DE2427132C3 - Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Metallen aus metallhaltigen Feststoffen - Google Patents

Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Metallen aus metallhaltigen Feststoffen

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DE2427132C3 DE742427132A DE2427132A DE2427132C3 DE 2427132 C3 DE2427132 C3 DE 2427132C3 DE 742427132 A DE742427132 A DE 742427132A DE 2427132 A DE2427132 A DE 2427132A DE 2427132 C3 DE2427132 C3 DE 2427132C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Metallen aus metallhaltigen Feststoffen mittels flüssiger, in organischer Lösung befindlicher organischer K at ionen austauscher.
Hs ist bekannt, daß flüssige, organische Kationenaustauscher wie Fettsäuren, Naphthensäuren und andere Carbonsäuren nebst Alkanphosphorsäurcn, wie Di-(2-äthylhexylj-phosphorsäure (HDEHP), zur Abtrennung von iiletallen aus wäßrigen Lösungen mittels Komplex bildung zwischen den Metallionen und den erwähnten organischen Bestandteilen verwendet werden können. Wenn die wirksamen organischen Bestandteile in einem organischen, in der wäßrigen Phase unlöslichen Lösungsmittel gelöst vorliegen, bewirkt ein Kontakt zwischen der organischen und der wäßrigen Phase die Bildung eines metallorganischen Komplexes zwischen dem wirksamen organischen Bestandteil und dem Metallion in der wäßrigen Phase. Der gebildete metallorganische Komplex ist in der organischen Phase, nicht iber in der wäßrigen Phase löslich, und uas Metall wird auf diese Weise von der organischen Phase aufgenommen.
Die Bildung des metallorganischen Komplexes erfolgt durch Kationenaustausch, wobei eine mit der aus der wäßrigen Phase extrahierten Metallmenge gleichwertige Protonenmenge aus der organischen Säure freigesetzt wird. Dies hat eine entsprechende Erniedrigung des pH-Wertes der wäßrigen Phase zur Folge. Nun ist die Bildung der metallorganischen Phase primär vom pH-Wert abhängig und erfolgt erst oberhalb eines bestimmten pH-Wertes. Als allgemeine Regel kann man bei Carbonsäuren voraussetzen, daß die untere Grenze einer Extraktion von Metallionen etwas unterhalb des pH-Wertes liegt, bei welchem die entsprechenden Metalle als Hydroxide ausgefällt werden.
Diese Abhängigkeit der Bildung der metallorganischen Phase vom pH-Wert bedeutet, daß die Extraktion selektiv erfolgen kann und die Abtrennung der Metalle durch Regelung des pH-Wertes der wäßrigen Lösung erzielt werden kann.
Alkylphosphorsäuren können Metallionen im allgemeinen bei niedrigeren pH-Werten als die Carbonsäuren extrahieren, wobei jedoch beim Übergang von Carbonsäuren auf Alkylphosphorsäure als Kationenauslauscher eine Umkehr der Selektivität für Kupfer und Zink auftreten auftreten kann.
Im allgemeinen wird daher daher bei einer Extraktion von Metallionen durch in der Säureform vorliegende Kationenaustauscher eine äquivalente Protonenmenge freigesetzt, so daß nach Extraktion einer begrenzten Metallionenmenge der untere pH-Wert erreicht wird und die Extraktion aufhört. Dem kann man durch Zusatz von Alkali entgegenwirken, wodurch der pH-Wert durch Neutralisation der freigesetzten Protonen auf einem Niveau gehalten wird, bei welchem die Extraktion der Meiallionen fortdauern kann. In der Praxis bedeutet dies jedoch, daß die Verwendung der obenerwähnten Kationenaustauscher zur Extraktion von Metallionen in vielen Fällen nicht durchführbar ist oder gegenüber einer Ausfällungsreaktion keine wirtschaftlichen Vorteile bietet, weil ein der extrahierten Metallmenge entsprechender Alkalizusatz erforderlich ist.
In »Chemisches Zentralblatt 1965, Heft 11, Referat 2501« wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem man Uranerze mit einer in einem organischen Lösungsmittel gelösten Alkylphosphorsäure in Gegenwart von Schwefelsäure behandelt und das gelöste Uran dann mit Salzsäure abstreift. Dieses V !fahren weist ebenfalls die oben geschilderten Nachteile auf, da hier der untere Grenz-pH-Wcrt, ab dein die Bildung der metallorganischen Phase aufhört, schon früher als ohne Mineralsäurczusatz erreicht wird.
In der norwegischen Patentschrift 108 047 sind Verfahren zur Abscheidung von Eisen aus Metallsulfat-
lösungen und ein hydrometallurgisches Verfahren zur Herstellung von Zink beschrieben. In dieser Patentschrift ist erwähnt, daß die Auslaugung von Röstblende mit Schwefelsäure in zwei Stufen erfolgt, wobei die erste Stufe als neutrale Auslaugung und die zweite Stufe als saure Auslaugung bezeichnet wird. In der ersten Stufe wird Röstblende im Überschuß zugesetzt, so daß die Auslaugung relativ mild erfolgt. Dabei wird Eisen nicht aufgelöst, und man erhält eine eisenfreie Zinksulfatlösung. Der Rückstand enthält dabei jedoch bedeutende Mengen an in Form von Zinkferriten an Eisen gebundenem Zink. Zur Erhöhung der Gesamt-Zinkausbeute wird dieser Rückstand einer kräftigen Auslaugung unter Erhitzen mit einem Überschuß an Schwefelsäure, der sogenannten sauren Auslaugung ausgesetzt. Dabei löst sich zwar die restliche Zinkmenge auf, jedoch gehen erhebliche Eisenmengen mit in Lösung. In der vorerwähnten Patentschrift ist angegeben, wie dieses Eisen in Gegenwart von Kationen, wie K + , Na+ oder NH4+, als basisches Sulfat in saurer Lösung ausgefällt werden kann. Dieses Ausfällungsprodukt wird Jarosit genannt. Das in der norwegischen Patentschrift beschriebene Verfahren bildet die Grundlage des sogenannten Jarositverfahrens in der hydrometallurgischen Herstellung von Zink. Dieses Verfahren wird bei einer Reihe von Zinkhütten verwendet. Ein Vorteil dieses Verfahrens gegenüber den früheren ist, daß Eisen nicht den begrenzenden Faktor für den Auslaugungswirkungsgrad bei Säurebehandlung von Röstblende bildet.
Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung bestand nun darin, ein verbessertes Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Metallen aus metallhaltigen Feststoffen mittels flüssiger, in organischer Lösung befindlicher organischer Kationenaustauscher zu schaffen, bei welchem ein Zusatz äquivalenter Laugenmengen nicht notwendig ist und das ferner eine gute Gesamtausbeute an an im gewinnendem Metall in hoher Reinheit liefert.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß so gelöst, daß
(a) der Feststoff mit dem Kationenaustauscher unter Bildung von einem oder mehreren in der organischen Phase löslichen Metallkomplexen ausgelaugt, die organische Phase abgetrennt und
(b) die organische Phase mit den darin gelösten Metallkomplexen mit einer Mineralsäure unter Überführung des Kaiionenaustauschers in die H+ -Form und der Metalle in ihre Salze behandelt, die organische Phase abgetrennt und erneut verwendet,
(c) die organische Phase gemäß (a) mit wäßrigen Metallsalzlösungen unter selektivem Austausch von Metallkalionen extrahiert, die organische Phase abgetrennt, mit einer Mineralsäure unter Überführung des Kationenaustauschers in die H+-Form und der Metalle in ihre Salze behandelt, die organische Phas<* abgetrennt und erneut verwendet wird,
(d) die wäßrigen Salzlösungen nach (b) oder (c) entweder erneut erneut mit einem beladenen Kationenaustauscher analog(c) gereinigt.
(e) die Metallsalzlösungcn nach (d) sowie (b) und (c) in üblicher Weise auf die Metalle aufgearbeitet werden.
Ivs wird auf Fig. 1 verwiesen, welche das erwähnte Verfahren im Prinzip darstellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist in der Figur vorausgesetzt, daß nur zwei Metalle mittels Auslaugung des metallhaltigen Rohmaterials aufgelöst werden, obwohl grundsätzlich keine Begrenzung der Anzahl erfindungsgemäß abtrennbarer und gewinnbarer Metalle gegeben ist.
Bei der Reaktion zwischen dem metallhaltigen Feststoff-Rohmaterial und dem Kationenaustauscher wird vorteilhaft das basischere Metall (MEi) im
to Rohmaterial unter Bildung des metallorganischen Komplexes (K · Mei) mit dem Kationenaustauscher (KH) reagieren. Bei dem nachfolgenden Flüssig-Flüssig-Extraktionsverfahren wird das weniger basische Metall (Men) mittels Austausch mit dem in die wäßrige Phase
Ii übergehenden Metall Mei in die organische Phase extrahiert. Die wäßrige Phase wird somit während des Extraktionsverfahrens mit Metall Mei angereichert, wobei Men gleichzeitig an die organische Phase abgegeben wird.
Falls die wäßrige Phase zusätzlich zu den Metallen Mei und Men auch andere Metalle enthält, können die Metalle durch eine zweckmäßige Aufteilung der organischen Phase und eine Anpassung der Stufenzahl der Extraktionen im Rahmen der technischen Durchfüh-
2') rung des Extraktionsverfahrens einzeln, gegebenenfalls gruppenweise extrahiert werden.
Falls die wäßrige Phase freie Mineralsäure enthält, wird diese ireie Säure im zweckmäßigen Ausmaß durch entsprechende Erhöhung der Menge der während des
ι» Extraktionsverfahrens mit der wäßrigen Phase in Kontakt gebrachten organischen Phase neutralisiert, indem die in der wäßrigen Phase vorhandenen Protonen gegen das basische Metall in der organischen Phase ausgetauscht werden.
!■■> Im allgemeinen ist es vorteilhaft, während der primären Auslaugung der metallhaltigen Feststoffe mit organischer Phase so viel Metall wie möglich zu lösen, da bei einem Überschuß an metallorganischem Komplex in der organischen Phase die Metalle mit
»ι Mineralsäure, wie /.. B. Schwefelsäure, selektiv abgestreift werden können.
Zur Aufarbeitung der wäßrigen Metallsalzlösungen stehen eine Reihe von bekannten Verfahren zur Verfugung Wenn das Abstreifen mit einem Überschuß
■·"· an starker Mineralsäure erfolgt, kann man ein direktes Ausfällen der Metallsalze erzielen. In Fig. 1 wird beispielsweise vorausgesetzt, daß die Metalle mittels Elektrolyse in metallischer Form aus det Abstreiflösung ausgefällt werden.
'Ii Die Erfindung umfaßt, wie oben angegeben, auch ein Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Metallen, z. B. Zink, Kupfer und Eisen, aus einer wäßrigen Lösung ihrer Salze, und zwar sowohl in Gegenwart, als auch bei Abwesenheit von freier Mineralsäure mit Hilfe des
r»"> flüssigen, in einem geeigneten organischen Lösungsmitte! gelösten organischen Kationenaustauschers mittels einer Kombination von Auslaugung eines metallhaltigen Feststoff-Rohmaterials mit dem flüssigen Kationenaustauscher und nachfolgendem Abstreifen, wobei der
w) flüssige Kationenaustauscher vorteilhafterweise eine organische Säure ist. Besonders geeignet ist eine Carbonsäure oder eine Alkanphosphorsäure. Sehr vorteilhaft sind synthetische Fettsäuren, die als Mischung vorwiegend tertiärer Carbonsäuren mit starker
t" Verzweigung unter dem Namen »Veisatic 911« über die Firma Shell im Handel erhältlich sind.
Gemäß Erfindung kann man auch mit Vorteil so arbeiten, daß die Metalle mit Hilfe eines Gases aus der
organischen Phase gefällt werden. Als Gase sind beispielsweise Chlorwasserstoff, Kohlendioxid oder Schwefeldioxid geeignet.
Es wird ferner bevorzugt, daß man in dem erfindungsgemäBen Verfahren ein Metalloxide enthaltendes Ausgangsmaterial verwendet.
So arbeitet man vorteilhaft so, daß man als Ausgangsmaterial geröstetes Kupfers'.ilfid- und/oder Zinksulfidkonzentrat einsetzt, oder auch als Ausgangsmateriil oxidierten Schrott oder aus der Elektrolyt-Zementation stammende Oxide verwendet.
Weiter unten wird an Hand eines Beispiels gezeigt, wie die Erfindung innerhalb der hydrometallurgischen Herstellung von Zink verwendet werden kann, wobei das metallhaltige Feststoff-Rohmaterial als Röstblende vorliegt. In diesem Fall wird das Zinkoxid der Röstblende unter Bildung eines metallorganischen Komplexes von Zink reagieren. Der letztere Zinkkomplex wird dann zum Entfernen von Eisenionen aus der sauren Zinksulfatlösung in der Warmauslaugungsstufe des Verfahrens verwendet.
Das allgemeine Prinzip der Erfindung läßt sich jedoch für jedes hydrometallurgische Verfahren verwenden, wo der metallorganische Komplex durch Reaktion zwischen einem festen metallhaltigen Feststoff-Rohmaterial und dem wirksamen organischen Kationenaustauscher hergestellt werden kann. Unter den bekannten hydrometallurgischen Verfahren kann beispielsweise auf das Raffinieren und Herstellen reiner Metalle, wie Kupfer, Nickel, Kobalt und Zink aus Sulfid oder w Oxiderzen verwiesen werden. Bei Sulfiderzen wird das Rohmaterial häufig vorher geröstet, was vor allem das naheliegende Ausgangsmaterial bei der vorliegenden Erfindung ist.
Wenn das metallhaltige Rohmaterial ein metallisches <o Abfallprodukt, z. B. eine Legierung unterschiedlicher Metalle, oder ein Zementationsprodukt, wie in der Reinigungsstufe bei der hydrometallurgischen Herstellung von Zink erhältlich, ist, ergibt eine Oxydationsbehandlung dieses Materials ein Gemisch von Metalloxi- 4» den, wobei die den Metalloxiden entsprechenden Metalle nach dem erfinduiigsgemäßen Verfahren extrahiert und abgetrennt werden können.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise bei der hydrometallurgischen Herstellung von Zink verwendet wird, wo Zinkoxid im Rösigut wie bekannt in Schwefelsäure aufgelöst und Zink elektrolytisch ausgefällt wird, kann das Verfahren zur Entfernung von Eisen aus der Zinksulfatlösung eingesetzt werden, ohne daß es einer Verwendung von Alkali oder anderen Zusatzstoff 5„ fen bedarf. Dies wird weiter unten näher erläutert, wobei beispielsweise vorausgesetzt ist, daß der flüssige Kationenaustauscher eine handelsübliche Carbonsäure, wie »Versatic 911« (Shell), nachstehend »Versatic« genannt, ist und als Lösung in einem geeigneten 5, organischen Lösungsmittel vorliegt.
Es wird auf F i g. 2 verwiesen, welche das Prinzip des unten beschriebenen Verfahrens zeigt. In der Figur entspricht KH der »Versatic«-Säure.
»Versatic« ist in der Säureform gegenüber festem mi Zinkoxid reaktionsfähig. Bei der Reaktion wird ein Metallkomplcx zwischen Zink und »Versatic« (Zn-Versatic) gebildet. Bei dem nachfolgenden Koniakt zwischen der zinkhaltigen organischen Phase und einer eisenhaltigen, wäßrigen Zinksulfatlösung erfolgt ein to Austausch zwischen Zink und Eisen. Dabei wird das Eisen in die organische Phase überführt, wo es als Mctallkotnnlex Fe-Vcr.satic vorliegt. Bei dorn Austausch geht eine gleichwertige Zinkmenge aus der organischen Phase in die wäßrige Zinksulfatlösung über. Das Eisen wird auf diese Weise durch In-Kontakt-bringen der beiden, miteinander nicht mischbaren Phasen in einer oder in mehreren Stufen (in Abhängigkeit von der technischen Durchführung des Extraktionsverfahrens) aus der Zinksulfatlösung entfernt.
Nach der Extraktion kann die organische Phase durch In-Kontakt-bringen mit Schwefelsäure und oder einer anderen Mineralsäure in einer oder mehreren Stufen vom Eisen befreit werden. Dabei wird der Kaiionenaustauscher (»Versatic«) in der Säureform zurückgewonnen und ist erneut zur Beladung für eine Reaktion mit festem Zinkoxid bereit.
Wie aus dem oben beschriebenen Verfahren hervorgeht, dient das Rohmaterial, in diesem Fall Zinkoxid, als Alkali und eine Verwendung zusätzlicher Chemikalien ist unnötig. Bei der Reaktion zwischen »Versatic« und Röstblende wird Zink in einer organischen Phase aufgelöst und später bei der Elektrolyse als Metall ausgefällt, nachdem es in der Extraktionsstufe in die wäßrige Phase übergeführt wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren, welches auf der Kombination der Reaktion zwischen Röstblende mit einem organischen Kationenaustauscher und einer nachfolgenden Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Entfernung von Eisen aus der Zinksulfatlösung Zinksulfatlösung mittels fies gebildeten metallorganischen Zinkkomplexes basiert, eignet sich besonders für die hydrometallurgische Herstellung von Zink. Die zweistufige Auslaugungsmethode, welche dem !arositverfahren zugrunde liegt, kann den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung bilden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat jedoch gegenüber dem Jarositverfahren offensichtliche Vorteile, weil es keiner Zusätze von Chemikalien, wie beispielsweise von Ammoniak, zur Bildung eines Fällungsproduktes bedarf. Ferner kann das Elisen beim vorliegenden Verfahren dem Zyklus in alternativen Formen entnommen werden. Das Abstreifen des organischen Fe-Versalic-Komplexes ist eine sehr flexible Stufe, wo es beispielsweise möglich ist, ein geeignetes Ausgangsmaterial für die Weiterverarbeitung von Eisen zu einen hochwertigen Eisenpulver oder zu Elektrolvt-Eisen herzustellen. Das Eisen, das vor dem Ausfällen gegebenenfalls mit Schwefeldioxid reduziert wird, kann ais Eisensulfat aus der Abstreif-Flüssigkeit auskristallisiert werden, wobei die Eisensulfatkonzentration nahe der Sättigungskonzentration gehalten werden kann.
Grundsätzlich unterliegt die Menge an Eisen, die aus der Zinksulfatlösung entfernt werden kann, keiner Begrenzung. Es sei auch darauf hingewiesen, daß ein Überschuß an freier Schwefelsäure in der stark sauren Lösung im Extraktionsverfahren neutralisiert werden kann. Dies bedeutet, daß eine vorhergehende teilweise Neutralisation mit Röstblende, wie es beispielsweise bei der Eisenausfällung im Jarositverfahren üblich ist. überflüssig wird. Die Zinkausbeute und die Gewinnung der übrigen Metalle im Erz int somit nur vom Grad der Lösung der Metalle im Auslaugungsverfahren abhängig.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner darin zu sehen, daß es ein sehr ".mweltsehutzförderndcs Verfahren darstellt.
Auch sei erwähnt, daß bei dem Luraktionsverfahrcn die Entfernung und Abtrennung anderer Metalle ji.-, Eisen, und insbesondere Kupfer, aus der Zinksulfatlö-Ming sehr 'eicht durchführbar i\t. Eir. Gemisch au>, Klinfcr 7inl· nnH I- U. r, Unn cinil H..I-...-I „,,, r,..,,,.
werden, daß die organische Zinklösung zuerst für eine Fxtraktion von Eisen und danach für eine Extraktion von Kupfer eingesetzt wird. Dies wird aus der untenerwähnten Anwendung für die Behandlung von Grubenwasser näher er- i<;ht!ich.
Falls Kupfer der Hauptbestandteil des metallhaltigen Feststoff- Rohmaterials isi, wird es mit dem organischen kationenaustauscher reagieren und kann in gleicher Weise v,ie der organische Zinkkomplex zur Extraktion von Eisen aus einer Metallsalzlösung verwendet werden.
Es sei betont, daß sich das ertinoungsgemäße Verfahren nicht auf die hydrometallurgische Herstellung von Zink und Kupfer beschränkt, sondern alle Gebiete umfaßt, wo die erwähnte Kombination zwischen Auslaugung eines metallhaltigen Feststoff-Rohmaterials mit einem organischen Kationcndustauscher und einer nachfolgenden Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Abtrennung der Metalle aus der wäßrigen, bei der üblichen Auslaugung des Rohmaterials mit Mineral- μ säure entstehende Lösung verwendet werden kann.
Die erwähnte Kombination zwischen Auslaugung und Flüssig-Flüssig-Extraktion kann auch in Verbidnung mit der Abtrennung und Gewinnung von Metallen Verwendung finden, die nicht unmittelbar bei der Herstellung von Metall-Lösungen aus einem metallhaltigen Feststoff-Rohmaterial anfallen.
Beispielsweise können metallhaltige Abwasser und Beizbäder für die chemische Oberflächenbehandlung in der metallverarbeitenden Industrie und andere metallhaltige Abwässer, wie z. B. von Schwefelkies-Gruben erwähnt werden.
In diesen Fällen muß jedoch der Feststoff, der mit der organischen Säure (Kationenaustauscher) reaktionsfähig ist, dem Zyklus beispielsweise in Form von Kalk J5 zugesetzt werden. Falls eine Lösung des Metalls auf Sulfatbasis vorliegt, wird gleichwertig mit den wiedergewonnenen Metallmengen Gips ausgefällt.
Dieses Verfahren eignet sich beispielsweise gut zur Wiedergewinnung und Abtrennung von Metallen aus w Grubenwasser, das z. B. 0,5 bis 1,0 g/l Kupfer, 1 bis 2 g/l Zink und 5 bis 6 g/l Eisen enthält
Fi g. 3 zeigt ein Verfahrensdiagramm zur Gewinnung und Abtrennung von Kupfer, Zink und Eisen aus Grubenwasser, in welchem die Metalle als Sulfate vorhanden sind. Als organischer Kationenaustauscher kann z. B. »Versatic« verwendet werden. In einer ersten Stufe der Flüssig-Flüssig-Extraktion wird Eisen aus dem Gemisch abgetrennt und in der nächsten Stufe kann Kupfer vom Zink getrennt werden. Die restliche Zinksulfatlösung hat eine Zinkkonzentration, die der ursprünglichen Gesamtkonzentration von Zink, Kupfer und Eisen, und gegebenenfalls freier Schwefelsäure, entspricht. Aus dieser Zinksulfatlösung kann ein Seitenstrom zur Behandlung mit Kalk und Bildung des bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion benützten metallorganischen Zinkkomplexes entnommen werden.
Falls das vorliegende Verfahren zur Verarbeitung verbrauchter Beizbäder mit verhältnismäßig hohen Konzentrationen an Zink und Eisen im Gemisch verwendet wird, kann der bereits erwähnte Zn-Versatic-Komplex beispielsweise für eine Flüssig-Flüssig-Extraktion zur Abtrennung von Eisen aus dem Beizbad verwendet werden. Nach dieser Behandlung besteht das Bad aus einer Zinksalzlösung, woraus Zink ausgefällt und in reiner Form gewonnen werden kann.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert
Beispiel 1
20vj g !ethnisches, mittels Rösten von Zinksullidkon- ^entraten hergestelltes Rostgut wurde mit 1 Liter organischer Phase, bestehend aus in einem isoaliphatischen Lösungsmittel (das unter dem Namen »Shellsol 1 D« vop der Γϋτη» Shell in den Handel g^biacht wird) gelöstem »Versatic 911<< (30%) in Kontakt gebracht. Nach 20 Minuten langem Rühren bei 50"C wurden die feste und die flüssige Phase getrennt. Die organische Phaoi. iidUc nun eine Zinkkonzentration von 40 g/i.
In tincm Rüiirbehälter wurden 100 ml einer wäßrigen Sulfatierung mit einem Gehalt von 120 g/l Zink und 18 g/i ilisen mit 317 ml der obenerwähnten reiner 30%igen Versatic-I osung zusammengebracht 83 m der zinkbeladenen Versatic-Lösung, die 40 g/l Zink enthält, wu.den dann nach und nach zugesetzt,und nach einer Kontaktdauer von einer Stunde bei 200C wurder die wäßrif e i;nd die organische Phase getrennt.
Fine Analyse der beiden Phasen zeigte folgend« Ergebnisse:
Wäßrige Phase: 152,0 g/1 Zn 0,3 g/1 Fe Organische Phase: 0,4 g/l Zn 4,42 g/l Fe
Beispiel 2
Aus einer wäßrigen Sulfatlösung, die 120 g/l Zink unc 18 g/l Eisen enthielt, wurde in einer Apparatur mit dre hintereinandergeschalteten Misch-Absitz-Zonen be 50°C Eisen in kontinuierlichem Betrieb extrahiert Die
OrgSriiSCuG ι iiaSe
WaF ΐΠ ZWCi ijtrOnTic aüigctciit, UHC
zwar in eine reine 30%ige Versatic-Lösung (Org.-l) unc eine zinkbeladene 30%ige Versatic-Lösung (Org.-2), die 40 g/l Zink enthielt. Das organische Lösungsmittel wai »Shellsol TD«.
Die wäßrige Phase und die Org.-l-Lösung wurden ir der ersten bzw. letzten Stufe zugeführt, während dis Org.-2-Lösung über die drei Stufen verteilt wurde.
Relative gesamte Zufuhrgeschwindigkeit: Wäßrig: Org.-1 : Org.-2 = 1 : 22 : 0,8
Die abströmende wäßrige Zinksulfatlösung enthielt 152 g/l Zn und weniger als 0,1 g/l Fe.
Beispiel 3
Aus einer schwefelsauren Sulfatlösung, die 120 g/ Zink und 18 g/l Eisen nebst 25 g/l freier Schwefelsäure enthielt, wurden sowohl das Eisen als auch die freier Protonen in kontinuierlichem Betrieb, wie im Beispiel '<. angegeben, extrahiert.
Relative gesamte Zufuhrgeschwindigkeit: Wäßrig: Org.-l : Org.-2 = 1,8 : 1,2
Die abströmende wäßrige Zinksulfatlösung enthiel 169 g/l Zn und weniger als 0,1 g/l Fe.
Beispiel 4
100 g Metalloxid wurden mit 1 Liter organische! Phase, bestehend aus 30% in »Shellsol TD« aufgelösten Kationenaustauscher, in Kontakt gebracht Nach 2( Minuten langem Umrühren bei 50° C wurden die fest< und die flüssige Phase getrennt und die Metallkonzen tration in der organischen Phase bestimmt. Dif Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Tabelle
Metallkonzentration in g/l in der organische
nach Kontakt mit Metall. juIcp
Metalloxid
Kalionenaustai^ ■eher
Versatie 91! HDEHP
1,56 0,53
1,50 0,57
0,22 0.15
Beispiel 5
Ein Gemisch von 75 g ZnO und 75 g CuO wurde mit 1 Liter organischer Phase, bestehend aus 10% Versatie in Shellsol TD, in Kontakt gebracht. Nach 20 Minuten langem Umrühren bei 500C enthielt die organische Phase 27 g/l Zn und 0,02 g/l Cu.
Beispiel 6
Ein Gemisch aus 25 g N12O3 und 25 g CuO wurde bei 300C mit einer organischen Phase wie im Beispiel 5 in
Kontakt gebracht. Die Metallkonzentration in der organischen Phase betrug nach 20 Minuten 0,35 g/l Ni und 0,03 g/l Cu.
Beispiel 7
1 Liter Zinksulfatlösung mit einem Zn-Gehalt von 15 g/l wurde einer gleichwertigen Menge festem CaO, entsprechend etwa 9,2 g, zugesetzt. Nach 5stündigem Rühren bei 20'C wurde der Niederschlag von der wäßrigen Phase abfiltriert.
Der aus Gips und ausgefälltem Zinkhydroxid bestehende Filterkuchen wurde in zwei gleich große Teile geteilt und je einem Rührbchälter zugefügt. Jeder Teil wurde mit 400 ml von in Shellsol TD aufgelöstem 3ü*bigcm Versatie 911 bzw. 30%igem HDEHP in Kontakt gebracht. Nach 30 Minuten langem Rühren bei 20°C war die Zinkkonzentration in den beiden organischen Lösungen folgende:
30% 30%
Versatie 911:
HDEHP:
15,1 g/l Zn
14,9 g/l Zn.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen von Metallen aus metallhaltigen Feststoffen mittels flüssiger, in organischer Lösung befindlicher organischer Kationenaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß
(a) der Feststoff mit dem Kationenaustauscher unter Bildung von einem oder mehreren in der organischen Phase löslichen Metallkomplexen ausgelaugt, die organische Phase abgetrennt und
(b) die organische Phase mit den darin gelösten Metallkomplexen mit einer Mineralsäure unter Überführung des Kationenaustauschers in die H + -Form und der Metalle in ihre Salze behandelt, die organische Phase abgetrennt und erneut verwendet,
oder
(c) die organische Phase gemäß (a) mit wäßriger, Metallsalzlösungen unter selektivem Austausch von Metallkationen extrahiert, die organische Phase abgetrennt, mit einer Mineralsäure unter Überführung des Kationenaustauschers in die H*-Form und der Metalle in ihre Salze behandelt, die organische Phase abgetrennt und erneut verwendet wird.
(ti) die wäßrigen Salzlösungen nach (b) oder (c) entweder erneut mit einem beladencn Kationenaustauscher analog (c) vereinigt,
oder
(c) die Metallsalzlösungen nach (d) sowie (b) und (c) in üblicher Weise auf die Metalle aufgearbeitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als lonenausttauscher eine organische Säure verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Ionenaustauscher eine Carbonsäure oder eine Alkanphosphorsäure verwendet wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle mit Hilfe eines Gases aus der organischen Phase gefällt werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Metalloxide enthaltendes Ausgangsmaterial verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial geröstetes Kupfersulfid- und/oder Zinksulfidkonzentrat eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial oxidierter Schrott oder aus der Elektrolyt-Zementation stammende Oxide eingesetzt werden.
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