DE585368C - Verfahren zur Aufarbeitung von Kobaltschlaemmen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Aufarbeitung von Kobaltschlämmen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches die wirtschaftliche Aufarbeitung eines zink-, küpfer-, nckel- und manganhaltigen Kobaltschlammes bezweckt.
• Die Aufarbeitung von Kobaltschlämmen erfolgte bisher in der Weise, daß nach der Lösung des Zinks, Kobalts und Mangans das Zink vom Kobalt nach bekannten Methoden, z. B. durch fraktionierte.Fällung des Zinks aus schwach saurer Lösung mittels Sulfidverbindungen oder durch gemeinsame Fällung des Zinks und Kobalts als Sulfide und Wiederauflösung des Zinksulfids in Säure, getrennt wurde: Das gelöste oder gefällte Kobalt wurde dann in irgendeiner Form gewonnen. Diesem Verfahren haften verschiedene Mängel an, denn erstens ist die Trennung des Zinks vom Kobalt aus der Lösung nicht einfach, -und zweitens erfordert die. Gewinnung von Kobalt in Gegenwart von Zink aus der Lösung nicht unerhebliche Kosten. Das vorliegende. Verfahren vermeidet nun diese Nachteile, indem das Zink vor der Auflösung des -Kobalts und Mangans aus dem Kobaltschlamm entfernt wird.
• Es würde gefunden, daß man das Zink und Nickel und gleichzeitig Kupfer und andere Schwermetalle aus dem Kobaltschlamm vor dem Aufschluß; d. h. vor dem Auflösen des Kobalts, mit einer äquivalenten Menge Eisenchlorid; Eisenoxydsulfat, Kupferchlorid oder mit einem sonstigen Eisenoxyd- bzw. Kupferoxydsalz, welches zweckmäßig in. Wasser gelöst ist, entfernen kann, ohne daß größere Mengen Kobalt .mit in Lösung gehen. Es ist in der analytischen und technischen Chemie wohl bekanntgeworden, daß man durch Zinkoxyd Eisenoxydsalze bzw. Kupferoxydsalze fällen konnte, jedoch war es bisher unbekannt, daß man durch Behandlung des Kobaltschlammes mit einer äquivalenten Menge Eisenoxyd- oder Kupferoxydsalz eine Trennung des Zinks vom Kobalt und Mangan und gleichzeitig auch eine Trennung des Nickels und Kupfers vom Kobalt und Mangan vornehmen kann. Das Kobaltoxyd bzw. Kobalthydroxyd hat nämlich die Eigenschaft, sich nicht oder nur langsam in löslichen Eisenoxyd- oder Kupferoxydsalzen zu lösen, wogegen das Kobaltoxydul bzw. Kobaltoxydulhydrat sehr leicht gelöst wird. Ebensowenig löst sich das Mangansuperoxyd- bzw. Manganoxydhydrat, während -las Manganoxydul bzw. Manganhydroxydul sich wieder leicht löst. Die Umsetzungen erfolgen nach folgenden Gleichungen: 2 Fe Cl" -f- 3 Zn 0 - 3 Zn C12 + Fe, 0., q. Fe C13 + 3 Nie 03 - 6 Ni Cl, + 2 Fee 03 + 3 0, 2 Fe C13 + 3 CU O - 3 CU C12 + Fe, 03 , Cu Cl. + Zn 0 - Zn Clz + Cu 0 , (2 Fe Cl3+3Co0 Fe.. 0, +3COCl,).
• Es ist selbstverständlich, daß in wäßriger Lösung in allen Fällen die entsprechenden Hydrate entstehen. Ebenso selbstverständlich ist es, daß bei Anwendung eines Kupfersalzes das Kupfer aus dem Kobaltschlamm nicht gelöst wird.
• Normalerweise ist die Reihenfolge der Löslichkeit von Metalloxyden folgende: Mg-Mnu-NiII=Cou-Cd-Zn-AI-CufI-FeIIj, wobei die römischen Zahlen -die Wertigkeit der betreffenden; Metalle angeben. Da nun das Mangan, Kobalt und Nickel im Kobaltschlamm aber als höchste Sauerstoffverbindungen vorliegen, ist die Reihenfolge der Löslichkeit eine wesentlich andere geworden. Sie ist jetzt wie folgt: fVlg-Cd-Zn-CuIT-NiIII-FeIII; CouI-RInuI-Mnlv. Hieraus kann man sehr leicht ersehen, daß CoTIT-Mnul und MnIv sich gegenüber Eisenchlorid neutral verhalten, während die Metalloxyde vor dem FeTII von Eisenchlorid unter entsprechender Abscheidung von Eisenoxyd bzw. Eisenöxydhydrat gelöst werden. Hieraus folgt auch weiter, daß z. B. das Zinkoxyd bzw. Zinkhydroxyd aus dem Kobaltschlamm von Kupferchlorid oder Aluminiumchlorid gelöst wird, natürlich unter Bildung der entsprechenden Oxyde bzw. Hydrate. Die einzelnen Metalloxyde sind also der Reihenfolge nach fraktioniert löslich.
• Der mit Eisenchlorid behandelte Kobaltschlamm enthält neben Gips und Eisenhydroxyd fast noch das gesamte Kobalt und Mangan als Mangansuperoxyd bzw. Manganoxyd und Kobaltoxyd bzw. deren Hydrate. Es ist in der Praxis nun schon seit langer Zeit bekannt, daß man derartige oxydische Kobalt-und Manganverbindungen mit reduzierenden Substanzen, wie Eisenchlorür bzw. Eisenoxydulsulfat, Oxalsäure, schweflige Säure, Kupferchlorür aufschließen kann, wobei das gebildete und vom Mangan herrührende Eisenchlorid mit einer Base, am zweckmäßigsten mit kohlensaurem Kalk, gefällt wird.
• Behandelt man aber z. B. einen Kobaltschlamm, der basisch ist, also CaCOg oder ZnO oder eine sonstige Base enthält, der also mit Eisenchlorid noch nicht vorbehandelt ist, z. B. mit Eisenchlorür, so löst sich zunächst vorwiegend das Kobalt auf, welches dann teilweise einerseits mit dem Manganoxyd- bzw. Superoxydhydrat und anderseits mit dem ungelösten Kobaltoxyd bzw. Kobaltoxydhydrat nach folgenden Gleichungen in Reaktion tritt. 2 MnO, + 3 Co Cl" + 3 Zn 0 - CO3 04 + 3 Zn Cl. + Mn2 03, 3 Mn 0z + 6 Co CL, + 6 Zn 0 - Mn3 04 + a Co3 04 + 6 Zn C1, , 3 NIn.203 + 3 CO Cl, + 3 Ca C03 - 2 Mn304 -f- Co30¢ + 3 CaCl., + 3C0:" 3 C02 03 -f- 3 CO C19, -i- 3 CaC03 - 3 C0304 -i- 3 CaC12 -i- 3 C02, -MnO, + 2 Mn C1.2+ 2 Zn 0 - Mn, 04 + 2 Zn Cl., MnO + Mn CIz, + Zn0 - Mn.,03 + Zn CL" , Mn2 03 + Mn C12 +. Ca C 03 - Mn. 04 -i- Ca C12 -G- C 02 , .
• 2 MnO, -f- 2 CoCl, + 2 CaC03 - Mnz03 -r-- C023 + 2 CaCLz + 2 C02. Diese Reaktionen, die alle bisher unbekannt waren und die natürlich auch zur Trennung der Metalle unter sich, z. B. von Mangan und Zink, Kobalt und Zink, Kobalt vom Nickel, Mangan vom Nickel usw., dienen können, weisen in vier Fällen die Bildung von Kobaltoxyduloxyd bzw. Kobaltoxyduloxydhydrat nach, dessen Bildung natürlich in hohem Maße von _ der Konzentration und Wärme der Lösung abhängt.
• Da das Kobaltoxyduloxyd bzw. Hydrat sehr schlecht zur Auflösung gebracht werden kann und nur in starker Säure löslich ist, ist mit der Bildung dieser Verbindung der Nachteil verbunden, daß hieraus das Kobalt nur sehr unwirtschaftlich wiedergewonnen werden kann. Durch die vorherige Behandlung des Kobaltschlammes mit Eisenchlorid nach dem vorliegenden Verfahren wird nun dieser Nachteil vermieden, da durch diese Behandlung dem Kobaltschlamm alle Basen entzogen werden, die zur Bildung von Kobaltoxyduloxydhydrat Anlaß geben könnten. Die Auflösung des Kobalts und Mangans mit reduzierenden Substanzen nach der Behandlung des Schlammes mit Eisenchlorid ist also im vorliegenden Falle mit besonderen Vorteilen verbunden. Bei dem Aufschluß des Kobaltschlammes bzw. bei der Auflösung des Kobalts und Mangans werden Laugen erhalten, die viel Kobalt und Mangan gelöst enthalten und deren Trennung infolge der Abwesenheit von Zink, Nickel üsw. keine Schwierigkeiten bereitet. Das Mangan wird in bekannter Weise durch fraktionierte Fällung mit Chlorkalk vom Kobalt getrennt, wonach das Kobalt nach bekannten Methoden gewonnen werden kann, oder das Kobalt wird mit Sulfidverbindungen durch Fällung als Co S fraktioniert vom Mangan getrennt und in bekannter Weise auf die gewünschten Kobaltverbindungen verarbeitet. Die Gewinnung von Kobalt aus diesen Lösungen ist genügend bekannt, so daß sie keiner weiteren Erörterung bedarf. Ausführungsbeispiel Der aus Zinkhydroxyd, Nickelhydroxyd, Kupferhydroxyd, Kobalthydroxyd, Manganhydroxyd, Mangansuperoxy dhydrat, Eisenhydroxyd, Gips und anderen Metallverbindungen bestehende Kobaltschlamm wird zunächst mit Wasser gut verrührt und alsdann zur Trennung des Zinks, Nickels und Kupfers vorn Kobalt und Mangan mit Eisenchlorid vorteilhaft zunächst in der Kälte und dann in der Wärme behandelt und filtriert. Man gibt 2o bis 5o % Eisenchlorid mehr zu, als theoretisch benötigt wird, da ein Teil Eisenchlorid auch vom Kobalt und dem Kobaltschlamm anhaftenden Chlorkalk und Calciumcarbonat verbraucht wird. Neben dem gesamten Zink, Kupfer und Nickel wird auch etwas Kobalt gelöst, aus deren Lösung dann nach bekannten Verfahren die einzelnen Metalle zurückgewonnen, werden können. Sind in dem Kobaltschlamm noch andere Schwermetalle, wie Blei, Wismut, Cadmium, vorhanden, so werden diese von dem Eisenchlorid ebenfalls gelöst.
• Der nun filtrierte und von der anhaftenden Lauge befreite zink-, kupfer- und nickelfreie kobalt- und manganhaltige Schlamm wird nach dem Anrühren mit Wasser oder kobalthaltiger Lösung zur Lösung des Kobalts und Mangans in bekannter Weise mit reduzierenden Substanzen, z. B. mit Eisenchlorür, behandelt, wonach dann aus der filtrierten Lösung das Kobalt nach bekannten Methoden, z. B. durch fraktionierte Fällung und Trennung des Mangans vom Kobalt mit Chlorkalk bzw. Hypochlorit, worauf das Kobalt dann rein gefällt werden kann, oder durch fraktionierte Fällung und Trennung des Kobalts vom Mangan mit Sulfidverbindungen, wobei das Kobaltsulfid auf die entsprechenden Kobaltverbindungen aufgearbeitet werden kann, gewonnen wird.

Claims (1)

1. PATRNTANSPRUCH: Verfahren zur Aufarbeitung von Kobaltschlämmen, .dadurch gekennzeichnet, daß der Kobaltschlamm zur Trennung des Zinks, Nickels und Kupfers vom Kobalt und Mangan mit einer zweckmäßig in Wasser gelösten, einem Überschuß von 2o bis 509, über der dem Zink, Nickel und Kupfer äquivalenten entsprechenden Menge Eisenoxyd- oder Kupferoxydsalz versetzt wird, worauf der vom Zink, Kupfer und Nickel befreite Kobaltschlamm zur Auflösung der Kobalt- und Manganverbindungen mit reduzierenden Substanzen, z. B. mit Eisenchlorür oder Schwefeldioxyd, zweckmäßig in wäßriger Lösung, behandelt und aus der erhaltenen kobalt-und manganhaltigen Lauge das Kobalt durch fraktionierte Fällung mit Sulfidverbindungen oder mit Chlorkalk oder Hypochlorit abgeschieden wird.