DE9216153U1

DE9216153U1 - Konvertierungstauscheranlage mit Druckluft-Membranpumpe und Hubzähleinrichtung

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Publication number: DE9216153U1
Application number: DE9216153U
Authority: DE
Original assignee: Guetling 7012 Fellbach De GmbH
Current assignee: Guetling 7012 Fellbach De GmbH
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2002-11-28

Description

Gutling GmbH
Erich-Herion-Straße 6
7012 Fellbach

Vertreter:

Kohler Schmid + Partner
Patentanwälte
Ruppmannstraße 27
7000 Stuttgart 80

Konvertierunastauscheranlaae mit Druckluft-Membranpumpe

und Hubzähleinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Konvertierungstauscheranlage zur
Rückgewinnung von Metall, insbesondere Buntmetall, aus Lösungen mit einem Ionenaustauschbehalter, der selektiv arbeitendes
Ionenaustauscherharz, beispielsweise Carboxylharz oder Chelatharz enthält und an seinem oberen und an seinem unteren Ende
jeweils eine Leitung für den Zufluß oder Abfluß von Flüssigkeit in den oder aus dem Ionenaustauschbehalter aufweist, mit einem
Vorlagebehälter, der wässrige, metallsalzhaltige Vorlagelösung, beispielsweise gelöstes CuSO₄ oder CuCl₂ enthält, mit einem
Schnittbehälter, der eine säurereiche, metallarme Schnittlösung enthält, mit einem Säurebehälter mit frischer Säure, beispielsweise H₂SO₄ oder HCl, mit einem Laugenbehälter mit frischer

Lauge, beispielsweise NaOH, mit einem Wasserbehälter sowie mit einer Pumpe zur Förderung der Flüssigkeiten im Ionenaustausch-, Vorlage-, Schnitt-, Säure-, Laugen- und Wasserbehälter, wobei die Behälter durch ein System von Rohrleitungen und ansteuerbaren Ventilen miteinander verbunden sind.

; Eine solche Konvertierungstauscheranlage ist beispielsweise

bekannt aus L. Hartinger, Handbuch der Abwasser- und Recyclingtechnik, Carl Hanser Verlag München Wien, 1991, Seiten 441 ff.

Derartige Konvertierungstauscheranlagen zur Rückgewinnung von Metall werden großtechnisch häufig zum Recycling von Buntmetalllösung, beispielsweise zur Kupferrückgewinnung in der Leiterplattenfertigung eingesetzt. Dabei werden an Anionen gebundene Metallkationen, beispielsweise CuCl₂, CuSO₄ usw. in einem schwachsaueren Charboxylharzbett gegen andere Kationen, beispielsweise Natriumionen ausgetauscht. Sobald eine bestimmte Menge von Metallionen im Ionenaustauscherharz gebunden ist, ist das letztere gestättigt und läßt bei weiterer Zufuhr von metallsalzhaltiger Vorlagelösung die Metallionen ungehindert durch, so daß diese ins Abwasser gelangen würden. Daher wird an diesem Punkt die Zufuhr von weiterer Vorlagelösung in das Ionenaustauscherharz unterbrochen und eine Regenerierung des Harzes zunächst mit säurereicher und metallarmer Schnittlösung und später mit frischer Säure, beispielsweise H₂SO₄ oder HCl regeneriert. Dabei wird das an dem Ionenaustauscherharz angelagerte Metall gelöst und verläßt in Form von beispielsweise angereicherter Kupfersulfat- oder Kupferchloridlösung den Ionenaustauscher.

Anschließend wird das Harzbett mit Wasser gespült und danach mit einer Lauge, beispielsweise NaOH konditioniert. Das einge-

leitete Waschwasser verdrängt dabei die in dem Ionenaustauschbehälter befindliche Säure in Richtung auf den Schnittbehälter und die nachfolgende Lauge verdrängt das Waschwasser in Richtung auf den Vorlagebehälter. Sämtliche Beschickungsvorgänge des Ionenaustauschbehalters erfolgen dabei in der Regel im Abstrom, also von oben nach unten, damit das Harzbett nicht aufgewühlt, sondern zusammengepreßt wird.

Die Lösungskonzentrationen von Schnittlösung, Säure, Waschwasser und Lauge, oftmals aber auch die Konzentration der Vorlagelösung sind im wesentlichen konstant. Bei der Beschickung des Ionenaustauschbehalters wird daher üblicherweise nicht die ablaufende Flüssigkeit ständig auf ihre chemische Zusammensetzung kontrolliert, um einen unerwünschten Säure-, Wasser-, Laugen- oder Metalldurchbruch zu vermeiden, sondern es können nach vorher empirisch ermittelten Werten genau abgemessene Volumenmengen der jeweiligen Flüssigkeit dem Harzbehälter zugeführt werden, wobei die Volumenmengen so berechnet sind, daß eben gerade kein Durchbruch erfolgt.

Zur genauen Abmessung dieser Volumenmengen sind allerdings in jedem einzelnen der Flüssigkeitsbehälter Fullstandsmeßeinrichtungen erforderlich, die entsprechend exakt arbeiten müssen, damit die genaue, jeweils richtige kritische Volumenmenge zugemessen werden kann.

Das Erfordernis dieser Füllstandsmeßeinrichtungen ist einerseits deshalb nachteilig, weil sie teuer und umständlich sind. Ein anderer Nachteil ergibt sich aus dem erhöhten Fehler- und Störrisiko beim Betrieb der Fullstandsmeßeinrichtungen, zumal nicht nur eine einzige sondern eine Vielzahl dieser Meßeinrichtungen

bei den bekannten Konvertierungstauscheranlagen ständig im Einsatz ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Anlagen ergibt sich aus der Notwendigkeit einer Installation von besonderen Sicherungseinrichtungen für die üblicherweise verwendeten mechanischen Verdrängerpumpen. Da bei der Metallrückgewinnung, wie oben erwähnt, konzentrierte Säuren und Laugen in der Konvertierungstauscheranlage umlaufen, muß das System auf jeden Fall gegen ein Auslaufen von Flüssigkeiten im Störfall abgesichert werden. Beispielsweise bei Druckluftausfall, Leitungsverstopfung aufgrund von Verschmutzungen oder Fehlstellung von Ventilen im Leitungssystem muß die Förderpumpe gegen ein Heißlaufen und daraus sich ergebendes Undichtwerden oder gegen eine unzulässige Überdruckerzeugung, die zum Platzen der Leitungen führen könnte, abgesichert werden. Derartige Sicherungseinrichtungen bedeuten aber eine zusätzliche Investition, wobei aufgrund von möglichen Fehlern, die im Sicherungssystem auftreten können, eine absolute Absicherung der Anlage gar nicht möglich sein dürfte.

Ein zusätzlicher Nachteil der bekannten Konvertierungstauscheranlagen besteht schließlich darin, daß bei einem Wechsel der Vorlagelösung auf ein anderes Flüssigkeitssystem, zum Beispiel bei einer Umstellung von Kupfer- auf Nickelrückgewinnung sehr umständliche Anpassungsarbeiten an den füllstandsgesteuerten Volumenzumeßeinrichtungen vorgenommen werden müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Konvertierungstauscheranlage der eingangs beschriebenen Art vorzustellen, bei der einerseits keine umständlichen Füllstandsmessungen notwendig sind, bei der die Umrüstung auf andere Flüssigkeitssysteme leicht und problemlos erfolgen kann und

bei der besondere Sicherungseinrichtungen für die Förderpumpe nicht erforderlich sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Pumpe eine Druckluft-Membranpumpe ist und eine Zähleinrichtung zur Hubzählung aufweist, und daß eine mit der Zähleinrichtung verbundene Steuereinrichtung zur Steuerung der Volumenströme von Vorlagelösung, Schnittlösung, Säure, Lauge und Wasser über die Ventile aufgrund der jeweiligen Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe vorgesehen ist.

Anstelle der üblichen Zumessung der Flüssigkeitsvolumina über Füllstandsmeßeinrichtungen kann nunmehr die Zumessung aufgrund der Anzahl der Hübe der Druckluft-Membranpumpe erfolgen, die proportional zu einer gewissen Volumenmenge ist. Damit wird das Zumeßproblem auf ebenso elegante wie preisgünstige Weise gelöst und die Störanfälligkeit des Systems drastisch herabgesetzt, da nunmehr nur noch ein einziges Gerät die Zumessung der verschiedenen Volumenmengen vornimmt.

Ebenso wie früher das kritische Durchbruchsvolumen muß auch bei der erfindungsgemäßen Lösung die bis zum jeweiligen kritischen Durchbruchspunkt erforderliche Hubzahl nur einmal vor Betriebsbeginn der Anlage empirisch ermittelt werden. Die bis zum jeweiligen Durchbruchspunkt erforderliche Volumenmenge an jeweiliger Flüssigkeit entspricht nunmehr einer bestimmten Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe, wobei ebenso wie bei der herkömmlichen "Zumeßlösung" über Füllstandsmeßeinrichtungen eine im wesentlichen konstante Konzentration der jeweiligen Flüssigkeit vorausgesetzt wird.

Bei einem Wechsel der Vorlageflüssigkeit kann ein Umrüsten der Anlage ganz einfach durch Umprogrammieren der entsprechenden Hubzahlwerte erfolgen. Besondere mechanische Umbaumaßnahmen wie im Falle von Füllstandsmeßeinrichtungen sind nicht erforderlich.

Bei einem eventuellen Störfall bleibt die erfindungsgemäße Konvertierungstauscheranlage mit der Druckluft-Membranpumpe in einer für das System sicheren Betriebsstellung stehen, da die Druckluft-Membranpumpe im Gegensatz zu einer Verdrängerpumpe mit mechanischem Antrieb weder heißlaufen, noch einen unzulässigen Überdruck im Leitungssystem erzeugen kann, der zum Platzen von Leitungen führen kann. In einem etwaigen Störfall bleibt die Druckluft-Membranpumpe ganz einfach stehen.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Konvertierungstauscheranlage sind mindestens zwei Druckluftleitungen mit Luft von unterschiedlichem Druck vorgesehen, wobei die Druckluft-Membranpumpe alternativ mit Druckluft aus einer der Druckluftleitungen betrieben werden kann. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, auf einfache und billige Weise die Förderpumpe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu betreiben, was an verschiedenen Stellen im Betriebszyklus der Anlage von Vorteil sein kann. Zwar läßt sich auch eine herkömmliche mechanische Verdrängerpumpe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betreiben, jedoch ist dazu in der Regel ein wesentlich höherer Aufwand im elektrischen oder elektromechanischen Steuersystem der Pumpe erforderlich.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform ist in jeder der Druckluftleitungen ein Druckluftventil vorgesehen, und die Druckluftleitungen münden nach den Druckluft-

ventilen und vor der Druckluft-Membranpumpe in eine gemeinsame Luftzufuhrleitung zur Druckluft-Membranpumpe. Damit ergibt sich eine einfache Möglichkeit der Umschaltung der Druckluftzuführung der Pumpe von einer Druckluftleitung auf eine andere.

Dieser Vorteil wird bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung dadurch ausgenutzt, daß die Druckluftventile von der Steuereinrichtung aufgrund der aktuellen Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe ansteuerbar sind. Auf diese Weise kann die Umschaltung der Hubgeschwindigkeit der Druckluft-Membranpummpe automatisch erfolgen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Zähleinrichtung zur Hubzählung ein vorzugsweise elektronisches Zählwerk mit mindestens vier, vorzugsweise mindestens acht abspeicherbaren, diskreten Hubwerten. Zumindest die Konzentrationen von Schnittlösung, Säure, Wasser und Lauge werden in der Konvertierungstauscheranlage stets konstant bleiben, so daß auf jeden Fall vier hubgesteuerte Volumenzumeßvorgänge von Vorteil sind. Bei bestimmten, besonders vorteilhaften Betriebsweisen der Anlage, die unten vorgestellt werden, beispielsweise beim fraktionierten Verdrängen der Flüssigkeitssäule im Ionenaustauschbehälter in unterschiedliche Zielbehälter ist aber auch eine hubgesteuerte Zumessung von mindestens acht verschiedenen, vorher festlegbaren Volumina wünschenswert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen einzeln, für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Anwendung finden.

Es zeigen:

Fig.l ein Funktionsschema der erfindungsgemäßen Konvertierungstauscheranlage; und

Fig.2 ein Elutionsdiagramm für Säure- und Metallkonzentrationen der im Regenerationsschritt c) aus dem Ionenaustauschbehälter austretenden Flüssigkeit.

Bei der in Fig.l gezeigten erfindungsgemäßen Konvertierungstauscheranlage werden die Flüssigkeitsströme durch ein Rohrleitungsnetz mit vorzugsweise ansteuerbaren Flüssigkeitsventilen 10 bis 20 durch eine Druckluft-Membranpumpe 1 gefördert. An die Druckluft-Membranpumpe 1 ist eine Zähleinrichtung 8 zur Zählung der Hübe der Druckluft-Membranpumpe 1 vorgesehen, die ein der Anzahl der Hübe entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 9 zur Steuerung der Volumenströme in der Konvertierungstauscheranlage weitergibt. Die Zähleinrichtung 8 kann ein elektronisches Zählwerk mit mehreren, mindestens jedoch vier abspeicherbaren diskreten Hubwerten umfassen. Im Programmablauf während des Betriebs der Konvertierungstauscheranlage zählt dann die Zähleinrichtung 8 jeweils die Hübe der Druckluft-Membranpumpe 1 bis zu einem der vorgegebenen Hubwerte, gibt dann ein Steuersignal an die Steuereinrichtung 9 ab, die daraufhin durch Umschalten von einigen der Ventile 10 bis 20 den nächsten Betriebsschritt einleitet. Die Zähleinrichtung 8 setzt sich dann selbständig auf Null zurück und zählt bis zum nächsten diskret abgespeicherten Hubwert hoch, woraufhin sie wiederum ein Steuersignal an die Steuereinrichtung 9 zur Einleitung des folgenden Betriebsschrittes abgibt.

Die Druckluft-Membranpumpe 1 kann mit Druckluft von unterschiedlichem Druck schneller bzw. langsamer betrieben werden. Im gezeigten Besispiel sind zwei Druckluftleitungen vorgesehen, die jeweils mit einem der Druckluftventile 21 bzw. 22 geöffnet oder geschlossen werden können, und die nach den Druckluftventilen 21, 2 2 und vor der Druckluft-Membranpumpe 1 in eine gemeinsame Luftzufuhrleitung zur Druckluft-Membranpumpe 1 münden-Wird nun der Druckluft-Membranpume 1 Luft mit höherem Druck zugeführt, so läuft die Pumpe schneller als bei Zufuhr von Luft mit geringerem Druck. Auf diese Weise kann die Hubgeschwindigkeit der Druckluft-Membranpumpe 1 gesteuert werden.

Die Geschwindigkeitsumschaltung der Druckluft-Membranpumpe 1 je nach Betriebsschritt kann automatisch mit Hilfe der Steuereinrichtung 9 aufgrund der aktuellen, von der Zähleinrichtung 8 an die Steuereinrichtung 9 weitergegeben Hubzahl erfolgen, wenn die Druckluftventile 20, 21 ansteuerbar und mit der Steuereinrichtung 9 entsprechend verbunden sind.

Auch die ansteuerbaren Flüssigkeitsventile 10 bis 20 sind entsprechend mit der Steuereinrichtung 9 verbunden, was der Einfachheit halber jedoch in Fig.l nicht explizit dargestellt ist.

Beim Betrieb der Anlage wird einem Vorlagebehälter 3 über einen Zulauf 30 eine metallsalzhaltige Vorlagelösung, beispielsweise gelöstes Kupfersulfat oder Kupferchlorid zugeführt. Mit Hilfe der Konventierungstauscheranlage soll nun eine möglichst quantitative Rückgewinnung des in der Vorlage enthaltenden Metalles, bei dem es sich in der Regel um Buntmetall wie beispielsweise Kupfer aus der Leiterplattenfertigung handelt, erreicht werden.

Dazu werden in einem ersten Schritt über die Steuereinrichtung 9 die Flüssigkeitsventile 11 und 13 geöffnet, während die Ventile 10, 12 und 14 bis 20 geschlossen bleiben. Mit Hilfe der Druckluft-Membranpumpe 1 wird nun aus dem Vorlagebehälter 3 Vorlageflüssigkeit von oben im Abstrom in einen Ionenaustauschbehälter 2, der selektiv arbeitendes Ionenaustauscherharz, beispielsweise Carboxylharz oder Chelatharz enthält, gefördert. Da die Vorlagelösung nicht besonders hochkonzentriert ist, kann die Druckluft-Membranpumpe 1 beim ersten Schritt mit großer Geschwindigkeit laufen.

Das geschärfte Ionenaustauscherharz nimmt nun aus der zugeleiteten Vorlagelösung das darin enthaltene Metall bis zur Sättigungsgrenze auf. Falls die über den Zulauf 30 in den Vorlagebehälter 3 gelangende Vorlagelösung keinen größeren Konzentrationsschwankungen unterworfen ist, kann bereits im ersten Schritt über die Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe 1 eine genaue Mengenzumessung der in den Ionenaustauschbehälter 2 geförderten Vorlagelösung vorgenommen werden, so daß gerade die Sättigungsgrenze des Harzbettes mit den zugeführten Metallionen erreicht wird. Die diesem kritischen Volumen entsprechende erforderliche Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe 1 braucht lediglich einmal vor Betriebsbeginn empirisch festgestellt und in der Zähleinrichtung 8 abgespeichert werden.

Falls jedoch die Konzentrationsverhältnisse in der Vorlagelösung stark schwanken, erfolgt die Zufuhr von Vorlagelösung in den Ionenaustauschbehälter 2 im ersten Schritt nicht hubgesteuert, sondern solange, bis in der aus dem Ionenaustauschbehälter 2 austretenden Flüssigkeit eine bestimmte Konzentration von Metallionen überschritten wird. Dies kann beispielsweise im Falle

gefärbter Metallionen, wie etwa Kupfer-Ionen oder Nickel-Ionen, mit Hilfe eines Photometers überwacht werden.

In einem zweiten Betriebsschritt wird dann das im Ionenaustauschbehalter 2 befindliche Wasser im Aufstrom von unten nach oben mit Hilfe von spezifisch schwererer, säurereicher, metallarmer Schnittlösung aus einem Schnittbehälter 4 in Richtung auf den Vorlagebehälter 3 verdrängt. Dazu werden über die Steuereinrichtung 9 die Ventile 11 und 13 geschlossen, während die Ventile 10, 14 und 18 geöffent werden.

Da die Schnittlösung, wie erwähnt, spezifisch schwerer ist als das Wasser im Ionenaustauschbehalter 2, das sie verdrängen soll, ist es besonders günstig, wenn diese Verdrängung im Aufstrom erfolgt. Dadurch wird eine Vermischung von Schnittflüssigkeit und zu verdrängendem Wasser weitgehend unterdrückt, weil ja die spezifisch schwerere Flüssigkeit immer unter der spezifisch leichteren liegt. Aus diesem Grund ist auch eine unerwünschte Anhebung und Durchwirbelung des Harzbettes im Ionenaustauschbehälters 2 nicht zu befürchten.

Im dritten Betriebsschritt wird das nunmehr mit Metall beladene Ionenaustauscherharz durch Zufuhr von frischer Säure, meist Schwefelsäure aus einem Säurebehälter 5 regeneriert. Dazu werden die Flüssigkeitsventile 10, 14 und 18 geschlossen, und die Ventile 11, 15 geöffnet, so daß die spezifisch schwerere Säure von oben im Abstrom durch die Ionenaustauscher 2 geleitet wird und die darin befindliche, spezifisch schwerere, metallhaltige Flüssigkeit nach unten verdrängt.

Da die Metallkonzentration der im Ionenaustauschbehalter 2 befindlichen Flüssigkeit ungefähr im mittleren Drittel des

Ionenaustauschbehalters 2 am höchsten ist, wird, vorzugsweise ebenfalls hubgesteuert, das unterste abfließende Drittel der Flüssigkeit dem Schnittbehälter 4 zugeführt, während das mittlere Drittel in einem Behälter 31 zur Aufnahme von hochkonzentrierter Metallsalzlösung eingeleitet wird. Im restlichen Drittel der Flüssigkeitsäule aus dem Ionenaustauschbehälter schließlich herrscht wieder eine geringere Metallionenkonzentration und eine höhere Säurekonzentration. Daher wird diese Restmenge ebenfalls wieder dem Schnittbehälter 4 zugeführt.

Falls als konzentrierte Säure wie üblich Schwefelsäure verwendet wird, und falls die rückzugewinnenden Metallionen Kupferionen waren, so wird im dritten Betriebsschritt an den Behälter 31 eine hochkonzentrierte Kupfersulfatlösung abgegeben. Der dritte Betriebsschritt sollte in jedem Fall aufgrund der beteiligten hochkonzentrierten Säure mit der geringstmöglichen Hubgeschwindigkeit der Druckluft-Membranpumpe 1 ablaufen.

Im vierten Betriebsschritt wird der Ionenaustauschbehälter 2 durch Zufuhr von Wasser aus einem Wasserbehälter 6 in einem schnelleren Betriebsmodus der Druckluft-Membranpume 1 gewaschen. Die Zufuhr des Waschwassers, das spezifisch leicher als die im Ionenaustauschbehälter 2 befindliche Säure ist, erfolgt im Abstrom von oben in den Ionenaustauschbehälter 2. Der Hauptanteil des Flüssigkeitsvolumens im Ionenaustauschbehalters 2 ist in diesem Betriebszustand eine säurereiche, metallarme Lösung, die dem Schnittbehälter 4 zugeführt wird. Um eine Verdünnung der Schnittlösung zu vermeiden, kann eine geringe Restmenge der aus dem Ionenaustauschbehälter 2 verdrängten Flüssigkeitssäule am Ende des vierten Betriebsschritts in den Vorlagebehälter 3 eingeleitet werden. Dazu müssen die Flüssigkeitsventile

10, 11 und 18 geöffnet und sämtliche anderen Flüssigkeitsventile geschlossen werden.

In einem fünften Betriebsschritt schließlich wird das nunmehr regenerierte Ionenaustauscherharz durch Zufuhr von frischer Lauge aus einem Laugenbehälter 7 im Aufstom von unten in den Ionenaustauschbehalter 2 regeneriert. Dabei verdrängt die spezifisch schwerere Lauge, meist Natronlauge, das im Ionenaustauschbehalter 2 befindliche, spezifisch leichtere Wasser von unten nach oben. Das verdrängte Wasser, das möglicherweise auch Metallionen enthalten kann, kann entweder dem Vorlagebehälter 3 zugeführt werden. Falls jedoch die darin befindliche Metallmenge wegen einer zu geringen Konzentration nicht mehr regenerationswürdig ist, kann das verdrängte Wasservolumen über die Flüssigkeitsventile 11, 10 und 20 zur weiteren Entsorgung einem Abwasserbehälter 3 2 zugeführt werden.

Da zumindest die Konzentrationen der Schnittlösung im Schnittbehälter 4, der konzentrierten Säure im Säurebehälter 5, des Waschwassers im Wasserbehälter 6 und der Lauge im Laugenbehälter 7 während des gesamten Prozesses höchstens geringfügigen Schwankungen unterworfen sind, werden die Zumessungen der genannten Flüssigkeiten in den Ionenaustauschbehalter 2 im jeweiligen Betriebsschritt in jedem Fall hubzahlgesteuert vorgenommen. Dadurch können zumindest in diesen Fällen umständliche und störanfällige Füllstandsmeßeinrichtungen eingespart werden.

Zur näheren Erläuterung der Eigenschaften der Schnittlösung ist in Fig. 2 ein Elutionsdiagramm gezeigt, bei dem die Konzentrationen von Metallionen bzw. Säure über der Durchlaufzeit der im Ionenaustauschbehalter 2 zu Beginn des dritten Betriebsschrittes vorhandenen Flüssigkeitssäule aufgetragen sind. Zu-

nächst steigt die Metallkonzentration in der verdrängten Flüssigkeit bis zum Erreichen eines Maximums und nimmt dann stetig wieder ab, während nunmehr die Säurekonzentration ansteigt und nach Erreichen eines Säurekonzentrationsmaximums ebenfalls wieder abnimmt. Kurz vor Erreichen des Säurekonzentrationsmaximums, wenn die Konzentration an Metallionen bereits merklich abgenommen hat, wird im Elutionsdiagramm ein "Schnitt" gemacht; die nunmehr verdrängte Flüssigkeit weist eine hohe Konzentration an Säure und eine relativ geringe Konzentration an Metallionen auf. Die säurereiche, metallarme Schnittlösung entspricht genau dieser Schnittflüssigkeit.

Claims

Schutzansprüche

Konvertierungstauscheranlage zur Rückgewinnung von Metall, insbesondere Buntmetall, aus Lösungen mit einem Ionenaustauschbehalter, der selektiv arbeitendes Ionenaustauscherharz, beispielsweise Carboxylharz oder Chelatharz enthält und an seinem oberen und an seinem unteren Ende jeweils eine Leitung für den Zufluß oder Abfluß von Flüssigkeit in den oder aus dem Ionenaustauschbehalter aufweist, mit einem Vorlagebehälter, der wässrige, metallsalzhaltige Vorlagelösung, beispielsweise gelöstes CUSO4 oder CUCI2 enthält, mit einem Schnittbehälter, der eine säurereiche, metallarme Schnittlösung enthält, mit einem Säurebehälter mit frischer Säure, beispielsweise H2SO4 oder HCl, mit einem Laugenbehälter mit frischer Lauge, beispielsweise NaOH, mit einem Wasserbehälter sowie mit einer Pumpe zur Förderung der Flüssigkeiten im Ionenaustausch-, Vorlage-, Schnitt-, Säure-, Laugen- und Wasserbehälter, wobei die Behälter durch ein System von Rohrleitungen und ansteuerbaren Ventilen miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpe eine Druckluft-Membranpumpe (1) ist und eine Zähleinrichtung (8) zur Hubzählung aufweist, und daß eine mit der Zähleinrichtung (8) verbundene Steuereinrichtung (9) zur Steuerung der Volumenströme von Vorlagelösung, Schnittlösung, Säure, Lauge und Wasser über die Ventile (10 bis 20) aufgrund der jeweiligen Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe (1) vorgesehen ist.
2. Konvertierungstauscheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Druckluftleitungen mit Luft von unterschiedlichem Druck vorgesehen sind, und daß die Druckluft-Membranpumpe (1) alternativ mit Druckluft aus einer der Druckluftleitungen betrieben werden kann.
3. Konvertierungstauscheranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der Druckluftleitungen ein Druckluftventil (21, 22) vorgesehen ist, und daß die Druckluftleitungen nach den Druckluftventilen (21, 22) und vor der Druckluft-Membranpumpe (1) in eine gemeinsame Luftzufuhrleitung zur Druckluft-Membranpumpe (1) münden.
4. Konvertierungstauscheranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftventile (21, 22) von der Steuereinrichtung (9) aufgrund der aktuellen Hubzahl der Druckluft-Membranpumpe (1) ansteuerbar sind.
5. Konvertierungstauscheranlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (8) zur Hubzählung ein vorzugsweise elektrisches Zählwerk mit mindestens vier, vorzugsweise mindestens acht abspeicherbaren, diskreten Hubwerten umfaßt.