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Verfahren zur Verarbeitung der bei der Reinigung von zinkhaltigen
Lösungen durch Auszementieren anfallenden Produkte Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Aufarbeitung der bei der Reinigung von zinkhaltigen Lösungen durch Zementation
erhaltenen Nickel, Kobalt, " Cadmium, Zink, Kupfer und Blei enthaltenden Produkte.
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Das übliche Verfahren zur Trennung und Wiedergewinnung von Cadmium,
Kupfer, Zink und Blei aus Ausgangsstoffen, die durch langes Liegen an der Luft,
Selbstoxydation, Trocknen, Calcinieren oder Rösten vorher oxydiert sein können,
wie es beispielsweise bei den Produkten der Fall ist, die man durch Auszementieren
bei der Reinigung zinkhaltiger Lösungen erhält, besteht in einer sauren Behandlung,
beispielsweise einem Auslaugen mit Schwefelsäure. Die wertvollen Bestandteile werden
dann aus der Lösung abgeschieden und wiedergewonnen und ebenso aus dem bei der sauren
Behandlung erhaltenen Rückstand, und zwar auf nassem oder trocknem Wege oder durch
Elektrolyse. Die Trennung der einzelnen Bestandteile und die erhaltenen Ausbeuten
sind bei dem bekannten Verfahren sehr häufig nicht zufriedenstellend, und es können
im übrigen Schwierigkeiten besonders dann entstehen, wenn Nickel oder Kobalt in
den Ausgangsstoffen vorhanden sind, insbesondere, wenn es sich um die Wiedergewinnung
des Zinks durch Elektrolyse handelt.
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Das neue Verfahren hat demgegenüber den Vorteil einer besonders weitgehenden
Trennung der einzelnen Bestandteile und liefert sehr gute Ausbeuten. Es hat den
Vorteil, daß eine Trennung des Nickels, Kobalts und Cadmiums vom Kupfer, Zink und
Blei bewirkt werden kann. Gemäß der Erfindung werden die Ausgangsstoffe zwischen
300 und 400 ° oxydierend erhitzt und aus dem oxydierten Gut Nickel, Kobalt
und Cadmium durch Auslaugen mit Zinksulfatlösung entfernt. Diese zinkhaltige Lösung
kann getrennt hergestellt oder, wenn die Ausgangsstoffe genügend wasserlösliche
Zinkverbindungen enthalten, durch das Laugen mit Wasser aus ihnen gebildet werden.
Man kann diese Zinksulfatlösung auch mit Hilfe der Ausgangsstoffe selber bilden,
indem man sie mit einer schwefelsauren Lösung solcher Konzentration und in solchen
Mengen behandelt, daß nur ein Teil des Zinks herausgelöst wird, falls dieses sich
in wenig löslicher Form in den Ausgangsstoffen befindet.
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Die Konzentration der Lösung hängt von der auszulaugenden Menge von
Cadmiumoxyd, vom Volumen der Lösung, die man zum Laugen verwenden will, und auch
vom Gehalt der Ausgangsstoffe in wasserlöslichen Zinkverbindungen ab. Die durch
dieses Waschen erhaltene Lösung, die das Cadmium, überschüssiges Zink und Nickel
und Kobalt enthält, kann dann in bekannter Weise zwecks Wiedergewinnung des Cadmiums
behandelt
werden. So kann man beispielsweise diese Lösung mit metallischem
Zink behandeln. Die vom Cadmium befreite Lösung wird dann entweder auf Zink verarbeitet
oder erneut zum Laugen von cadmiumhaltigen Ausgangsstollen verwendet.
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Der nach dem Waschen mit Wasser oder mit einer zinkhaltigen Lösung
verbleibende Rückstand, der das gesamte Zink der Ausgangsstoffe oder einen Teil
davon, das gesamte Kupfer und das gesamte Blei enthält, kann dann in üblicher Weise
mit Säure behandelt werden, beispielsweise mit einer wäßrigen Schwefelsäure, deren
Konzentration von der Basizität des Rückstandes und von dem zu verwendenden Säurevolumen
abhängt. Enthält der Rückstand der Laugung mit Zinksulfat noch Nickel und Kobalt,
so kann man ihn ein zweites Mal auf Temperaturen oberhalb . 3oo° C, beispielsweise
350" C, erhitzen und erneut mit einer zinkhaltigen Lösung laugen. Die so
erhaltene Lösung kann der bei der ersten Laugung erhaltenen Lösung zugesetzt werden.
Die beiden Laugungen mit Zinksulfatlösung werden zweckmäßig so durchgeführt, daß
die zweite Laugung mit einer frischen Zinksulfatlösung durchgeführt wird und die
erste Laugung mit der bei der zweiten Laugung erhaltenen Lösung. In diesem Falle
wird nur die bei der ersten Laugung anfallende Lösung auf Cadmium und auf Wiedergewinnung
des überschüssigen Zinks verarbeitet.
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Die bei der sauren Behandlung anfallende Lauge, die das Kupfer und
das Zink enthält, kann dann in üblicher Weise, beispielsweise durch Zementieren
mit metallischem Zink, auf Kupfer verarbeitet und anschließend weiterbehandelt werden,
beispielsweise kann sie gereinigt werden, wenn sie elektrolytisch auf Zink weiterverarbeitet
werden soll.
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Der nach der sauren Behandlung anfallende Rückstand kann auf Blei
verarbeitet werden, beispielsweise auf trocknem Wege.
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Beispiel Behandlung eines bei der Reinigung zinkhaltiger Lösungen
durch Auszementieren anfallenden Auszementierungsproduktes, das Nickel und Kobalt
enthält.
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ioo kg des Auszementierungsproduktes, das 2,160/, Cadmium, 5,31 0/0
Kupfer, 46,6 Zink, i,1 010 Blei, o,052 % Nickel und 0,057 0/0 Kobalt
enthält, werden i Stunde lang bei etwa 35o ° C oxydierend erhitzt und dann bei gewöhnlicher
Temperatur mit 8oo 1 einer Zinksulfatlösung, die io g pro Liter enthält, ausgelaugt.
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Durch die erste Laugung sind 84 % des Cadmiums, 63
% des Nickels und 70 0/0 des Kobalts entfernt worden. Aus der Lauge wird
das Cadmium in üblicher Weise gewonnen. Die Lösung kann dann weiter in üblicher
Weise verarbeitet werden.
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Der Rückstand von der ersten Laugung, dessen Gewicht 85 kg beträgt,
enthält 0,4 010 Cadmium, 6,16'/, Kupfer, 5o,51/, Zink, 1,2,9 0/0 Blei und o,o22
0/0 Nickel und o,oi7 0/0 Kobalt. Er wird ein zweites Mal etwa i Stunde lang auf
etwa 35o° C erhitzt und dann erneut mit 88 1 der gleichen Zinksulfatlösung gelaugt.
Man entfernt durch diese zweite Laugung 13 0/0 des Cadmiums, 29 010 des Nickels
und 21 0/0 des Kobalts. Die beim zweiten Laugen anfallende Lösung wird zum Auslaugen
einer neuen Menge vorher auf 350 ° C erhitzte Ausgangsstoffe verwendet.
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Durch die beiden Laugungen sind also 97 % des Cadmiums, 92
% des Nickels und 9i 0J0 des Kobalts entfernt worden. Der nach der zweiten
Laugung anfallende Rückstand, dessen Gewicht 76 kg beträgt, enthält o,o8 01o Cadmium,
6,870/0 Kupfer, 53,3 9o Zink, 1,45 0/0 Blei, o,oo5 0/0 Nickel und
0,007 0J0 Kobalt. Dieser Rückstand wird dann auf Kupfer, Zink und Blei verarbeitet.
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Die nachstehenden Beispiele zeigen den überraschenden Einfluß der
für die vorhergehende oxydierende Erhitzung gewählten Temperatur auf die Löslichkeit
des Cadmiums, Nickels und Kobalts gegenüber der für die anschließende Laugung verwendeten
Zinksulfatlösung.
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Die angeführten Ziffern geben prozentual den Betrag der Auslaugung
an, die durch eine erste Laugung mit einer Zinksulfatlösung (enthaltend io g Zn/1)
bei einem Zementierungsprodukt erzielt werden konnte, das bei i5o ° C getrocknet
war, neben Zink, Kupfer und Blei 2,38 % Cadmium, o,o47
% Nilekel und 0,0470f,
Kobalt enthielt und vor der Laugung auf jeweils verschiedene Temperaturen erhitzt
worden war.
| Cadmium Nickel Bobalt |
| Getrocknetes Zementie- % % 5 |
| rungsprodukt . . ... * . . 42,5 15,0 15,0 |
| Getrocknetes Zementie- |
| rungsprodukt erhitzt |
| auf 2io ° ............. 48,0 25,0 17,0 |
| Getrocknetes Zementie- |
| rungsprodukt erhitzt |
| auf 310 ° ............ 84,0 74,5 &2,0 |
| Getrocknetes Zementie- |
| rungsprodukt erhitzt |
| auf 410 ° ............ 88,0 38,0 54,5 |
| Getrocknetes Zementie- |
| rungsprodukt erhitzt |
| auf 6oo ° ............ 91,o 36,0 42,0 |
Wie sich aus diesen Zahlen ergibt, hat eine zu sehr gesteigerte Erhitzung zur Folge,
daß Nickel und Kobalt unlöslich gemacht werden.
Eine zweite Erhitzung
auf Temperaturen zwischen 3oo und q.00° C, gefolgt von einer zweiten Laugung, gestattet
dann, für Cadmium, Nickel und Kobalt den Laugungsgrad zu erreichen, wie er im einzelnen
bereits im Beispiel angeführt worden ist.