DE3134734C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung von Edelmetallen, insbesondere Silber, Gold, Paladium und Platin sowie Unedelmetallen aus entwässertem Schlamm, der Quarz, Metalle und Metallsalze enthält, durch Verbrennen des organischen Anteils des Schlammes unter Bildung von Asche, die Metallteile und restliche Metallverunreinigungen enthält, sowie Behandlung der Asche mit einer sauren Lösung und Abtrennung ausgewählter Metalle aus deren Rückstand oder der Laugungslösung.
Die Ansammlung von toxischen Schwermetallen in Abwasserschlämmen ist schon seit langem ein Hauptproblem bei der Schlammentfernung erkannt worden. Der Ursprung mineralischer Anteile können industrielle Rückstände, städtische Abwässer und Müll oder einfach nur ein hoher natürlicher Mineralgehalt des Wassers selbst ein. Darüber hinaus ergibt sich, daß als Ergebnis der steigenden Kosten für die in diesen Abwässern enthaltenen Metalle die Wiedergewinnung bestimmter Metallanteile wirtschaftlich interessant geworden ist, insbesondere dann, wenn der Schlamm einen hohen Anteil an organischen Bestandteilen hat, ist die Beseitigung der organischen Stoffe ein wichtiger Anfangsschritt des Gesamtverfahrens für die Behandlung des Schlamms und die Konzentration der Mineralanteile. Es werden mehrere unterschiedliche Entwässerungsverfahren einschließlich einer physikalischen Trennung und/oder Trocknung des Schlammes in der Sonne bei trockenem Klima benutzt. In anderen Fällen ist es wirtschaftlich, den Schlamm direkt mit mineralischen Säuren zu behandeln, um die organischen Bestandteile zu zerset­ zen, aber üblicherweise sind die Kosten einer direkten Säurebehandlung zu hoch, und zwar wegen der Kosten für die Säuremengen, die zum vollen Aufschluß des Schlamms auf diese Weise benötigt werden.
Der übliche Weg zur Beseitigung der organischen Bestandteile im Schlamm ist die Verbrennung, und diese Behandlung wird häufig bei Schlämmen mit einem hohen Gehalt an Silicaten durchgeführt. Die vorliegende Erfindung ist auf diese Art der Behandlung von Schlämmen gerichtet.
Die Verbrennung von Schlämmen wird im allgemeinen bei hohen Temperaturen im Bereich von ca. 980°C und darüber durchgeführt, und zwar unter Verwendung speziell hergestellter Öfen mit mehreren Erhitzungskammern, die Temperaturen erreichen, welche hoch genug sind, um Gerüche und Krankheitskeime schnell zu vernichten. Im Fall von Schlämmen mit einem wesentlichen Quarzgehalt neigen solche hohen Temperaturen jedoch dazu, Reaktionen zwischen Quarz und den vorhandenen Metallsalzen einzuleiten, und zwar Reaktionen, die zur Bildung von Glasmatrizen führen, welche die Metallanteile in ihren zellenförmigen Wänden einschließen. Dabei handelt es sich um einen schwerwiegenden Nachteil, da die eingeschlossenen Metallanteile für übliche hydrometallurgische Extraktionsverfahren scheinbar unzugänglich sind, wodurch wesentliche Anteile des gesamten Metallgehalts in den Schlämmen nicht durch saure Auswaschung der Schlammasche abgetrennt werden. Prozesse des Typs, bei dem Metallanteile in Quarzglasmatrizen gebunden werden, finden sich typischerweise in der US-PS 40 33 763, und zwar insbesondere bei Prozessen, bei denen die Wiedergewinnung von Metallanteilen aus der Asche hydrometallurgisch und durch eine Cyanid-Extraktion erfolgt.
Der nachteilige Einfluß dieser Erscheinung bei den Anstrengungen zur Wiedergewinnung von Metallanteilen aus Schlammasche wird nach dem Stand der Technik nicht voll erkannt. In der US-PS 39 74 783 wird der Umstand erörtert, daß die Bildung von Schlacke bei der Hochtemperatur- Schlammverbrennung für diejenigen Verbrennungsanteile, aus denen die Schlacke gebildet wird, zerstörend wirkt. Man versucht demgemäß, den Anteil der gebildeten Schlacke zu verringern und diese Schlacke weicher und leichter von den Verbrennungsanteilen wegbrechbar zu machen. Dies wird durch Zufügen bestimmter Metalle zum Schlamm erreicht, und zwar einschließlich von Kupfer, Cobalt, Mangan, Eisen oder Calcium, das die Verbrennungstemperatur von Kohle erniedrigt, sowie durch Hinzufügen von Magnesiumverbindungen zum Schlamm vor der Verbrennung. Die nach der genannten Patentschrift vor der Verbrennung hinzugefügten Metalle führen jedoch zur Erzeugung von Silicaten, die in Wasser oder der Waschsäure unlöslich sind und daher dazu neigen, die Metallanteile einzuschließen und dadurch die Wirksamkeit der nachfolgenden hydrometallurgischen Behandlung der Asche zu verringern.
Gemäß US-PS 41 33 273 werden andere Abfälle mit Schlämmen gemischt, so daß sich die gemischten Stoffe bei der Verbrennung unterstützen, aber der Einfluß einer Schlackenbildung aufgrund einer Hochtemperaturverbrennung wird nicht erörtert.
Die Metallanteile im Schlamm lassen sich in drei Gruppen wie folgt einteilen:
  • (1) Edelmetalle einschließlich Ag, Au, Pd und Pt;
  • (2) unedle und Übergangsmetalle einschließlich von, aber nicht beschränkt auf Al, Fe, Cu, Cr, Sn, Ga, Zn, Mn, Tl, Cd, Co, Mo usw.;
  • (3) Ionen, in typischer Weise von Sulfaten, Nitraten und Phosphaten. Diese Ionen werden ebenfalls bei der sauren Auswaschung extrahiert und können durch geeignete Ionenaustauschverfahren wiedergewonnen werden.
Die Extraktion der Metalle dieser Gruppen läßt sich auf wirksame Weise durch direktes Auswaschen der Asche mit heißen Säuren erreichen, beispielsweise Salpetersäure, Salzsäure und Schwefelsäure, wobei eine Auftrennung in gelöste Metallanteile und einen Ascherest erfolgt, der hauptsächlich aus Quarz besteht, außerdem aber die Edelmetalle enthält. Die endgültige Extraktion erfolgt dann mit Hilfe anderer hydrometallurgischer Wiedergewinnungsschritte, die zur Trennung und Wiedergewinnung der einzelnen Metalle erforderlich sind. Diejenigen Metallanteile jedoch, die im Inneren unlöslicher Glasmatrizen eingeschlossen worden sind, bleiben im allgemeinen in den Glasmatrizen und sind zusammen mit dem Rest verloren, da sie nicht auf die nachfolgend ausgeführte saure Auswaschung und die hydrometallurgischen Wiedergewinnungsschritte ansprechen. In der vorliegenden Beschreibung soll das Wort "unlöslich" bedeuten "unlöslich in Wasser oder den Auswaschsäuren einschließlich von Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure". Die vorliegende Erfindung betrifft diejenigen Schritte, die erforderlich sind, um die Bildung solcher Glasmatrizen zu verhindern, wodurch praktisch die gesamten Metallanteile aus der Asche wiedergewonnen werden können, ohne daß ein beträchtlicher Prozentsatz für eine solche Verarbeitung unzugänglich wird. Typische hydrometallurgische Wiedergewinnungsschritte werden nachfolgend anhand von Beispielen erläutert, obwohl diese Schritte selbst nicht als neu angesehen werden.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß der Schlamm bis wenigstens zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 30 bis 40% entwässert worden ist. Dann ermöglicht der Schlamm die Aufrechterhaltung einer Verbrennung, so daß eine kostensparende Verbrennung zur Oxydation des organischen Gehalts durchgeführt werden kann. Der Schlamm wird dann gemahlen, klassifiziert und nachfolgend verbrannt, und zwar mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise eines Drehofens, eines Ofens mit mehreren Verbrennungsräumen, einer Verbrennungseinrichtung mit Fluid-Bett oder eines anderen geeigneten Ofens. Die Verbrennung muß den organischen Anteil im Schlamm zersetzen und oxydieren, die Gerüche beseitigen und Krankheitskeime zerstören, wobei aber gleichzeitig die Bildung von Schlacke und Glasmatrizen vermieden werden muß. Dies kann durch Verbrennung bei normalen Verbrennungstemperaturen im Bereich von etwa 760 bis 980°C erreicht werden, nachdem zum entwässerten und gemahlenen Schlamm Natrium- und/oder Kaliumverbindungen in einer ausreichenden Menge hinzugegeben worden sind, um einen Überschuß dieser Metall-Kationen über denjenigen Anteil hinaus bereitzustellen, der erforderlich ist, um mit dem gesamten Quarz im Schlamm zu reagieren, wodurch die als komplexe Polymerstruktur nach der Verbrennung auftretenden Silicate von Natrium- und Kaliumsilicaten überdeckt werden, die beide in Wasser und den Waschsäuren löslich sind. Der mit den genannten Zusätzen zum Schlamm durchgeführte Verbrennungsprozeß liefert eine Asche, die direkt einer hydrometallurgischen Extraktion zugeführt werden kann, wobei eine volle Wiedergewinnung der Metallanteile zu erwarten ist, da kein wesentlicher Anteil der Metalle in unlöslichem Quarzglas eingeschlossen und damit für hydrometallurgische Verfahren unerreichbar wird. Die Neuheit des vorliegenden Verfahrens beruht auf der Silicatchemie statt auf den üblichen hydrometallurgischen Extraktionsverfahren, die bekannt sind. Die Silicatchemie ist ebenfalls gut bekannt. Ganz allgemein werden, wenn Quarz oder andere Silicate, die im Schlamm vorhanden sind, in Gegenwart verschiedener Metalle oder metallischer Verbindungen einschließlich von Eisen, Aluminium, Calcium, Natrium, Kalium, Magnesium, Mangan, Zink usw. auf Temperaturen oberhalb der Schlackentemperatur erhitzt werden, verschiedene Silicate dieser Metalle gebildet, die als polymere Strukturen mit Zwischenräumen erscheinen, in welchen wiederzugewinnende Metallanteile eingeschlossen sind. Da diese Silicate überwiegend unlöslich in Wasser und den Auswaschsäuren sind, werden die Metallanteile für eine hydrometallurgische Wiedergewinnung unzugänglich. Die Silicatchemie wird genauer beschrieben in "Silicate Science", W. Eitel, Academic Press, N. Y. (1965).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Gewinnung von Edelmetallen der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die prozentuale Ausbeutung von Metallanteilen aus der Asche des verbrannten Schlammes durch hydrometallurgische Behandlung wesentlich erhöht wird.
Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Auf diese Weise wird Glasmatrizenmaterial, das sich in der Asche bei einer Hochtemperaturreaktion zwischen Quarz im Schlamm und verschiedenen Metallsalzen bildet, praktisch vermieden, indem vor der Verbrennung zum Schlamm ein Überschuß von Natrium- und/oder Kaliumsalzen hinzugefügt wird, die zur überwiegenden Erzeugung von löslichen Glasmatrizen führen. Die Ausbeute an Metallanteilen bei nachfolgenden hydrometallurgischen Verfahrensschritten wird dadurch erhöht, daß die Metallanteile, die im anderen Fall im Inneren von Glasmatrizen eingeschlossen werden, leicht während der nachfolgenden hydrometallurgischen Verfahrensschritte aus den löslichen Matrizen wiedergewonnen werden können. Analysen zeigen, daß für Schlämme, die einen hohen Anteil an Quarz und bestimmte übliche Metalle und Salze enthalten, nach einer Hochtemperaturverbrennung in Abwesenheit der oben angegebenen Additive bis zu 60 bis 70% der Metallanteile in den gebildeten Glasmatrizen eingeschlossen werden können, die überwiegend unlöslich sind, wodurch sie hydrometallurgisch nicht wiedergewinnbar werden.
Schlacke ist ein Glas mit nichtkristallinem, amorphem Charakter, das - wenn es während der Verbrennung eines Schlammes gebildet wird - eine Anzahl unterschiedlicher Metallsilicate enthält, deren Art und Anteile sich mit der Art und den Anteilen der Metalle im Schlamm ändern. Typische Silicate, die in Wasser oder den Waschsäuren unlöslich sind, sind Silicate von Calcium, Eisen, Aluminium, Zink, Magnesium, Mangan usw. Es gibt jedoch übliche Silicate, die wasserlöslich oder in den Waschsäuren löslich sind. Zu diesen zählen die Silicate der leichteren Alkalimetalle, beispielsweise Natrium und Kalium, sowie in geringerem Maße Lithium usw. Schlacken, die aus Mischungen der oben angegebenen löslichen und unlöslichen Silicate gebildet werden, besitzen unterschiedliche Löslichkeit in Wasser und Waschsäuren. Wenn die Glasmatrizen einen hohen Anteil an löslichen Natrium- und Kaliumsilicaten aufweisen, werden sie leicht während der nachfolgenden sauren Auswaschschritte angegriffen, da die Schlacke eine zusammengesetzte polymere Struktur besitzt, bei der ein hoher Anteil der Gesamtsilicate löslich ist. Im Ergebnis kann Wasser oder Waschsäure die Glasmatrix angreifen, so daß ihre Polymerbindungen in einfacher Weise geschwächt werden, wodurch die Schlacke bequem entglast wird und die Glasmatrix aufbricht, so daß die eingeschlossenen Metallanteile frei werden.
Man könnte annehmen, daß in einem Schlamm der Gehalt an Natrium- und Kaliumsalzen hoch ist, so daß es nicht nötig wäre, solche Salze zuzufügen. Das trifft jedoch im allgemeinen nicht zu, da der Schlamm als Suspension in Wasser auftritt. Wenn der organische Anteil vom Wasser vor der Entwässerung zum Zweck der Verbrennung abgetrennt wird, besteht die Neigung, daß die sehr löslichen Natrium- und Kaliumverbindungen mit dem Klärwasser verloren gehen und im Schlamm nur in winzigen Mengen zurückbleiben, während andererseits unlösliche Metallsalze im Schlamm verbleiben und nicht mit dem Klärwasser weggeschwemmt werden. Demgemäß bestimmten die unlöslichen Silicate die Zusammensetzung der Schlacke. Diese Art von Glasmatrizen weist vorwiegend unlösliche Polyeder mit zwischengelegenen Hohlräumen auf, die Kationen anderer Metalle einschließlich der Edelmetalle einschließen. Durch Zufügen eines Überschusses von Natrium- oder Kaliumverbindungen zum entwässerten Schlamm läßt sich eine Glasmatrix erzeugen, die vorwiegend wasserlöslich ist.
Der entwässerte Schlamm weist in typischer Weise etwa 70 bis 80% organische Bestandteile und etwa 20 bis 30% mineralische Bestandteile auf. Wenn der Schlamm vor der Verbrennung analysiert wird, um seinen Quarzgehalt zu bestimmen, könnte man Natrium- oder Kaliumverbindungen in einer solchen Menge zusetzen, daß die stöchiometrischen Bedingungen überschritten werden derart, daß dann die zugefügte Menge im "Überschuß" vorhanden ist. Im üblichen Fall erfolgt jedoch keine Analyse des Schlamms, und seine Zusammensetzung ändert sich zeitlich in starkem Maße. Daher ist es praktischer, als Anhaltswert etwa 50 Gew.-% des erwarteten Mineralanteils des Schlammes an Natrium- und/oder Kaliumsalzen zuzusetzen.
Im Anspruch 2 ist eine Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben. Auf diese Weise wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch Hinzufügung preiswerter und üblicher Chemikalien zum Schlamm erreicht. Die besten Zusätze sind Chloride, Carbonate, Bicarbonate, Oxide, Hydroxide, Nitrate und Sulfate von Natrium und Kalium. Von diesen ist Natriumchlorid vermutlich der billigste Zusatz, der hinsichtlich der Löslichkeit zu den besten Ergebnissen führt. Kalk ist ein anderer Bestandteil von Glas, der häufig in ausreichender Menge im Schlamm vorhanden ist. Im anderen Fall sollte etwas Kalk hinzugegeben werden.
Die Erfindung soll nachstehend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.
Die Zeichnung stellt die Verfahrensschritte eines Prozesses zur Verbrennung von entwässertem Schlamm dar, gefolgt von der hydrometallurgischen Wiedergewinnung von Metallanteilen aus der sich ergebenden Asche.
Unter der Annahme, daß das Verfahren mit einem nassen Schlamm beginnt, ist es erforderlich, den Schlamm zu entwässern, bis ein Feuchtigkeitsgehalt von nur 30 bis 40% erreicht ist, bevor der Schlamm autogen verbrannt werden kann. Das Verfahren zur Durchführung der Entwässerung wird im vorliegenden Zusammenhang nicht als neu angesehen. Die Entwässerung kann mit Hilfe einer Anzahl bekannter Verfahren durchgeführt werden.
Nach der Entwässerung des Schlamms ist der nächste Verfahrensschritt die Mischung des Schlamms mit einer bestimmten Menge einer Natrium- oder Kaliumverbindung als Additiv. Wenn jeder Schlammeinsatz analysiert wird, um seinen Gesamtgehalt an Quarz zu bestimmen, wäre es möglich, festzulegen, in welcher Menge Additive hinzugefügt werden müssen. In der Praxis erfolgt jedoch keine solche Bestimmung. Statt dessen ermittelt man einen Schätzwert auf der Grundlage des Schlammgewichts nach der Entwässerung. Ein typischer Schlamm hat etwa 70 bis 80% organische Bestandteile und 20 bis 30% Minerale, obwohl diese Schätzwerte sich von Tag zu Tag selbst bei der gleichen Quelle ändern. Als praktische Arbeitsregel wird etwa die Hälfte des geschätzten Gewichtes der Mineralanteile als Additive hinzugegeben. Dieser Wert führt zu einem gewissen Überschuß der Natrium- und Kaliumadditive. Dieser Überschuß ist notwendig, um sicherzustellen, daß in jeder Glasmatrixstruktur die gebildeten Silicate vorherrschend vom lös­ lichen Typ sind, d. h. überwiegend Na₂SiO₃ und K₂SiO₂. Diese Mischung wird dann auf hergebrachte Weise verbrannt. Die Verweilzeit des entwässerten und vermischten Schlamms in einer Verbrennungseinrichtung, die mit einer Temperatur von etwa 980°C betrieben wird, liegt typisch im Bereich von 20 bis 30 Minuten.
Die Asche, die nach vollständiger Oxydation der organischen Bestandteile aus der Verbrennungseinrichtung entnommen wird, läßt man etwas abkühlen. Dann wird sie heiß bei einer Temperatur von etwa 60°C oder höher sauer ausgewaschen unter Verwendung einer mineralischen Säure, beispielsweise Schwefelsäure, Salpetersäure oder Salzsäure, wobei üblicherweise Schwefelsäure bevorzugt wird. Die Säure wird zur Asche hinzugegeben, bis der sich ergebende Schlamm einen pH-Wert in der Nähe von 1 hat. Der pH-Wert muß nicht so genau angegeben sein, sollte aber 1,5 nicht überschreiten. Die Verweilzeit bei der sauren Auswaschung sollte wenigstens 30 Minuten betragen, um eine praktisch vollständige Auflösung der unedlen und Übergangsmetallanteile zu erreichen. Wenn diese Auflösung im wesentlichen abgeschlossen ist, werden die gelösten Metallanteile und die verbleibende Säure vom festen Rest getrennt. Der Rest enthält die meisten der Edelmetalle zusammen mit unerwünschten Reststoffen, beispielsweise Quarz und Gips. Die Lösung kann entweder ausgeschieden werden, wenn eine Wiedergewinnung der enthaltenen unedlen Metallanteile nicht erwünscht ist, oder kann weiteren metallurgischen Verfahrensschritten unterworfen werden, die zur Gewinnung von Metallanteilen aus der sauren Lösung erforderlich sind. Solche Verfahrensschritte sind bekannt. Der nach dem Waschen zur Beseitigung restlicher Säure und unedler Metallbestandteile verbleibende feste Rest kann dann durch eine Anzahl unterschiedlicher, weiter unten erläuterter Verfahren behandelt werden, um die verschiedenen, darin enthaltenen Edelmetalle wiederzugewinnen.
Eine der Möglichkeiten zur Wiedergewinnung der Edelmetalle besteht darin, sie aus dem Rest durch Einbringen von heißem Königswasser bei einer Temperatur von 60°C oder höher zu extrahieren, wodurch die Edelmetalle aufgelöst und in Form von Ionen in Lösung gebracht werden. Die verschiedenen Metalle lassen sich dann mit Hilfe geeigneter Ionenaustauschsäulen wiedergewinnen, die beispielsweise entweder für Gold oder Silber spezifisch sind. Zahlreiche geeignete Harze sind dazu im Handel verfügbar. Dazu gehören NSN-280, NBL-17 und AG-50W. Es wird außerdem hingewiesen auf "Analytical Chemistry" von L. L. Sundberg (1975) S. 47, und "Los Alamos Scientific Laboratory Report", Nr. LA-70-83 (1976).
Der feste Rest nach dem Auswaschen der unedlen Metalle kann außerdem zur Extraktion der Edelmetalle duch Cyanid-Verfahren behandelt werden, die zum Stand der Technik gehören. Ein typisches Cyanid-Extraktionsverfahren ist als Beispiel 6 in Spalte 10 der obenerwähnten US-PS 40 33 763 beschrieben.
Ein weiterer bekannter Weg zur Wiedergewinnung der Edelmetalle aus dem festen Rest nach dem Auswaschen der unedlen Metalle ist das Schmelzen. Bei einem typischen Prozeß dieser Art wird der feste Rest mit einem Erz aus beispielsweise Kupfer, Zink oder Blei gemischt. Das Erz kann dann durch pyrometallurgische Verfahrensschritte einschließlich von Schmelzschritten verarbeitet werden, wie in den Beispielen 2, 3 und 4 der oben angegebenen US-PS 40 33 763 beschrieben wird.
Die folgenden Beispiele erläutern den Prozeß.
Beispiel 1
Getrockneter Schlamm wurde kugelgemahlen und mit 50 Gew.-% Kaliumchlorid gemischt. Die Mischung wurde dann unter dauerndem Umrühren in einem Ofen bei 815°C für 1 Stunde gebrannt. Die sich ergebende Asche wurde abgekühlt und ausgewaschen, wobei zuerst Wasser und dann eine 5%ige Schwefelsäurelösung benutzt wurde. Diese Auswaschung löst 55% der festen Bestandteile und extrahiert die Eisensalze und das überschüssige Kaliumchlorid mit hohem Wirkungsgrad. Es wurde dann eine zweite saure Auswaschung unter Verwendung heißer Schwefelsäure durchgeführt, um die restlichen Schwermetalle zu extrahieren, wobei die Schwefelsäure eine Menge von 40 Gew.-% des bei der ersten Auswaschung verbleibenden Restes hat. Die Auswaschung wurde bei einer Temperatur von etwa 60°C durchgeführt. Nach 2 Stunden ließ man die Lösung abkühlen und absetzen. Dann wurde die restliche Schwefelsäurelösung unter Mitnahme der gelösten unedlen und Übergangsmetalle abgezogen. Der feste Rest wurde dann weiter gewaschen, um restliche gelöste Anteile zu entfernen. Eine Analyse zeigte, daß mehr als 90% des gesamten Gehalts an unedlen Metallen aus der Asche entfernt worden sind. Der Gewichtsverlust bei dieser Extraktion betrug etwa 15%. Eine weitere Analyse zeigte, daß die restlichen festen Bestandteile nach dem Auswaschen mit Schwefelsäure überwiegend Quarz und Gips zusammen mit einem Gehalt an Edelmetallen enthielten. Beim Auswaschen mit Schwefelsäure wurde auch etwas Silber extrahiert. Der sich nach dem oben angegebenen Auswaschen einstellende Rest enthält immer noch einen wesentlichen Anteil an Schwefelsäure und mußte vor der Anwendung des Cyanid-Verfahrens neutralisiert werden. Durch Zugabe von Kalk und Ammoniumhydroxyd wurde der pH-Wert auf etwa 11 eingestellt.
Die Cyanid-Behandlung wurde dann entsprechend der Erläuterung in Beispiel 6 in der oben angegebenen US-PS 40 33 763 durchgeführt unter Verwendung von 2% Natriumcyanid mit einem Anteil von 30% Asche zur Cyanidlösung. Die Cyanid-Behandlung extrahiert etwa 80 bis 85% des Silbers. Eine längere Kontaktzeit unter Verwendung frischer Cyanidlösungen und eines höheren Ammoniakgehalts würde jedoch die wiedergewonnene Menge etwas erhöhen. Der Goldanteil blieb jedoch durch die Zugabe von Ammoniak unbeeinflußt, und es ließen sich Extraktionswirkungsgrade von 90 bis 95% leicht erreichen.
Beispiel 2
Dieses Beispiel ähnelt dem Beispiel 1 bis zum Auswaschen mit Schwefelsäure. Statt einer Cyanid-Behandlung wurden jedoch die Edelmetalle durch eine Behandlung des Auswaschrestes unter Verwendung von Königswasser bei etwa 82°C wiedergewonnen. Konzentriertes Königswasser wurde in einer Menge von etwa 40 Gew.-% hinzugegeben. Nach 4 Stunden wurde die Lösung abgezogen, die sowohl restliche Schwermetalle als auch Edelmetalle enthielt. Bei der Extraktion der Edelmetalle war der Säureverbrauch aufgrund des niedrigen pH-Wertes der festen Anteile nach dem Auswaschen mit Schwefelsäure minimal. Eine Spur von Silber blieb jedoch zurück. Die Extraktion von Edelmetallen aus der Königswasserlösung erfolgte unter Durchlaufen von Ionenaustauschsäulen, die für Gold bzw. Silber spezifisch waren, und zwar unter Verwendung der oben angegebenen, handelsüblichen Harze für diesen Zweck.
Beispiel 3
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Wiedergewinnung von Edelmetallen aus dem beim Auswaschen von unedlen Metallen verbleibenden Rest unter Anwendung eines Schmelzvorgangs. Die Verfahrensschritte bei diesem Beispiel ähneln denen, die bei der Wiedergewinnung von Metallen aus Verbrennungsasche entsprechend der Erläuterung in Verbindung mit den Beispielen 3 und 4 der oben angegebenen US-PS 40 33 763 benutzt worden sind.
Beispiel 4
Dieses Beispiel ähnelt dem Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß Natriumcarbonat anstelle von Kaliumchlorid als Additiv zum Schlamm vor der Verbrennung benutzt worden ist. Die Ergebnisse entsprechen den Ergebnissen beim Beispiel 1.
Neben den obigen Beispielen wurden Prüfungen unter Verwendung von Mischungen löslicher Natrium- und Kaliumsalze durchgeführt. Es zeigte sich, daß diese Mischungen zu gleichwertigen Ergebnissen führen.

Claims (2)

1. Verfahren zur Wiedergewinnung von Edelmetallen, insbesondere Silber, Gold, Paladium und Platin, sowie Unedelmetallen aus entwässertem Schlamm, der Quarz, Metalle und Metallsalze enthält, durch Verbrennen des organischen Anteils des Schlammes unter Bildung von Asche, die Metallteile und restliche Metallverunreinigungen enthält, sowie Behandlung der Asche mit einer sauren Lösung und Abtrennung ausgewählter Metalle aus deren Rückstand oder der Laugungslösung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlamm vor dem Verbrennen des organischen Anteils Natrium- oder Kaliumchloride, -carbonate, -bicarbonate, -oxide, -hydroxide, -nitrate und -sulfate zugesetzt werden in einer Menge wenigstens gleich dem Gewicht des im Schlamm enthaltenen Quarzes oder in einer Menge von wenigstens 50 Gew.-% des getrockneten Mineralanteils des Schlammes.
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswaschen der Asche unter Verwendung von Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure durchgeführt wird.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59216691A (ja) * 1983-05-24 1984-12-06 Nippon Steel Corp 産業廃水の活性汚泥処理方法
US4710367A (en) * 1984-10-15 1987-12-01 Union Oil Co. Of California Process for reducing the concentration of heavy metals in geothermal brine sludge
CH676334A5 (de) * 1988-09-28 1991-01-15 Sulzer Ag
NL8901843A (nl) * 1988-12-14 1990-07-02 Univ Delft Tech Werkwijze voor het verwijderen van arseen en/of andere amfotere elementen uit slib en vaste afvalstoffen.
FI97288C (fi) * 1993-08-26 1996-11-25 Kemira Oy Jätevesilietteen käsittelymenetelmä
FI97289C (fi) * 1993-08-26 1996-11-25 Kemira Oy Menetelmä ainakin yhden metallin talteenottamiseksi hapolla käsitellystä jätevesilietteestä
GB2370567B (en) * 2000-11-01 2005-05-04 Lee Fisher Robinson Extraction processes
DE102004059935A1 (de) * 2004-12-09 2006-06-14 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Verfahren zur Abtrennung von Schwermetallen aus Klärschlammasche
CN101864525A (zh) * 2010-04-27 2010-10-20 中国神华能源股份有限公司 一种由粉煤灰提取镓的方法
CN101838738A (zh) * 2010-04-27 2010-09-22 中国神华能源股份有限公司 一种由粉煤灰提取镓的方法
US20140248770A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Globalfoundries Inc. Microwave-assisted heating of strong acid solution to remove nickel platinum/platinum residues
CN113304868B (zh) * 2021-04-22 2024-02-13 浙江省遂昌金矿有限公司 一种金矿氰化尾矿洗涤、脱水、降氰一体化工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US52132A (en) * 1866-01-23 Improved method of disintegrating and desulphurizing gold, silver, and copper ores
US103973A (en) * 1870-06-07 Improved chair-seat
US1471751A (en) * 1918-06-26 1923-10-23 Louis Sloss Process of decomposing, transposing, dissolving, or rendering soluble difficultly-soluble bodies
FR2079890A5 (en) * 1970-02-16 1971-11-12 Stein Industrie Incineration of sewage sludges - with prior addition of an alkali (ne earth) metal salt
US4033763A (en) * 1975-10-15 1977-07-05 World Resources Company Process for recovery of selected metal values from waste waters
DE2743812C2 (de) * 1977-09-29 1979-04-26 Th. Goldschmidt Ag, 4300 Essen Verfahren zur Aufarbeitung von Buntmetallhydroxidschlamm-Abfallen

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Publication number Publication date
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US4348228A (en) 1982-09-07

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