DE573067C - Verfahren zur Ausfaellung des Eisens aus eisenhaltigen Nickelsalzloesungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Ausfällung des Eisens aus eisenhaltigen Nickelsalzlösungen Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Nickel und anderen Metallen aus Lösungen, welche neben diesen Metallen noch Eisen enthalten. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das mit einfachen Mitteln ermöglicht, das Eisen so gründlich abzuscheiden, daß nachher ein Nickel von genügender Reinheit elektrolytisch niedergeschlagen werden kann.
• Ein wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist, daß das Eisen gefällt wird durch Oxydation und Hydrolyse unmittelbar nach vorheriger Behandlung der Lösung mit metallischem Nickel von besonderer Beschaffenheit, wie es durch Reduktion bei niederer Temperatur erhalten wird.
• Eisen kann bekanntlich aus Lösungen seiner Salze unter gewissen Bedingungen durch Hydrolyse niedergeschlagen werden, ohne daß man feste oder flüssige Fällungsmittel in die Lösungen hineinbringt. In fast neutralen Lösungen kann das Eisen ganz oder teilweise durch Oxydation niedergeschlagen werden. Die Vollständigkeit der Fällung hängt in diesem Fall ab von der vorhandenen Eisenmenge, der Azidität (pH-Wert) und Temperatur der Lösung und von der Beschaffenheit des angewendeten Oxydationsmittels. Die Fällung wird unterstützt durch niedrige Azidität und erhöhte Temperatur. Es ist wünschenswert, zur Oxydation Luft zu nehmen, die billig ist und keine in der Lösung sich anhäufenden Salze zurückläßt. Eine Erhöhung der Temperatur über die gewöhnliche Temperatur der Lösung, d. h. diejenige, die die Lösung unter den obwaltenden Umständen von Natur haben wird, ist nicht wünschenswert wegen der mit dem Heizen und etwaigen späteren künstlichen Kühlen verbundenen Kosten und aus einer Anzahl anderer Gründe, wie Veränderungen der Stärke des Elektrolyten, Einwirkung auf die Apparatur und die Unannehmlichkeit von Dampf im Arbeitsraum.
• Die Erfindung beruht auf der Beobachtung, daß es möglich ist, die Vorgänge derart zu leiten, daß das Eisen in den Mengen, die gewöhnlich in den zu behandelnden Lösungen vorhanden sind, so gut wie völlig durch Einblasen von Luft in die Lösung bei ihrer gewöhnlichen Temperatur gefällt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Lösung vor dem Einblasen der Luft hinreichend neutralisiert; im Fall der Verarbeitung von kupferhaltigen Lösungen wird diese Neutralisation am besten und am leichtesten dadurch bewirkt, daß man zur Zementation des Kupfers ein fein verteiltes Nickel benutzt, das durch Reduktion mit Gas (z. B.-Wassergas) bei niederer Temperatur hergestellt ist. Diese Art von Nickel ist zugleich äußerst wirksam bei der Herabsetzung der freien Säure in Elektrolyten, und im Betriebe hat sich herausgestellt, daB es sehr leicht ist, das Eisen in der so neutralisierten Lösung nach diesem Verfahren bis auf die leiseste Spur zu vermindern, ohne daß man die Lösung zu erhitzen braucht, weder bei der Zementierung noch bei der Eisenfällung.
• Man hat früher vorgeschlagen, bei der elektrolytischen Nickelgewinnung die gewünschte Abscheidung von Kupfer aus der Lösung bei gewöhnlicher Temperatur derselben durch Zementierung auf Stoffe zu bewirken, die fein verteiltes metallisches Nickel enthalten. Bei diesem bekannten Verfahren bleibt jedoch in Elektrolyten nach dem Zementierungsv organg ein gewisser Grad von Azidität zurück, der als wünschenswert in dem Gange des Kreislaufverfahrens angesehen wird; aus einer solchen sauren Lösung kann man unmöglich das Ergebnis erhalten, das den Zweck der vorliegenden Erfindung bildet, nämlich die leichte Abscheidung nahezu der ganzen Menge des vorhandenen Eisens. Der Aziditätsgrad, der in der Lösung bei dem obenerwähnten Verfahren aufrechterhalten werden muß, kann nur erzielt werden durch Anwendung eines Nickels von verhältnismäßig geringem Reaktionsvermögen bei der Zementierung des Kupfers.
• Nach der vorliegenden Erfindung wird ein stark reaktionsfähiges Nickelmaterial benutzt. Dieses wird durch Reduktion mit Gas bei einer Temperatur erhalten, die nur ein wenig höher ist als diejenige, die theoretisch notwendig ist, um die Reduktion zu bewirken. In diesem Zusammenhang ist es wichtig, zu erwähnen, daß bekanntlich die Reaktionsfähigkeit von Nickel sehr stark mit der bei dem Reduktionsvorgang angewendeten Temperatur wechselt. Wie oben erwähnt, folgt auf die Behandlung der Lösung mit hochwirksamem Nickel nach vorliegender Erfindung ein Oxydationsvorgang, um das vorhandene Eisen zu fällen. Wenn ein Zementierungsmittel wie das angegebene benutzt wird, -so wird nicht nur eine vollständige Abscheidung des Kupfers erzielt, sondern, wie auseinandergesetzt, auch eine so gründliche Neutralisation der so behandelten Lösung, daß eine hinreichend vollständige Fällung des Eisens durch Einblasen von Luft in die Lösung bei ihrer normalen Temperatur ermöglicht wird, die in den meisten Fällen weniger als 6o° betragen wird.
• Während bei dem bekannten Verfahren beabsichtigt wird, eine gewisse Azidität für den kreisläufigen Vorgang des Verfahrens aufrechtzuerhalten, ist das vorliegende Verfahren ein ganz anderes. Hier wird mit einer fast neutralen Lösung gearbeitet mit einem pH-Wert, wie er nach der oben beschriebenen Fällung des Eisens erhalten wird; höchstens bedarf es einer ganz kleinen Berichtigung.
• Das hier beschriebene Verfahren ist allgemein anwendbar in allen Fällen, wo man Eisen aus nickelhaltigen Lösungen abzuscheiden wünscht, besonders vorteilhaft ist aber seine Anwendung beim Raffinieren von Kupfer-Nickel nach dem bekannten Hybinette-Verfahren, das im Kreislauf vor sich geht.
• Bei der Raffination von Kupfer-Nickel-Stein wird das Verfahren folgendermaßen ausgeführt: Das kupfer- und nickelhaltige Gut wird fein vermahlen, zur Entfernung des Schwefels geröstet und ausgelaugt, um das Kupfer teilweise zu entfernen. Ein Teil des ausgelaugten Rückstandes wird mit Gas bei niederer Temperatur (z. B'. etwa 35o bis 45o°) zu einem metallischen Pulver reduziert, das zum Zementieren des Kupfers und zum Neutralisieren der Säure dient. Der Rest wird am besten zu Anoden verarbeitet, die Nickel und etwas Kupfer und Eisen enthalten. Diese Anoden werden in einer elektrolytischen Zelle aufgelöst. Die aus dem Anodenraum der Zelle abfließende Lösung enthält außer Nickel etwas Kupfer und Eisen und ist in der Regel schwach sauer. Diese Lösung hat eine Temperatur, die im allgemeinen nicht höher ist als 5o°. Die Lösung wird ohne Erhitzung mit einem Überschuß des aus dem einen Teil des Laugenrückstandes hergestellten metallischen Pulvers in Berührung gebracht, am besten nach dem Gegenstromprinzip, wodurch das Kupfer auszementiert und die Säure neutralisiert wird. Darauf wird ohne Erhitzen der Lösung das Eisen durch Einblasen von Luft in die Flüssigkeit gefällt, und die nun von Kupfer und Eisen so gut wie freie Lösung in den Kathodenraum einer elektrolytischen Zelle gebracht. Im allgemeinen ist es nicht nötig, den pH-Wert der Lösung zu berichtigen.
• Die Metalle können als Sulfate oder Chloride oder als Gemisch von beiden zugegen sein, und der Lösung könnten im allgemeinen vorteilhaft Stoffe, die als Puffer dienen, z. B. Borsäure, zugesetzt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Ausfällung des Eisens aus eisenhaltigen Nickelsalzslösungen, bei welchem Luft durch die vorher neutralisierte Lösung geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Neutralisationsmittel Nickel benutzt wird, das durch Behandlung von Nickelverbindungen mit reduzierenden Gasen bei niedriger Temperatur vorzugsweise zwischen 350 und 45o° hergestellt ist.
2. 2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i auf kupferhaltige Nickelsalzlösungen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der vom Eisen oder vom Eisen und Kupfer befreiten Nickelsalzlösung das Nickel elektrolytisch ausgefällt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse des Eisens und die Zementation des Kupfers bei einer Laugentemperatur von unter 6o° C ausgeführt werden.