als besonders vorteilhaft. Andere geeignete Filterhilfsmittel sind beispielsweise feingemahlenes Calciumfluorid oder selbst, wenn das metallurgische Verfahren saure Schlacke verwendet, kieselsäurehaltige Filterhilfsmittel, wie Kieselgur. Das Filterhilfsmittel soll in der Flüssigkeit unlöslich sein. Daher ist Calciumoxid und Calciumhydroxid nicht brauchbar, doch ist Calciumcarbonat brauchbar, da es bei einem pH-Wert von etwa 8 unlöslich ist. Wenn die Ausfällung mit Alkali bei einer Temperatur von etwa 30 bis 90 C und mit einer Schwermetallkonzentration von wenigstens 2 g je Liter durchgeführt wird, erhält man einen leicht filtrierbaren und waschbaren Niederschlag unter Verwendung ziemlich mäßiger Mengen an Filterhilfsmittel. Das Waschen mit ¥aser entfernt Schwefel, d-eap hauptsächlich in der Form von Alkalisulfat vorliegt, aus dem Niederschlag, was den Wert des Niederschlages vom metallurgischen Standpunkt erhöht.

Beispiel

Zu einer verbrauchten Beizlauge, die die folgenden Komponenten, berechnet je Liter, enthielt:

26 g Fe

5 g Cr 8 g Ni

6 g HF 120 g H₂SO₄

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wurden 30 S CaCO _ zugesetzt, was äquivalent zu der Menge an HF war. Der pH-Wert der Lösung blieb gut unterhalb Die Lösung, die eine Temperatur von .50 C besaß, wurde dann mit etwa 100 g NaOH in der Form einer kofoxgen wässrigen Lösung bis zu einem pH-Wert von S neutralisiert. 70 g Staub aus den Elektrofiltern eines Kalkbrennofens mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,07 mm wurden dann unter Rühren zu dem Gemisch zugesetzt. Die Lösung wurde filtriert und auf einem Vakuum-Trommelfilter gewaschen. Infolge der günstigen Struktur des Filterkuchens konnte die Feststoffbeladung des Filters auf

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bi 30 kg je m und Stunde gehalten werden. Der erhaltene Filterkuchen, der einen Feststoffgehalt von 45 bis 50 Gew."^a besaß, winde mit Wasser gewaschen, getrocknet und als Zusatzstoff in einer Schmelze von rostfreiem Stahl verwendet.

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Claims

Patentansprüche

1.' Verfahren zur Ausfällung von Schwermetallen in der Form von Hydroxiden aus einer sauren wässrigen Lösung, die Schwefelsäure und die Schwermetalle in einer Konzentration von wenigstens 2 g je 1 enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die saure wässrige Lösung bei einer Temperatur von JO bis 90 C unter Rühren mit einem Alkalihydroxid bis zu einem pH-¥ert von etwa 8 neutralisiert, ein als Zusatzstoff für Metallschmelzen geeignetes pulverförmiges Filterhilfsmittel zusetzt, die Lösung filtriert und wäscht und den Filterkuchen trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung einer auch Fluoridionen enthaltenden Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man zu der sauren wässrigen Lösung eine Menge an Calciumionen wenigstens äquivalent zu dem Gehalt der Fluoridionen zusetzt, während man den pH-Wert der Lösung auf einem Wert nicht größer a3s k hält und so Calciumfluorid während der anschließenden Neutralisation ausfällt.

3« Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lösung mit Natriumhydroxid, vorzugsweise in der Form einer konzentrierten Lösung, neutralisiert.

h. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeiehnet, daß man das Rühren durch Einblasen von Luft durchführt

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und so gleichzeitig zweiwertes zu dreiwertigem Eisen oxidiert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß man als Filterhilfsmittel feinkörniges Calciumcarbonat mit einer Teilchengröße kleiner als 0,5 mm verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man das Filterhilfsmittel in einer Gewichtsmenge des 0,7 bis 2-fachen der Menge der ausgefällten Metallhydroxide zusetzt.

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