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Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus Lösungen durch Flotation
Die Erfindung bezieht sich auf die Gewinnung von Metallen aus Aufschlämmungen und
Lösungen und betrifft insbesondere die Gewinnung von Metallen durch Einführung eines
Metallfällungsmittels in die Lösung zur Bildung eines Niederschlages der metallischen
Komponente und zur Gewinnung des Niederschlages aus der Lösung.
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Im Bergbau sind verschiedene Verfahren benutzt worden, um lösliche
Metalle aus einer Lösung abzuscheiden. Die zwei hierzu benutzten Verfahren sind
der Ionenaustausch und die Extraktion des Lösungsmittels. Ein in jüngster Zeit angewendetes
Verfahren ist die Auslaugungs-Fällungs-Flotation oder das sogenannte LPF-Verfahren.
Obwohl diese Verfahren die Gewinnung von Metallen aus ihrer Lösung ermöglichen,
lassen sie im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit und ihren Wirkungsgrad insbesondere
bei der Gewinnung von Metallen aus wäßrigen Lösungen zu wünschen übrig.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Metalle mit größerem Wirkungsgrad
durch Benutzung eines als lonenflotation bekannten Verfahrens zu gewinnen. Dieses
Verfahren besteht in der Behandlung einer Metall enthaltenden Lösung mit einem organischen
Oberflächensammler. Der Sammler wird so ausgewählt, daß sich ein unlösliches Reaktionsprodukt
in der Lösung bildet, die ihrerseits den Sammler und das Metall in stöchiometrischem
Verhältnis enthält. Die gebildete Verbindung hat physikalische Eigenschaften, die
es ermöglichen, daß sie auf der Oberfläche der Lösung aufschwimmt und von dieser
als Schaum entfernbar ist. Dieses Verfahren verwendet trotz seiner Wirksamkeit eine
Menge an oberfächenaktivem Sammler, welche sich dem Moläquivalent des Sammlers je
Moläquivalent von Metallionen in Lösung annähert. Deshalb ist es in den meisten
Fällen erforderlich, daß das gewonnene Produkt im Kreislauf zur Abtrennung und Wiedergewinnung
des Reagenzes zur Wiederverwendung geführt wird.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden zunächst künstliche unlösliche
Partikeln gebildet und diese Partikeln in getrennten Verfahren gesammelt, wobei
dies unter Verwendung unterstöchiometrischer Mengen von oberflächenaktivem Sammler
durchgeführt wird.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein wirtschaftliches
Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus Lösungen, einschließlich relativ wäßriger
Lösungen anzugeben. Ziel der Erfindung ist ferner die Schaffung eines Verfahrens,
welches unter stöchiometrischen Mengen von oberflächenaktivem Sammler bei gleichzeitiger
Erzielung einer hohen Gewinnung von Metallen aus der Lösung ermöglicht. Außerdem
gibt die Erfindung ein Verfahren zur selektiven Gewinnung spezifischer Metalle aus
einer Mischung von Metallen in Lösung an, wobei ein Minimum von apparativem Aufwand
verwendet wird. Andere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung.
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Die Erfindung besteht in einem außerordentlich wirksamen Verfahren
zur Gewinnung von Metallen aus Metallionen enthaltenden Lösungen. Allgemein gesehen
besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß Hydroxydionen in eine Metallionen
enthaltende Lösung zur Ausfällung der als unlösliche Metallhydroxydflocken oder
unlösliche basische Salze oder basische Hydroxyde in der Lösung vorliegenden Metalle
eingeführt werden. Diese Flocken werden aus der Lösung durch Berührung der Flocken
mit unterstöchiometrischen Moläquivalenten von oberflächenaktivem Sammler je Moläquivalent
von Metallionen in der Lösung und durch Einführung feinverteilter Gasblasen in die
Lösung, die die Flocken auf der Oberfläche zum Ausschwimmen bringen, wo sie als
filtrierbarer Schaum entfernt werden, herausgebracht.
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Im allgemeinen sind die durch das erfindungsgemäße Verfahren aus der
Lösung zu gewinnenden Metalle solche Metalle, die eine im wesentlichen unlösliche
Hydroxydausfällung
oder ein unlösliches basisches Salz oder ein basisches Hydroxyd von Metall in Lösung
bilden, wenn Hydroxylionen in die Lösung eingeführt werden. Diese Metalle sind Aluminium
und Erdalkalimetalle, Beryllium und Magnesium, Metalle und Übergangsmetalle, wie
Zink, Cadmium, Merkurium, Antimon, Blei, Eisen, Magnesium, Chrom, Cobalt, Nickel,
Kupfer, Silber, Indium, Titan, Molybdän, Vanadium u. dgl., die seltenen Erdmetalle,
wie die Lanthanide, und Actinidegruppen, wie Lutecium, Cerium, Praseodymium, Neodymium,
Uran, Vanadium, Thorium od. dgl.
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Die Erfindung ist insbesondere auf die Gewinnung von Metallen anwendbar,
welche in verschiedenen Konzentrationen in basischen Flüssigkeiten, die natürlich
in Grubenwässern und in Metall enthaltenden industriellen Abwässern vorkommen, enthalten
sind. Laugen sind saure Lösungen, in welchen Erz vorhanden ist, um die in diesem
vorhandenen Metalle in Lösung zu bringen. Säuren, beispielsweise Schwefelsäure,
wird zur Lösung der Metalle, wie Kupfer und Eisen, in Lösungen benutzt. Grubenwässer
sind allgemein natürliche Wässer, die Metalle durch erfolgte Berührung mit Metall
enthaltenden Erzen aufgenommen haben. Als Beispiele industrieller Abwässer können
die Abwässer von Metallplattierungsprozessen, die Abfallwässer von verschiedenen
Mineralverarbeitungen u. dgl. gelten.
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Die in die Metallionen enthaltende Lösung eingeführten Hydroxylionen
können Alkalihydroxyde, Ammoniumhydroxyde od. dgl. sein. Es ist zu bemerken, daß
der obere pH-Wert der Lösung sorgfältig bei der Verwendung von Ammoniumhydroxyd
überwacht werden sollte, um die Bildung von komplexen Ammoniumsalzen zu verhindern.
Komplexe Ammoniumsalze haben sich als hinderlich bei der wirkungsvollen Durchführung
der Erfindung erwiesen. Der obere pH-Wert muß außerdem deshalb überwacht werden,
um zu verhindern, daß eine Grenze erreicht wird, bei der die Flotation aufhört.
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Beispiele für zur Bildung von Hydroxylionen verwendbaren Hydroxyden
sind Kalzium- (Ätzkalk-), Natrium-, Kalium-, Lithium-, Ammonium-, Rubidium- und
Caesiumhydroxyde. Natrium- oder Kalziumhydroxyde werden bevorzugt in dem erfindungsgemäßen
Verfahren wegen ihrer Verfügbarkeit und ihrer Wirtschaftlichkeit angewendet.
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Wenn das Alkalihydroxyd der Lösung zugeführt wird, verteilt es sich
vollständig und beginnt sich sofort mit den in dieser vorhandenen Metallen zur Bildung
von metallischen Hydroxyden zu verbinden. Es ist kennzeichnend, daß bei Vorhandensein
hinreichender Hydroxylionen sich diese mit nahezu sämtlichen in der Lösung vorhandenen
Metallionen verbinden.
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Die zugesetzten Hydroxyde sind auf diejenige Menge beschränkt, welche
den pH-Wert der Lösung so weit anhebt, daß eine optimale Ausfällung der wieder zu
gewinnenden Metalle erzielt wird. Die optimale Ausfällung von Metallhydroxyden erfolgt
allgemein in einem für jedes Metall unterschiedlichen pH-Bereich, so daß die Menge
an Hydroxyd sich für jedes Metall ändert. Beispielsweise läßt sich Kupfer am besten
bei einem pH-Wert von ungefähr 6 bis 9 ausfällen, während Eisen schneller bei einem
niedrigen pH-Wert von ungefähr 4,5 bis 6,0 ausfällt. Kupfer scheidet sich bei einem
pH-Wert von unter 6 und außerdem über 9 ab; es wird jedoch eine optimale Ausfällung
in der Größenordnung zwischen 6 bis 9 erzielt. Ähnlich beginnt die Ausfällung von
Eisen vor Erreichen eines pH-Wertes von 4,5, es wird jedoch vollständiger bei einem
pH-Wert von ungefähr 4,5 bis 6,0 ausgefällt. Unter Berücksichtigung der Tatsache,
daß es einen spezifischen optimalen pH-Bereich für jedes gegebene Metall gibt, richtet
sich die pH-Einstellung nach den bei der Flotation üblichen Gesichtspunkten.
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Der sich bei Einführung eines Alkylhydroxydes bildende Metallhydroxydniederschlag
ist ein kolloidaler Niederschlag, der suspendiert bleibt oder sich sehr langsam
in der Lösung flockig absetzt. Die Abmessungen der Flocken hängen naturgemäß von
dem jeweiligen Metallhydroxyd, das gebildet wird, ab. Die in der Lösung suspendierten
Metallhydroxydflocken sind allgemein gelatinös, unlöslich und nicht filtrierbar.
Die Flocken erscheinen in verschiedenen Farben in Lösung, beispielsweise sind Kupferhydroxydflocken
blau und Eisenhydroxydflocken braun. Falls die Lösung, aus der die Metalle gewonnen
werden sollen, eine Mischung von Metallionen, beispielsweise eine solche aus Eisen
und Kupfer enthält und diese Metalle zusammen gewonnen werden sollen, erscheinen
die Flocken in verschiedenen Grünschattierungen in Abhängigkeit vom Verhältnis Kupfer
zu Eisen.
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Nach Ausfällung der Metallhydroxyde als unlösliche unfiltrierbare
Flocken oder kolloidale Niederschläge werden sie hydrophob und damit leichter filtrierbar
durch die Berührung mit einem ionischen Sammlerreagenz gemacht.
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Die bevorzugten kationischen und anionischen Sammler werden von pflanzlichen
und tierischen Diglyzeriden, vorzugsweise pflanzlichen oder marinen Diglyzeriden,
abgeleitet. Diese Glyzeride können hydrolisiert sein, um fettige Acide frei zu machen,
die dann als anionische Sammler direkt benutzbar sind oder in Ammonium oder Alkalimetallsalze
für ähnliche Zwecke umgewandelt werden können.
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Falls ein kationischer Sammler gewünscht wird, werden die fettigen
Acide in Amine oder quaternäre Salze in an sich bekannter Weise umgewandelt. Falls
quaternäre Ammoniumsammler, Diaminsammler oder Triaminsammler angewendet werden,
werden Sammler bevorzugt, welche wenigstens ein Hydrokohlenstoffradikal mit 8 bis
22 Kohlenstoffatomen enthalten.
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Die folgende Zusammenstellung von oberflächenaktiven Sammlern gibt
lediglich beispielsweise einige dieser anzuwendenden Sammler wieder: Beispiele für
kationische Sammler, welche sich zur Sammlung von Metallhydroxyden aus Lösungen
eignen, sind die quaternären Ammoniumverbindungen, beispielsweise Trimethyl-n-octylammoniumchlorid,
Trimethyl-n-decylammoniumchlorid, Trimethyl-n-dodecylammoniumchlorid, Trimethyl-n-octadecylammoniumbromid,
Triäthyl-n-hexadecylammoniumjodid, Mischungen von quaternären von Talgfettaciden
abgeleiteten Salzen, von Cottonölfettaciden, von Sojabohnenölfett- und Cocosnußölfettaciden
und Mischungen von fettigen Aciden, die von Talg, Kornöl, Sojabohnenöl, Cocosnußöl
abgeleitet sind, Alkylamine wie Diamylamin, Dodecylamin, n-Decylamin, n-Tetradecylamin,
Tri-n-octadecylamin, n-Octadecylamin und Mischungen der Amine und die Mischsammler
wie Ammoniumphenylnitrosohydroxylamin, 1-n-Dodecylpyridiniodid, Octadecylr-hydroxyäthyl-morpholinbromid,
f-Stearamidophenyl
-trimethylammoniummethylsulfat, Octadecylpyridiniumodid,
Octadecyl-ß-picolinbromid, Hexadecyl-chinolinbromid, Decylstyrilpyridinchlorid,
Dodecylpyridinium-phenylsulfonat, Dimethyldodecyl--phenylammoniumphenylsulfonat,
2-Mercaptobenzothiazolderivat, verschiedene Imidazoline und Imidazolinderivate und
Dimethyl-n-hexadecylbenzylammoniumchlorid.
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Die anionischen Sammler liegen im wesentlichen in zwei Arten vor:
die Oxhydrylverbindungen, in denen ein Metall oder ein Sauerstoff an ein Hydrokohlenstoffelement
des Sammlers über ein Sauerstoffatom gebunden ist, und der Sulfhydryltyp, bei dem
die Verbindung aus einem Schwefelatom besteht. Die Oxydrylsammler umfassen die Carboxylate,
Acidalkylsulfate, Sulfonate und Phosphate und Phosphonate. Die Sulfhydrylverbindungen
umfassen die Mercaptane, die Thiocarbonate (Xanthate), Thiureate und Dithiophosphate.
Beispiele für anionische Sammler sind die Säuren und Natrium-, Kalzium- oder Ammoniumsalze
des Kolophoniums, des Tallöls und der tierischen und pflanzlischen öle, Naphthalinsäuren,
Natrium-n-octylsulfat, Kalium-n-dodecylsulfat, die Ammoniumsalze des n-Dodecyläthyleneglykolsulfats,
Natriumsalz im rohen Zustand oder veredeltes Petroleum, Schwefelsäure, ß-Phenylpropionsäure,
Pelargonsäure; Mischungen aus von Leinöl abgeleiteten Säuren, Sojabohnenöl, Palmöl,
Kornöl und Cottonöl; Monocalium-α-sulfopalmitat, Dikalium-α-sulfostearat,
1,3-Diphenyl-2-thioureat und Thiocarbanilid. Die oben beschriebenen Beispiele kationischer
und anionischer Sammler sind jedoch nur eine geringe Anzahl aus einer Vielzahl von
Sammlern, welche als praktisch verwendbar bekannt sind und in Flotationsverfahren
benutzt werden.
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Von den zahlreichen Sammlerreagenzien werden durch die Erfindung bevorzugt
Petroleumsulfonate, primäre Amine, die von Sojafettaciden abgeleitet sind, von Cocosfettaciden
abgeleitete Diamine, von Laurylaminen abgeleitete quaternäre Ammoniumchloride, α-Schwefellaurylsäure
und Kalium- bzw. Natriumseifen, die von destillierten Cocosfettaciden, beispielsweise
wie Neo-Fat 265, und Caprylaciden, wie beispielsweise Neo-Fat 10, abgeleitet sind.
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Die Menge und Art der in der Erfindung zur Anwendung gelangenden Sammlerreagenzien
hängt von verschiedenen Faktoren ab. Der Sammler muß unter Berücksichtigung der
Abmessungen der zu sammelnden Flocken, des Molgewichts des zu gewinnenden Metalls,
des PH-Wertes der Lösung und der Verunreinigungen, die vorhanden sind und das Sammeln
der Metallhydroxyde beeinträchtigen können, ausgewählt werden. Der pH-Wert wird
berücksichtigt, weil, wie oben erwähnt, bestimmte Sammler wirksamer bei einem pH-Wert
sind als bei einem anderen und besondere Metalle optimale Niederschläge bei bestimmten
PH-Werten bilden. Die Menge an in allen Fällen in der Erfindung zur Anwendung gelangenden
Sammler ist ein unterstöchiometrisches Moläquivalent des Sammlers je Moläquivalent
Metall, das abgeschieden werden soll. Bevorzugt werden Mengen von Sammler zwischen
0,001 und 0,9 Moläquivalenten Sammler je Moläquivalent in der Lösung vorhandener
Metallionen benutzt. Ein außerdem bevorzugtes Äquivalent beträgt 0,01 bis 0,1 Moläquivalent
je Moläquivalent vorhandener Metallionen.
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Das Sammlerreagenz wird allgemein in Wasser mit einer Konzentration
von ungefähr 10 bis 100 g je Liter vor seiner Einführung in die Metall enthaltende
Lösung gelöst. Es ist zweckmäßig, jedoch nicht wesentlich, das Sammlerreagenz in
einer Mischung von Wasser und einem Lösungsmittel, beispielsweise Alkohol in einer
Konzentration von etwa 100 g Sammlerreagenz je Liter Wasser-Alkohol-Mischung zu
lösen. Es hat sich als zweckmäßig und praktisch herausgestellt, die Sammlerwirkung
des Reagenzes durch Zusatz eines Schäumers, beispielsweise Alkohol zu steigern,
und die Lösung des Sammlerreagenzes in einer Wasser-Alkohol-Mischung bietet ein
vorteilhaftes Verfahren, um den Zusatz zur Metall enthaltenden Lösung zu verwirklichen.
Der Sammler und Schäumer lassen sich, falls erforderlich, getrennt zusetzen. Isopropylalkohol,
Methyl-isobutylcarbinol und Fichtenöl haben sich bei Versuchen im Labor als zweckmäßige
Schäumer herausgestellt. Die Menge an erforderlichem Schäumer und damit die Art
und die Menge des Schäumer-Reagenzes, die zur Erzielung einer vorteilhaften Wirkung
im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig ist, muß für jede gegebene,
Metall enthaltende Lösung auf empirischem Wege bestimmt werden.
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Der Sammler läßt sich in die Metall enthaltende Lösung, falls erforderlich,
in dampfförmigem Zustand einführen. Deshalb kann die den gelösten Sammler enthaltende
Mischung in Dampf eingeführt und der Dampf in der Lösung verteilt werden. Andererseits
kann der Sammler in einem inerten Gas, das außerdem als blasenbildendes Medium dienen
kann, enthalten sein. Unter anderem bestimmt sich die Menge des Sammlerzusatzes
nach der Konzentration in der Lösung befindlicher Metalle.
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Die Konzentration des Sammlers in der Metalllösung ist eine von vielen
Veränderlichen, welche den Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmen.
Allgemein haben die - Sammler seifenähnliche Eigenschaften und neigen zur Bildung
von Mizellen in der Lösung, wenn ihre Konzentration auf die sogenannte kritische
Mizellenkonzentration angehoben wird. Die Wirkung dieser Mizellenbildung ist im
Rahmen der vorliegenden Erfindung noch nicht vollständig geklärt. Bei Anwesenheit
von Sammlermizellen in der Lösung bis zu einem nennenswerten Ausmaß ist es jedoch
möglich, daß eine zweckentsprechende Anlagerung des Sammlers an das Metallhydroxyd
nicht erzielt wird. In diesen Fällen ist es den aufsteigenden Blasen nicht möglich,
einen Teil der Metallhydroxyde zu sammeln, und der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen
Verfahrens fällt ab.
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Allgemein liegt die kritische Mizellenkonzentration des Sammlers in
der Größenordnung von 0,1 bis 0,001 Mol in wäßriger Lösung. Beispielswelse beträgt
die kritische Mizellenkonzentration bei Kaliumlaurat in Wasser ungefähr 0,02 Mol,
während die kritische Mizellenkonzentraton von Kaliummyristat in Wasser ungefähr
0,006 Mol ausmacht. In Gramm äusgedrückt, nähert sich eine Konzentration von 1,5
g je Liter Natriumcetylsulfat - in 'Wasser der kritischen Mizellenkonzehtration.
Gemäß, der Tatsache; daß nach der Erfindung unterstöchiometrische Mo'läquivalente
Sammler je MoläquivalentMetall in Lösung verwendet werden, wird die kritische Mizellenkonzentration
im allgemeinen nickt erreicht und stellt daher normalerweise keine Schwierigkeit
dar,.
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Gemäß einer zweiten AusführungsfonÜ der Erfindung werden einzelne
Metalle selektiv als Metall=
lösungen gewonnen. Die selektive Gewinnung
bedeutet die Abtrennung und Gewinnung eines besonderen Metalls in möglichst vollständiger
Weise aus einer Gruppe von in der Lösung vorhandenen Metallen.
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Für die selektive Gewinnung eines Metalls aus einer Gruppe von in
Lösung befindlichen Metallen ist die sorgfältige Überwachung des pH-Wertes der Lösung
erforderlich. Deshalb wird ein Alkalihydroxyd der Lösung beigegeben, der pH-Wert
der Lösung steigt an, und die Metallhydroxyde beginnen als unlösliche Flocken auszufallen.
Der Zusatz an Hydroxyd wird abgebrochen, sobald der pH-Bereich erreicht ist, in
dem eine optimale Ausfällung für ein gegebenes Metall, das als erstes gewonnen werden
soll, erfolgt. Der pH-Wert wird auf dieser Höhe gehalten, und ein unterstöchiometrisches
Moläquivalent ionischen Sammlers je Moläquivalent in der Lösung vorhandenen Metallions
wird der Lösung zugeführt unter Zusatz an feinverteiltem Gas in Form von Blasen.
Die Blasen bringen die Flocken an der Oberfläche der Lösung zum Aufschwimmen, wo
sie als Schaum entfernt werden.
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Nachdem der Schaum von der Oberfläche der Lösung entfernt worden ist,
wird der pH-Wert weiter durch Zusatz von mehr Alkalihydroxyd gesteigert und der
PH-Wert auf die Größe eingestellt, bei der eine optimale Ausfällung des Metalls
stattfindet, das bei höherem pH-Wert als das zuerst gewonnene unlösliche Metall
ausfällt. Dieses Verfahren kann wiederholt werden, bis die Lösung vollständig von
Metallen in Lösung befreit ist.
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Es hat sich herausgestellt, daß die selektive Gewinnung von Metallen
von der Konzentration des Metalls oder der Metalle in Lösung abhängt. Beispielsweise
wird die selektive Gewinnung von Eisen und Kupfer aus Lösung dann am wirkungsvollsten
erreicht, wenn die Konzentration des Metalls in Lösung kleiner als 1,0 g je Liter
ist. Bei einem Verhältnis von 0,1 g je Liter für Kupfer je 0,1 g und weniger je
Liter für Eisen können das Kupfer und Eisen selektiv aus der beide Metalle enthaltenden
Lösung mit im wesentlichen 100% Wirkungsgrad abgeschieden werden. Wenn das Verhältnis
von Eisen zu Kupfer von 0,1 bis 0,5 g Eisen zu 0,1 g Kupfer je Liter Lösung ansteigt,
vermindert sich die Möglichkeit, das Kupfer vom Eisen getrennt zu gewinnen. Bei
einem Verhältnis von 0,5 g und oberhalb von Eisen zu 0,1 g Kupfer je Liter ist es
nicht möglich, eine nennenswerte Abtrennung des Kupfers vom Eisen während der Gewinnung
zu erreichen. Bei diesen Konzentrationsverhältnissen können die Metalle gleichzeitig,
jedoch nicht getrennt, gewonnen werden. Bei einem Verhältnis von 0,2 g Eisen je
1 g Kupfer je Liter ergibt sich eine teilweise Abtrennung bei der Gewinnung, und
wenn das Konzentrationsverhältnis von Eisen zu Kupfer sich dem Wert zu 1: 1 nähert,
verringert sich die Selektivität.
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Bei Lösungskonzentrationen über 1 g Metall je Liter Lösung erscheint
eine vollständige Trennung von Kupfer und Eisen nicht durchführbar. Bei Ansteigen
der Gesamtkonzentration von Metall in Lösung vermindert sich die Selektivität bei
der Gewinnung.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform ist die Er- i findung vorteilhaft
zur Gewinnung anionischer Komplexe oder Kationen oder kationischer Komplexe, die
normalerweise keine Hydroxydniederschläge bilden, jedoch an Hydroxydflocken, falls
beide Bestandteile in der Lösung vorhanden sind, neigen und zur Gewinnung anderer
Verbindungen, insbesondere nichtionischer und organischer Verbindungen, die auf
Hydroxydflocken adsorbiert werden können, anwendbar. Deshalb kann für den Fall,
daß die Entfernung von Lösung oder Konzentraten sehr wäßriger Mengen eines gegebenen
Ions, das keine unlöslichen Hydroxyde bildet, erforderlich ist, ein Metallhydroxyd
in der Lösung ausgefällt werden oder in die Lösung eingeführt werden, wobei das
Metallhydroxyd so gewählt wird, daß es die Adsorption eines gegebenen Ions an das
Metallhydroxyd ermöglicht, das dann aus der Lösung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
abgeschieden wird.
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Es gibt eine große Zahl bergmännischer und laufend durchgeführter
Verarbeitungsvorgänge, auf die die Erfindung mit großem Nutzen anwendbar ist. Beispielsweise
kann in der Bleifällungsflotation die Erfindung die Fällungsflotationsschritte ersetzen,
wobei eine wesentliche Steigerung des Wirkungsgrades in bezug auf den Prozentsatz
der Wiedergewinnung und außerdem mit Einsparungen an Apparaten und Materialien erreicht
wird. Außerdem ergeben sich merkliche Einsparungen durch die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens der selektiven Gewinnung auf solche wäßrigen Lösungen, die relativ billige
Metalle, wie Kupfer u. dgl., enthalten und die vorläufig wegen der übermäßigen Gewinnungskosten
verlorengehen.
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Beispiel 1 Es wurde eine Gewinnungsapparatur aus einem Füllbehälter
mit einer Bodenplatte aus gesintertem Glas von 8,4 cm Durchmesser vorbereitet. Der
Füllbehälter war mit einem Gummikragen versehen, der so ausgebildet war, daß er
eine Ableitung zur Erleichterung der Sammlung von Schaum ermöglichte. Luft wurde
bedarfsweise durch den Boden des Behälters mit hinreichender Menge zur Sicherung
einer Säule aus gut verteilten Gasen und in ausreichender Menge zur Vermeidung unzuträglicher
Turbulenz an der Oberfläche der Lösung zugeführt.
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Die oben beschriebene Vorrichtung wird nachfolgend als Luftzelle bezeichnet.
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Unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung wurde die Gewinnung
von Eisen aus Lösung wie folgt untersucht: 10 g Ferrichlorid FeCl3 - 6 HQO wurde
in destilliertem Wasser gelöst und auf 200 ml verdünnt. 10 ml dieser Lösung
wurden auf insgesamt 400 ml (Milliliter) mit destilliertem Wasser verdünnt, was
der Fassungskraft der Luftzelle entsprach. Die Lösung enthielt 300 mg Eisen oder
eine äquivalente Konzentration von ungefähr 0,257 g je Liter.
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a-Sulfolaurinsäure wurde als Lösung von 0,2 je 50 ml in Äthanol als
Sammler hergestellt.
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400 ml dieser Lösung wurde in die Luftzelle eingebracht, und die Luft
wurde durch den Boden mehrere Minuten lang vor Einführung des Hydroxydes eingeleitet.
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Eine hinreichende Menge von Kaliumhydroxyd wurde zur Anhebung des
pH-Wertes der Lösung auf 7 hinzugefügt, und Hydroxydflocken wurden in der Lösung
gebildet. Die Lösung wurde dann mit 0,5 ml a-Sulfolaurinsäurelösung behandelt, die,
wie oben beschrieben, hergestellt wurde. Die Luftblasen flotierten den Eisenhydroxydniederschlag
an die Oberfläche
der Lösung, und dieser wurde von der Oberfläche
als filtrierbarer Schaum abgeführt. Der gesammelte Schaum wurde analysiert, und
es wurde gefunden, daß 98,1% des Eisens wiedergewonnen worden waren.
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Unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie oben beschrieben und Zuführung
von 1 ml α-sulfolaurinsaurer Lösung anstatt von 0,5 ml ergab sich eine 99,6%ige
Wiedergewinnung des Eisens aus der Lösung. Beispiel II Unter Verwendung der in Zusammenhang
mit dem Beispiel I beschriebenen Luftzelle wurde die Gewinnung von Kupfer aus Lösung
wie folgt untersucht: 10 g Kupfersulfat (CUS04 - 5 H20) wurden in deionisiertem
Wasser gelöst und auf 200 ml verdünnt. 10 ml der Lösung wurden abgetrennt und auf
400 ml verdünnt. Die 400 ml Lösung enthielt dann 127 mg Kupfer oder eine Konzentration
von ungefähr 0,31 g je Liter.
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Das Reagenz wurde, wie im Beispiel I beschrieben, hergestellt. Das
benutzte oberflächenaktive Reagenz war das Natriumsalz eines Fettacides mit einem
aliphatischen Radikal, das 6 bis 22 Kohlenstoffatome enthielt und unter dem Handelsnamen
Neo-Fat 265 erhältlich ist.
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Die 400 ml der Lösung wurden der Luftzelle, wie im Beispiel I beschrieben,
aufgegeben und hinreichend Natriumhydroxyd zugefügt, um den pH-Wert der Lösung auf
7,0 anzuheben. Kupferhydroxydflocken wurden in der Lösung sichtbar. Luft wurde durch
die Lösung hindurchgeleitet, und 500 ml der Reagenzlösung wurden zugesetzt. Ein
blauer Schaum bildete sich sehr schnell an der Oberfläche der Lösung und wurde gesammelt.
Der Schaum und die restliche Flüssigkeit wurden auf ihren Kupfergehalt untersucht,
und es ergab sich, daß der Schaum im Maximum 99 % des gesamten Kupferinhaltes enthielt.
Beispiel III Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Beispiel I beschriebenen Luftzelle
wurde die Gewinnung von Chrom aus einer Lösung wie folgt untersucht: 10 g Chromchlorid
(CrCI3 - 6 H20) wurden in 200 ml destilliertem Wasser gelöst. 2 ml wurden benutzt
und auf 400 ml mit destilliertem Wasser verdünnt. Dies entspricht 0,1 g CrCl3, 6
H20 oder ungefähr 0,05 g je Liter Chromionen in Lösung. Reagenz wurde, wie im Beispiel
I angegeben, angesetzt. Als oberflächenaktives Reagenz wurde α-Sulfolaurinsäure
benutzt. Die 400 ml der Lösung wurden in die Luftzelle eingebracht und so viel Natriumhydroxyd
zugesetzt, daß der pH-Wert der Lösung im Maximum auf 6 anstieg. Chromhydroxydflocken
wurden in der Lösung sichtbar. Luft wurde durch die Lösung hindurchgeleitet, und
2 ml der Reagenzlösung wurden zugesetzt. Schaum bildete sich sehr rasch an der Oberfläche
der Lösung und wurde gesammelt. Der Schaum und die restliche Flüssigkeit wurden
auf ihren Chromgehalt untersucht, und es wurde festgestellt, daß der Schaum im Maximum
98 % des gesamten vorhandenen Chroms enthielt. Beispiel IV Unter Verwendung der
im Zusammenhang mit Beispiel I beschriebenen Luftzelle wurde die Gewinnung von Magnesium
aus Lösung wie folgt untersucht: 10 g Magnesiumsulfat (MgS04 - 7 H20) wurden in
200 ml destilliertem Wasser gelöst. 10 ml der Lösung wurden abgetrennt und auf 400
ml verdünnt. Die 400-ml-Lösung enthielt dann 50 mg Magnesium oder ungefähr 0,125
g je Liter.
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Das Reagenz wurde, wie im Beispiel I angegeben, angesetzt. Als oberflächenaktives
Reagenz wurde eine α-sulfulaurinsaure Lösung benutzt.
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Die 400 ml der Lösung wurden in die Luftzelle eingebracht und so viel
Natriumhydroxyd beigegeben, daß der pH-Wert der Lösung auf 10,5 anstieg. Magnesiumhydroxydflocken
wurden in der Lösung sichtbar. Luft wurde durch die Lösung geführt, und 1,5 ml der
Reagenzlösung wurden zugesetzt. Ein Schaum bildete sich sehr schnell an der Oberfläche
der Lösung und wurde gesammelt. Der Schaum und die restliche Lösung wurden auf ihren
Magnesiumgehalt untersucht, und es wurde festgestellt, daß der Schaum im Maximum
9o des gesamten vorhandenen Magnesiums enthielt. Beispiel V Unter Verwendung der
im Zusammenhang mit Beispiel I beschriebenen Luftzelle wurde die selektive Gewinnung
von Eisen und Kupfer aus einer Lösung wie folgt untersucht: 5 ml einer Kupfersulfatlösüng
(mit einem Gehalt von 64 mg Kupfer) wurden mit 1 ml einer Ferrichloridlösung, die
10 mg Fe enthielt, gemischt und auf 400 ml mit Hilfe von deioüisiertem Wasser verdünnt
sowie in die Luftzelle eingebracht.
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Dasselbe Reagenz, wie im Beispiel 2 benutzt, wurde auch im Beispiel
V angewendet.
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Der p,1-Wert wurde auf 2,5 unter Benutzung von Schwefelsäure zur Verdoppelung
einer basischen Lösung abgesenkt. Die Lösung wurde dann auf einen pH-Wert von 5,1
mit 5 % Natriumhydroxyd eingestellt.
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Luft wurde durch die Luftzelle geleitet und 0,5 ml Reagenz der Lösung
zugefügt. Ein brauner Schaum erschien an der Oberfläche der Lösung und wurde entfernt
sowie als »erste Sammlung« bezeichnet. Ein zweiter Teil des Natriumhydroxydes wurde
zur Anhebung des PH-Wertes auf 5,5 zugesetzt. 0,2 ml des Reagenzes wurden zur Herstellung
eines grünen Schaums zugesetzt. Dieser wurde entfernt und als »zweite Sammlung«
bezeichnet. Ein dritter Teil des Natriumhydroxydes wurde zur Anhebung des pH-Wertes
auf 6,1 zugesetzt. Nachdem 0,1 ml des Reagenzes zugesetzt worden war, erschien ein
blaugrüner Schaum an der Oberfläche, der entfernt und als »dritte Sammlung« bezeichnet
wurde. Der vierte und letzte Zusatz an Natriumhydroxyd hob den p1.1-Wert auf 8,9
an. 0,1 ml des Reagenzes wurde zugesetzt, und ein blauer Schaum erschien an der
Oberfläche der Lösung, der entfernt und als »vierte Sammlung« bezeichnet wurde.
Die zurückbleibende Lösung war klar.
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Im folgenden wird eine tabellarische Übersicht gegeben, die die Analyse
der Gewinnung in jeder Sammlung verdeutlicht.
| Etwa % Cu in den |
| Fe Fe203 Verteilung Cu Cu0 Verteilung gesammelten Erzeugnissen |
| PH auf der Grundlage |
| theoretischer trockener |
| mg mg % mg mg % Metalloxyde |
| 5,1. erste Sammlung 5,9 8,44 61,3 6,9 8,6 10,2 40,5 |
| 5,5 zweite Sammlung 2,2 3,14 22,8 11,4 14,3 16,9 65,4 |
| 6,1 dritte Sammlung 1,05 1,50 10,9 25,4 31,8 37,7 76,3 |
| 8,1 vierte Sammlung 0,35 0,50 3,6 20,1 25,2 29,9 78,2 |
| Flüssigkeit 0,13 1,3 3,5 4,4 5,2 - |
| Insgesamt 9,63 67,3 |
| Theoretisch 10 mg Fe und 64 mg Cu. |
Beispiel VI Eine 500-g-Probe Kupfererz wurde mit 500 ml Zusätzen von Wasser und
Umgießen entschlämmt. Die sich ergebenden Sande wurden einer Porzellanwalzenmühle
aufgegeben, und 500 ml Wasser wurden zugesetzt. Der p.-Wert der Trübe wurde auf
1,6 mit Schwefelsäure eingestellt. Die Trübe wurde 10 Minuten lang gewalzt und dann
durch Umgießen in den ursprünglichen Bodensatz entschlämmt. Die Trübe wurde viermal
mit 200 ml Wasser bei jedem Arbeitsgang auf einen End-pH-Gehalt von 3,6 heruntergewaschen.
Der Bodensatz und die Waschwässer wurden zusammengefügt und über Nacht nach Wiedereinstellung
des pH-Wertes auf 2,0 bis 2,6 aufbewahrt. Die Lauge wurde abgesetzt und gefiltert.
Die Analyse der Flüssigkeit ergab 10 mg je Liter Eisen und 125 mg je Liter Kupfer.
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Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Beispiel 1 beschriebenen
Luftzelle wurden Eisen und Kupfer selektiv aus der Lösung wie folgt entfernt: Eine
350-mg-Menge der Lauge wurde mit Kaliumhydroxyd zur Einstellung eines pH-Wertes
auf 4,8 zum Niederschlag des Eisens behandelt und in die Zelle eingeführt. Das Sammlerreagenz
war das Natriumsalz Neo-Fat 265 (RD-3219-F). Ungefähr 0,0012 g des Sammlerreagenzes
wurden der Flüssigkeit zugesetzt, und die Luft wurde eingeschaltet. Ein grünbrauner
Schaum sammelte sich schnell auf dem vorhandenen Schaum, wurde durch Abstreichen
gesammelt und als »erste Sammlung« bezeichnet.
-
Ein zweiter Teil des Natriumhydroxydes wurde der Lösung zugefügt und
der pH-Wert auf 5,2 angehoben. 0,04 g oberflächenaktivem Sammler wurden zugesetzt
zur Bildung eines blauen Schaumes auf dem Grundschaum, der gesammelt und als »zweite
Sammlung« bezeichnet wurde. Ein dritter Teil des Natriumhydroxydes wurde zur Anhebung
des pH-Wertes der Lösung auf 2,25 zugesetzt. 0,008 g oberflächenaktivem Sammler
wurden zur Herstellung eines blauen Schaumes, der gesammelt und als »dritte Sammlung«
bezeichnet wurde, zugesetzt. Ein vierter Teil des Natriumhydroxydes wurde der Lösung
zur Anhebung des pH-Wertes auf 5,75 zugefügt. Die Belüftung wurde ohne weiteren
Zusatz an oberflächenaktivem Sammler fortgesetzt, ein blauer Schaum wurde gesammelt
und als »vierte Sammlung« bezeichnet. Ein fünfter Teil des Natriumhydroxydes wurde
zur Anhebung des pH-Wertes zur Lösung auf 8,1 zugesetzt, und 0,008 g oberflächenaktivem
Sammler wurden beigegeben. Ein blauer Schaum erschien an der Oberfläche und wurde
gesammelt sowie mit »fünfte Sammlung« bezeichnet. Die restliche Lösung in der Luftzelle
war farblos und kristallklar. Im folgenden wird eine Zusammenstellung gegeben, die
die Analyse der Gewinnung aus jeder Sammlung verdeutlicht:
| Etwa Prozentsätze der |
| Analyse Verteilung % gesammelten Erzeugnisse, |
| Erzeugnis theoretisch bezogen auf |
| Fe Fe2o3 Cu Cuo trockene Metalloxyde |
| mg mg mg mg Fe Cu % Fe % Cu |
| Erste Sammlung ...... 1,91 2,73 6,10 7,64 51,3 12,1 18,4 58,8 |
| Zweite Sammlung ..... 0,80 1,14 7,55 9,45 21,5 15,0 7,6 71,3 |
| Dritte Sammlung ...... 0,55 0,79 11,90 14,90 14,8 23,6 3,5
75,8 |
| Vierte Sammlung ...... 0,33 0,47 20,25 25,35 Säg 40,2 1,3 78,4 |
| Fünfte Sammlung ..... 0,13 0,19 4,17 5,22 3,5 8,3 2,3 77,1 |
| Restlösung ........... 0,004 - 0,42 - 0,1 0,8 - - |
| Insgesamt ............ 3,724 5,32 50,39 62,56 100,1 100,0 5,5
73,7 |
Beispiel VII Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Beispiel I beschriebenen Luftzelle
wurden Eisen und Kupfer selektiv aus einer Lösung mit verschiedenen Konzentrationsverhältnissen
gewonnen. Eine Reihe von künstlichen Lösungen 'wurden mit Fe : Cu-Verhältnissen
von 0,2 : 1, 1 : 1, 2 : 1 und 5 : 1 hergestellt. Die Konzentration des Kupfers wurde
auf 0,1 g je Liter in der ersten Serie der Versuche und auf 1,O
g
je Liter
in der zweiten Serie gehalten. Die Eisenkonzentration wurde entsprechend zur Einhaltung
der angegebenen Verhältnisse eingestellt. Die Salze CuSO4 4«5H 20 und FeC1,3 - 6
H.,0 wurden in 400-ml-
Fraktionen zur Herstellung der erforderlichen
Metallkonzentrationen in Lösung für die Versuche hergestellt.
-
Eine 400-ml-Fraktion der zu untersuchenden Lösung wurde in die Luftzelle
eingeführt, und Luft wurde durch den Boden des Behälters mehrere Minuten vor Zusatz
des Hydroxydes zugeführt. Zweckentsprechende Mengen von Natriumhydroxyd wurden zur
Einhaltung der angegebenen pH-Werthöhe zugesetzt, und die Mengen an oberflächenaktivem
Sammler, wie sie in den Tafeln angegeben sind, wurden außerdem stufenweise zugesetzt.
Die erreichten genauen PH-Werte und die Mengen an zugesetztem oberflächenaktivem
Sammler sind in den folgenden Tafeln angegeben. Das Verfahren zur Herstellung des
oberflächenaktiven Sammlers war das gleiche wie in den Beispielen I und II.
-
Nach Zusatz jeder Teilmenge Natriumhydroxyd und Sammler wurden die
suspendierten festen Bestandteile auf dem Schaum durch Abkratzen entfernt, bis die
Farbe verblaßte, bevor der pH-Wert geändert und zusätzlicher oberflächenaktiver
Sammler für den nächsten Sammelvorgang zugesetzt wurden. Die Erzeugnisse wurden
getrennt gesammelt und als erste Sammlung, zweite Sammlung usw. bezeichnet. Dieses
Verfahren wurde bei jedem Versuch eingehalten.
| Versuch 1 |
| Verhältnis Fe: Cu in Lösung = 0,2: 1 Cu-Konzentration = 0,1
g je Liter |
| Etwa % Cu in den |
| p Zugesetzter Analyse gesammelten Erzeugnissen |
| Sammlungs- PH Zugesetzer Verteilung % auf der Grundlage |
| erzeugnis in der Sammler Calc. Calc. theoretischer trockener |
| Zelle Fe Fe203 Cu Cu0 Metalloxyde |
| Zelle Fe Fe203 Cu Cu0 Metalloxyde |
| g mg mg mg mg Fe Cu %Fe %Cu |
| 1. 4,0 0,0012 5,16 7,4 1,30 1,6 72,7 3,2 57,8 14,4 |
| 2. 5,0 keine 1,50 2,1 4,50 5,6 21,1 11,2 19,5 58,4 |
| 3. 5,4 0,0003 0,42 0,6 4,94 6,1 5,9 12,3 6,0 73,1 |
| 4. 5,8 0,0004 0,01 0,02 19,20 24,0 0,1 47,8 0,04 80,0 |
| 5. 6,8 0,0004 0,01 0,02 9,82 12,3 0,1 24,4 0,08 79,7 |
| Ausfluß - - Spuren - 0,43 - Spuren 1,1 - - |
| Insgesamt 0,0028 7,10 10,14 40,19 49,6 99,9 100,0 11,9 66,6 |
| Versuch 2 |
| Verhältnis Fe : Cu in Lösung = 1 :1 Cu-Konzentration = 0,1
g je Liter |
| 1. 4,2 0,0016 37,0 52,8 2,80 3,5 89,3 7,1 65,7 5,0 |
| 2. 4,8 0,0004 3,6 5,1 7,60 9,5 8,7 19,2 24,6 52,1 |
| 3. 5,0 0,0004 0,8 1,2 8,9 11,1 1,9 22,5 6,5 72,4 |
| 4 7'1 0,0004 0,01 0,02 19,3 24,2 - 48,9 0,-04 79,8 |
| Ausfluß - - 0,04 - 0,9 - 0,1 2,3 - - |
| Insgesamt 0,0028 41,45 59,12 39,5 48,3 100,0 100,0 38,2 35,9 |
| Versuch 3 |
| Verhältnis Fe: Cu in Lösung = 2: 1 Cu-Konzentration = 0,1 g
je Liter |
| 1. 4,2 0,0012 37,5 53,55 5,0 6,3 47,0 11,7 62,6 8,3 |
| 2. 5,0 0,0008 38,0 54,26 17,0 21,3 47,6 39,9 50,3 22,5 |
| 3. 5,4 0,0004 3,2 4,57 11,9 14,9 4,0 27,9 16,4 61,0 |
| 4. 7,0 0,0008 1,0 1,43 7,5 9,4 1,2 17,6 9,3 69,4 |
| Ausfluß - 0,04 - 1,2 - 0,1 2,8 - - |
| Insgesamt 0,0032 79,74 113,81 42,6 51,9 99,9 99,9 48,1 25,0 |
| Versuch 4 |
| Verhältnis Fe: Cu in Lösung = 5: 1 Cu-Konzentration = 0,1 g
je Liter |
| 1. 4,8 0,0020 165,0 235,6 27,8 34,8 82,3 63,9 61,0 10,3 |
| 2. 5,4 0,0004 18,5 26,4 6,4 8,0 9,2 14,7 53,2 - 18,4 |
| 3. 6,0 0,0008 11,3 16,1 7,6 9,5 5,6 17,5 44,1 29,7 |
| 4. 7,0 0,0004 3,7 5,3 1,4 1,8 1,8 3,2 52,1 19,7 |
| Ausfluß - -. - 2,1 - 0,3 - 1,1 0,7 - - |
| Insgesamt I 0,0036 1200,6 j 283,4 1 43,5 I 54,1
1 10.0,0 I 100,0 I 59,0 I 12,8 |
| Versuch 5 |
| Verhältnis Fe: Cu in Lösung = 0,2: 1 Cu-Konzentration = 1,0
g je Liter |
| Etwa % Cu in den |
| Analyse gesammelten Erzeugnissen |
| Sammlungs- PH Zugesetzter Verteilung % auf der Grundlage |
| erzeugni s in der Sammler Calc. Calc. theoretischer trockener |
| Zelle Fe Fe203 Cu Cu0 Metalloxyde |
| g mg mg mg mg Fe Cu % Fe % Cu |
| 1. 4,6 0,0020 49,0 70,1 48,8 61,1 55,7 12,0 37,3 37,2 |
| 2. 5,6 0,0020 15,0 2l,4 114,4 143,2 17,1 28,4 9,1 69,5 |
| 3. 7,0 0,0020 23,0 32,9 236,2 295,6 26,2 58,5 7,0 71,9 |
| Ausfluß - - 0,8 - i 5,1 - 0,9 1,2 - - |
| Insgesamt 0,0060 87,8 124,4 404,5 499,9 99,9 100,1 14,0 64,0 |
Beispiel VIII Unter Verwendung der im Zusammenhang mit Beispiel I beschriebenen
Luftzelle wurden Eisen, Kupfer und Zink selektiv aus Lösungen wie folgt abgeschieden:
400 ml Lösung mit einem Gehalt von 0,50 g je Liter Eisen, 0,64 g je Liter Kupfer
und 0,57 g je Liter Zink wurden in der Luftzelle untergebracht und durch die schrittweise
Zugabe von Natriumhydroxyd neutralisiert. Jedesmal, wenn der gewünschte pH-Wert
erreicht worden war, wurde die Lösung mit dem Sammler behandelt und der erzeugte
Schaum entfernt. Das gleiche wie das im Beispiel II benutzte Reagenz wurde im Beispiel
VIII benutzt. Die folgende Zusammenstellung zeigt eine Analyse der Erzeugnisse jedes
Sammelvorganges.
| Er- Analyse Verteilung, % Fe Cu Zn |
| Erzeugnis pH zeugnis Fe Fe303 Cu Cu0 Zn Zn0 |
| g mg mg mg mg mg mg Fe Cu Zn % % % |
| Erste Sammlung 5,2 0,0064 113,1 161,7 88,0 110,1 32,8 40,7
58,2 35,71 13,7 36,2 28,2 10,5 |
| Zweite Sammlung 5,8 0,0024 76,8 109,8 114,3 143,1 38,6 47,9
39,5 46,3 16,2 25,5 38,0 12,8 |
| Dritte Sammlung 6,3 - 4,21 6,0 40,2 50,4 38,7 48,0 2,2I 16,3
16,2 4,0 38,5 37,1 |
| Vierte Sammlung 6,6 - - - 3,2 4,0 51,3 63,6 - 1,3 21,5 - 4,7
75,9 |
| Fünfte Sammlung 8,0 0,0016 0,11 0,1 0,7 0,9 40,4 50,1 0,1 0,3
16,9 0,2 1,4 79,1 |
| Restlösung - - - - 0,3 - 37,1 - - 0,11 15,5 - - - |
| Insgesamt 10,0104 194,2 277,6 246,7 308,5 238,9 250,3 100,0
100,0 100,0 23,2 29,5 24,1 |
Beispiel IX Es wurden Versuche unternommen, um die Selektivität bei der Gewinnung
von Eisen, Kupfer und Zink aus einer Lösung, in Form ihrer entsprechenden Hydroxyde
zu gewinnen. Die Versuche umfaßten die Einführung von Zink in eine synthetische
Flüssigkeit zur Bestimmung der möglichen Selektivität bei der Anwesenheit von Eisen
und Kupfer. Die Metalle wurden unter Verwendung gemessener Mengen von Vorratlösungen,
die mit 10 g/200 ml hergestellt wurden, zugesetzt. 400 ml der Lösung wurden durch
schrittweisen Zusatz von Natriumhydroxyd in die Luftzelle neutralisiert. An jeder
PH-Wert-Höhe wurde die Lösung mit Sammler behandelt und das Erzeugnis gesammelt.
Dieses wurde wieder gelöst und auf Eisen, Kupfer und Zink analysiert, ebenso wie
die restliche Flüssigkeit. Der Sammler war ein Natriumsalz Neo-Fat 265.
-
Die Gewinnungen der Hydroxyde betrugen für Eisen im Maximum 99°/o,
für Kupfer im Maximum 98% und für Zink im Maximum 85%. Die Zinkgewinnung
hätte
erheblich höher bei den Versuchen liegen können, wenn die Belüftung weiter fortgesetzt
worden wäre.
-
Beispiel X In einem Versuch zur Bestimmung der Verwendbarkeit des
Verfahrens für die Klärung von Wasser wurde folgendes durchgeführt: Eine wäßrige
Lösung aus Chlorazol-Himmelblau FS wurde in eine Luftzellenapparatur eingebracht.
Dabei handelte es sich um eine schwachblaue klare Lösung. Dieser Farbstoff ist anionisch
und läßt sich unter Verwendung eines anionischen Sammlers nicht flotieren. 5 ml
Aluminiumsulfatlösung wurden zugesetzt, entsprechend einem Zusatz von 0,001 Mol
Aluminium. Der pH-Wert wurde auf 6,5 angehoben, und zwei Tropfen 0,2moliger α-sulforidstearidsäure,
die in Alkohol hergestellt worden war, wurden zugesetzt und hierauf Luft durch die
Lösung geleitet. Sämtliche blaue Farbe wurde von den Aluminiumflocken adsorbiert
und an die Oberfläche flotiert, so daß eine farblose Lösung zurückblieb.
-
Humide Säuren, welche einige natürliche Wässer färben, verhalten sich
in der gleichen Weise. Beispiel XI Das Verfahren ist außerdem bei der Flotation
von Silicidsäuregel nützlich. Die Flotation von Silicidsäure ist wichtig, da Silicidsäure
gelatinös ist und schwierig zu filtern ist, sowie deshalb, weil die Trennung von
Metallionen von den Silika, die bisher stets eine Schwierigkeit darstellte, selektiv
zwischen den Metallionen und den Silicidsäuren mit dem nachfolgend beschriebenen
Verfahren der Ausfällungsflotation gestaltet werden kann.
-
Die oben beschriebenen Verfahren der Ausfällungsflotation können weiter
durch die Verwendung eines Lösungsmittels verbessert werden. Die Ausfällungsflotation
ist meistens nicht irreversibel wie die einfache Ionenflotation, und die Hydroxyde
können sich in der Lösung absetzen, wenn die Blasenbildung aufhört. Durch Schaffung
eines Lösungsmittels ergibt sich eine Neigung der Hydroxyde, innerhalb der Lösung
zu verbleiben. .