DE2427133A1

DE2427133A1 - Verfahren zum wiedergewinnen von zink und anderen metallwerten aus zinkabfall oder anderem metallabfall, welcher chlor und/oder andere halogene und andere unerwuenschte metallsalze, wie z.b. nitrate und phosphate bildende anionen enthaelt

Info

Publication number: DE2427133A1
Application number: DE19742427133
Authority: DE
Inventors: Gunnar Thorsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1974-06-05
Publication date: 1975-12-18
Also published as: DE2427133C2

Description

"Verfahren zum Wiedergewinnen von Zink und anderen Metallwerten aus Zinkabfall oder anderem Metallabfall. welcher Chlor und/oder andere Halogene und andere unerwünschte Metallsalze, wie z03. Nitrate und Phosphate bildende Anionen enthält" Bei mehreren Verwendungsgebieten von Zink, z.B. beim Verzinken zum Korrosionsschutz, wird ein chlorhaltiger Flux verwendesto Bei diesen Verwendungen entsteht ein chlorhaltiger Zinkabfall in der Form eines Abbrandes der abgeschäumt wird.
Der Abfall ist im allgemeinen auch mit einem gewissen Inhalt an metallischem Zink gemischt, Durch Verwendung bekannter Techniken kann der metallische Teil des Abfalles jedoch von dem reinen Abbrand getrennt werden, insofern dies für die weitere Verarbeitung des Zinkabfalls zweckmäßig ist.
Der Abfall ist meistens so stark,mit Chlor verunreinigt, daß er zoBo nicht direkt in einer üblichen hydrometallurgischenl elektrolytischen Herstellung von Zink aus einer Sulfatlösung nach Auflösung in Schwefelsäure verwendtt werden kann. Der chlorhaltige Abfall hat daher in der bisherigen Technik hauptsächlich eine Verwendung innerhalb thermischer Verfahren gefunden.
Aus der norwegischen Patentanmeldung No. 2898/70 ist ein Verfahren zur Behandlung chlorhaltigen Zinkabfalles bekannt, wobei der Abfall als Rohmaterial für die Herstellung von Zink aus Zinksulfatauflösungen geeignet gemacht wird. Das Verfahren laut der erwähnten Patentanmeldung basiert sich darauf, dass der Zinkabfall zuerst einer Auslaugung in Schwefelsäure ausgesetzt wird, und die dabei gebildete, chlorhaltige Zinksulfatlösung mittels eines Flüssigkeit-Flüssigkeit-Verfahrens von Chlor gereinigt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiedergewinnen von Zink und anderen Metallwerten aus Zinkabfall oder anderem Metallabfall welcher Chlor und/oder andere Halogene und andere unerwünschte Metall salze, z.B. Nitrate und Phosphate bildende Anionen enthält, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Metallabfall mit einer flüssigen einen Kationenaustauscher wie Karbonsäure, z.B. "Versatic 911", oder eine Alkan-Phosphorsäure wie Diäthylhexylphosphorsäure (HDEHP) enthaltenden organischen Phase ausgelaugt wird, wobei eine metallorganische in der organischen Phase auflösliche Verbindung entsteht, und dass Halogene und andere Verunreinigungen in der organischen Phase mittels Auswaschen mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Auflösung entfernt werden, worauf die organische Phase mit einer Mineralsäure in Kontakt gebracht wird, wobei Zink und andere Metalle unter Bildung einer reinen Metallsalzlösung in die wässrige Phase extrahiert werden, aus der Zink gemäss bekannten Verfahren gewonnen werden kann.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber der bisher bekannten Technik ist darin zu sehen, dass in einer so einfachen und wirksamen Weise vermieden wird, dass Chlor in die Zinksulfatauflösung kommt.
Erfindungsgemäss ist ein Verfahren geschaffen, das sich auf eine direkte Behandlung des chlorhaltigen Zinkabfalles mit einer organischen Phase basiert, die aus einem flüssigen Kationenaustauscher der üblicherweise zur Ausscheidung und Gewinnung von Metallionen aus wässrigen Metallsalzlösungen durch Flüssigkeit-Flüssigkeit-Extraktion verwendeten Art besteht.
Es können beispielsweise Naphtensäuren und andere Karbonsäuren, wie z.B. die handelsübliche "Versatic 911" (Shell) oder Alkan-Phosphorsäure, wie z.B. Di-Äthyl-Hexyl-Phosphorsäure (HDEHP) erwähnt werden. Die organischen Kationenaustauscher sollten vorteilhafterweise in ihrer Säureform und in einem geeigneten organischen Lösungsmittel mit geringer Löslichkeit in einer wässrigen Phase gelöst vorliegen.
Das Zinkoxyd im chlorhaltigen Abbrand reagiert direkt mit der organischen Säure (Kationenaustauscher) und bildet ein in der organischen Phase auflösliches metallorganisches Komplex.
Während der Reaktion kann auch das vorliegende Chlor, beispielsweise in der Form von Salzsäure oder anderen Chlorverbindungen, in die Komplexbildung eingehen und ist dann in der organischen Phase aufgelöst. Bei nachfolgendem Kontakt zwischen der organischen Phase und einer wässrigen Phase, ggf. in Gegenwart eines Alkalis, wie z.B. Natriumhydroxyd, können jedoch eventuelle Chlorverbindungen aus der organischen Phase ausgewaschen werden. Die organische Phase ist nach dieser Auswaschung mit einer neutralen oder alkalischen wässrigen Phase chlorfrei und enthält das metallorganische Komplex mit Zink.
Wird die organische Phase danach in Kontakt mit Schwefelsäure gebracht, geht das Metall in die wässrige Phase über-. Dabei entsteht eine Zinksulfatlösung die sich als Bestandteil der konventionellen hydrometallurgischen/elektrolytischen Herstellung von Zink oder auch zur direkten Ausfällung von Zinksulfat aus dieser Auflösung - falls dies zweckmässig erscheint - eignet.
Der organische Kationenaustauscher befindet sich nach dem Kontakt mit der Schwefelsäure wieder in seiner Säureform und kann zur erneuten Reaktion mit chlorhaltigem Zinkabfall in den Prozess zurückgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf Zinkabfall, sondern kann allgemein zur Wiedergewinnung von Metallwerten, wie z.B. Kupfer und Nickel,aus metallhaltigem Abfall verwendet werden, wobei die erwähnte Reaktion zwischen deln Abfall und einer organischen Auslaugungsflüssigkeit, wie z.B.
einem der angegebenen Kationenaustauschern, durchgeführt wird.
Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber einer direkten Auflösung der Metallwerte in üblichen organischen Säuren ist, dass man in einer einfachen und wirksamen Weise vermeidet, dass unerwünschte Anionen, wie z.B. Chlorid, Bromid, Fluorid u.s.w., in der erzeugten Metallsalzlösung auftreten. Das folgende Beispiel soll die Erfindung erläutern.
Beispiel Technischer als Abbrand bei Heizzverzinkung entstandener Zinkabfall wurde mechanisch gesiebt, wobei der wesentliche Teil des vorhandenen metallischen Zinkes entfernt wurde. Die weiteren Versuche beziehen sich auf das gesiebte Material.
Der Zinkabfall wurde zuerst mittels Auflösung in starker Schwefelsäure einer Untersuchung ausgesetzt. Dabei entstand ein unauflöslicher Rest, der nicht näher untersucht wurde, aber als sandförmiges Material bezeichnet werden kann. Der Zinkabfall enthielt 3% dieses unauflöslichen Materials.
Eine Analyse des Zinkabfalles zeigte einen Gehalt von 30% Zink und 2,7% Chlorid.
Das einleitende mechanische Sieben bewirkte, dass fein zerteiltes metallisches Zink weiterhin im Zinkabfall vorhanden war. Dieses metallische Zink betrug etwa 30% des Abfalles.
Die restliche Zinkmenge (etwa 50%) dürfte hauptsächlich aus Oxyden, Chloriden und Oxychloriden bestehen.
100 g Zinkabfall wurden in Kontakt mit 1 Liter organischer Phase bestehend aus 30% in "Shellsol TD" aufgelöster "Versatic 911" gebracht. Nach 50 Min. Umrühren bei 500C wurden die feste und die flüssige Phase getrennt. 66 g des Zinkabfalles waren von der organischen Phase aufgelöst worden. Die organische Phase zeigte nun einen Gehalt von 52,6 g/l Zn und 0,61 g/l C1.
Diese organische Phase wurde dann mit einem gleichen Volumen 0 Wasser unter Umrühren während 10 Min. bei 20 C in Kontakt gehalten. Der Chloridgehalt in der organischen Phase wurde somit in dieser einen Kontakt-Stufe von 0,61 g/l auf 0,01 g/l herabgesetzt.
Organische 52,7 g/l Zn enthaltende Phase wurde mit einem doppelten Volumen molarer Schwefelsäure unter Umrühren bei -200C während 10 Min. in Kontakt gehalten. Eine Analyse der wässrigen Phase erwies, dass Zink mengenmässig in die wässrige Phase übertragen war.

Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Wiedergewinnung von Zink und anderen Metallwerten aus Zinkabfall oder einem anderen Metallabfall, der Chlor und/oder andere Halogene und andere unerwünschte Metallsalze, wie z.B. Nitrate und Phosphate bildende Anionen enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Metallabfall mit einer flüssigen organischen einen Kationenaustauscher, z.B. eine Karbonsäure wie "Versatic 911" oder eine Alkan-Phosphorsäure wie Di-Äthyl-Hexyl-Phosphorsäure (HDEHP) enthaltenden Phase ausgelaugt wird, wobei einmetallorganisches Komplex gebildet wird, das in der organischen Phase auflöslich ist, und dass Halogene und andere Verunreinigungen in der organischen Phase mittels Auswaschen mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Auflösung entfernt werden, worauf die organische Phase in Kontakt mit einer Mineralsäure gebracht wird, wobei Zink und ggf. andere Metalle unter Bildung einer reinen Metallsalzlösung aus der Zink mittels bekannten Techniken gewonnen werden kann, in die wässrige Phase extrahiert wird.