DE2615287C2 - Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein - Google Patents

Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein

Info

Publication number
DE2615287C2
DE2615287C2 DE2615287A DE2615287A DE2615287C2 DE 2615287 C2 DE2615287 C2 DE 2615287C2 DE 2615287 A DE2615287 A DE 2615287A DE 2615287 A DE2615287 A DE 2615287A DE 2615287 C2 DE2615287 C2 DE 2615287C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
copper
zinc
exchanger
solution
organic phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2615287A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2615287B1 (en
Inventor
Helmut Dipl.-Chem. Dr. Junghanss
Dieter Perschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DUISBURGER KUPFERHUETTE 4100 DUISBURG
Original Assignee
DUISBURGER KUPFERHUETTE 4100 DUISBURG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DUISBURGER KUPFERHUETTE 4100 DUISBURG filed Critical DUISBURGER KUPFERHUETTE 4100 DUISBURG
Priority to DE2615287A priority Critical patent/DE2615287C2/en
Priority to PT66379A priority patent/PT66379B/en
Priority to ES457538A priority patent/ES457538A1/en
Priority to AU24127/77A priority patent/AU2412777A/en
Priority to BE176492A priority patent/BE853336A/en
Priority to JP3963077A priority patent/JPS52123903A/en
Publication of DE2615287B1 publication Critical patent/DE2615287B1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2615287C2 publication Critical patent/DE2615287C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00Compounds of copper
    • C01G3/003Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00Compounds of zinc
    • C01G9/003Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C22B19/26Refining solutions containing zinc values, e.g. obtained by leaching zinc ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/42Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by ion-exchange extraction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Verfahren zur Aufarbeitung NE-metallhaltiger, insbesondere Kupfer und Zink enthaltender Lösungen beliebiger Herkunft, Zusammensetzung und Konzentrationsverhältnisse der einzelnen NE-Metalle durch Solventextraktion, wobei die Hauptkomponenten, insbesondere Kupfer und Zink, in Form hochreiner Endprodukte erhalten werden.The invention relates to a multi-stage process for processing non-ferrous metals, in particular copper and zinc-containing solutions of any origin, composition and concentration ratio of the individual non-ferrous metals by solvent extraction, whereby the main components, especially copper and zinc, can be obtained in the form of highly pure end products.

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Anwendung eines flüssigen Kationenaustauschers, der gegenüber den NE-Metallkationen eine unterschiedliche Bindungsfestigkeit aufweist, sowie auf der Tatsache, daß wenigstens eine der erfindungsgemäß einzusetzenden Lösungen ammoniakalisch istThe inventive method is based on Use of a liquid cation exchanger, which is different from the non-ferrous metal cations Has bond strength, as well as the fact that at least one of the invention to be used Solutions is ammoniacal

Es ist bekannt, daß in neuerer Zeit hydrometallurgische Verfahren gegenüber rein pyrometallurgischen zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die Gründe hierfür sind einmal in der Notwendigkeit zur Verminderung der Umweltbelastung und zum anderen im Zwang Verhüttung immer ärmerer Erze zu suchen. Außerdem müssen zunehmend hüttenmännische Zwischenproduk-It is known that in recent times hydrometallurgical processes have been compared to purely pyrometallurgical processes are becoming increasingly important. The reasons for this are once in the need for reduction environmental pollution and, on the other hand, the need to smelt ever poorer ores. aside from that more and more metallurgical intermediate products

te und Rücklaufmaterialien in die N E-Metallerzeugung einbezogen werden.te and return materials to NE metal production be included.

Hydrometallurgische Verfahren werden häufig in Kombination mit pyrometallurgischen Aufschlußverfahren durchgeführt, indem man diesen eine Löse(Lau- > gungs)stufe nachschaltet und die so gewonnene, komplexe, meist unreine, NE-metallha!t:ge Lösung in einer Reihe von Zementations- und/oder Fällprozessen auf die darin enthaltenen Wertträger aufarbeitet. Der schon klassische Weg für die Laugeaufarbeitung ι ο chlorierend gerösteter Kiesabbrände ist ein Beispiel für diese Verfahrensweise. Eine ähnliche Verfahrenskombination stellt das Abrösten sulfidischer Erzkonzentrate dar. Als Röstprodukt erhält man ein NE-Metallsulfatgemisch, das ebenfalls mit Säure ausgelaugt wird. Aus der ι s Lösung erhält man wie oben die Wertmetalle durch Zementation und/oder Fällung. Infolge der geringen Selektivität dieser Trennoperationen sind die gewonnenen NE-Metallprodukte, z. B. Zementkupfer, Zinkhydroxid, Kobalthydroxid usw, noch unrein uno bedürfen in aller Regel einer Nachreinigung. Diese kann in einer Feuerraffination, Druckentchlorung, Elektroraffination oder einem Umfällprozeß bestehen.Hydrometallurgical processes are often carried out in combination with pyrometallurgical digestion process by this one solvent (lauryl> confining) level out downstream, and the thus obtained complex, often impure, nonferrous metallha t! Ge solution in a series of cementation and / or processing processes on the valuable carriers contained therein. The already classic way of processing lye ι ο chlorinated roasted gravel burns is an example of this procedure. A similar combination of processes is the roasting of sulphidic ore concentrates. The roasted product obtained is a non-ferrous metal sulphate mixture, which is also leached with acid. As above, the valuable metals are obtained from the solution by cementation and / or precipitation. As a result of the low selectivity of these separation operations, the non-ferrous metal products obtained, e.g. B. cement copper, zinc hydroxide, cobalt hydroxide, etc., which are still impure and usually require subsequent cleaning. This can consist of fire refining, pressure dechlorination, electro refining or a reprecipitation process.

Die vorstehend summarisch aufgeführten metallurgischen Grundoperationen sind vielfältig variiert worden. So wurde vorgeschlagen, das Laugegut mechanisch vorzubehandeln (z. B DT-OS 20 42 609) oder unter Druck aufzuschließen (z. B. DT-AS 19 47 535; Erzi etall X [1957], S. 158 ff.; Journal of Metals [1959], S. 836 ff.). Die Verwendung anderer Mineralsäuren als Schwefelsäure, z. B. Salpetersäure (DT-AS 11 89 720), wurd? " ebenso vorgeschlagen wie die von Ferrichlorid (z. B. DT-OS 20 30 503) oder sauren Kupfersulfatlösungen (z. B. DT-OS 22 07 382) als Laugungsmittel. Zusammenfassende Darstellungen der Entwicklungen in der NE-Metallurgie werden z.B. in E/MJ (1972), S. 173 ff, E/MJ (1975), S. 133 ff, der theoretischen Grundlagen der Laugung in »Metallwissenschaft und Technik« (1970), S. 1074 ff. gegeben. Allen Verfahren ist gemeinsam, daß die anfallenden Lösungen sauer sind und stets gewisse Konzentrationen an gelöstem Eisen enthalten, was für die Weiterverarbeitung auf Wertmetalle sehr nachteilig ist.The basic metallurgical operations listed above have been varied in many ways. It was proposed to pretreat the lye mechanically (z. B. DT-OS 20 42 609) or under To unlock pressure (e.g. DT-AS 19 47 535; Erzi etall X [1957], p. 158 ff .; Journal of Metals [1959], pp. 836 ff.). The use of mineral acids other than sulfuric acid, e.g. B. nitric acid (DT-AS 11 89 720), was? " suggested as well as that of ferric chloride (e.g. DT-OS 20 30 503) or acidic copper sulfate solutions (e.g. DT-OS 22 07 382) as a leaching agent. Summarizing representations of the developments in the Non-ferrous metallurgy are e.g. in E / MJ (1972), p. 173 ff, E / MJ (1975), p. 133 ff, the theoretical fundamentals der Leachung in "Metallwissenschaft und Technik" (1970), p. 1074 ff. given. All procedure is in common that the resulting solutions are acidic and always have certain concentrations of dissolved iron contain, which is very disadvantageous for further processing on valuable metals.

Seit billiges Ammoniak zur Verfügung steht, hat man in dem Bestreben, das Inlösunggehen von Eisen zu verhindern, auch dieses Lösungsmittel eingesetzt. Man macht dabei von der Eigenschaft des Ammoniaks Gebrauch, praktisch zwar fast alle wertvollen Metalle (außer Gold), nicht aber wertlose BegleKmetalle, insbesondere Eisen, Mangan, Blei, in Form kationischer Aminkomplexe aufzulösen. Auch die gesamte Gangart bleibt ungelöst zurück im Gegensatz zur sauren Auflösung, bei der z. B. Kieselsäure zur kolloidalen Auflösung neigt und dann zu Filtrationsschwierigkeiten führt.Since cheap ammonia has become available, there has been an effort to prevent iron from going into solution also prevent this solvent from being used. One makes of the property of ammonia Use, practically almost all valuable metals (except gold), but not worthless accompanying metals, in particular iron, manganese, lead, to dissolve in the form of cationic amine complexes. Also the whole pace remains undissolved in contrast to acidic dissolution, in which z. B. silica for colloidal Tends to dissolve and then leads to filtration difficulties.

Die ainmoniakalische Erzlaugung wird beschrieben in »Austral Inst, of Mining and Metallurgy«, Adelaide (197I)1S. 1 ff.; DT-OS 21 56 940; Canad. Mining (1974), S. 62 ff.; DT-OS 23 62 693 und in Inst, of Mining (1974), S. C 14 ff. Bei Zugabe von Luft bzw. Sauerstoff können in no ammoniakalischer Lösung auch NE-Metalle und -legierungen in guter Ausbeute in Lösung gebracht werden: US 29 12 305, DT-OS 23 40 399 u. a. Auf die Weiterverarbeitung dieser Lösungen wird anschließend im Zusammenhang mit der Verbesserung der hydrometall- (15 urgischen Behandlung der sauren Lösungen eingegangen. The ammoniacal ore leaching is described in "Austral Inst, of Mining and Metallurgy", Adelaide (197I) 1 p. 1 ff .; DT-OS 21 56 940; Canad. Mining (1974), p. 62 ff .; DT-OS 23 62 693 and in Inst, of Mining (1974), pp. C 14 ff. With the addition of air or oxygen, non-ammoniacal solution and non-ferrous metals and alloys can also be dissolved in good yield in a good yield: US 29 12 305, DT-OS 23 40 399 et al. The further processing of these solutions will then be discussed in connection with the improvement of the hydrometallic treatment of the acidic solutions.

Mit der Entwicklung von Ionenaustauschern, zunächst in fester Form, erhielt die Hydrometallurgie die Möglichkeit, zahlreiche der bisherigen Nachteile der konventionellen Trennoperationen zu vermeiden. So bewirken Ionenaustauscher eine wesentlich schärfere Trennung der NE-Metalle und führen somit zu reineren Endprodukten. Außerdem entfallen eine Reihe aufwendiger Fest/flüssig-Trennoperationen (Abtrennung von Zementaten und Fällschlämmen) der klassischen Verfahrensgänge. Demgegenüber zeigte sich bald der ökonomische Nachteil fester Austauscher, die zu einem vollständigen Reaktionszyklus ein Extraktionsmittel für das zu gewinnende Metall (normalerweise eine Mineralsäure) sowie ein Regenerationsmittel für das Harz (z. B. eine Lauge) benötigen und deren Lebensdauer insbesondere in konzentrierten Lösungen beschränkt ist Sie wurden daher nur für sehr wertvolle Metalle, z. B. Edelmetalle, Lanthanide, Uran, verwendet und kamen für Gebrauchsbuntmetalle nicht in BetrachtWith the development of ion exchangers, initially in solid form, hydrometallurgy received the Ability to avoid many of the previous disadvantages of conventional cutting operations. So Ion exchangers cause a much sharper separation of the non-ferrous metals and thus lead to purer ones End products. In addition, a number of complex solid / liquid separation operations (separation of Cementates and felled sludge) of the classic process steps. In contrast, the soon became apparent economic disadvantage of solid exchangers that require an extractant for a complete reaction cycle the metal to be recovered (usually a mineral acid) and a regenerant for the resin (e.g. a lye) and their lifespan is limited, especially in concentrated solutions were therefore only used for very valuable metals, e.g. B. Precious metals, lanthanides, uranium, used and came for non-ferrous heavy metals not considered

Die Entwicklung flüssiger Extraktionsmittel eröffnete auch für die Gewinnung dieser Gebrauchsmetalle ökonomisch interessante Möglichkeiten. Man unterscheidet bei den flüssigen Extraktionsmitteln im wesentlichen drei Typen von zunehmender Bindungsfestigkeit und Selektivität:The development of liquid extractants also opened up for the extraction of these common metals economically interesting opportunities. A distinction is made between the liquid extractants in three main types of increasing bond strength and selectivity:

a) Unpolare Lösungsmittel, die über rein physikalische Verteilungsgleichgewichte Neutralmolekel extrahieren,a) Non-polar solvents that have purely physical Extract distribution equilibria of neutral molecules,

b) Ionenaustauscher im engeren Sinne, die entweder kationisch (Typ Organophosphorsäuren) oder anionisch (Typ aliphatische Amine, quarternäre Ammoniumverbindungen) austauschen undb) Ion exchangers in the narrower sense, which are either cationic (type organophosphoric acids) or exchange anionic (type aliphatic amines, quaternary ammonium compounds) and

c) Chelatbildner vom Typ der 1,2-Diketone, Hydroxyoxime und Hydroxychinoline.c) chelating agents of the 1,2-diketone type, hydroxyoxime and hydroxyquinolines.

Die letzgenannten zeichnen sich infolge ihrer kombinierten Ionen- und Koordinationsbindung durch besonders hohe Selektivität aus. Inzwischen sind Eigenschaften und Anwendung der Austauscher nach b) und c) vielfältig beschrieben (s. ISEC-Konferenz, Lyon 1974, S. 2817 ff.; Technische Mitteilungen Krupp-Werke, 32, S. 29 ff.; Hydrometallurgy 1 (1975/76), S. 6 ff.; Neue Hütte 20 (1975), S. 181 ff.; Anal. Chim. Acta 48 (1969), S. 107 ff; Chem.-Ing.-Techn., 45 (1973), S. 154 ff.; ISEC-Konferenz, Lyon 1974, S. 2837 und S. 699 ff.). Die erste kommerzielle Anlage zur Kupferextraktion auf Ionenaustauscherbasis wurde 1969 in Bluebird, Miami, Ariz., USA, in Betrieb genommen (s. z.B. E/MJ [1975], S. 101 ff.).The latter are characterized by their combined ion and coordination bond particularly high selectivity. In the meantime, the properties and application of the exchangers according to b) and c) described in various ways (see ISEC Conference, Lyon 1974, p. 2817 ff .; technical communications Krupp works, 32, p. 29 ff .; Hydrometallurgy 1 (1975/76), p. 6 ff .; Neue Hütte 20 (1975), p. 181 ff .; Anal. Chim. Acta 48 (1969), pp. 107 ff; Chem.-Ing.-Techn., 45 (1973), p. 154 ff .; ISEC conference, Lyon 1974, p. 2837 and p. 699 ff.). The first commercial plant for copper extraction on the basis of ion exchange was put into operation in 1969 in Bluebird, Miami, Ariz., USA (see e.g. E / MJ [1975], p. 101 ff.).

Es ist weiterhin möglich, durch geeignete Maßnahmen eine Trennung verschiedener Metalle in der organischen Phase bzw. bei der Reextraktion aus derselben (Elution) zu erreichen. Hierbei wendet man vorzugsweise verschiedene Ionenaustauscher nacheinander an, die die verschiedenen Metallionen unterschiedlich fest binden (s. z.B. US 38 67 506; DT-OS 23 20 880; ISEC-Konferenz, Lyon 1974, S. 829 ff. und S. 669 ff.). Diese Verfahren werden vorzugsweise zur Trennung von Kobalt und Nickel empfohlen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man die metallbeladene, organische Phase mit einem feingemahlenen Komplexerz in Kontakt bringt, wobei stärker gebundene Metalle aus dem Feststoff herausgelöst und dafür schwächer gebundene aus der organischen Phase abgegeben werden (s. z. B. DT-OS 24 27 132; Russ.-Pat. 3 52 955).It is also possible, by taking suitable measures, to separate different metals in the organic phase or during re-extraction from the same (elution). Here you turn preferably different ion exchangers one after the other, which the different metal ions different bind tightly (see e.g. US 38 67 506; DT-OS 23 20 880; ISEC Conference, Lyon 1974, p. 829 ff. and p. 669 ff.). These methods are preferred for separating cobalt and nickel. One Another possibility is that the metal-laden, organic phase with a finely ground one Brings complex ore into contact, with more strongly bound metals dissolved out of the solid and for this, more weakly bound ones are released from the organic phase (see e.g. DT-OS 24 27 132; Russ.-Pat. 3 52 955).

Möglichkeiten zur NE-Metalltrennung sind auch in ammoniakalischen Lösungen aufgezeigt worden. So beschreibt US 28 05 918 die Möglichkeit, aus einer komplexen, Zink und Kupfer enthaltenden, ammoniaka-Possibilities for separating non-ferrous metals have also been shown in ammoniacal solutions. So US 28 05 918 describes the possibility of a complex, zinc and copper containing, ammonia-

tischen Ammonkarbonatlösung bevorzugt Zink dadurch auszuscheiden, daß man Ammoniak und Kohlendioxid so weit verkocht, solange noch ein im wesentlichen kupferfreies Zinkkarbonat ausfällt. Eine vollständige Reinheit des gefällten Zinkproduktes bzw. die restlose > Gewinnung des Zinks ist auf diesem Weg nicht möglich. Nach DT-OS 24 34 949 wird eine spezifische Abtrennung des Kobalts von anderen aminbildenden Kationen, z. B. Nickel, in ammoniakalischer Phase dadurch erzielt, daß man die komplexe Aminlösung mit einem chelatbildenden Ionenaustauscher kontaktiert und aus der beladenen organischen Phase alle Ionen außer Kobalt mit einer frischen, metallfreien, konzentrierten NHj/Co2-Lösung eluiert. In einer kanadischen Veröffentlichung, CIM Bulletin, Extraction Metallurgy Div., istables Ammonkarbonatlösung preferably zinc excrete by reacting ammonia and carbon dioxide so far overcooked, as long as a substantially copper-free zinc carbonate precipitates. Complete purity of the precipitated zinc product or complete> extraction of the zinc is not possible in this way. According to DT-OS 24 34 949, a specific separation of the cobalt from other amine-forming cations, z. B. nickel, achieved in the ammoniacal phase by contacting the complex amine solution with a chelating ion exchanger and eluting all ions except cobalt with a fresh, metal-free, concentrated NHj / Co2 solution from the loaded organic phase. In a Canadian publication, CIM Bulletin, Extraction Metallurgy Div., Is

_j „„ui;„ni;.a._j "" ui; "ni; .a.

ivi 3i~nnt.um.llivi 3i ~ nnt.um.ll

Extraktion und Trennung von Kupfer, Nickel, Zin k und Kobalt aus ammoniakalischer Lösung beschrieben. Die Trennung macht von der Tatsache Gebrauch, daß die sogenannten NE-Metalle im chelatbildenden Austauscher verschieden fest gebunden sind und somit durch Einstellung definierter pH-Werte mit Schwefelsäure stufenweise getrennt eluiert werden können. Das Verfahren erfordert eine entsprechend große Anzahl von Elutionsstufen und führt außerdem — da die 2s Elutions pH-Werte sehr nahe beieinanderliegen — zu Metallmischphasen, die rezirkuliert oder gesondert aufgearbeitet werden müssen.Extraction and separation of copper, nickel, zinc and cobalt from ammoniacal solution described. the Separation makes use of the fact that the so-called non-ferrous metals in the chelating exchanger are bound differently and thus by setting defined pH values with sulfuric acid can be eluted separately in stages. The method requires a correspondingly large number of elution stages and also leads - since the 2s Elution pH values are very close to one another - to mixed metal phases that are recirculated or separately need to be worked up.

In Weiterentwicklung der vorstehend beschriebenen hydrometallurgischen Verfahren wurde nun ein Ve rf ahren zur Aufarbeitung komplexer, NE-metallhaltiger, insbesondere Zn- und Cu-haltiger Lösungen gefunden, das die obengenannten Mangel nicht aufweist. Die Lösungen können zusätzlich andere NE-Metalle in beliebiger Kombination und beliebigen Konzentr.ationen enthalten. Sie stammen aus der Auflösung von NE-metallhaltigen, vorwiegend Cu- und Zn-haltigen Erzen, hüttenmännischen Zwischenprodukten, z. B. Röstgut, und Rücklaufmaterialien der NE-Metallerzeugung und werden im Verfahrensschema mit »Einsatzstoffe« (1) bezeichnet, die teils einer ammoniakalischen Auflösung (2a), teils einer sauren Auflösung (2b) zugeführt werden.In a further development of the hydrometallurgical processes described above, a process for working up complex, non-ferrous metal-containing, in particular Zn and Cu-containing solutions, has now been found which does not have the above-mentioned deficiencies. The solutions can also contain other non-ferrous metals in any combination and any concentration. They come from the dissolution of non-ferrous metal-containing, predominantly Cu and Zn-containing ores, metallurgical intermediate products, e.g. B. roasted material, and return materials from the non-ferrous metal production and are referred to in the process scheme as "input materials" (1), which are partly an ammoniacal dissolution (2a), partly an acidic dissolution (2b) .

Das Verfahren basiert auf einer Kombination von Solventextraktionsprozessen in üblichen Aggregaten, z. B. Mixer-Settler-Einheiten und/oder Austauscherkolonnen, sowie auf dem Einsatz eines flüssigen, chelatbildenden Kationenaustauschers neuen Typs (Solvens I), der für alle aminbildenden NE-Metall-Kationen eine von Null wesentlich verschiedene Kapazität sowie für die einzelnen Kationen unterschiedliche Bindungsfestigkeiten aufweist. Derartige Austauscher befinden sich zur Zeit noch in der Entwicklung, werden aber in Kürze auch in kommerziellen Mengen zur Verfugung stehen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine nahezu unbeschränkte Flexibilität hinsichtlich der Einsatzstoffe sowie eine Reihe anderer Vorteile aus, auf die weiter unten noch eingegangen wird. The method is based on a combination of solvent extraction processes in common units, e.g. B. mixer-settler units and / or exchange columns, as well as the use of a new type of liquid, chelating cation exchanger (solvent I), which has a capacity that is substantially different from zero for all amine-forming non-ferrous metal cations and different bond strengths for the individual cations having. Such exchangers are currently still under development, but will soon also be available in commercial quantities . The method according to the invention is characterized by an almost unlimited flexibility with regard to the starting materials and a number of other advantages, which will be discussed further below.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- kennzeichnet (s.a. Verfahrensschema), daß man in einem mehrstufigen Verfahren eine wässenge, ammoniakalische, ammonsalzhaltige, vorzugsweise Aminonkarbonat enthaltende Lösung, die aminbildende Kationen, z. B. Kupfer, Zink, Cadmium, Nickel, Kobalt 11. a, sowie Anionen, z.B. Chlorid, Sulfat, Arsenat u.a, in beliebigen Konzentrationen und Konzentrationsverhältnissen enthält, mit einem flüssigen Kationenaustau scher (Solvens I) im Überschuß in Kontakt bringi [Extraktion (3)\ wobei die aminbildenden Kationer nach Maßgabe ihrer verschiedenen Bindungsfestigkei ten in die organische Phase übergeführt werden während die nicht aminbildenden Kationen, ζ. Β Alkalimetalle, Calcium, Magnesium, Eisen, Aluminium u. a., sowie sämtliche Anionen in der wässerigen Phase zurückbleiben (Anspruch la). The process according to the invention is characterized in that , in a multistage process, an aqueous, ammoniacal, ammonium salt-containing, preferably amine-carbonate-containing solution, the amine-forming cations, e.g. B. copper, zinc, cadmium, nickel, cobalt 11. a, as well as anions such as chloride, sulfate, arsenate, etc., in any concentrations and concentration ratios, bring in excess with a liquid cation exchanger (solvent I) in contacti [extraction ( 3) \ whereby the amine-forming cations are converted into the organic phase according to their different bond strengths, while the non-amine-forming cations, ζ. Β Alkali metals, calcium, magnesium, iron, aluminum, etc., as well as all anions remain in the aqueous phase (claim la).

Es ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß man die beladene organische Phase mit einer zweiten, sauren wässerigen Lösung, die ebenfalls die in a) genannten Ionen in beliebigen Konzentrationen und Konzentrationsverhältnissen enthält, und deren pH-Wert zwischen dem der beginnenden Ausfällung der darin enthaltener Kationen als Oxisalze als obere Grenze und dem der beginnenden Meiaüeluierung aus der organischen Phase als untere Grenze, d. h. vorzugsweise zwischen pH 1 und 3, liegt, in Kontakt bringt [Cu/Zn-Austausch (4)], wobei man die Mengenverhältnisse zwischen der zweiten, sauren, wässerigen Lösung und der organischen Phase so wählt, daß durch die Menge des in der wässerigen Lösung vorhandenen Kupfers, welches vom Kationenaustauscher am festesten fixiert wird, sämtliche weniger fest fixierten Kationen eluiert und in die wässerige Phase überführt werden (Anspruch 1 b).It is further characterized in that the loaded organic phase with a second, acidic aqueous solution which also contains the ions mentioned in a) in any concentrations and concentration ratios contains, and their pH value between that of the beginning precipitation of the contained therein Cations as oxy salts as the upper limit and that of the beginning Meiaüeluierung from the organic Phase as the lower limit, i.e. H. preferably between pH 1 and 3, brings [Cu / Zn exchange (4)], taking into account the proportions between the second, acidic, aqueous solution and the organic Phase so selected that by the amount of copper present in the aqueous solution, which from Cation exchanger is most firmly fixed, all less firmly fixed cations are eluted and into the aqueous phase are transferred (claim 1 b).

Eis ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß man die kupfertragende organische Phase mit Säure, z. B. dem schwefelsauren Rückelektrolyten aus einer Kupferreduktionselektrolyse, erschöpfend eluiert [Kupfer-Elution, Solvens I (5)J wobei der Inonenaustauscher regeneriert wird, und die so gewonnene hochreine .Kupfersulfatlösung wieder der Kupferreduktior.selektrolyse (6) zuführt, wobei das Kupfer in Form von Kaihoden gewonnen wird (Anspruch 1 c).Ice is further characterized in that the copper-bearing organic phase is treated with acid, e.g. B. the sulfuric acid back electrolyte from a copper reduction electrolysis, eluted exhaustively [copper elution, solvent I (5) J where the ion exchanger is regenerated, and the high-purity copper sulfate solution obtained in this way is returned to the copper reducing electrolysis (6) supplies, wherein the copper is obtained in the form of Kaihoden (claim 1 c).

Es ist schließlich dadurch gekennzeichnet, daß man den Ionenaustauscher erneut in die Verfahrensstufe [Extraktion (3)] zurückführt, wobei aus den H4-Ionen des Austauschers und den OH--Ionen der ammoniakalischen Lösung in zwangsläufig stöchiometrischem Verhältnis Wasser gebildet und der Austauscher erneut mit aminbildenden Kationen der wässerigen ammoniakaltschen, ammonsalzhaltigen Lösung entsprechend dem ersten Verfahrensschritt beladen wird (Anspruch Id).Finally, it is characterized in that the ion exchanger is returned to the process stage [extraction (3)], the H 4 ions of the exchanger and the OH ions of the ammoniacal solution inevitably forming water in a stoichiometric ratio and the exchanger again is loaded with amine-forming cations of the aqueous ammoniacal, ammonium salt-containing solution in accordance with the first process step (claim Id).

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens bringt man die aus dem zweiten Verfahrensschritt (Anspruch 1 b) ablaufende, wässerige Lösung mit einem zweiten, nur für Kupfer spezifischen Kationenaustauscher (Solvens II) in Kontakt, wodurch das gesamte Restkupfer aus der ablaufenden wässerigen Lösung extrahiert wird [Cu-Rest-Extraktion, Solvens IIIn a further embodiment of the process according to the invention, the aqueous solution running off from the second process step (claim 1 b) is brought along a second, only for copper specific cation exchanger (Solvens II) in contact, whereby the all residual copper is extracted from the running aqueous solution [Cu residual extraction, solvent II

Die Elution des Kupfers aus den beiden Kationenaustauschern nimmt man zweckmäßigerweise mit dem schwefelsauren Rückelektrolyten der Kupferelektrolyse in der Weise vor, daß man zunächst den stärker bindenden, kupferspezifischen zweiten Austauscher (Solvens II) mit dem stark sauren Rückelektrolyten eluiert [Cu-Elution, Solvens II (8)] und anschließend diese nunmehr stärker kupferhaltige, schwächer saure Lösung der Eluierung des Kupfers aus dem ersten Kationenaustauscher (Solvens I) unter Gewinnung eines hochkupferhaltigen, schwach sauren Kupferelektrolyten zuführt The elution of the copper from the two cation exchangers is expediently carried out with the sulfuric acid back electrolyte of the copper electrolysis in such a way that the more strongly binding, copper-specific second exchanger (solvent II) is first eluted with the strongly acidic back electrolyte [Cu-Elution, Solvens II ( 8)] and then this solution, which now has a higher copper content and is less acidic, is used to elute the copper from the first cation exchanger (solvent I) while obtaining a high copper content, weakly acidic copper electrolyte

Die nach der Extraktion mit dem zweiten kupferspezifischen Kationenaustauscher ablaufende, wässenge Lösung enthält das gesamte Zink aus beiden vorlaufenden Lösungen, dagegen Kupfer nur in Spuren. SieThe amount of water that runs off after the extraction with the second copper-specific cation exchanger The solution contains all of the zinc from the two preceding solutions, but only traces of copper. she

enthält ferner die Anionen der sauren Lösung, d. i. vorzugsweise Sulfat- und Chloridionen, sowie die gesamten, in den Ausgangsstoffen eventuell vorhandenen übrigen NE-Metalle, z. B. Cadmium, Nickel, Kobalt. Sie kann von diesen nach bekannten Verfahren, z. B. durch Zinkstaubzementation oder eine sogenannte sulfidierende Zementation mit Zn" + S" befreit werden. Aus der gereinigten Lösung läßt sich in bekannter Weise eventuell nach Zugabe von Natriumchlorid, reines Glaubersalz auskristallisieren und schließlich das κ Zink durch Fällung als Hydroxid, Karbonat oder Sulfid gewinnen.also contains the anions of the acidic solution, d. i. preferably sulfate and chloride ions, as well as the all other non-ferrous metals that may be present in the starting materials, e.g. B. cadmium, nickel, cobalt. You can of these by known methods, for. B. by zinc dust cementation or a so-called sulphidating cementation with Zn "+ S" can be exempted. From the purified solution can be known in Way, possibly after adding sodium chloride, pure Glauber's salt crystallize out and finally the κ Obtain zinc through precipitation as hydroxide, carbonate or sulfide.

Wie eingangs betont, unterliegt das erfindungsgemäße Verfahren keinerlei Einschränkungen bezüglich der Zusammensetzung der Ausgangsstoffe für die beiden Laugesirörne. Die Anwendung eines arrsrricrsiakaüschen Mediums im ersten Extraktionskreislauf bewirkt lediglich eine Metallextraktion ohne pH-Wert-Verschiebung und damit eine restlose Aufnahme der NE-Metalle durch die organische Phase. Es ist ohne weiteres möglich, beide Lösungen aus ein- und demselben Zn- und Cu-haltigen Ausgangsmaterial zu gewinnen. Es ist lediglich zu beachten, daß an der Stelle des Cu=^=Zn-Austausches in der (ersten) organischen Phase etwa genausoviel Zink — aus der ammoniakalischen Lösung stammend — angeboten wird, wie Kupfer aus der sauren Lösung zu extrahieren ist. Beide werden im stöchiometrischen Verhältnis 1 :1 ausgetauscht. Ist die Zinkmenge wesentlich kleiner, besteht die Gefahr eines Cu-»Durchbruchs« in die ablaufende, wässerige Zinksalzlösung. Ist sie größer, wird Zink als Verunreinigung in den Kupferelektrolyten verschleppt. Diese Bedingung ist leicht zu erfüllen, da es stets möglich ist, z. B. bei Zinkunterschuß einen Teil des Zinkendproduktes in die ammoniakalische Auflösung, bei Kupferunterschuß einen Teil des Kupferelektrolyten in die saure Lösung zurückzuführen. Aus ökonomischen Gründen ist es zweckmäßig, für die ammoniakalische Laugung vorzugsweise zinkreiche, kupferarme und in der sauren Laugung vorzugsweise kupferreiche, zinkarme NE-metallhaltige Rohstoffe einzusetzen.As emphasized at the outset, the method according to the invention is not subject to any restrictions with regard to the Composition of the raw materials for the two lye syrups. The application of an arrsrricrsiaküschen The medium in the first extraction circuit only causes a metal extraction without a pH shift and thus a complete absorption of the non-ferrous metals by the organic phase. It is straightforward possible to obtain both solutions from one and the same Zn- and Cu-containing starting material. It is only to note that at the point of Cu = ^ = Zn exchange in the (first) organic phase about just as much zinc - coming from the ammoniacal solution - is offered as copper from the acidic solution is to be extracted. Both are exchanged in a stoichiometric ratio of 1: 1. Is the If the amount of zinc is much smaller, there is a risk of Cu »breakthrough« into the draining, aqueous zinc salt solution. If it is larger, zinc is carried over into the copper electrolyte as an impurity. This condition is easy to meet, as it is always possible, e.g. B. with zinc deficiency part of the zinc end product in the ammoniacal dissolution, with a copper deficiency part of the copper electrolyte in the acidic solution traced back. For economic reasons it is expedient, preferably for ammoniacal leaching Zinc-rich, low-copper and, in acidic leaching, preferably copper-rich, low-zinc non-ferrous metals To use raw materials.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet eine Reihe überzeugender Vorteile. Auf die hohe Flexibilität in der Wahl der Ausgangsstoffe wurde bereits hingewiesen. Zweitens bedarf das Verfahren keiner stöchiometrisch proportionalen Hilfs- oder Betriebsstoffe, da alle Chemikalien (organische Phasen, Ammoniak, Kohlendioxid) in geschlossenen Kreisläufen geführt werden, d. h. lediglich als Transportmittel dienen. Nur zur Ausfällung des Zinks aus der ablaufenden wässerigen Lösung ist ein entsprechendes Fällmittel, z. B. Kalk oder Soda, erforderlich. Drittens ist das Verfahren dank der geschlossenen Kreisläufe umweltfreundlich. Schließlich kann das Verfahren viertens weitestgehend automatisiert bzw. prozeßrechnergesteuert werden, da alle Stufen zwangsläufig hintereinander geschaltet sind und, wieder mit Ausnahme der Zinkfällung, sämtlich in flüssiger Phase verlaufen. Hierdurch kann der Personalaufwand auf ein Minimum beschränkt werden. The method according to the invention offers a number of convincing advantages. The high flexibility in the choice of starting materials has already been pointed out. Second, the process does not require any stoichiometrically proportional auxiliary or operating materials, since all chemicals (organic phases, ammonia, carbon dioxide) are conducted in closed cycles, ie only serve as a means of transport. A suitable precipitant, e.g. B. lime or soda required. Thirdly, thanks to the closed loops, the process is environmentally friendly. Finally, fourthly, the method can be largely automated or process computer-controlled, since all stages are inevitably connected in series and, again with the exception of zinc precipitation, all run in the liquid phase. In this way, the personnel expenditure can be reduced to a minimum.

Es muß anschließend noch einmal hervorgehoben werden, daß das erfindungsgemäße Verfahren an die Verfügbarkeit eines flüssigen Kationenaustauschers gebunden ist, der die folgenden speziellen Eigenschaften aufweist:It must then be emphasized again that the inventive method to the Availability of a liquid cation exchanger which has the following special properties having:

a) Strenge Selektivität zwischen aufgenommenen Kationen und abgewiesenen Anionen,a) Strict selectivity between accepted cations and rejected anions,

b) eine durch die Molekülstruktur bzw. die Art der Bindung (Chelatbindung) vorgebenene, von Null wesentlich verschiedene Beladungskapazität für alle aminbildenden Kationen im ammoniakalischen Medium,b) a loading capacity for all amine-forming cations in the ammoniacal medium, which is given by the molecular structure or the type of bond (chelate bond) and is essentially different from zero,

c) eine definierte, genügend unterschiedliche Bindungsfestigkeit (B) für die einzelnen Kationen, wobei in jedem Fall flcu > Bzn sein muß,c) a defined, sufficiently different bond strength (B) for the individual cations, whereby in each case flc u > Bz n must be,

d) keine Beladungskapazität bzw. Bindungsfestigkeit für Kationen, deren Normaipotential unedler als das von Zink ist.d) no loading capacity or binding strength for cations whose normal potential is less noble than that is from zinc.

Der im zweiten organischen Kreislauf erforderliche kupferspezifische Kationenaustauscher ist bereits seit längerem in kommerziellen Mengen verfügbar.The copper-specific cation exchanger required in the second organic cycle has been around since available in commercial quantities for a long time.

Die folgenden, einer Pilotanlage entnommenen Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren erläutern, ohne es hierauf zu beschränken.The following examples, taken from a pilot plant, are intended to illustrate the process according to the invention explain without restricting it to this.

Beispiel 1
Kupfer-Zink-Austausch
example 1
Copper-zinc exchange

a) Aus der ammoniakalischen Auflösung (2a) (des Fließschemas) eines zinkreichen Gemisches aus Recycling-Materialien stand eine Löselauge folgender Zusammensetzung zur Verfügung:a) From the ammoniacal dissolution (2a) (of the flow diagram) of a zinc-rich mixture of recycling materials, a solution of the following composition was available:

Zn Cu Cd Pb Fe As SiO:Zn Cu Cd Pb Fe As SiO:

37,5 5,76 0,15 0,01 0,45 0,45 <0,l g/l37.5 5.76 0.15 0.01 0.45 0.45 <0.1 g / l

Diese Löselauge wurde einer vollautomatischen, kontinuierlich arbeitenden kleinen Pilotanlage (Bench-Scale-Maßstab), bestehend aus insgesamt 16 hintereinandergeschalteten Mixer-Scttlcr-Einheiten, zugeführt. In der vierstufigen Extraktion (3) wurden vom Solvens I das gesamte Kupfer und Kadmium, die weitaus größte Menge des Zinks und ein Teil des Bleis aufgenommen. Die übrigen Stoffe wurden nicht extrahiert und liefen mit der ammoniakalischen Lösung in die Auflösestufe (2a) zurück. Die der Kupfer-Zink-Austauschstufe (4) zuzuführende organische Phase hatte folgende Zusammensetzung: This solution was fed to a fully automatic, continuously operating small pilot plant (bench-scale scale), consisting of a total of 16 mixer-Scttlcr units connected in series. In the four-stage extraction (3), all of the copper and cadmium, by far the largest amount of zinc and part of the lead were absorbed by solvent I. The other substances were not extracted and ran back into the dissolution stage (2a) with the ammoniacal solution. The organic phase to be fed to the copper-zinc exchange stage (4) had the following composition:

Cu
2,61
Cu
2.61

Cd
0,13
CD
0.13

PbPb

n. b. g/ln. b. g / l

Das Solvens I enthielt eine 15%ige Konzentration des eigentlichen Wirkstoffes, gelöst in einem Aromatengemisch. The solvent I contained a 15% concentration of the actual active ingredient, dissolved in an aromatic mixture.

b) Aus der sulfaiisierenden Röstung eines Flotations-Mischkonzentrates mit anschließender Laugung (2b) und Laugereinigung stand eine schwefelsaure Lösung folgender Zusammensetzung zur Verfügung:b) From the sulphurizing roasting of a mixed flotation concentrate with subsequent leaching (2b) and caustic cleaning, a sulfuric acid solution of the following composition was available:

Cu
61,0
Cu
61.0

Cd
n.b.
CD
nb

Fe
0,14
Fe
0.14

Mn
0,02
Mn
0.02

SiCb
0,18 g/l
SiCb
0.18 g / l

In einer zweistufigen Kupfer-Zink-Austauschstufe (4) wurden organische (O) Ausgangslösung und wässerig/ saure (A) zusammengeführt Das O. A- Volumenverhältnis betrug 10 :1,85 l/h und wurde durch mehrmaliges Umpumpen der wässerigen Phase auf das für ein optimales Settierverhalten (d. h. minimale Eintrainmentbildung) notwendige O.:Λ-Verhältnis =1:1 zurückgeführt Die aus der ersten Kupfer-Zink-Austauscherstufe ablaufenden Lösungen haben folgende Zusammensetzung: In a two-step copper-zinc exchange stage (4), organic (O) stock solution and aqueous / acid (A) merged The O. A volume ratio was 10: 1.85 l / h and was by repeated recirculation of the aqueous phase to the O .: Λ ratio = 1: 1 necessary for optimal settling behavior (i.e. minimal training) The solutions draining from the first copper-zinc exchange stage have the following composition:

Organische Phase Wäßrige Phase pH 2,90 (10 l/h) (1.85 l/h)Organic phase aqueous phase pH 2.90 (10 l / h) (1.85 l / h)

Zn
Cu
Zn
Cu

0,40
13,84
0.40
13.84

100,7
0,32 g/l
100.7
0.32 g / l

In einer zweiten Stufe wurde die organische Phase einer Nachreinigung mit einer kleinen Menge Kupferabstoßelektrolyten im Volumenverhältnis O: A ι ο = 10 :0,17 l/h unterworfen.In a second stage, the organic phase was subjected to post-purification with a small amount of copper-repelling electrolyte in a volume ratio of O: A ι o = 10: 0.17 l / h.

Zusammensetzung der zu- und ablaufenden Lösungen:Composition of the incoming and outgoing solutions:

Organische Phase
(10 !/h)
Organic phase
(10! / H)

Wäßrige Phase
(0.17 l/h)
Aqueous phase
(0.17 l / h)

Zulaufende LösungenIncoming solutions

Zn 0,40Zn 0.40

Cu 13,84Cu 13.84

0,58
79,0 g/l
0.58
79.0 g / l

1010

Organische Phase
(10 l/h)
Organic phase
(10 l / h)

Wäßrige Phase
(0,17 l/h)
Aqueous phase
(0.17 l / h)

Ablaufende LösungenExpiring solutions

Zn
Cu
Zn
Cu

0,01
14,25
0.01
14.25

23,5
56,7 g/l
23.5
56.7 g / l

Die organische Phase wurde der Kupfer-Elution (5), die wässerige der zulaufenden sauren Speiselösung (2b) zugeführt. «.The organic phase was fed to the copper elution (5), the aqueous phase to the incoming acidic feed solution (2b). «.

Beispiel 2
Elektrolytgewinnung
Example 2
Electrolyte recovery

Die organische Phase eines chelatbildenden, kationenspezifischen flüssigen Austauschers enthielt nach Durchlaufen eines mehrstufigen Extraktions- und Austauschprozesses nach Beispiel 1 folgende Gehalte:The organic phase of a chelating, cation-specific liquid exchanger contained after Passing through a multi-stage extraction and exchange process according to Example 1, the following contents:

Cu
14,25
Cu
14.25

Zn
0,01
Zn
0.01

Fe
0,004
Fe
0.004

Pb Co Ni Mn S1O2Pb Co Ni Mn S1O2

<0,001 <0,001 <0,001 Null 0,015 g/l<0.001 <0.001 <0.001 zero 0.015 g / l

Diese Phase wurde in einer zweistufigen Kupfer-Elution (5) mit dem Rückelektrolyten (»Schwachelektrolyt«) einer mit 300 Amp/m2 betriebenen Reduktionselektrolyse (6) im Phasenverhältnis O: A = 10 :2,59 l/h in Kontakt gebracht. Der Rückelektrolyt enthielt 20,3 g/l Cu2+ und 92,5 g/l freie Säure (f. S. als Schwefelsäure benimmt).This phase was brought into contact in a two-stage copper elution (5) with the back electrolyte ("weak electrolyte") of a reduction electrolysis (6) operated at 300 Amp / m 2 in a phase ratio of O: A = 10: 2.59 l / h. The back electrolyte contained 20.3 g / l Cu 2+ and 92.5 g / l free acid (f. S. behaves as sulfuric acid).

Nach der Elution (5) hatten die beiden ablaufenden Lösungen folgende Zusammensetzung.After the elution (5), the two solutions running off had the following composition.

Organische Wäßrige Phase PhaseOrganic aqueous phase phase

(10 l/h)(10 l / h)

(2,59 l/h = Starkelektrolyt)(2.59 l / h = strong electrolyte)

Cu+ Zn 0,01Cu + Zn 0.01

freie Säure —free acid -

75,3
7,7 g/l
75.3
7.7 g / l

Die organische Phase wurde in die Extraktion (3) der ammoniakalischen Löselauge zurückgeführt. Der in die Reduktionselektrolyse (6) eingespeiste Starkelektrolyt hatte folgende Zusammensetzung:The organic phase was returned to the extraction (3) of the ammoniacal solution. The one in the Reduction electrolysis (6) fed in the strong electrolyte had the following composition:

Cu F. S. Zn Fe Pb Mn Co Ni Al Mg Ca S1O2 ClCu F. S. Zn Fe Pb Mn Co Ni Al Mg Ca S1O2 Cl

75,3 7,7 0,038 0,012 0,002 Null 0,001 0,001 0,012 0,001 0,02 0,04 0,029 g/175.3 7.7 0.038 0.012 0.002 zero 0.001 0.001 0.012 0.001 0.02 0.04 0.029 g / 1

B e i s ρ i e 1 3B e i s ρ i e 1 3

Zweiter Austauscherkreislauf (Feinstreinigung)Second exchange circuit (ultra-fine cleaning)

Die aus einem mehrstufigen Solventextraktionsprozeß nach den Beispielen 1 und 2 ablaufende wässerige Phase enthielt neben dem Hauptbestandteil Zink noch geringe Mengen von aus den vorlaufenden Lösungen stammendem Kupfer. Nach Beispiel 1 b betrug diese Konzentration 032 g/l Cu neben 100,7 g/l Zn bei einem pH-Wert von 230. Zur Entfernung dieses Restkupfers wurde die wässerige Phase mit einem zweiten Solvens II in Kontakt gebracht Dieses Solvens II ist hoch-kupferspezifisch, nimmt also im Gegensatz zu dem in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Solvens I keine nennenswerten Konzentrationen anderer Kationen, insbesondere kein Zink auf.The running from a multi-stage solvent extraction process according to Examples 1 and 2, aqueous In addition to the main component zinc, phase also contained small amounts of from the leading solutions native copper. According to Example 1b, this concentration was 032 g / l Cu in addition to 100.7 g / l Zn in one pH value of 230. To remove this residual copper the aqueous phase was brought into contact with a second solvent II. This solvent II is highly copper-specific, So, in contrast to the solvent I described in Examples 1 and 2, does not take any significant concentrations of other cations, especially no zinc.

Der kupferspezifische Austauscher wird in Form einer 20%igen Lösung in Kerosin angewandtThe copper-specific exchanger is used in the form of a 20% solution in kerosene

Die aus dem Kupfer-Zink-Austausch (4) ablaufende wässerige Lösung wurde im Phasenverhältnis O: A = 1 : 3,7 l/h mit einer solchen organischen Phase in Kontakt gebracht Die zu- bzw. ablaufenden organischen und wässerigen Lösungen hatten nach der dreistufigen Kupfer-Restextraktionsstufe (7) folgende Zusammensetzung:The aqueous solution running off from the copper-zinc exchange (4) was brought into contact with such an organic phase in the phase ratio O: A = 1: 3.7 l / h three-stage copper residual extraction stage (7) the following composition:

Organische PhaseOrganic phase Kupfer-Restextraktion (7)Residual copper extraction (7) WäßrigeWatery Phasephase (Wh)(Wh) unter 0,001
0,6
below 0.001
0.6
(3,7 l/h)(3.7 l / h)
ZulaufIntake Kupfer-Restextraktion (7)Residual copper extraction (7) Zn
Cu
pH
Zn
Cu
pH
0,005
1,75
0.005
1.75
100,7
0,32
2^0
100.7
0.32
2 ^ 0
g/lg / l
Ablaufsequence Zn
Cu
pH
Zn
Cu
pH
100,7
0,005
2,00
100.7
0.005
2.00
g/ig / i

Die praktisch kupferfreie Zinksulfatlösung wurde einer Weiterverarbeitung auf Sulfat, z. B. in Form von Natriumsulfat, und Zink die organische Phase der Kupfer-Elution (8) mit dem stark sauren Rückelektrolyten der Kupfer-Reduktionselektrolyse zugeführt. Das bei der Elution (8) in die H+-Form regenerierte Extraktionsmittel läuft in die Kupfer-Restextraktionsstufe (7) zurück.The practically copper-free zinc sulphate solution was further processed for sulphate, e.g. B. in the form of Sodium sulfate, and zinc the organic phase of the copper elution (8) with the strongly acidic back electrolyte fed to the copper reduction electrolysis. That regenerated into the H + form during elution (8) Extracting agent runs back into the copper residual extraction stage (7).

Hierzu 1 BIaU Zeichnungen1 BIaU drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Aufarbeitung komplexer, NE-metallhaltiger, insbesondere Zn- und Cu-haltiger, Lösungen durch Solventextraktion unter Verwendung bekannter Aggregate, z. B. Mixer-Settler-Einheiten und/oder Austauscherkolonnen, sowie unter Verwendung von flüssigen chelatbildenden Kationenaustauschern, von denen mindestens einer eine ι ο von Null wesentlich verschiedene Beladungskapazität für Zink, außerdem eine verschiedene Bindungsfestigkeit für alle aminbildenden Kationen, dagegen keinerlei Beladungskapazität für Anionen besitzt, und Gewinnung der darin gelösten NE-Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem mehrstufigen Verfahren1. Process for the processing of complex, non-ferrous metal-containing, in particular those containing Zn and Cu, using solutions by solvent extraction known units, e.g. B. mixer-settler units and / or exchanger columns, as well as under Use of liquid chelating cation exchangers, at least one of which is ι ο The loading capacity for zinc is significantly different from zero, and there is also a different bond strength for all amine-forming cations, on the other hand has no loading capacity for anions, and extraction of the non-ferrous metals dissolved therein, characterized in that one in a multi-stage process a) eine wässerige ammoniakalische, ammonsalzhaltige, vorzugsweise Ammonkarbonat enthaltende Lösung, die aminbildende Kationen, z. B. Kupfer, Zink, Cadmium, Nickel, Kobalt u. a., sowie Anionen, z. B. Chlorid, Sulfat, Arsenat u.a., in beliebigen Konzentrationen und Konzentrationsverhältnissen enthält, mit einem flüssigen Kationenaustauscher der oben beschriebenen Art im Überschuß in Kontakt bringt, wobei die aminbildenden Kationen nach Maßgabe ihrer verschiedenen Bindungfestigkeiten in die organische Phase übergeführt werden, während die nicht aminbildenden Kationen, z. B. Alkalimetalle, Calcium, Magnesium, Eisen, Aluminium u. a., sowie sämtliche Anionen in der wässerigen Phase zurückbleiben, a) an aqueous ammoniacal, ammonium salt-containing, preferably ammonium carbonate-containing solution containing amine-forming cations, e.g. B. Copper, zinc, cadmium, nickel, cobalt and others, as well as anions, e.g. B. chloride, sulfate, arsenate i.a., in any concentrations and concentration ratios contains, with a liquid cation exchanger of the type described above Kind in excess brings into contact, with the amine-forming cations after Depending on their different bond strengths, transferred into the organic phase while the non-amine-forming cations, e.g. B. alkali metals, calcium, magnesium, Iron, aluminum, etc., as well as all anions remain in the aqueous phase, b) die beladene organische Phase mit einer zweiten, sauren, wässerigen Lösung, üie ebenfalls die in a) genannten Ionen in beliebigen Konzentrationen und Konzentrationsverhältnissen enthält, und deren pH-Wert zwischen dem der beginnenden Ausfällung der darin enthaltenen Kationen als Oxisalze als obere Grenze und dem der beginnenden Metalleluierung aus der organischen Phase als untere Grenze, d. h. vorzugsweise zwischen pH 1 und 3, liegt, in Kontakt bringt, wobei man die Mengenverhältnisse zwischen der zweiten, sauren, wässerigen Lösung und der organischen Phase so wählt, daß durch die Menge des in der wässerigen Lösung vorhandenen Kupfers, welches vom Kationenaustauscher am festesten fixiert wird, sämtliche weniger fest fixierten Kationen eluiert und in die wässerige Phase überführt werden,b) the loaded organic phase with a second, acidic, aqueous solution, also üie the ions mentioned in a) in any concentrations and concentration ratios contains, and its pH value between that of the beginning precipitation of the cations contained therein as oxy salts as the upper Limit and that of the beginning metal elution from the organic phase as the lower Limit, d. H. preferably between pH 1 and 3, is brought into contact, wherein the Quantities between the second, acidic, aqueous solution and the organic one Phase so selected that by the amount of copper present in the aqueous solution, which is most firmly fixed by the cation exchanger, all less firmly fixed Cations are eluted and transferred into the aqueous phase, c) die kupfertragende organische Phase mit Säure,c) the copper-bearing organic phase with acid, z. B. dem schwefelsauren Rückelektrolyten aus einer Kupferreduktionselektrolyse, erschöpfend eluiert, wobei der Ionenaustauscher regeneriert wird, und die so gewonnene hochreine Kupfersulfitlösung wieder der Kupferreduktionselektrolyse zuführt, wobei das ho Kupfer in Form von Kathoden gewonnen wird, und schließlichz. B. the sulfuric acid back electrolyte from a copper reduction electrolysis, exhaustive eluted, the ion exchanger being regenerated, and the thus obtained high-purity copper sulfite solution again from copper reduction electrolysis supplies, whereby the ho copper is obtained in the form of cathodes, and finally d) den Ionenaustauscher erneut in die Verfahrensstufe a) zurückführt, wobei aus den H+ -Ionen des Austauschers und den OH--Ionen der (>s ammoniakalischen Lösung in zwangsläufig stöchiometrischem Verhältnis Wasser gebildet und der Austauscher erneut mit aminbildenden Kationen der wässerigen ammoniakalischen, sjnmonsalzhaltigen Lösung entsprechend Verfahrensschritt a) beladen wird.d) returns the ion exchanger to process stage a) again, with the H + ions of the exchanger and the OH - ions of the (> s ammoniacal solution is inevitably formed in a stoichiometric ratio of water and the exchanger again with amine-forming cations of the aqueous ammoniacal, Monon salt-containing solution according to process step a) is loaded. 2. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem Verfahrensschritt b) ablaufende wässerige Lösung mit einem zweiten Kationenaustauscher, der im Gegensatz zum erstgenannten kupferspezifisch ist, in Kontakt bringt, wodurch das gesamte Restkupfer aus der ablaufenden wässerigen Lösung extrahiert wird.2. The method according to claim J, characterized in that that the draining from process step b) aqueous solution with a second Brings cation exchanger, which, in contrast to the former, is copper-specific, into contact, whereby all of the residual copper is extracted from the draining aqueous solution. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Elution des Kupfers mit dem schwefelsauren Rückelektrolyten der Kupferreduktionselektrolyse in der Weise vornimmt, daß man zunächst den stärker bindenden Austauscher gemäß Anspruch 2 mit dem stark sauren Rückelektrolyten eluiert und anschließend diese nunmehr stärker Cu-haltige, schwächer saure Lösung der Kupferregulierung gemäß Anspruch Ic) zur Vollendung der Kupfereluierung unter Gewinnung eines hochkupferhaltigen, schwach sauren Kupferelektrolyten mit der gemäß Anspruch Ib) anfallenden Cu-haltigen organischen Phase in Kontakt bringt.3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the elution of the Copper with the sulfuric acid back electrolyte of the copper reduction electrolysis in the way assumes that you first the stronger binding exchanger according to claim 2 with the strong acidic back electrolyte eluted and then this now more strongly Cu-containing, less acidic Solution of the copper regulation according to claim Ic) to complete the copper elution with recovery of a high copper content, weakly acidic copper electrolyte with the according to claim Ib) brings accumulating Cu-containing organic phase into contact. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem Austauscherprozeß hinter Verfahrensschritt Ib) ablaufende, wässerige Lösung in bekannter Weise auf die darin enthaltenen restlichen NE-Metalle aufarbeitet, z. B. durch Zinkstaubzementation von Cadmium, Nickel, Kobalt bzw. durch sulfidierende Zementation dieser Metalle mit Zn + S°, durch anschließende Auskristallisation von Glaubersalz nach ausreichender Zugabe von Steinsalz zur Entfernung der Sulfationen und anschließender Ausfällung des Zinks als Hydroxid, Karbonat oder Sulfid.4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that from the Exchanger process after process step Ib) running, aqueous solution in a known manner processed on the remaining non-ferrous metals contained therein, z. B. by zinc dust cementation of Cadmium, nickel, cobalt or by sulphiding cementation of these metals with Zn + S ° subsequent crystallization of Glauber's salt after sufficient addition of rock salt for Removal of the sulfate ions and subsequent precipitation of the zinc as hydroxide, carbonate or Sulfide. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Ausgangslösungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in der ammoniakalischen Laugung vorzugsweise zinkreiche, kupferarme und in der sauren Laugung vorzugsweise kupferreiche, zinkarme NE-metallhaltige Rohstoffe einsetzt.5. Process according to claims 1-4, characterized in that one is used for the starting solutions of the process according to the invention in ammoniacal leaching, preferably zinc-rich, low-copper and in acid leaching, preferably copper-rich, low-zinc non-ferrous metal-containing raw materials begins.
DE2615287A 1976-04-08 1976-04-08 Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein Expired DE2615287C2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2615287A DE2615287C2 (en) 1976-04-08 1976-04-08 Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein
PT66379A PT66379B (en) 1976-04-08 1977-03-31 METHOD FOR PROCESSING COMPLEX NE-METAL CONTAINING SOLUTIONS BY SOLVENT EXTRACTION AND OBTAINING THE VALUE TRADERS CONTAINED THEREIN
ES457538A ES457538A1 (en) 1976-04-08 1977-04-05 Method of recovering useful components by solvent extraction of multicomponent system nonferroussmetallcontaining solution
AU24127/77A AU2412777A (en) 1976-04-08 1977-04-07 Solvent extraction
BE176492A BE853336A (en) 1976-04-08 1977-04-07 PROCESS FOR TREATMENT BY SOLVENT EXTRACTION OF COMPLEX SOLUTIONS CONTAINING NON-FERROUS METALS AND OBTAINING THE INTERESTING ELEMENTS CONTAINED THEREIN
JP3963077A JPS52123903A (en) 1976-04-08 1977-04-08 Method of recovering useful components by solvent extraction of multicomponent system nonferroussmetallcontaining solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2615287A DE2615287C2 (en) 1976-04-08 1976-04-08 Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2615287B1 DE2615287B1 (en) 1977-10-06
DE2615287C2 true DE2615287C2 (en) 1978-06-08

Family

ID=5974826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2615287A Expired DE2615287C2 (en) 1976-04-08 1976-04-08 Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS52123903A (en)
AU (1) AU2412777A (en)
BE (1) BE853336A (en)
DE (1) DE2615287C2 (en)
ES (1) ES457538A1 (en)
PT (1) PT66379B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3392259B2 (en) * 1995-05-12 2003-03-31 株式会社アイン Recycling of etching waste liquid

Also Published As

Publication number Publication date
PT66379B (en) 1978-08-25
AU2412777A (en) 1978-10-12
PT66379A (en) 1977-04-01
ES457538A1 (en) 1978-08-16
JPS52123903A (en) 1977-10-18
BE853336A (en) 1977-08-01
DE2615287B1 (en) 1977-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69629845T2 (en) Recovery of nickel and / or cobalt by leaching hydroxide-containing concentrate with an ammonium solution
DE60007170T2 (en) ION EXCHANGE RESIN METHOD FOR PRODUCING NICKEL AND COBALT FROM OXIDE OZER LIQUID SLUDGE
DE60003530T2 (en) EXTRACTION OF NICKEL AND COBALT FROM ORE MATERIALS
DE2540641C2 (en) Process for leaching residues containing zinc ferrite
DE2617348C3 (en) Hydrometallurgical process for the treatment of sulphurous minerals
Amer et al. The recovery of zinc from the leach liquors of the CENIM-LNETI process by solvent extraction with di (-2-ethylhexyl) phosphoric acid
DD232933A5 (en) METHOD FOR OBTAINING ZINC AND COPPER
DE2743812B1 (en) Process for processing non-ferrous metal hydroxide sludge waste
DE3725611A1 (en) METHOD FOR THE JOINT SEPARATION OF STONE ELEMENTS FROM VALUE METAL ELECTROLYTE SOLUTIONS
DE2924657A1 (en) IMPROVED METHOD FOR PRODUCING METAL COPPER
DE2835694A1 (en) METHOD FOR TREATING THERMALLY ACTIVATED COPPER, IRON AND ZINC-CONTAINING METAL SULFIDES
DE2656233B1 (en) PROCESS FOR THE SELECTIVE SEPARATION AND EXTRACTION OF SILVER AND GOLD FROM MAINLY CHLORIDE SOLUTIONS
US3923976A (en) Process for recovery of zinc from solutions that contain it as a result of extraction with solvents for their adaptation to electrolysis
DE1931426A1 (en) Process for cleaning nickel and accompanying metals
DE2731707C3 (en) Process for the extraction of cobalt
DE19955881A1 (en) Process for the recovery of valuable metals from an acidic aqueous leaching solution comprises liquid/liquid extraction of the solution by contacting the solution once with an organic water insoluble extractant
DE2615287C2 (en) Process for the processing of complex non-ferrous metal-containing solutions by solvent extraction and recovery of the valuable carriers contained therein
DE60110924T2 (en) PRESSURE EXTRACTION METHOD FOR OBTAINING ZINC FROM SULPHIDE MATERIALS
DE2754784A1 (en) PROCESS FOR THE DISCLOSURE OF NON-FERROUS METALS CONTAINED IN OXYGEN COMPOUNDS
DE2225240A1 (en) Process for producing high purity nickel from sulphurized concentrates
DE2621144B2 (en) Process for processing non-ferrous metal hydroxide sludge waste
DE2320880A1 (en) PROCESS FOR SEPARATION OF NICKEL, COBALT AND MANGANIONS FROM AQUATIC SOLUTIONS
DE2607956C2 (en) Process for the extraction of high-purity zinc compounds from technical, in particular As-containing, materials by ammoniacal solvent extraction
DE3705721A1 (en) USE OF CITRONIC ACID PARTIAL ESTERS AND THEIR MIXTURES FOR IRON EXTRACTION
DE2160632C3 (en) Process for the selective separation and recovery of copper, nickel, cobalt and zinc from solutions containing non-ferrous metals

Legal Events

Date Code Title Description
8339 Ceased/non-payment of the annual fee