DE2808263C2 - Verfahren zur Rückgewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Rückständen - Google Patents

Verfahren zur Rückgewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Rückständen

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DE2808263C2 DE2808263A DE2808263A DE2808263C2 DE 2808263 C2 DE2808263 C2 DE 2808263C2 DE 2808263 A DE2808263 A DE 2808263A DE 2808263 A DE2808263 A DE 2808263A DE 2808263 C2 DE2808263 C2 DE 2808263C2
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Description

eines erfinderischen Schrittes dazu.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die Abbildungen Veschrieben.
Als kohlenstoffhaltige Materialien kommen Braunkohle, Lignit, Steinkohle, Teerpech, Koks uiid analoge Materialien in Frage. Nach ihrer Vergasung mit einem Vergasungsmittel in Gegenwart eine* nickelhaltigen Katalysators verbleibt ein Rückstand, der den Katalysator sowie Asche enthält Das Nickel im Rückstand, das mit der Art des Vergasungsmittels, der Temperatur und anderen Reatuionsbedingungen variieren kann, ist im allgemeinen in Form von metallischem Nickel oder Nickelsulfid vorhanden, weil es einer reduzierenden 10
Atmosphäre ausgesetzt ist
Das metallische Nickel im Rückstand kann durch Zusatz einer wäßrigen Ammoniaklösung oder einer wäßrigen Lösung, die Ammoniak und ein Ammoniumsalz enthält zum nickelhaltigen Rückstand in Gegenwart von Sauerstoff und/oder Luft in Form eines Nickelammins gelöst werden.
Der Auflösungsprozeß kann durch die nachstehenden Reaktionsgleichungen veranschaulicht werden. Bei Verwendung von Ammoniumchlorid als Ammoniumsalz wird das Nickel in Form von Nickelamminchlorid gelöst Ebenso wird bei Verwendung von Ammoniumcarbonat -sulfat und -nitrat das Nickel in Form von Nickelammincarbonat -sulfat bzw. -nitrat gelöst
Ni + 2 NH4Cl + 4 NH3 + -j O2 = NKNHj)6Cl2 + H2O
Ni + (NH^COj + 4 NH3 + γ O2 = Ni(NH3),CO3 + H2O
Ni +
NH3 + -±- O2 = Ni(NH3)»SO4 + H2O
Ni + 2 NH4NO3 + 4 NH3 + -L O2 = Ni(NH3)ZNOj)2 + H2O
Die zugesetzten Ammoniumsalze dissoziieren zu Anionen, die Nickelamminsalze als Komplexsalze zu bilden vermögen. Daher können auch andere Ammoniumsalze, die zu Anionen, die Komplexsalze zu bilden vermögen, dissoziieren, verwendet werden, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
Im Rahmen der Erfindung ist es lediglich erforderlich, das Nickel in Form eines Nickelamminkomplexsalzes zurückzugewinnen. Wenn Nickel als Nickelsulfid im Rückstand vorliegt, muß kein Ammoniumsalz zugesetzt werden. Nickelsulfid reagiert mit Ammoniak wie folgt:
NiS + 6 NH3+ 2 O2 = Ni(NH3JeSO4
In diesem Fall wird dem nickelhaltigen Rückstand eine wäßrige Ammoniaklösung zugesetzt.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben.
F i g. 1 ist eine graphische Darstellung, die die Löslichkeitskurven von Nickelamminchlorid bei verschiedenen Temperaturen zeigt. Die Konzentration (in Gew.-%) von freigesetztem Ammoniak in der gesättigten Nickelamminchloridlösung ist als Abszisse und die Löslichkeit (g/100 g gesättigte Lösung) als Ordinate aufgetragen.
F i g. 2 ist eine ähnliche graphische Darstellung wie Fig. 1 und zeigt die Löslichkeitskurven von Nickelammincarbonat.
Fig.3 ist eine ähnliche graphische Darstellung wie F i g. 1 und zeigt die Löslichkeitskurven von Nickelamminsulfat.
Fig.4 ist eine ähnliche graphische Darstellung wie F i g. 1 und zeigt die Löslichkeitskurven von Nickelamminnitrat.
F i g. 5 ist ein Kästchenschema, das eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung, bei der Nickel als Nickelchlorid zurückgewonnen wird, veranschaulicht.
F i g. 6 zeigt ein Kästchenschema, das eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung, bei der Nickel als Nickelcarbonat zurückgewonnen wird, veranschaulicht.
Wie F i g. 1 bis F i g. 4 eindeutig zeigen, sind die Nickelamminkomplexsalze bei Raumtemperatur sehr leicht löslich. Bei einer Konzentration des freigesetzten Ammoniaks von O bis 3 Gew.-% und einer Temperatur von 55° C haben sowohl Nickelamminchlorid als auch Nickelamminnitrat Löslichkeiten von etwa 20 bis 25 g/100 goer gesättigten Lösung und sowohl Nickelammincarbonat als auch Nickelamminsulfat höhere Löslichkeiten von etwa 40 bis 50 g pro 100 g der gesättigten Lösung.
Die Nickelamminkomplexsalze sind bei vergleichsweise niedrigeren Konzentrationen des freigesetzten Ammoniaks sehr leicht löslich, jedoch wird die Löslichkeit mit steigender Konzentration des freigesetzten Ammoniaks schnell niedriger und erreicht schließlich nahezu O.
Das Verfahren gemäß der Erfindung nutzt diesen Löslichkeitsunterschied aus. Das Nickelammin kann wirksam ausgefällt werden, indem die Konzentration
so des freigesetzten Ammoniaks von einem niedrigen Wert, bei dem die Löslichkeit hoch ist, zu einem hohen Wert, bei dem die Löslichkeit gering ist, erhöht wird. Darüber hinaus kann die Temperatur gesenkt werden, um das Nickelammin wirksamer auszufällen.
Die Art des zuzusetzenden Ammoniumsalzes, die Konzentration des freigesetzten Ammoniaks, die Temperatur der Lösung, der Sauerstoffpartialdruck und andere Bedingungen können in Abhängigkeit vom Gehalt und chemischen Zustand des Nickels im Rückstand auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden.
In der Stufe (a) wird das Nickel gelöst und in Form eines Nickelamminkomplexsalzes aus dem Rückstand extrahiert. Zu diesem Zweck beträgt die Konzentration des freigesetzten Ammoniaks 3,5 bis 15,0 Gew.-°/o, um die Löslichkeit des Nickelammins genügend hoch zu halten. Zwar sind niedrigere Konzentrationen des freigesetzten Ammoniaks hinsichtlich der Löslichkeit
vorteilhaft, wie vorstehend im Zusammenhang mit F i g. 1 bis F i g. 4 beschrieben, jedoch erfordert die Umsetzung des Nickels mit einem Ammoniumsalz bei einer Konzentration des freigesetzten Ammoniaks unter 3,5 Gew.-°/o eine verhältnismäßig lange Zeit. Daher wird der vorstehend genannte Bereich vom Standpunkt der großtechnischen Auflösung und des Extraktionswirkungsgrades beansprucht. Wie ferner die vorstehenden Reaktionsgleichungen zeigen, ist ein höherer Sauerstoffpartialdruck vorteilhaft. Unter Be- ι ο rücksichtigung der Konstruktion und Instandhaltung der Betriebseinrichtungen einschließlich des Reaktors kann der Sauerstoffpartialdruck im allgemeinen 0,98 bis 49 bar, vorzugsweise 1,96 bis 9,8 bar betragen. Die Temperatur der Lösung kann im allgemeinen im is Bereich von 10° bis 15O0C, vorzugsweise im Bereich von 30° bis 120° C liegen.
Gemäß der Erfindung werden nach der Vermischung des nickelhaltigen Rückstandes mit einer wäßrigen Ammoniaklösung zur Auflösung und Extraktion des Nickels in der Lösung die gebildete wäßrige Nickelamminiösung und die aus Asche und anderen Verunreinigungen bestehenden, darin enthaltenen unlöslichen Stoffe beispielsweise durch Filtration voneinander getrennt. Anschließend wird das Nickelammin durch Zusatz von Ammoniak zur abgetrennten wäßrigen Lösung zur Steigerung der Konzentration des freigesetzten Ammoniaks aus seiner Lösung ausgefällt. Gleichzeitig kann vorzugsweise die Temperatur der abgetrennten wäßrigen Lösung gesenkt werden, um die Ausfällung zu erleichtern.
Wenn Kristalle aus der wäßrigen Nickelamminlösung in der Stufe (c) ausgefällt werden, wird die Temperatur der Lösung unter 25° C, insbesondere unter 15° C und die Konzentration des freigesetzten Ammoniaks bei 15 bis 30 Gew.-% gehalten, wie F i g. 1 bis F i g. 4 zeigen.
Die Erfindung wird zum besseren Verständnis in den folgenden Beispielen erläutert.
40
Beispiel 1
45
In einen Autoklaven wurden 88,8 g eines 16,9 Gew.-Nickel enthaltenden Rückstandes, der nach der Vergasung von Kohle in Gegenwart eines Nickelchloridkatalysators zur Erzeugung von hauptsächlich aus Wasserstoff bestehendem Kohlengas erhalten worden war, und 200 ml einer ammoniakalischen wäßrigen Ammoniumcarbonatlösung gegeben, die pro Liter 1,5 Mol Ammoniumcarbonat und 8,0 Mol freigesetztes Ammoniak enthielt und ein spezifisches Gewicht von 1,01 hatte. Das Gemisch wurde 60 Minuten bei einer Temperatur von 50° C, einem Sauerstoffpartialdruck von 3^2 bar und einer Drehgeschwindigkeit des Rührers von 2000UpM der Reaktion überlassen. Hierbei wurde festgestellt, daß 98% des Nickels in Form von Nickelammincarbonat gelöst wurden.
Die unlöslichen Stoffe wurden dann abfiltriert. Unter Kühlen in einem Eisbad wurde Ammoniakgas in das Filtrat geleitet, bis die Konzentration des freigesetzten Ammoniaks 30 Gew.-% erreichte. Hierbei wurden 753 g Kristalle ausgefällt Die Zusammensetzung wurde durch Analyse bestimmt Hierbei wurde festgestellt daß 97,0% des Nickels zurückgewonnen worden waren. Die Ergebnisse sind nachstehend genannt Ni (Gew.-%)
NH3
(Oew.-y.)
Gebinden
BGfccnHGt rar
Ni(NHj)6-5 H1O
18,9
32,4 32,8
Beispiel 2
In einen Autoklaven wurden 87,2 g eines Rückstandes, der 17,2 Gew.-% Nickel enthielt und nach der Vergasung von Kohle in Gegenwart eines Nickelchloridkatalysators zur Erzeugung von hauptsächlich aus Wasserstoff bestehendem Kohlegas erhalten worden war, und 200 ml einer ammoniakalischen wäßrigen Ammoniumsulfatlösung gegeben, die pro Liter 1,5 Mol Ammoniumsulfat und 8,0 Mol freigesetztes Ammoniak enthielt und ein spezifisches Gewicht von 1,04 hatte. Das Gemisch wurde 75 Minuten der Reaktion bei einer Temperatur von 50° C, einem Sauerstoffpartialdruck von 3,92 bar und einer Drehgeschwindigkeit des Rührers von 2000 UpM überlassen. Hierbei wurde festgestellt, daß sich 96,5% des Nickels in Form von Nickelamminsulfat gelöst hatten.
Die in der Lösung enthaltenen unlöslichen Stoffe wurden abfiltriert Während mit einem Eisbad gekühlt wurde, wurde Ammoniakgas in das Filtrat geleitet, bis die Konzentration des freigesetzten Ammoniaks 30 Gew.-% erreichte. Hierbei wurden 66,4 g Kristalle ausgefällt. Die Zusammensetzung wurde durch Analyse bestimmt. Hierbei wurde gefunden, daß 98,5% des Nickels zurückgewonnen worden waren. Die Ergebnisse sind nachstehend genannt
Ni (Gew.-%)
NH3
Gefunden 1/2H2O 21,5 38,2
Berechnet für 22,1 38,4
Ni(NHj)6SO4 ·
F i g. 5 zeigt ein mögliches Schema des Verfahrensablaufs, bei dem in diesem Falle als Ausgangsmaterial ein nickelhaltiger Rückstand verwendet wird, der nach der Vergasung von Kohle in Gegenwart von Nickelchlorid als Katalysator erhalten worden ist In einem Reaktor 10 für die Kohlevergasung werden ein kohlenstoffhaltiges Material (im vorliegenden Beispiel Kohle), ein Nickelchloridkatalysator und ein Vergasungsmittel durch die Leitungen I, 2 bzw. 3 eingeführt Die Vergasung wird in dem unter bestimmten Bedingungen gehaltenen Reaktor durchgeführt Ein brauchbares Gasgemisch, das Wasserstoff, Methan u. dgl. enthält, wird erzeugt, während ein nickelhaltiger Rückstand in Form von Asche zurückbleibt Das Gasgemisch wird vom Reaktor 10 durch Leitung 5 zu einer Wäsche 11 geführt In die Wäsche 11 wird außerdem eine Waschflüssigkeit, z. B. Wasser oder eine wäßrige verdünnte Salzsäurelösung, durch Leitung 7 eingeführt Die Waschflüssigkeit dient zur Entfernung von Salzsäure aus dem Gas, das dann durch Leitung 6 abgeführt wird Die entfernte Salzsäure wird durch Leitung 8 einem Anlageteil 12 zugeführt, wo Ammoni-
umchlorid gebildet wird. Durch Leitung 9a wird Ammoniak der Salzsäure im Anlageteil 12 zur Bildung von Ammoniumchlorid zugesetzt, das durch Leitung 9Zj einer Extraktionsapparatur 20 zugeführt wird, wo das Nickel gelöst und in Form von Nickelammin extrahiert wird. Die Wäsche 11 und der Anlageteil 12, in dem das Ammoniumchlorid gebildet wird, können so kombiniert werden, daß sowohl Salzsäure entfernt als auch Ammoniumchlorid gebildet wird.
Der Katalysator kann vor seiner Verwendung für die Vergasung aktiviert werden. In diesem Fall wird Ammoniak oder Chlorwasserstoffgas zusammen mit dem Aktivierungsgas ausgetragen. Durch Einführung des Gasgemisches in die Wäsche 11 kann Ammoniumchlorid zurückgewonnen werden. Als Alternative kann eine Aktivierungsapparatur getrennt zusätzlich zum Vergasungsreaktor 10 für die Durchführung der Aktivierung des Katalysators vorgesehen werden.
Der Rückstand aus dem Vergasungsreaktor 10 wird durch Leitung 4 in die Extraktionsapparatur 20 eingeführt. In diese Apparatur werden außerdem Ammoniak durch Leitung 21, Sauerstoff und/oder Luft durch Leitung 22 und Wasser durch Leitung 23 eingeführt. Außerdem wird die wäßrige Ammoniumchloridlösung durch Leitung 96 in die Extraktionsapparatur 20 eingeführt, wie vorstehend beschrieben. Nach Einstellung der Temperatur, des Sauerstoffpartialdrucks und anderer Bedingungen auf vorbestimmte Werte wird das Nickel im Rückstand gelöst und in Form von Nickelamminchlorid extrahiert Zur Erleichterung der Auflösung wird das Gemisch vorzugsweise gerührt Dieser Auflösungs- und Extraktionsprozeß kann in beliebiger gewünschter Weise beispielsweise chargenweise oder kontinuierlich, im Gleichstrom oder Gegenstrom durchgeführt werden. Die Arbeitsweise wird in Abhängigkeit von der zu behandelnden Menge des Rückstandes und vom Nickelgehalt gewählt.
Nach Beendigung des Auflösungs- und Extraktionsprozesses wird das behandelte Gemisch durch Leitung 24 in einen Abscheider 30 überführt. Die im Gemisch enthaltenen unlöslichen Stoffe einschließlich Asche werden im Abscheider abgetrennt und durch Leitung 32 ausgetragen, während die wäßrige Nickelamminchloridlösung durch Leitung 31 in eine Ausfällapparatur 40 eingeführt wird. Ammoniak, das durch eine Zweigleitung 66 zugeführt wird, wird der Lösung zugesetzt, um die Konzentration des freigesetzten Ammoniaks in der Lösung zu erhöhen, wodurch das Nickelamminchlorid ausgefällt wird. Die Temperatur der Lösung in der Ausfällapparatur 40 kann gegebenenfalls gesenkt werden.
Die Fällung wird zusammen mit der Lösung durch Leitung 41 einem Abscheider 50 zugeführt Im Abscheider 50 wird die Fällung von der Lösung abgetrennt, die dann durch Leitung 54 einer ersten Rückgewinnungsvorrichtung 51 zugeführt wird. Durch Temperaturerhöhung oder Drucksenkung wird Ammoniakgas aus der Lösung freigesetzt und dann mit einem weiteren Ammoniakgasstrom aus einer zweiten Rückgewinnungsvorrichtung 61, die nachstehend beschrieben wird, vereinigt Das vereinigte Ammoniakgas wird durch die Leitungen 55 und 65 zur Wiederverwendung zurückgeführt. Die in der ersten Rückgewinnungsvorrichtung 51 zurückbleibende Lösung, die eine geringe Menge Nickelamminchlorid enthält wird durch Leitung 56 zur Ausfällapparatur 40 oder durch Leitung 57 zur Extraktionsapparatur 20 zur Wiederverwendung zurückgeführt Wenn die Menge der Verunreinigungen, die sich in der Lösung anreichern, durch wiederholte Verwendung größer wird, wird diese verunreinigte Lösung durch Leitung 53 ausgetragen und frische Lösung zugeführt.
Die abgetrennte Fällung aus Nickelamminchlorid wird durch Leitung 52 zur Zersetzung des Komplexsalzes in einen Erhitzer 60 eingeführt, in dem das Nickelamminchlorid durch Erhitzen in Nickelchlorid und Ammoniak zersetzt wird. Das abgetrennte Nikkelchlorid wird, falls erforderlich, durch Leitung 63 zur Wiederverwendung als Katalysator in den Vergasungsreaktor 10 zurückgeführt, während das Ammoniak durch Leitung 62 in die zweite Rückgewinnungsvorrichtung 61 eingeführt und dort getrocknet wird. Falls gewünscht, wird das getrocknete Ammoniakgas durch Leitung 65 und 9a in die Ammoniumchloridbildungsvorrichtung 12 und durch Leitung 65 und 66 in die Ausfällapparatur zur Wiederverwendung zurückgeführt Das beim Trocknen anfallende Abwasser kann, falls gewünscht, durch Leitung 64 ausgetragen werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Verfahrensweise
kann dafür Sorge getragen werden, daß, wenn Reagentien wie beispielsweise das Ammoniumchlorid oder Ammoniak von dem Mengenbereich abweichen, der ein geeignetes Mengenverhältnis gewährleistet, diese Abweichung sofort aufgehoben werden kann.
Vorstehend wurde eine Möglichkeit beschrieben, bei der Nickelchlorid als Katalysator verwendet wird, jedoch ist die Erfindung in der gleichen Weise auf die Fälle anwendbar, in denen Nickelsalze wie Nickelsulfat, Nickelnitrat und Nickelcarbonat, metallisches Nickel und Nickeloxyd als Katalysator verwendet werden. Es ist zu bemerken, daß bei Verwendung von metallischem Nickel oder Nickeloxyd als Katalysator das Nickelsalz, das bei der Zersetzung durch Erhitzen im Reaktor 60 gebildet wird, vor seiner Rückführung nach üblichen Methoden weiter behandelt werden kann.
Eine weitere Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig.6 schematisch dargestellt In diesem Fall wird das Nickel im Rückstand als Nickelcarbonat zurückgewonnen. Der Rückstand wird zur Auflösung des Nickels durch Eintrittsleitung 75 in eine Extraktionsapparatur 20 eingeführt. In diese Vorrichtung wird außerdem Wasser durch Leitung 74 eingeführt Sauerstoff oder Luft Kohlendioxyd und Ammoniak, die durch die Leitungen 71, 72 bzw. 73 zugeführt werden, werden in das Wasser geblasen. Unter Rühren wird das Nickel im Rückstand gelöst und in Form von Nickelammincarbonat extrahiert Das behandelte Gemisch wird durch Leitung 76 einem Abscheider 30 zugeführt Die unlöslichen Stoffe einschließlich der Asche werden darin abgetrennt und durch Leitung 77 ausgetragen, während die abgetrennte Lösung des Nickelammincarbonats durch Leitung 78 in eine Ausfällapparatur 40 eingeführt wird. Zur Steigerung der Konzentration des freigesetzten Ammoniaks in der Lösung wird Ammoniak durch eine Zweigleitung 87 der Lösung zugeführt wodurch Nickelammincarbonat ausgefällt wird.
Die Fällung wird zusammen mit der Lösung durch Leitung 79 in einen Abscheider 50 eingeführt Im Abscheider 50 wird die Fällung von der Lösung abgetrennt die dann durch Leitung 80 einer Rückgewinnungsvorrichtung 82 zugeführt wird. Zur Rückgewinnung des Ammoniaks wird die Lösung auf erhöhte Temperatur erhitzt oder der Druck gesenkt Der zurückbleibende flüssige Rückstand wird durch Leitung 83 ausgetragen. Das in der beschriebenen Weise
zurückgewonnene Ammoniak wird mit einem weiteren Ammoniakstrom vom Erhitzer 60, der nachstehend beschrieben wird, vereinigt. Das vereinigte Ammoniakgas wird zur Wiederverwendung in die Extraktionsapparatur 20 und Ausfällapparatur 40 zurückgeführt.
Die abgetrennte Fällung aus Nickelammincarbonat wird durch Leitung 81 in den Erhitzer 60 eingeführt, in dem das Nickelammincarbonat durch Erhitzen zu Nickelcarbonat oder Nickeloxyd und Ammoniak zersetzt wird. Das erzeugte Ammoniak wird zur Wiederverwendung in die Extraktionsapparatur 20 und die Ausfällapparatur 30 durch die Leitungen 85, 87 und 73 zur Wiederverwendung geführt. Das erhaltene Nickelcarbonat oder Nickeloxyd wird durch Leitung 86 abgezogen und kann dann entweder zum Vergasungsreaktor zurückgeführt oder in einem (nicht dargestellten) Behälter gelagert werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann das Nickel aus einem Rückstand, der aus der Vergasung von kohlenstoffhaltigen Materialien unter Verwendung von nickelhaltigen Katalysatoren anfällt, wirksam zurückgewonnen werden.
Im Rahmen der Erfindung sind Modifikationen in Abhängigkeit von der Art der als Katalysator verwendeten Nickelverbindung möglich. Wenn beispielsweise Nickelammin als Katalysator verwendet wird, können die nach der Ausfällung abgetrennten Nickelamminkristalle ohne weitere Verarbeitung zur Wiederverwendung zurückgeführt werden.
Wenn das Nickel im Rückstand eine andere Form als metallisches Nickel oder Nickelsulfid annimmt, muß es vor der Anwendung der Erfindung in metallisches Nickel oder Nickelsulfid umgewpndelt werden.
Da das Nickel gemäß der Erfindung in Form eines Nickelamminsalzes gebunden und zurückgewonnen wird, können die gebrauchten Reagentien, z. B. Ammoniak, leicht für die Wiederverwendung im Kreislauf geführt werden. Als Ergebnis wird das Nickel wirtschaftlich zurückgewonnen und die Umweltverunreinigung weitgehend ausgeschaltet.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Rückgewinnung von Nickel aus nickelhalügen Rückständen, durch Extrahieren bei 10 bis 1500C in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases bei Normaldruck oder Drücken bis 49 bar in Form eines Nickelamminkomplexsalzes mit einer wäßrigen Ammoniaklösung oder einer wäßrigen Lösung, die Ammoniak oder ein Ammoniumsalz enthält, wobei man anschließend durch Zusatt von weiterem Ammoniak zu der erhaltenen wäßrigen Lösung Nickelammin ausfällt und dann weiter verarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß man
a) als nickelhaltigen Rückstand einen solchen einsetzt, der bei der Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Katalysators anfällt,
b) die Konzentration von freiem Ammoniak während des Extrahierens auf 3,5 bis 15 Gew.-% einstellt und zur Ausfällung des Nickelammins unter gleichzeitiger Senkung der Temperaturen auf bis zu 30 Gew.-% erhöht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nickelhaltige Rückstände aus der Vergasung von Braunkohle, Lignit, Steinkohle, Teerpech und Koks verarbeitet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Lösung zur Ausfällung des Nickelammins auf weniger als 25° C, vorzugsweise auf weniger als 15° C, senkt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Rückständen, durch Extrahieren bei 10 bis 150° C in Gegenwart eines sauerstoffhaltigen Gases bei Normaldruck oder Drükken bis 49 bar in Form eines Nickelamminkomplexsalzes mit einer wäßrigen Ammoniaklösung oder einer wäßrigen Lösung, die Ammoniak oder ein Ammoniumsalz enthält, wobei man anschließend durch Zusatz von weiterem Ammoniak zu der erhaltenen wäßrigen Lösung Nickelammin ausfällt und dann weiter verarbeitet.
Die Vergasung von kohlenstoffhaltigen Materialien wie Kohle beispielsweise zur Erzeugung von Kohlengas ist bekannt. Bei den üblichen Verfahren werden kohlenstoffhaltige Materialien oder durch Erhitzen und/oder mit verschiedenen Lösungsmitteln vorbehandelte kohlenstoffhaltige Materialien bei erhöhten Temperaturen in Abwesenheit eines Katalysators unter Verwendung eines Vergasungsmittels, z. B. Wasserstoff, Wasserdampf oder Kohlendioxyd, vergast.
Für diese Vergasung sind nickelhaltige Katalysatoren vorteilhaft. Der Nickelkatalysator sollte in einer Menge vorhanden sein, die für die katalytische Beschleunigung der Vergasung von kohlenstoffhaltigen Materialien wirksam ist. Nach der Vergasung wird das verwendete Nickel teilweise mit dem erzeugten Gas und teilweise mit Rückständen wie Koks und Asche ausgetragen. Der Nickelverlust ist nachteilig, weil Nickel sehr teuer ist. Um diese katalytischen Vergasungsverfahren großtechnisch vorteilhaft und erfolgreich durchzuführen, ist es wichtig, das teure Nickel in einfacherer Weise wirksam zurückzugewinnen und für die Wiederverwendung zu regenerieren. Mit keinem Verfahren gelang jedoch die wirksame Abtrennung oder Rückgewinnung des Nikkeis, weil Nickel in den Rückständen in sehr geringen Mengen enthalten ist und gleichzeitig verhältnismäßig große Mengen an Verunreinigungen vorhanden sind.
Es wurde nun gefunden, daß das Nickel in Form einer
ίο wäßrigen Nickelamminlösung aus nickelhaltigen Rückständen, die nach der Vergasung anfallen, selektiv extrahiert oder abgetrennt werden kann und daß zwar die Löslichkeit von Nickelammin in Wasser bei Raumtemperatur sehr hoch ist, jedoch das Nickelammin mit steigender Konzentration des freigesetzten Ammoniaks schnell im wesentlichen unlöslich wird. Die Konzentration von freigesetztem Ammoniak kann in einfacher Weise durch Zusatz von Ammoniak zur Lösung erhöht werden. Der hier gebrauchte Ausdruck »freigesetztes Ammoniak« bezeichnet eine überschüssige Ammoniakmenge, die 6 molare Äquivalente pro Mol Nickel im Rückstand übersteigt
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Rückständen, die nach der Vergasung von kohlenstoffhaltigen Materialien anfallen.
Das Verfahren zur Rückgewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Rückständen, z. B. Kohlenasche, der Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material in Gegenwart eines nickelhaltigen Katalysators ist dadurch gekennzeichnet, daß man
a) als nickelhaltigen Rückstand einen solchen einsetzt, der bei der Vergasung von kohlenstoffhaltigem Material in Gegenwart eines Nickel enthaltenden Katalysators anfällt,
b) die Konzentration von freiem Ammoniak während des Extrahierens auf 3,5 bis 15 Gew.-% einstellt und zur Ausfällung des Nickelammins unter gleichzeitiger Senkung der Temperaturen auf bis zu 30 Gew.-% erhöht.
Das abgetrennte Nickelammin kann in Nickeloxyd oder Nickelsalze oder in jede gewünschte Form, die für die Wiederverwendung im Kreislauf geeignet ist, z. B. metallisches Nickel, umgewandelt werden. Diese Umwandlung wird im allgemeinen durch Erhitzen vorgenommen.
Der hier gebrauchte Ausdruck »Nickelammin« bezeichnet ein Nickelamminkomplexsalz.
Die GB-PS 14 04 246 betrifft die Rückgewinnung von Nickel in sulfidischen Mineralien. Ein Sauerstoff enthaltendes Gas wird in eine wäßrige Lösung geblasen, die Ammoniumsulfat und freies Ammoniak enthält, um Nickel und Kupfer in Form eines Nickelammoniumkomplexes [Ni(NHj)JSOi und eines Kupferammoniumkomplexes [Co(NH3)JSO4 zu lösen.
Die GB-PS 13 68 586 beschreibt, daß aus einer wäßrigen Aminlösung, die Kobalt und Nickel gelöst enthält, das Kobalt als trivalentes Kobaltchlorpentaminchlorid und dann das Nickel als Nickelhexaminchlorid durch Zusatz von Ammoniak bei einem pH-Wert von 8-9,5 ausgefällt wird.
Die beiden Patentschriften geben dem Fachmann keine Lehre und auch keine Anregung, wie er zur vorliegenden Erfindung kommen soll. Die Erfindung läßt sich vom Fachmann auch nicht durch rein handwerkliches Können erreichen: es bedarf vielmehr
DE2808263A 1977-03-01 1978-02-25 Verfahren zur Rückgewinnung von Nickel aus nickelhaltigen Rückständen Expired DE2808263C2 (de)

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DE2808263A1 DE2808263A1 (de) 1978-09-07
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