NL8601101A

NL8601101A - Werkwijze voor het verwijderen van cadmium uit zure, fosfaathoudende waterige media.

Info

Publication number: NL8601101A
Application number: NL8601101A
Authority: NL
Original assignee: Unie Van Kunstmestfab Bv
Priority date: 1986-04-29
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1987-11-16
Also published as: CA1289726C; ZA873037B; ATE54294T1; IL82360A0; IN169409B; US4806323A; EP0244021A1; FI871867A0; EG18277A; EP0244021B1; FI871867A; DE3763529D1; ES2017087B3; TNSN87061A1; MA20961A1; FI85448C; GR3000895T3; FI85448B

Description

MJ/WP/ag

Unie van Kunstmestfabrieken B.V.

Uitvinders; T.T. Tjioe uit Capelle a.d. IJssel S. v. Duijn uit Noordwijk P. Wey uit Oen Haag -1- PN 5405 WERKWIJZE VOOR HET VERWIJDEREN VAN CADMIUM UIT ZURE,

FOSFAATHOUDENDE WATERIGE MEDIA

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van cadmium uit een zuur, fosfaathoudend waterig medium met behulp van een anionenwisselaar.

In het Duitse Auslegeschrift 2748279 is een werkwijze 5 beschreven voor het bereiden van zeer zuiver fosforzuur waarbij het ruwe fosforzuur verkregen uit een nat fosforzuurproces eerst door middel van een extractie wordt gezuiverd en vervolgens in een anionenwisselaar zink en eventueel tegelijkertijd ook zware metalen, in aanwezigheid van chloride-ionen in een relatief hoge concentratie van 10 10-60 g/l, worden verwijderd.

In deze werkwijze worden de zware metalen samen met zink verwijderd uit een fosforzuuroplossing nadat deze oplossing in een extractiestap is gezuiverd.

De uitvinding voorziet nu in een werkwijze waarin in één stap 15 selectief cadmium wordt verwijderd uit zure fosfaathoudende waterige media.

Dit wordt volgens de uitvinding hierdoor bereikt doordat jodide- of bromide-ionen aanwezig zijn in een hoeveelheid van 100-6000 ppm berekend op het zure fosfaathoudende waterige medium.

20 Gebleken is namelijk dat met behulp van een anionenwisselaar in aanwezigheid van een geringe hoeveelheid jodide- of bromide-ionen selectief vrijwel alle cadmium uit het zure fosfaathoudende waterige medium wordt verwijderd.

Verwijdering van cadmium volgens de onderhavige werkwijze kan 25 in principe uit ieder zuur, fosfaathoudend waterig medium, bijvoor- 8501101 -- - ____

•v*\ 'V

-2- beeLd ruw fosforzuur, plaatsvinden. De temperatuur van het medium kan daarbij binnen wijde grenzen variëren. In het nat fosforzuur proces komen in het algemeen temperaturen voor variërend van kamertemperatuur tot ongeveer 130nC. Het medium kan zowel een overmaat Ca-ionen als een 5 overmaat sulfaat-ionen bevatten. Ook de fosfaatconcentratie in het medium is niet wezenlijk van invloed op de toepassing van de werkwijze.

8ij voorkeur wordt echter in het nat fosforzuurproces cadmium verwijderd voordat het als bijprodukt af te voeren calciumsulfaat 10 wordt gevormd, aangezien dan zowel vrijwel cadmiumvrij fosforzuur als vrijwel cadmiumvrij calciumsulfaat wordt verkregen. Dit heeft met name voordelen voor de technische toepassing van calciumsulfaat, bijvoorbeeld in de bouwindustrie aangezien, de aanwezigheid van giftige zware metalen daarvoor een ernstige hinderpaal vormt.

15 Wanneer het fosfaaterts wordt ontsloten met een salpeterzuur of fosforzuur bevattende oplossing kan cadmiumverwijdering plaatsvinden uit de bij de ontsluiting van het fosfaaterts gevormde nitrofos-faat oplossing, respectievelijk monocalciumfosfaatoplossing.

Daarnaast kan de onderhavige werkwijze met voordeel worden 20 toegepast in een nitrofosfaat proces waarin fosfaaterts wordt ontsloten met salpeterzuur en in het fosfaaterts aanwezige calcium door koeling van de verkregen ontsluitvloeistof in de vorm van calcium- nitraatkristallen wordt verwijderd. Aangezien, zoals bekend is, cadmium niet of nauwelijks wordt ingebouwd in de calciumnitraatkristal- 25 len, kan in dit proces vrijwel alle cadmium verwijderd worden door toepassing van de onderhavige werkwijze op de nitrofosfaatoplossing nadat daaruit de calcium in de vorm van calciumnitraatkristallen is verwijderd.

Als anionenwisselaar kan worden toegepast een sterk basische 30 anionenwisselaar, bijvoorbeeld van het type PS-CH2N(CH3)3+, of een zwak basische anionenwisselaar, bijvoorbeeld van het type PS-CH2NCCH3)2/ of een zeer zwak basische anionenwisselaar, bijvoorbeeld van het type PS-C6H4NH2, waarbij PS steeds cross-linked polystyreen voorstelt.

35 De hoeveelheid jodide of bromide berekend ten opzichte van

V

-3- het zure, fosfaathoudende, waterige medium dient 100-6000 ppm te bedragen. Bij voorkeur wordt 100-2000 ppm jodide of 300 tot 6000 ppm bromide toegepast.

De jodide of bromide ionen kunnen aan het waterige medium 5 worden toegevoegd. Het is echter ook mogelijk de ionenwisseLaar vooraf te beladen met jodide of bromide, of een combinatie van beide vormen van jodide of bromide additie toe te passen.

Bij voorkeur worden, ter minimalisering van het verlies aan jodide of bromide, de jodide- of bromide-ionen die, na verwijdering 10 van cadmium, in het zure fosfaathoudende waterige medium zijn achtergebleven weer hieruit verwijderd. Gebleken is namelijk dat deze jodide of bromide ionen gemakkelijk uit het medium kunnen worden verwijderd met behulp van dezelfde typen anionenwisselaars die worden gebruikt voor de verwijdering van cadmium. Vervolgens kunnen deze met jodide of 15 bromide beladen anionenwisselaars, dan weer met voordeel gebruikt worden voor de verwijdering van cadmium.

De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van de voorbeelden.

Voorbeeld 1 20 Een sterk basische anionenwisselaar (Dowex MSA-1) werd met 0,5 Μ KH2PO4 omgezet in de fosfaatvorm en vervolgens gedurende minstens 10 uur bij 90«C in 55-65 %-ig fosforzuur bewaard. 3 gram aldus voorbehandelde anionenwisselaar (0,9 gram droog) werd toegevoegd aan 100 gram 55 %-ig technisch fosforzuur van 9QnC, dat 29 ppm cadmium 25 bevatte. Bovendien werd er 2,00 ml 10 %-ig HBr (2000 ppm in opl.) toegevoegd. Na 1,5 uur roeren en afscheiden van de ionenwisselaar bedroeg de cadmium concentratie in de vloeistoffase 1,5 ppm..

Deze proef werd onder stikstof atmosfeer uitgevoerd om oxidatie van Br*“ tot Br2 en ontwijken van Brj te voorkomen.

30 Voorbeeld 2

Aan 100 gram 55 %-ig technisch fosforzuur van 90hC dat 59 ppm cadmium bevatte werd 3,0 gram van een op dezelfde manier als in voorbeeld 1 voorbehandelde sterk basische anionenwisselaar (Dowex MSA-1) ------- — -4- t en 0,10 gram KI toegevoegd. Na 2 uur bedroeg de cadmium concentratie in de vloei stoffase 3,5 ppm.

Deze proef werd eveneens onder stikstof atmosfeer uitgevoerd aangezien nog oxidatiegevoeliger is dan Br”.

5 Voorbeeld 3 150 gram 65 %-ig technisch fosforzuur van 90nC, dat 29 ppm cadmium bevatte, werd reducerend gemaakt door 0,15 gram Zn toe te voegen. De cadmiumvangst werd uitgevoerd met 5,0 gram (1,6 gram droog) van dezelfde, voorbehandelde, anionenwisselaar als in voorbeeld 1 en 10 2. Bovendien werd er 0,15 gram KI toegevoegd. Na 2 uur bedroeg de cad mium concentratie in de vloeistoffase 3,5 ppm. De oxidatie van 1“ werd in dit voorbeeld afgeremd door toevoeging van Zn, waardoor een meer reducerend milieu ontstaat.

Claims

1. Werkwijze voor het verwijderen van cadmium uit een zuur, fosfaat-houdend waterig medium met behulp van een anionenwisselaar, met het kenmerk, dat tijdens het verwijderen jodide- of bromide-ionen aanwezig zijn in een hoeveelheid van 100-6000 ppm berekend ten 5 opzichte van het zure fosfaathoudende waterige medium.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tijdens het verwijderen jodide ionen aanwezig zijn in een hoeveelheid van 100-2000 ppm berekend ten opzichte van het zure fosfaathoudende waterige medium.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tijdens het verwijderen bromide ionen aanwezig zijn in een hoeveelheid van 300-6000 ppm berekend ten opzichte van het zure fosfaathoudende waterige medium.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het 15 zure, fosfaathoudende waterige medium een, door ontsluiten van fosfaaterts met een mineraal zuur verkregen, ontsLuitvloei stof is.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het zure, fosfaathoudende waterigemedium een, na ontsluiten van fosfaaterts met een salpeterzuur bevattende oplossing en verwijderen 20 van door afkoelen gevormde calciumnitraatkristallen, verkregen nitrofosfaatoplossing is.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de na de verwijdering van het cadmium in het zure fosfaathoudende medium overgebleven bromide of jodide ionen daaruit verwijderd 25 worden met behulp van een anionenwisselaar.

7. Werkwijze volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat voor de verwijdering van cadmium een anionenwisselaar beladen volgens conclusie 6 wordt toegepast.

8. Werkwijze voor het verwijderen van cadmium uit een zuur fosfaat- 30 houdend waterig medium zoals beschreven en toegelicht aan de hand van de voorbeelden.