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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Reinigungsverfahren und insbesondere ein verbessertes Verfahren zum
Entfernen von Metallen, die sich in Zitronensäurereinigungslösungen ansammeln,
wodurch die nachfolgende Abgabe oder das nachfolgende Recyceln der
flüssigen
Lösung
erlaubt wird.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zitronensäurereinigungsverfahren werden
bei einer Vielzahl von Anwendungen verwendet. Beispielsweise werden
derartige Reinigungsverfahren typischerweise in großen Entfettungs-
und Reinigungs-Betrieben eingesetzt. Wegen der korrodierenden Wirkungen
der Zitronensäure
enthalten die Reinigungslösungen
oft große
Mengen der behandelten Metalle. Insbesondere Weichmetalle wie Eisen
und Aluminium sammeln sich in der Lösung.
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Obwohl Zitronensäurereinigungstechniken über die
Jahre hinweg vom Standpunkt der Reinigung her sehr erfolgreich waren,
erwies sich die Behandlung der Reinigungslösungen vor der Entsorgung als
ziemlich problematisch, in erster Linie wegen der Schwierigkeit
bei der Entfernung von Metallen aus der Reinigungslösung. Beispielsweise
verbleibt selbst nachdem die Metalle in Lösung unlöslich gemacht wurden eine gewisse Menge
der Metalle in einer kolloidalen Suspension. Diese suspendierten
Metalle sind äußerst schwierig
aus der Lösung
herauszufiltern. Zusätzlich
neigen die suspendierten Metalle dazu, an das Filtermedium zu binden.
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Verfahren zur Entfernung der Metalle
aus den Zitronensäurereinigungslösungen beinhalten
typischerweise einen Einschritt-pH-Prozeß. In diesem Prozeß wird der
pH der Reinigungslösung
durch die Zugabe eines kaustischen Mittels wie NaOH oder HNO3 auf einen pH von zwischen 7,5 und 8,5 eingestellt.
Die Lösung wird
dann stabilisiert und filtriert. Die Wirksamkeit dieses Wegs wird
in erster Linie durch die Zusammensetzung der Reinigungslösung, sowohl
von den Konzentrationen der Metalle als auch der Molarität der Zitronensäure her,
angetrieben.
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EP-A-0526997 offenbart ein Verfahren
zur Entfernung von Eisen-, Kupfer-, Nickel- und Chrom-Ionen aus
wässerigen
Lösungen,
in denen sie als Chelate einer Alkylenpolyamin-polyessigsäure oder
eines Alkylenpolyamin-polyessigsäuresalzes
vorliegen. Das Verfahren beinhaltet aufeinanderfolgende pH-Einstellungsschritte.
JP-A-59196797 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von Zitronensäurereinigungslösungen.
Das Verfahren beinhaltet die Zugabe von Calcium- und Kupfer-Verbindungen
und eine pH-Einstellung, um die Ausfällung von Calciumcitrat und
Kupfercitrat zu bewirken. EP-A-0135276 offenbart die Verwendung
von Anionenaustauschharz, um Übergangsmetalle
aus einer Dekontaminierungslösung,
die ein Komplexierungsmittel wie Ethylendiamintetraessigsäure enthält, zu entfernen.
JP-A-54152670 offenbart ein Verfahren zur Entfernung von Schwermetallionen
aus einer Lösung
unter Verwendung eines chelatbildenden Ionenaustauschharz-Wanderbetts.
SU-A-710570 offenbart ein Verfahren zur Regenerierung von Ionenaustauschharzen,
die bei der Abwässer-Reinigung
verwendet wurden. JP-A-4022437 offenbart ein Verfahren zur Erzeugung
eines Cu-Fe-Al-Katalysatorsystems, das eine Ausfällung bei pH 5–9 beinhaltet.
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Was in der Technik benötigt wird,
ist ein neues Verfahren zur Entfernung von Metallen aus Zitronensäurereinigungslösungen,
das wirkungsvoller als die früheren
Techniken ist. Die vorliegende Erfindung stellt ein derartiges Verfahren
bereit.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
beeinflußt
wiederholt den pH einer Zitronensäurereinigungslösung, wobei
die Korrosionsprodukte von Eisen und Aluminium als Flockungsmittel
zur Optimierung der Entfernung anderer Metalle aus der Lösung verwendet
werden. Zwei getrennte Ausfällungs-/Flockungs-/Filtrations-Prozesse
werden bei verschiedenen pH-Höhen
durchgeführt.
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Der erste Schritt des Metallentfernungsprozesses
besteht darin, den pH der Lösung
auf näherungsweise
11,5 einzustellen und zu stabilisieren, bevorzugt durch die Zugabe
von Natriumhydroxid. Bei dieser Alkalinitätsstufe ist Aluminiumhydroxid
löslich,
während
die meisten anderen in der Lösung
enthaltenen Metalle unlöslich
sind. Es wird unlösliches
Eisenhydroxid gebildet, das als ein Flockungsmittel zur Optimierung
der Phasentrennung wirkt. Nach der Phasentrennung wird die Lösung filtriert
und das Filtrat wird gesammelt. Der pH des Filtrats wird dann auf
näherungsweise
8,0 gesenkt, bevorzugt durch die Zugabe von Salpetersäure. Bei
diesem pH wird Aluminiumhydroxid unlöslich und wirkt als ein zweites
Flockungsmittel. Dann wird ein zweiter Filtrationsschritt durchgeführt, wobei
das verbleibende Filtrat eine stark verringerte Konzentration an
Metallen hat.
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Bei mindestens einer Ausführungsform
der Erfindung wird nach dem zweischrittigen pH-EFnstellungs-/Filtrations-Prozeß ein zusätzlicher
Schritt durchgeführt,
bei dem das Filtrat einem Ionenaustauschharz ausgesetzt wird. Bevorzugt
wird ein kationisches Austauschharz wie Purolite S-930 oder S-950
verwendet. Bevorzugter wird in eine H+-Form
umgewandeltes Purolite S-950 verwendet.
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Ein weitergehendes Verständnis des
Wesens und der Vorteile der vorliegenden Erfindung kann durch Bezugnahme
auf die verbleibenden Teile der Beschreibung und die Zeichnungen
bewirkt werden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
schematisch das Verfahren gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung.
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Beschreibung
der speziellen Ausführungsformen
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Das Schwermetallentfernungsverfahren
(d. h. HMRP, heavy metals removal process), das allgemein zur Entfernung
von Metallen aus Reinigungslösungen
verwendet wird, ist seit den späten
1970er Jahren in Gebrauch. Seit seiner Entwicklung gab es viele
Veränderungen
der chemischen Zusammensetzung der zu behandelnden Lösungen.
Die signifikantesten Veränderungen
sind das Ergebnis der neuen Reinigungsmittel, die die Chemikalien,
die zur Entfernung von Oberflächen-Verunreinigungsstoffen
verwendet wurden, ersetzt haben. Diese neuen Reinigungsmittel sind
zwar typischerweise wirkungsvoller als die Chemikalien, die sie
ersetzt haben, aber sie sind leider vor der Entsorgung schwieriger
zu behandeln. Bei Verwendung des Standard-HMRP überschreiten die Metallkonzentrationen
in dem Filtrat oft annehmbare Gehalte. Bevorzugt sollten die Reinigungslösungen nach
der Behandlung weniger als ein Teil pro Million (ppm, part per million)
Kupfer, Nickel, Uran, Aluminium, Eisen und Zink enthalten, was eine
passende Abfallentsorgung erlaubt.
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Zur Bestimmung des Ursprungs der
Ineffektivität
der Standard-HMRP-Technik wurden Studien an Abfall-Ersatzmaterialien,
die die in Tabelle I gezeigten Metallkonzentrationen enthielten,
durchgeführt.
Es wurde angenommen, dass die Ursache des Versagens der HMRP-Technik
mit den Chelatbildungswirkungen der Dekontaminations-Reinigungsmittel
sowie der Zitronensäure-Konzentration
in Beziehung steht. Chelatbildungswirkungen werden von Fachleuten
auf dem Gebiet gut verstanden und stehen mit Chelatringbildung in
Beziehung. Typischerweise verringern Chelatbildungsmittel die chemische
Aktivität
von Metallionen.
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Auf der Basis der Studie des Abfall-Ersatzmaterials
wurde bestimmt, dass im allgemeinen Lösungen, die weniger als 0,01
molare Zitronensäure
enthielten, erfolgreich mit der Standard-HMRP-Technik behandelt werden
konnten, während
Lösungen,
die eine größere als
diese molare Konzentration enthielten, nicht erfolgreich behandelt
werden konnten. Der genaue Punkt, an dem das Standard-Behandlungsverfahren
nicht länger wirkungsvoll
ist, hängt
nicht nur von der molaren Konzentration der Zitronensäure, sondern
auch von der Konzentration an Salpetersäure, die in dem Abfall enthalten
ist, ab.
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Da die Abfallösungen von Hauptinteresse typischerweise
große
Konzentrationen sowohl an Eisen als auch an Aluminium enthalten,
wurde ein Behandlungsweg gewählt,
bei dem die Hydroxide der beiden Metalle einzeln als Koagulierungsmittel
verwendet werden konnten. Bei dem gewählten Weg wird der pH durch
die Zugabe eines kaustischen Mittels (z. B. NaOH) erhöht, was
dazu führt,
dass beide Metallhydroxide unlöslich
werden und als suspendierte Feststoffe vorliegen. Wenn der pH auf
mehr als 10 erhöht
wird, wird Aluminiumhydroxid löslich,
während
die meisten anderen in der Lösung
enthaltenen Metalle unlöslich
bleiben. Bei einem pH von etwa 11,5 wird Eisenhydroxid zur Koagulierung
und Mit-Ausfällung
unlöslicher
Metalle verwendet. Nach Phasentrennung durch Filtration wird Salpetersäure zugegeben,
um den pH des Filtrats auf etwa 8,0 zu verringern. Bei dieser Höhe ist Aluminiumhydroxid
unlöslich
und wird zur Koagulierung und Mit-Ausfällung des Restes der unlöslichen
Metalle verwendet. Die Filtration wird wiederholt und es ergibt
sich ein gereinigtes Filtrat.
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Das oben dargelegte 2-Stufen-pH-Verfahren
wurde verwendet, um eine Probe einer Reinigungslösung mit einem unbekannten
Zitronensäuregehalt,
die aber Chelatbildungseigenschaften zeigte, zu behandeln. Salpetersäure war
in der typischen Konzentration von etwa 30% (d. h. näherungsweise
4,5 normal) anwesend. Tabelle II zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs
zwischen der Standard-HMRP-Technik und dem oben dargelegten 2-stufigen
Weg. Ebenfalls in Tabelle II gezeigt sind die Konzentrationen der
in Tabelle I angegebenen sechs Hauptzielmetalle vor der Verwendung
irgendeines Metallentfernungsprozesses. Alle Konzentrationen sind
in mg/l angegeben. Wie durch die Ergebnisse angezeigt wird, lieferte
der 2-stufige Weg der Erfindung für alle der getesteten Metalle
mit Ausnahme von Aluminium signifikante Verbesserungen bei der Metallentfernung.
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Das 2-stufige Verfahren wurde auch
getestet, um seine Fähigkeit
zur Entfernung von drei anderen Metallen, Blei, Cadmium und Chrom,
zu bestimmen. Vor der Anwendung des Verfahrens waren die Konzentrationen
dieser Metalle in der Lösung
244,8 mg/l, 67,2 mg/l bzw. 50,0 mg/l. Nach der Behandlung waren
die Konzentrationen 0,009 mg/l Cadmium und 0,155 mg/l Chrom. Die
Blei-Konzentration
nach der Behandlung war nicht nachweisbar.
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Ein zweiter Test des 2-stufigen Wegs
der vorliegenden Erfindung, bei dem die Zitronensäure-Konzentration
bekannt war, wurde durchgeführt.
Speziell hatte die Ersatzmaterial-Probe eine 0,01 molare-Konzentration
an Zitronensäure.
30 Gew.-% Salpetersäure
wurden zugegeben. Die Ergebnisse dieses Tests werden bereitgestellt
in Tabelle III, in der alle Konzentrationen in mg/l angegeben sind.
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Wie bei dem vorherigen Test erwies
sich der 2-stufige Weg als eine wirkungsvollere Metallentfernungstechnik
für alle
Metalle von Interesse mit Ausnahme von Aluminium. Zusätzlich zeigte
ein Vergleich der Testdaten an, dass die Erhöhung der Salpetersäure auf
30% eine schädliche
Wirkung auf die Metallentfernung hatte, zeigte aber, dass das 2-Stufen-pH-Verfahren
die Wirkung bei 0,01 molarer Zitronensäure geringfügig übersteigen würde. Er
bestätigte
darüber
hinaus das Erfordernis, die Zitronensäure auf weniger als dieser
molaren Konzentration zu halten, damit die HMRP-Behandlung geringfügig wirkungsvoll
ist.
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Zusätzliche Tests wurden durchgeführt, um
die Wirkungen einer Erhöhung
der Zitronensäure-Konzentration
zu beobachten. Es wurden Vergleiche zwischen der Standard-HMRP-Technik
und dem 2-Stufen-pH-Verfahren der gegenwärtigen Erfindung bei molaren
Konzentrationen an Zitronensäure
von 0,015 und 0,018 durchgeführt.
Die Ergebnisse dieser Tests werden in Tabelle IV, in der die Metall-Konzentrationseinheiten
mg/l sind, bereit gestellt.
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Nach der Durchsicht der in Tabelle
IV gezeigten Testergebnisse wurden mehrere Schlußfolgerungen erlangt. Erstens
war der zweistufige Weg bei der Entfernung von Kupfer, Eisen, Nickel
und Uran wirkungsvoller. Die Standard-HMRP-Technik war jedoch bei der Entfernung
von Zink geringfügig
wirkungsvoller und bei der Entfernung von Aluminium viel wirkungsvoller.
Zweitens waren, obwohl die 2-Stufen-Technik im allgemeinen wirkungsvoller
als das Standard-HMRP war, die Konzentrationen mehrerer der Metalle
noch höher
als die erwünschten
Konzentrationen.
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Versuche zur Verringerung der Metallkonzentration
umfaßten
ein Verdünnen
der Lösung
um 50% und ein Verringern der Konzentration des kaustischen Mittels
von 50% auf 25%. Diese Verfahren hatten keine offensichtliche Wirkung
mit der Ausnahme, dass die Verringerung der Konzentration des kaustischen
Mittels eine bessere pH-Kontrolle erlaubte.
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Bei einer anderen Herangehensweise
wurde die Lösung
erwärmt,
was die Erwärmung
simulierte, die auftreten könnte,
wenn das Volumen in einem Vorverdampfer verringert wird. Diese Herangehensweise
ergab keinerlei signifikante Verringerung der Metallkonzentration,
wenn sie auch zu der Beobachtung führte, dass die Wärme erzeugt
wurde, wenn kaustische Mittel den pH der Lösung auf 11 erhöhten, wodurch
die Entfernung der Metalle verbessert wurde. Für diesen Weg wurde die Temperatur
von einer Umgebungstemperatur von 22°C auf zwischen 65° und 68°C erhöht.
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Ein Weg, der in Verbindung mit dem
2-stufigen Verfahren erfolgreich angewendet werden kann, um die
Konzentration an Metallen weiter zu verringern, ist Ionenaustauschharz.
Bevorzugt wird zur Entfernung der Hauptmenge der Metalle Hydroxid-Ausfällung und
Filtration verwendet, gefolgt von Reinigung des Filtrats mit kationischem
Ionenaustauschharz zur Erzielung der gewünschten niedrigen Konzentrationen.
Es gibt eine Vielfalt kationischer Ionenaustauschharze, die für diesen
Zweck verwendet werden können.
Chelatbildendes Harz Purolite S-940 wurde getestet und es wurde
gezeigt, dass es erfolgreich Uran aus Abfallmaterial entfernt. Das
Harz Purolite S-950 ist S-940 ähnlich,
aber mit mehr Gesamtaustauschkapazität. Dieses Harz ist ein makroporöses Aminophosphonsäure-Harz,
das zur Entfernung chelatierter Metalle aus wässerigen Lösungen entwickelt wurde. Ein
Chelatbildungsharz ist wünschenswert,
da die Chelatbildungseigenschaft das Chelatbildungsmittel in der
Lösung,
das die Metalle löslich
hält, überwindet,
was die Anbindung der Metalle an funktionelle Gruppen des Harzes
erlaubt. Die Affinitäts-Reihenfolge
für Metalle
variiert mit dem pH, so dass in einer sauren Lösung das Harz eine starke Anziehung
für ionisches
Fe3+, Cu2+, Zn2+, Al3+ und Ni2+ haben würde. Da der pH geringfügig über Neutral
war, um eine wirkungsvolle Metallhydroxid-Entfernung zu erlauben,
wurde das Testen zu Beginn unter Verwendung von Natrium-Ionenaustauschharz
durchgeführt.
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Zum Testen der Verwendung von Ionenaustauschharz
in Verbindung mit dem 2-stufigen Verfahren wurde Chargenprüfung angewendet,
um die Behandlungszeit zu verringern. Dieses Verfahren ist üblicherweise
weniger wirkungsvoll als Kolonnenprüfung, die konservativere Daten
angibt. Bei den anfänglichen
Ionenaustauschtests wurde ein Volumen an Ersatzmaterial-Lösung, die
0,024 molare Zitronensäure
und 3% Salpetersäure
enthielt, mit dem 2-stufigen Verfahren behandelt und das Filtrat
für Harztests
gesammelt. Dieses Filtrat hatte einen pH von 7,8. 100 ml dieses
Filtrats wurden mit 25 g Harz S-950 behandelt.
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Nach der Behandlung mit dem Harz
stieg der pH dieser Lösung
auf 9,8, wo das Harz weniger Affinität für die Zielmetalle hat. Harz
und Lösung
wurden eine Stunde lang langsam gerührt und Proben entnommen. Anfängliches
Testen führte
nicht zu dem gewünschten
Grad an Metallentfernung.
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Zur Verbesserung der Entfernung von
Metallen wurde eine Menge von 25 g Harz S-950 von der Na+- in die H+-Ionenaustauschform
umgewandelt, indem es mit verdünnter
10%iger Salpetersäure
behandelt wurde, gefolgt von einer Spülung mit entionisiertem Wasser.
Die Lösung
wurde dann erneut behandelt und es wurde gefunden, dass sie einen
pH von 2,1 hatte, eine sehr wünschenswerte
Höhe zur
Entfernung von Kupfer. Ein Zweittest wurde durchgeführt, bei
dem der endgültige
pH 2,2 war. Tabelle V zeigt die Ergebnisse dieser Tests. In Tabelle
V aufgenommen sind die Konzentrationen der Metalle von Interesse
(in mg/l), bestimmt nach dem 2-stufigen Filtrationsverfahren ("Filtrat") sowie für beide
Harztests.
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Ein weiterer Test wurde durchgeführt zur
Bestimmung, ob ein Chelatbildungsharz erforderlich ist, da ein normales
kationisches Harz weniger kostspielig und daher wünschenswerter
ist. Dementsprechend wurde 0,024 molare Zitronensäure und
10% Salpetersäure
enthaltende Ersatzmaterial-Lösung
mit dem 2-stufigen Verfahren
behandelt. Unter Verwendung von Chargenbehandlung wurden dann 100
ml gesammeltes Filtrat zu 25 g in die ionische H+-Form
umgewandeltes Purolite C-106 zugegeben und eine Stunde lang gerührt. Dieselbe
Vorgehensweise wurde auch mit dem Chelatbildungsharz S-950 ange wendet.
Tabelle VI zeigt die Ergebnisse eines Vergleichs zwischen den beiden
Harzen, wobei die Konzentrationen in Einheiten von mg/l angegeben
sind. Die Ergebnisse dieses Tests zeigen, dass ein Chelatbildungsharz
bevorzugt ist.
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Ein anderes Chelatbildungsharz, S-930,
von dem berichtet wird, dass es eine stärkere Affinität zu Kupfer
hat als S-950, wurde ebenfalls getestet. S-930 ist auch ein Polystyrol-Harz,
aber mit Iminodiessigsäure-Gruppen
substituiert. Ein Filtrat wurde aus Ersatzmaterial-Lösung unter
Verwendung des erfindungsgemäßen 2-Stufen-pH-Verfahrens
erzeugt. Harz S-930 wurde in die ionische H+-Form
umgewandelt, wie bei dem Harz S-950. Zwei Tests unter Verwendung
von S-930 sowie ein Vergleichstest unter Verwendung von S-950 wurden durchgeführt, wobei
alle drei Tests das vorher beschriebene Verfahren verwendeten. Die
in Tabelle VII bereit gestellten Ergebnisse zeigen, dass das Harz
S-930, während
es bei der Entfernung von Kupfer geringfügig wirksamer ist als das Harz
S-950, bei der Entfernung von Aluminium drastisch weniger wirksam
ist. Wie in den vorherigen Tabellen sind die Konzentrationen in
mg/l angegeben.
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Ein weiterer Test wurde durchgeführt, um
festzustellen, ob die 2-Stufen-pH-Behandlung, gefolgt von der Reinigungstechnik
mit Harz S-950, die Chelatbildungswirkungen von 0,3 molarer Zitronensäure an einer typischen
Ersatzmittel-Lösung überwinden
konnte. Wie bei dem vorhergehenden Testen wurden Zweittests durchgeführt. Die
Ergebnisse der gereinigten Lösung
zeigen, dass wahrscheinlich mehrere Ionenaustausch-Säulen erforderlich
wären.
Die Konzentrationsdaten in Tabelle VIII sind in mg/l angegeben.
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Wie oben angegeben, bietet das erfindungsgemäße 2-Stufen-pH-Verfahren
dramatische Verbesserungen bei der Entfernung von Metallen gegenüber dem
Standard HMRP-Verfahren. Insbesondere wurde gezeigt, dass das 2-Stufen-Verfahren die Chelatbildungswirkungen
von Zitronensäure überwindet.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung
wird am besten genützt,
indem man es auf Lösungen
anwendet, die Konzentrationen an Zitronensäure von etwa 0,024 molar oder
weniger und 30 Gew.-% Salpetersäure
enthalten. Zur Reinigung des Filtrats und zur weiteren Verringerung
der Konzentration an Metallen in der Lösung ist Ionenaustauschharz
Purolite S-950 das empfohlene Harz, entweder wie erhalten oder in
die H+-Form umgewandelt.
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1 veranschaulicht
schematisch das Verfahren gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung. Dieses Verfahren kann in Abhängigkeit von dem gewünschten
Grad an Metallverringerung modifiziert werden, wie oben angegeben
und wie mit Bezug auf die Figur beschrieben.
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Die Funktion des veranschaulichten
Verfahrens ist, die Chelatbildungswirkungen der Zitronensäure-Konzentration
zu überwinden
und/oder Metallkonzentrationsziele (z. B. 1 mg/l Nickel) zu erfüllen. Bevorzugt enthält das Verfahren
zwei Entscheidungsschritte, was die Vorgehensweise sowohl wirkungsvoll
als auch kosteneffektiv macht. Alternativ kann dasselbe Verfahren
für jede
Lösungscharge,
die eine Behandlung durchmachen soll, wiederholt angewendet werden.
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Gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die zu reinigende Lösung zuerst analysiert, um
die Zitronensäure-Konzentration
zu bestimmen (Schritt 101). Wenn gefunden wird, dass die
Zitronensäure-Konzentration
größer als
oder gleich 0,01 molar ist (Schritt 103), dann wird das
2-Stufen-Verfahren
der vorliegenden Erfindung angewendet. Wenn gefunden wird, dass
die Konzentration weniger als 0,01 molar ist (Schritt 105),
ist nur ein Einstufen-Verfahren
erforderlich.
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Wenn bestimmt wird, dass die Zitronensäure-Konzentration
zu groß ist,
wird der pH der Lösung
eingestellt, so dass er in dem Bereich von näherungsweise 11,0 bis 11,5
ist (Schritt 107), wie veranschaulicht. Wie oben offenbart,
kann der pH durch Zugeben eines kaustischen Mittels zu der Lösung eingestellt
werden. Wenn der pH eingestellt ist, wird die Lösung durch Aufrechterhalten
des pH in dem gewünschten
Bereich stabilisiert. Bevorzugt wird der pH unter Verwendung von
50 Gew.-% NaOH eingestellt, wodurch vorteilhafte Wärme erzeugt
wird. Die Lösung
wird dann filtriert, um unerwünschte
Metalle zu entfernen (Schritt 109).
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Nach dem Filtrationsschrit 109 wird
der pH der Lösung
erneut eingestellt und die Lösung
stabilisiert (Schritt 111). Man beachte, dass, wenn die
Ergebnisse des Konzentrationsanalyse-Schritts 101 eine
Konzentration von weniger als 0,01 molar anzeigen, der pH der Lösung unter
Auslassung der Schritte 107 und
109 sofort gemäß Schritt 111 eingestellt
wird. In Schritt 111 wird der pH der Lösung in dem Bereich von etwa
7,5 bis etwa 8,5 eingestellt und stabilisiert, bevorzugt unter Verwendung
von Salpetersäure.
Die Lösung
wird dann erneut filtriert (Schritt 113), was unerwünschte Metalle
weiter entfernt.
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Abhängig von den Konzentrationszielen
sowie der gewünschten
Anwendung kann das Metallentfernungsverfahren nach Schritt 113 als
beendet betrachtet werden. Bevorzugt wird das Filtrat analysiert
(Schritt 115), um zu bestimmen, ob die Metallkonzentrationen
des Filtrats innerhalb der gewünschten
Höhen sind. Wenn
die gewünschten
Konzentrationshöhen
erfüllt
sind, ist das Verfahren beendet (Schritt 117). Es versteht sich,
dass die in dieser Beschreibung dargelegten Konzentrationskriterien
(d. h. weniger als 1 ppm von sechs Metallen) nur zu Veranschaulichungszwecken
sind, da die vorliegende Erfindung auf andere Konzentrationshöhen und
andere Metalle anwendbar ist.
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Wenn die Metallanalyse ermittelt,
dass die Konzentrationen die Zielkriterien nicht erfüllen, dann
wird die Lösung
zu dem kationischen Ionenaustauschharz in der H+-Form
geschickt (Schritt 119). Nach der Behandlung durch das
kationische Harz ist das Verfahren beendet. Alternativ kann die
Lösung
von dem kationischen Harz zur Metallanalyse und pH-Einstellung (Schritt 121)
in einem Auffangbehälter
gesammelt werden.