DE592354C - Verfahren zur Gewinnung des saeureloeslichen Metallgehaltes aus einem bei Saeurezusatz zum Gelatinieren neigenden Niederschlag von Kieselsaeure, Ferriverbindungen oder Tonerde - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung des säurelöslichen Metallgehaltes aus einem bei Säurezusatz zum Gelatinieren neigenden Niederschlag von Kies'elsäure, Ferriverbindungen oder Tonerde Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Niederschlägen aus Kieselsäure, Ferriverbindungen oder Tonerde, die während der Reinigung einer Lösung eines Metalls, wie. Zink, Kupfer oder Vanadium, erhalten werden, indem man die metallhaltige Lösung mit einem Überschuß eines basischen Stoffes bei 40' bis 65' C durchrührt.
• Als basischer Stoff dient nach allgemeinem Gebrauch eine Verbindung des in Lösung befindlichen wertvollen Metalls; z. B. besteht bei der Behandlung von Zinksulfatlösungen vor der Elektrolyse die im Überschuß angewendete Base in der Regel aus Zinkoxyd. So viel Anteil an Zinkoxyd, wie im Überschuß über die Notwendigkeit, die Lösung zu neutralisieren, hinaus verwendet wurde, verbleibt daher dem Niederschlag der Verunreinigungen beigemischt.
• Die Anwendung eines solchen Überschusses an Base kann ferner eine Teilfällung von Metallen aus den Lösungen hervorrufen. Z. B. kann bei der Behandlung von vanadiumhaltigen Zink- oder Kupferlösungen ein gewisser Anteil des Vanadiums durch den verwendeten Basenüberschuß ausgefällt werden. Es liegt im Interesse der wirtschaftlichen Ausführung des Verfahrens, die als überschüssige Base anwesende Verbindung des wertvollen Metalls und die durch den Baseniiberschuß gefällte Metallverbindung oder beide aus dem Niederschlag der Verunreinigungen wiederzugewinnen.
• Diese wertvollen Metallverbindungen lassen sich in Säure lösen; es stellte sich aber heraus, daß die Zufügung von Säure zu einem Gemisch aus der wertvollen Lösung, der gefällten Verunreinigung und den ungelösten wertvollen :Metallverbindungen vor dem zur Abtrennung der Verunreinigung von der Lösung dienenden Filterungsvorgang bewirkt, daß der Niederschlag unfiltrierbar wird.
• Wenn andererseits die niedergeschlagenen Verunreinigungen zunächst auf dem Filter aus einem basischen, wie oben behandelten Schlamm abgetrennt, darauf von dem Filter abgenommen und mit verdünnter Säure wieder aufgeschlämmt wurden, um die wertvollen säurelöslichen Anteile zu lösen, so ergab es sich als unmöglich, eine wirtschaftlich befriedigende Abfilterung des Niederschlages zwecks Gewinnung der die wertvollen Metallverbindungen enthaltenden sauren Lösung durchzuführen. Es wurde indessen gefunden, daß die wertvollen säurelöslichen Bestandteile des Niederschlages ohne Beeinträchtigung der Filtrierfähigkeit der niedergeschlagenen Verunreinigung gewonnen werden können, indem man saure Waschmittel durch den Niederschlag laufen läßt, während er als Kuchen auf den Filtern erhalten bleibt. Die Erfindung besteht dahc-r in der Gewinnung wertvoller säurelöslicher Bestandtei.lcaus einem, wie oben angLgeben, beschaffcilt-t" Niederschlag aus Kieselsäure, Furrieisen oder Tonerde derart, daß ein solcher Niederschlag zunächst abfiltriert und auf einem Filter zti Filterkuchen geformt wird, während der den Niederschlag enthaltende Schlamm sich in basischem Zustande befindet, worauf dieser Kuchen, stets auf dem Filter befindlich, der .sauren Auswaschung unterzogc-n wird. Auf diese Weise werden die wertvollen säurelöslichen Bestandteile gewonnen, ohne irgendwie die Filtrierfähigkeit des Niederschlages zu beeinträchtigen.
• Wenn die Lösung gelöste Kieselsäure enthält, dann wird der gebildete Niederschlag als Bedingung erfordern, daß das Durchrühren bei einer Temperatur zwischen 40 - C und 65 ` C erfolgt, wobei eine nicht bereits auf solcher Temperatur befindliche Lösung entsprechend erhitzt werden muß. Nach Durchrührung mit dem Basenüberschuß in diesem Temperaturbereich während genügend langer Zeit wird der Niederschlag eine körnige Beschaffenheit annehmen und leicht filtrierbar werden. Die Beendigung dieser Zustandsänderung bzw. des Körnungsv Organges läßt sich bestimmen, indem man eine Probe des Schlammes durch Filtrierpapier filtriert, durch welches die Lösung schnell hindurchgeht, wenn die Körnung des Niederschlages vollständig ist.
• Jedenfalls verbessert, ob nun Nieselsäure anwesend ist oder nicht, eine solche Behandlung die Filterungseigenschaften des Schlammes.
• Der noch in der basischen Fällösung gebildete Filterkuchen wird zweckmäßig einer an sich bekannten Waschung mit Säure in einer Reihe von Stufen nach dem Gegenstromprinzip unterworfen, wobei in einer mittleren Stufe Säure zugesetzt wird, die vor> den im Filterkuchen anwesenden säurelöslichen Bestandteilen im wesentlichen neutralisiert wird, während die dem Kuchen anhaftende Säure und Lauge auf dem weiteren Wege des Kuchens durch Wasser verdrängt wird, das später als die Säure ebenfalls im Gegenstrom eingeführt wird. Es soll also das an wertvollem :Metallgehalt reiche Filtrat, das schließlich zu dem einen Ende der Behandlung als im wesentlichen neutral abgezogen wird, infolge der Reaktion der Säure mit den wertvollen säurelöslichen Bestandteilen des Kuchens neutralisiert werden, während andererseits der schließlich am anderen Ende der Behandlung ausgetragene Kuchen durch in der letzten Filtrationsstufe zugeführtes Waschwasser von Säure und wertvoller Lösung befreit sein muß.
• Folgendes ist ein Beispiel der Erfindung in Anwendung auf die elektrolytische Gewinnung von Zink aus Zinkerzen mit beträchtlichen Gehalten an säurelöslicher Ki@-selsäure; es wird auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen, welche das Strömungsschema. des Verfahrens zeigt.
• .-i bezeichnet kieselsäurehaltiges Zinksulfat, das durch Erzlaugung erhalten wurde und von dem Laugerückstand getrennt oder nicht getrennt sein kann.
• In Stufe B erfolgt die Niederschlagung von Kieselsäure, Eisen, Tonerde und anderen Verunreinigungen aus der Lösung, wozu der Lösung neutralisierendes basisches Material zugefügt wird, das im Falle von Zinksulfatlösungen Zinkoxyd, oxydiertes Zinkerz, geröstetes Zinkerz, geröstetes Zinkkonzentrat oder Kalkstein sein kann: es «,ird genügend viel davon zugefügt, um einen geringen Überschuß über die zum Neutralisieren aller freien Säure erforderliche Menge zu erhalten, so daß die Lösung für die Probe mit Methylorange neutral gemacht ist. Die Lösung wird vorteilhaft auf 55 ° C erhitzt und durchgerührt, bis der sich bildende Niederschlag vollkommen körnig geworden ist, was durch den obenerwähnten Filterversuch festgestellt wird.
• Das Erzeugnis der Stufe B ist ein basischer Schlamm aus Zinksulfatlösung und der gefällten Kieselsäure. Diese enthält noch ungelöste wertvolle Bestandteile, wie Zinkoxyd, das im Lberschuß über die zum Neutralisieren der Lösungen in Stufe B erforderliche Menge hinaus zugefügt war, ferner 1letallverbindungen, die ursprünglich aus dem Erz gelöst wurden, infolge der Neutralisation der Lösung aber wieder ausgefallen sind. Die Stufen C1 bis C° dienen zur Abtrennung der Lösung von dem wertlosen Kieselsäureniederschlag und Gewinnung jener ungelösten wertvollen Stoffe.
• Die besondere Schwierigkeit, deren Überwindung diesen Stufen obliegt, ist, wie bereits oben erläutert, daß Säure zur Lösung der säurelöslichen wertvollen Bestandteile des Schlammes benutzt wird und daß die Verwendung der notwendigen Säure auf irgendeine andere Weise als gemäß der Erfindung entweder den Schlamm gänzlich unfiltrierbar macht oder solche Filterungserschwernisse hervorruft, daß das Verfahren unwirtschaftlich werden würde.
• Dagegen wird eine vorteilhafte Filtration durch die in dem Strömungsschema veranschaulichte Verfahrensweise ermöglicht.
• In Stufe C1 wird der Niederschlag zu einem Filterkuchen geformt, welche Form er durch alle Waschstufen hindurch bis zum Austrag hinter Stufe C5 beibehält. Das vorzugsweise verwendete Filter ist ein solches, bei welchem der Filterkorb in einer Reihe von Gefäßen von einem zum anderen gebracht werden kann. In dem Strömungsschema stellt jede der Stufen C1 bis C5 ein solches Gefäß dar.
• In Stufe C1 wird also ein basischer Kuchen geformt, dessen Filtrat der Stufe D zugeleitet wird, während der Filterkorb nach dem Waschgefäß C2 gebracht wird.
• In Stufe C2 dient das Filtrat aus Stufe C3 als Waschlösung, indem es' in den Kuchen so eingeführt wird, daß es aus ihm darin zurückgebliebene mitgenommene Umlauflösung verdrängt; gleichzeitig wird der Säuregehalt der Waschlösung dadurch im wesentlichen neutralisiert, daß er mit einem gewissen Anteil der überschüssigen Base und des in dem Kuchen befindlichen gefällten wertvollen Metalls oder dieser beiden reagiert und ihn auflöst. Das neutrale oder sehr schwach saure Filtrat aus dieser Stufe wird weitergeleitet und mit dem Filtrat aus C1 vereinigt; der Filterkorb wird dann mit dem darin befindlichen Kuchen in das Waschgefäß C3 gebracht.
• In Stufe C3 dient das Filtrat aus Stufe C4 als Waschlösung, nachdem ihm verbrauchter Elektrolyt oder Schwefelsäure zugesetzt ist, bevor es als Waschmittel in C3 verwendet wird. Das Filtrat dieses Waschvorganges wird weitergeleitet, um in Stufe C2 als Waschlösung zu dienen; der Filterkorb wird nunmehr in das Waschgefäß C4 gebracht.
• In Stufe C4 dient das Filtrat aus Stufe C5 als Waschlösung. Das Filtrat aus C4 wird, wie oben angegeben, mit einem Zusatz von verbrauchtem Elektrolyten oder Schwefelsäure weitergeleitet und dient als Waschlösung in Stufe C3. Der Filterkorb wird mit seiner Kuchenladung in das Waschgefäß C5 gebracht.
• Durch die Wirkung der drei sauren Waschungen werden die wertvollen löslichen Anteile des Kuchens im wesentlichen vollständig gelöst und entfernt; der zurückbleibende Kuchen enthält zwar kein wertvolles Metall mehr, wohl aber mitgerissene Säurelösung von der letzten Waschung. Auch diese muß zurückgewonnen werden, und in Stufe C5 wird diese Lösung aus dem Kuchen durch eine Waschung mit Wasser verdrängt, deren Filtrat zur Stufe C4 geleitet wird und hier als Waschlösung dient. Der Filterkorb wird mit seiner Ladung aus nunmehr wertlosem Kieselsäureniederschlag aus dem Gefäß C5 entfernt und als Abfall beseitigt.
• Annähernde Anhalte ergeben folgende Merkmale der Filtrate Das Filtrat aus C1 ist neutral; das Filtrat aus C2 ist anfangs neutral und am Ende des Waschvorganges schwach sauer; das Filtrat aus C3 enthält von 4 bis 6 g freie Säure im Liter und das Filtrat aus C4 ebenfalls von 4 bis 6 g freie Säure im Liter, es wird ihm aber frische Säure zugefügt, um seine Stärke auf 8 bis 1ä g im Liter zu bringen, bevor es in C3 als Waschflüssigkeit verwendet wird; das Filtrat aus C5 enthält von 2 bis 4. g freie Säure im Liter.
• Selbstverständlich sind die vorstehenden Säuregrade der Filtrate nur im Sinne einer grundsätzlichen Erläuterung der Vorgänge angegeben, der Leitgedanke ist, die frische Säure, die zur Lösung gewinnbarer wertvoller Metalle aus dem Kuchen erforderlich ist, der Waschflüssigkeit eines Waschgefäßes zuzugeben, das in der Reihe ein mittleres ist, wie das zweite Waschgefäß; dabei soll die zugefügte Menge so groß sein, daß das aus dem ersten Waschgefäß austretende Filtrat ein neutrales oder schwach saures Enderzeugnis bildet.
• Die Filtrate aus Cl und C2, die einer Weiterbehandlung zugeführt werden, können entweder weiteren Behandlungsstufen, wie sie bereits in der Technik bekannt und bei D angedeutet sind, oder unmittelbar den elektrolytischen Zellen E zugeleitet werden, je nachdem es die metallurgischen Rücksichten des Verfahrens erfordern. Die Erzeugnisse der` elektrolytischen Zellen sind die zu verschmelzenden und zu vergießenden Zinkelektroden und verbrauchter Elektrolyt, der zur Auslaugung weiterer Erzmengen zurückgeführt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Gewinnung des säurelöslichen Metallgehaltes aus einem bei Säurezusatz zum Gelatinieren neigenden Niederschlag von Kieselsäure, Ferriverbindungen oder Tonerde, der durch basische Behandlung metallurgischer Laugen bei 4o bis 65' (: durch Erhitzen und Umrühren erhalten wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag noch in der basischen Lösung in die Form eines Filterkuchens gebracht und in dieser Form aufrechterhalten wird, während er einer sauren Waschung unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, bei dem die Waschung mit Säure in einer Reihe von Stufen nach dem Gegenstromprinzip erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer mittleren Stufe Säure zugesetzt wird, die von den im Filterkuchen anwesenden säurelöslichen Bestandteilen im wesentlichen neutralisiert wird, während die dem Kuchen anhaftende Säure und Lauge auf dem weiteren Wege des Kuchens durch Wasser verdrängt wird, das später als die Säure ebenfalls im Gegenstrom eingeführt wird.