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DE2632369C2 - Process for the selective separation of cobalt, nickel and cadmium from chlorideic zinc solutions - Google Patents

Process for the selective separation of cobalt, nickel and cadmium from chlorideic zinc solutions

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Publication number
DE2632369C2
DE2632369C2 DE19762632369 DE2632369A DE2632369C2 DE 2632369 C2 DE2632369 C2 DE 2632369C2 DE 19762632369 DE19762632369 DE 19762632369 DE 2632369 A DE2632369 A DE 2632369A DE 2632369 C2 DE2632369 C2 DE 2632369C2
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DE
Germany
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zinc
cobalt
nickel
metals
cementation
Prior art date
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Application number
DE19762632369
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German (de)
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DE2632369B1 (en
Inventor
Norbert L DipL-Ing.; Roever Wilhelm Dipl.-Ing. Dr.; Rabben Hans-Joachim DipL-Chem. Dr.; 4100 Duisburg Piret
Original Assignee
Duisburger Kupferhütte, 4100 Duisburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duisburger Kupferhütte, 4100 Duisburg filed Critical Duisburger Kupferhütte, 4100 Duisburg
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Publication of DE2632369B1 publication Critical patent/DE2632369B1/en
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Description

4545

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Abtrennung von Kobalt, Nickel und/oder Cadmium und anderen Metallen, die edler als Zink sind, mittels sulfidierender Zementation aus chloridischen Zinklösungen.The present invention relates to a method for the selective separation of cobalt, nickel and / or Cadmium and other metals, which are more noble than zinc, by means of sulphidating cementation from chlorideic Zinc solutions.

Die Abtrennung von gegenüber Zink edleren < Metallen aus zinkhaltigen Lösungen erfolgt im allgemeinen durch Zementation dieser Nichteisenmetalle mit Zinkstaub. So ist es bekannt, daß die NE-Metallionen Ag, Cu, As, Pb, Ni, Co, Cd durch Zinkstaub zum Metall reduziert werden. Diese Zementation wird bei der ( Reinigung des Zinksulfatelektrolyten für die Zinkelektrolyse, in welcher zur Erreichung von hohen Stromdichten sehr niedrige Konzentrationen der Metalle Cu, As, Ni, Co und Cd erforderlich sind, erfolgreich angewandt. So erfolgt in einer ersten Stufe unter ( Zugabe von Arsentrioxid und Kupfersulfat die Zementation von Kupfer (bis <0,l mg/1), Kobalt (bis <0,02 mg/1), Nickel (bis <0,2 mg/1), Arsen und Antimon Neuerdings benutzt man bevorzugt zur Kobaltfällung mit Zinkstaub Antimontrioxid (statt Arsentrioxid) (Mininiagazin, ,uni .974 S^.6-429, und Mai ,975, S 342-347- US-Patent 36 72 868).In general, metals that are more noble than zinc are separated from zinc-containing solutions by cementing these non-ferrous metals with zinc dust. So it is known that the non-ferrous metal ions Ag, Cu, As, Pb, Ni, Co, Cd can be reduced to metal by zinc dust. This cementation is used in the ( Cleaning of the zinc sulfate electrolyte for zinc electrolysis, in which to achieve high current densities Very low concentrations of the metals Cu, As, Ni, Co and Cd are required to succeed applied. Cementation takes place in a first stage with the addition of arsenic trioxide and copper sulphate of copper (up to <0.1 mg / 1), cobalt (up to <0.02 mg / 1), nickel (up to <0.2 mg / 1), arsenic and antimony have recently been used preferentially for cobalt precipitation with zinc dust antimony trioxide (instead of arsenic trioxide) (Mininiagazin,, uni .974 S ^ .6-429, and Mai, 975, S 342-347 U.S. Patent 3,672,868).

Die Abtrennung von gegenüber Zink edleren NE Metallen aus chloridhaltigen Zinklosungen durch Zementation mit Zinkstaub ist wegen der Tendenz zur Bildung von Chlorokomplexen einiger NE-Metalle stark erschwert Peksiinterweise ist es möglich, Kupfer, Nickel und Cadmium aus chloridhaltigen Lösungen mit dem erforderlichen Überschuß an Zinkstaub zu zementieren, wobei wie in sulfatischen Lösungen für Nickel eine hohe Temperatur von 90-95 C erforderlich ist und die Cadmiumzementation infolge leichterer Wiederauflösung, speziell in chlor.dischen Lösungen, bei einer Temperatur unter 500C bessere Abscheidungsbedingungen aufweist. Kobalt dagegen laßt s.ch mit Zinkstaub aus chloridhaltigen Lösungen auch bei hohem Überschuß nur sehr unvollständig niederschlager, so daß für die Kobalt-Abtrennung aus chloridischen Zinklaueen ein anderes Verfahren angewandt wird. Als Beispiel dafür gilt die bei der Aufarbeitung von Schwefelkiesabbränden durch chlorierende Rostung und Laugung anfallende chloridisch-sulfatische Losung, die neben Kupfer und Zink als Hauptbestandteile Co, Ni Fe Mn Pb, Cd u. a. Metalle enthält. Es ist Stand der Technik das Kupfer aus dieser Lauge durch Zementation mit Eisenschrott zu gewinnen, das Sulfat durch Kristallisation als Natriumsulfat abzutrennen und das Eisen mit Kalk aus der Lösung zu entfernen.The separation of non-ferrous metals, which are more noble than zinc, from chloride-containing zinc solutions by cementation with zinc dust is very difficult because of the tendency to form chlorine complexes of some non-ferrous metals wherein in sulphatic solutions for nickel a high temperature of 90-95 C is required and has the Cadmiumzementation due easier redissolution, especially in chlor.dischen solutions, better at a temperature below 50 0 C deposition conditions. Cobalt, on the other hand, only deposits very incompletely with zinc dust from chloride-containing solutions, even with a large excess, so that a different process is used for the separation of cobalt from chloride-containing zinc flakes. An example of this is the chloride-sulphatic solution that occurs during the processing of pebble burns through chlorinating rusting and leaching, which, in addition to copper and zinc, contains Co, Ni Fe Mn Pb, Cd and other metals as the main components. It is the state of the art to extract the copper from this lye by cementation with scrap iron, to separate the sulfate as sodium sulfate by crystallization and to remove the iron from the solution with lime.

Es ist weiterhin Stand der Technik, die so erhaltene chloridische Zinklauge mit den zuvor genannten Β-gleitmetallen Co, Ni, Cd, Pb und Mn in geringen , Mengen von 0,1-2,0 g/l neben 40-60 g/l Zn zur Gewinnung von Kobalt, Cadmium und Zink aufzuarbeiten Hierbei wird in einer ersten Stufe das Kobalt mit Cl2 zu Co3+ oxidiert und unter Zugabe eines Neutralisationsmittels, z. B. Ca(OH)2 oder Zn(OH)2, als Co(OH), ausgefällt. Dabei ist nicht zu vermeiden, daß d^s vorhandene Mangan bei dem erforderlichen pH-Wert von ~4 als MnO(OH)3 quantitativ mitgefällt wird. Eine vorherige Mn-Fällung ohne wesentliche Kobaltmitfällung ist nicht durchführbar. Dagegen wird vorhandenes Nickel bei vollständiger Kobaltfällung nur teilweise mitgefällt Nach der Kobaltfällung wird in einer zweiten Stufe, nach Kühlung bis auf <50°C, das Cadmium mit einem erheblichen Überschuß an Zinkstaub auszementiert In einer dritten Stufe ist sodann die Abtrennung des gegebenenfalls noch vorhandenen Nickels aus der chloridischen Zinklösung durch Zementation bei 90—95°C mit Zinkstaub möglich.It is also state of the art to use the chloric zinc lye obtained in this way with the aforementioned Β-sliding metals Co, Ni, Cd, Pb and Mn in small amounts of 0.1-2.0 g / l in addition to 40-60 g / l Working up Zn to obtain cobalt, cadmium and zinc. In a first stage, the cobalt is oxidized to Co 3+ with Cl 2 and a neutralizing agent, e.g. B. Ca (OH) 2 or Zn (OH) 2 , as Co (OH), precipitated. It cannot be avoided that the manganese present is also quantitatively precipitated as MnO (OH) 3 at the required pH value of ~ 4. A previous Mn precipitation without substantial cobalt coprecipitation cannot be carried out. In contrast, existing nickel is only partially precipitated with complete cobalt precipitation.After cobalt precipitation, in a second stage, after cooling to <50 ° C, the cadmium is cemented out with a considerable excess of zinc dust.In a third stage, any nickel that may still be present is then removed possible from the chloride zinc solution by cementation at 90-95 ° C with zinc dust.

Als Alternative zu dieser dritten Stufe, der Nickelabtrennung, wird in der DT-AS 21 60 632 ein lonenaustauscherprozeß vorgeschlagen, bei dem durch bevorzugte Bindung des Nickels an Chelat-Austauscherharze mit Amino- oder lmino-Essigsäuregruppen eine vollständige Nickelextraktion durchgeführt wird. Die erhaltenen Ki:„j,cj_c|.j;j«g «leisen dabei Gehalte an Zink und, falls deHonenaustausch vor der Kobaltfällung durchgeführt wurde, zusätzliche Gehalte an Kobalt auf, so daß weitere Verfahrensschritte zur Trennung der Metalle im Eluat erforderlich sind.As an alternative to this third stage, the separation of nickel, an ion exchange process is proposed in DT-AS 21 60 632 in which complete nickel extraction is carried out by preferentially binding the nickel to chelate exchange resins with amino or imino acetic acid groups. The Ki obtained: "j, c j_c | .j; j" g "contain zinc and, if the honey exchange was carried out before cobalt precipitation, additional cobalt content, so that further process steps are required to separate the metals in the eluate .

Dieses als Stand der Technik beschriebene Verfahren zUr Abtrennung von Kobalt, Cadmium >snd Nickel aus chloridischen Zinklösungen hat somit den erheblichen Nachteil, daß drei Verfahrensstufen erforderlich sind, wobei darüber hinaus stark verunreinigte Zwischenprodukte anfallen.This process for described as state of the art r separation of cobalt, cadmium> snd chloridic nickel from zinc solutions thus has the considerable disadvantage that three process steps are required, whereby in addition, apply heavily contaminated intermediates.

Ein von der Zinkstaubzementation grundsätzlich unterschic-liicries Verfahren zur Trennung der NE-Metalle voneinander stellt die Sulfidfällung dar. Diese beruht auf dem unterschiedlichen Löslichkeitsprodukt der einzelnen Sulfide. Es ist bekannt, daß aus einer sulfatischen Lösung mit etwa 19 g/l Co, 10 g/l Zn und 8 g/l Ni mit H2S das Zink als Zinksulfid als erstes Element, ohne bemerkenswerte Mitfällung von Kobalt und Nickel, abgetrennt werden kann (Erzmetall, Bd. 22, 1969, Beiheft, S. 81 -86).A method for separating non-ferrous metals from one another, which is fundamentally different from zinc dust cementation, is sulphide precipitation. This is based on the different solubility products of the individual sulphides. It is known that from a sulphatic solution with about 19 g / l Co, 10 g / l Zn and 8 g / l Ni with H 2 S, the zinc is separated as zinc sulphide as the first element without any noticeable co-precipitation of cobalt and nickel can (Erzmetall, Vol. 22, 1969, supplement, pp. 81-86).

Andererseits ist die Möglichkeit bekannt, Nickel und Kobalt, als Chloride gelöst, aus FeCl2-haltigen Lösungen durch eine H2S-Fällung ohne nennenswerte Eisenmitfällung abzutrennen, unter Zugabe eines Neutralisationsmittels, wie z. B. Eisenpulver (Tr. Kaz. Politekh. 1967, Bd. 26, S. 452-456) oder Fe2O3 bzw. NHj (DT-OS 22 64 541).On the other hand, it is known that nickel and cobalt, dissolved as chlorides, can be separated from FeCl 2 -containing solutions by H 2 S precipitation without significant iron co-precipitation, with the addition of a neutralizing agent such as. B. iron powder (Tr. Kaz. Politekh. 1967, vol. 26, pp. 452-456) or Fe 2 O 3 or NHj (DT-OS 22 64 541).

Diese Veröffentlichungen zeigen, daß Kobalt und Nickel zwar aus chloridischen Lösungen mittels H2S-Fällung abgetrennt werden können, daß jedoch in Anwesenheit von Zink dies nicht ohne nennenswerte Mitfällung dieses Elementes möglich ist bzw. bei hohem Zinküberschuß zuerst vorwiegend Zinksulfid ausgefällt wird.These publications show that cobalt and nickel can be separated from chloride solutions by means of H 2 S precipitation, but that in the presence of zinc this is not possible without significant co-precipitation of this element or, if there is a high zinc excess, mainly zinc sulfide is precipitated first.

Neben den zwei bereits oben genannten Verfahren zur Abtrennung von Nickel und Kobalt, nämlich der Zementation mit Zinkstaub und der Sehwefelwasserstoffällung, Ist es Stand der Technik, Nickel aus kobalthaltigen sulfatischen oder chloridischen Lösungen zu entfernen, und zwar mittels einer sulfidierenden Zementation. Diese erfolgt unter Zugabe von Kobalt- und/oder Eisenpulver oder feinkörnigen Stoffen, die diese Metalle in feinverteiltem Zustand enthalten, unter gleichzeitigem Zusatz von Elementarschwefel bei intensivem Rühren der Suspension über mehrere Stunden bei 90°C. Auch Anteile des Kobalts werden mitgefällt, z. B. bei Verwendung von Eisenpulver als zementierendes Metall, wobei die Menge eine Funktion des Co/Ni-Verhältnisses und deren Konzentrationen in der Kobaltausgangslauge ist (L'lndustrie Chim. Beige, 20, 1955, S. 532 — 536; l'lndustrie Chim. Beige, Suppl. I (1959), Seiten 697-703, 813-815 und 816-821; US-Patent 26 51 562). Aus der 2. Veröifentüchung (S. 814) geht auch hervor, daß in Anwesenheit von Zink die Nickelentfernung aus Kobaltlösungen erschwert wird; bei 15 g/l Zn z. B. besteht das Fällprodukt hauptsächlich aus Zinksulfid mit wenig Nickel und Kobalt.In addition to the two processes already mentioned above for the separation of nickel and cobalt, namely the Cementation with zinc dust and the hydrogen sulfide precipitation, it is state of the art, nickel from To remove cobalt-containing sulphate or chloride solutions, by means of a sulphidizing Cementation. This takes place with the addition of cobalt and / or iron powder or fine-grain substances that contain these metals in a finely divided state, with the simultaneous addition of elemental sulfur vigorous stirring of the suspension for several hours at 90.degree. There are also proportions of cobalt liked, z. B. when using iron powder as the cementing metal, the amount being a function the Co / Ni ratio and their concentrations in the cobalt starting liquor (L'lndustrie Chim. Beige, 20, 1955, pp. 532-536; l'lndustrie Chim. Beige, Suppl. I (1959), pp. 697-703, 813-815 and 816-821; U.S. Patent 2,651,562). From the 2nd publication (p. 814) also shows that in the presence of zinc the removal of nickel from cobalt solutions is made more difficult; at 15 g / l Zn z. B. the precipitation product consists mainly of zinc sulfide with a little nickel and cobalt.

Die gemeinsame Fällung von Nickel, Kobalt und Kupfer aus sulfatischen Eisenlösungen mittels sulfidierender Zementation, bei der unter Zugabe von feinverteiltem metallischem Eisen und Elementarschwefel, diese Elemente als Sulfide ausgefällt werden, wobei der Schwefel mit einer Alkalimetallsulfidlösung behandelt wird, wird im US-Patent 31 03 414 beschrieben.The joint precipitation of nickel, cobalt and copper from sulphatic iron solutions by means of sulphidating Cementation, with the addition of finely divided metallic iron and elemental sulfur, these elements are precipitated as sulfides, the sulfur being treated with an alkali metal sulfide solution is described in U.S. Patent 3,1 03,414.

Aus dem oben zitierten Stand der Technik kann zusammenfassend gesagt werden, daß kein Verfahren bekannt ist, in technisch einfacher Weise aus chloridischen Zinklösungen Kobalt, Nickel, gegebenenfalls auch Cadmium, in einer Stufe abzutrennen und gleichzeitig andere, in der Zinklösung vorhandene Störelemente, die gegenüber Zink edler sind, mitzuentfernen.From the prior art cited above, it can be said in summary that no process is known, in a technically simple manner, cobalt, nickel, optionally also from chloride zinc solutions Cadmium to be separated in one step and at the same time other interfering elements present in the zinc solution, the are more noble than zinc, to be removed at the same time.

Das erfindungsgemäße Verfahren der sulfidierendenThe inventive method of sulfiding

Zementation zur selektiven (gegenüber Zink) Abtrennung von Kobalt, Nickel, Cadmium und gegebenenfalls Silber, Kupfer, Blei und Arsen aus chloridischen Zinklösungen besteht nun darin, daß man den Lösungen feinverteiltes metallisches Zink und Elementarschwefelpulver bei erhöhter Temperatur zugibt, die Suspension längere Zeit rührt und anschließend die ausgefällten Metalle von der Zinklösung abtrennt. Der Schwefel kann bekannterweise auch ganz oder teilweise durch reaktionsfähige Sulfide, z. B. ZnS oder FeS, ersetzt werden.Cementation for the selective (compared to zinc) separation of cobalt, nickel, cadmium and possibly Silver, copper, lead and arsenic from chloridic zinc solutions now consist in that one of the solutions finely divided metallic zinc and elemental sulfur powder at elevated temperature adds to the suspension Stirring for a long time and then separating the precipitated metals from the zinc solution. The sulfur can, as is known, also wholly or partially by reactive sulfides, eg. B. ZnS or FeS replaced will.

Die zementierten Metalle werden durch Einwirken von Elementarschwefel über intermediär gebildetes H2S oder von geeigneten Sulfiden, z. B. ZnS, ganz oder teilweise in die Sulfide überführt.The cemented metals are formed by the action of elemental sulfur via intermediately formed H 2 S or of suitable sulfides, e.g. B. ZnS, completely or partially converted into the sulfides.

Es ist auch möglich, das feinteilige Zink durch Eisenpulver zu ersetzen. Die Verwendung von Eisenpulver hat jedoch erhebliche Nachteile. Diese sind: ein langsamer Reaktionsablauf, Anwendung höherer Temperatur (über 90° C), ein höherer stöchiometrischer Überschuß und das Hineinbringen eines zusätzlichen Fremdelementes. Demgegenüber hat die Verwendung von Zink den Vorteil eines schnellen Reaktionsabiaufes, der Anwendung niedrigerer Temperaturen, vorzugsweise zwischen 60 und 80° C, und eines geringeren stöchiometrischen Überschusses.It is also possible to replace the finely divided zinc with iron powder. The use of iron powder however, it has significant disadvantages. These are: a slow reaction process, use of a higher temperature (above 90 ° C), a higher stoichiometric excess and bringing in an additional Foreign element. In contrast, the use of zinc has the advantage of a rapid reaction process, the use of lower temperatures, preferably between 60 and 80 ° C, and a lower one stoichiometric excess.

Weiterhin ist es vorteilhaft, daß Eisen und Mangan als Begleitelemente in der Zinklösung nicht stören, da sie nicht in das Fällprodukt eingehen. Gegenüber der vorher aufgeführten oxidierenden Ausfällung des Co(OH)3 zusammen mit MnO(OH)2 stellt das erfindungsgemäße Verfahren somit eine Abtrennung der genannten Metalle von Mangan dar. Gegenüber einer Zinkstaubzementation allein, die bei Temperaturen um 90°C erfolgen muß, um eine hohe Nickelabscheidung zu erreichen, unter Mitzementation nur geringer Anteile an Kobalt, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren, d. h. durch den Schwefelpulverzusatz, eine Nickel- und Kobaltausfällung über 90% schon bei Temperaturen von 60—70°C bei kurzer Reaktionszeit von 20—30 Minuten mit wirtschaftlich vertretbarem Zinkstaubüberschuß erzielt. Die Cadmiumausfällung erreicht dabei je nach Zinkstaubüberschuß Werte von 70—90%.It is also advantageous that iron and manganese as accompanying elements in the zinc solution do not interfere, since they do not go into the precipitate. Compared to the previously mentioned oxidizing precipitation of Co (OH) 3 together with MnO (OH) 2 , the process according to the invention thus represents a separation of the metals mentioned from manganese To achieve high nickel deposition, with only small amounts of cobalt being cemented, the process according to the invention, ie the addition of sulfur powder, results in a nickel and cobalt precipitation of over 90% even at temperatures of 60-70 ° C with a short reaction time of 20-30 minutes economically justifiable excess zinc dust achieved. The cadmium precipitation reaches values of 70-90% depending on the excess zinc dust.

Ein weiterer Vorteil ist, daß auch andere Begleitelemente, z. B. Silber, Kupfer, Blei und Arsen, fast quantitativ mit ausgefällt werden, da sie sich noch leichter als Nickel und Kobalt durch den Mechanismus der sulfidierenden Zementation abscheiden lassen. Für diese Metalle stellt das Verfahren somit gleichzeitig eine hochwirksame Zinklaugenreinigung dar.Another advantage is that other accompanying elements such. B. silver, copper, lead and arsenic, almost quantitatively with being precipitated, since they are even more easily than nickel and cobalt by the mechanism the sulphidating cementation can be deposited. For these metals, the process also provides a highly effective zinc lye cleaning.

In der Zinklauge stellt sich während der Reaktion ein pH-Wert von 5,0—5,5 ein. Dieser hohe pH-Bereich begünstigt die Kobaltabscheidung hat jedoch durch Hydrolyse die Ausfällung basischer Zinksalze zur Folge. Es genügt aber ein leichtes Wiederansäuern der Suspension, vorzugsweise mit HCl, auf einen pH von 4,0-4,2, um die basischen Zinksalze aus dem Sulfidniederschlag wieder in Lösung zu bringen. Um zu vermeiden, daß ausgefälltes Cadmium dabei mitgelöst wird, muß bekannterweise danach die Einwirkung von Luft oder eine längere Verweilzeit vermieden werden.In the zinc lye, it appears during the reaction pH of 5.0-5.5. This high pH range favors the cobalt deposition but has through Hydrolysis results in the precipitation of basic zinc salts. However, it is sufficient to slightly re-acidify the Suspension, preferably with HCl, to a pH of 4.0-4.2, to remove the basic zinc salts from the sulphide precipitate to bring it back into solution. In order to avoid that precipitated cadmium is dissolved in the process is known to have to be avoided afterwards exposure to air or a longer residence time.

Durch eine kontinuierliche sulfidierende Zementation im Gegenstrom von Zinklauge und Fällschlamm mit dem überschüssigen Zn+ S kann in einer zwei- oder ; mehrstufigen Kaskade unter Zwischenschalten von Eindickern erreicht werden, daß bei vermindertem Verbrauch an Fällmitteln ein hohes Ausbringen der abzutrennenden Metalle erzielt wird und gleichzeitig inThrough continuous sulphidating cementation in the countercurrent of zinc lye and precipitated sludge the excess Zn + S can be in a two- or; multi-stage cascade with the interposition of Thickening can be achieved that with reduced consumption of precipitants a high output of the metals to be separated is achieved and at the same time in

der Eingangsstufe durch die frische Zinklösung die ausgefällten basischen Zinksalze wieder aufgelöst werden. Die Fällmittel werden zweckmäßigerweise in der letzten Stufe der Kaskade zudosiert.The basic zinc salts which have precipitated out are dissolved again in the initial stage by the fresh zinc solution will. The precipitants are expediently metered in in the last stage of the cascade.

Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine zweistufige Gegenstromfällung in der Zeichnung beispielhaft dargestellt.To explain the process according to the invention, a two-stage countercurrent precipitation is shown in the drawing shown as an example.

Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäßc Verfahren erläutern, ohne es darauf zu beschränken.The following examples are intended to explain the process according to the invention without restricting it thereto.

Beispiel 1example 1

Zu einer Zinklösung mit (in g/l) 40 Zn, 1,2Ni und 1,2Co als Chloride sowie einem pH von 3,6 wird Zinkpulver in vierfachem und Schwefelblüte in dreifachem stöchiometrischem Überschuß, bezogen auf Ni und Co, bei 700C eingerührt. Die Suspension wird 30 Minuten unter Vermeiden stärkerer Lufteinwirkung gerührt, der pH-Wert steigt dabei auf 5,3. Danach werden die basischen Zinksalze, die durch Hydrolyse im Sulfidniederschlag entstehen, durch vorsichtiges Ansäuern mit HCl bis pH 4 wieder gelöst und das Fällprodukt abfiltriert. Im Filtrat sind enthalten 46,2 g/l Zn, 0,06 g/l Ni und 0,11 g/l Co, was einer Abtrennung von 95% des Ni und 92% des Co entspricht. Durch höhere Reaktionstemperatur bei 900C und 20% mehr Zinkstaub erhöht sich auch die Co-Abscheidung auf 95% und die Ni-Abscheidung auf 98%.To a zinc solution (in g / l) 40 Zn, 1,2Ni and 1,2Co as chlorides and a pH of 3.6 is zinc powder in a four-fold and flowers of sulfur in threefold stoichiometric excess, based on Ni and Co, at 70 0 C stirred in. The suspension is stirred for 30 minutes while avoiding strong exposure to air, the pH value rises to 5.3. The basic zinc salts, which are formed by hydrolysis in the sulphide precipitate, are then dissolved again by careful acidification with HCl to pH 4 and the precipitate is filtered off. The filtrate contains 46.2 g / l Zn, 0.06 g / l Ni and 0.11 g / l Co, which corresponds to a separation of 95% of the Ni and 92% of the Co. Due to the higher reaction temperature at 90 ° C. and 20% more zinc dust, the Co deposition also increases to 95% and the Ni deposition to 98%.

Beispiel 2Example 2

Die sulfidierende Zementation der Begleitclemente Co, Ni und Cd erfolgt in einer Zinkchloridlösung, die bei der Aufarbeitung von Pyritabbränden durch chlorierende Röstung angefallen war, nachdem zuvor nach bekanntem Verfahren Cu durch Zementation mit Fe, Na2SO4 durch Kristallisation unter NaCl-Zugabe und Eisen durch Fällung mit Kalk abgeschieden worden waren. Die Zinklösung enthält in g/l: 38 Zn, 0,7 Mn, 0,79 Co, 0,3Ni, 0,11 Cd und < 0,1 Pb und Cu. Der pH-Wert der Lösung beträgt 3,5.The sulphidating cementation of the accompanying elements Co, Ni and Cd takes place in a zinc chloride solution, which was obtained during the processing of pyrite burns by chlorinating roasting, after Cu by cementation with Fe, Na 2 SO 4 by crystallization with the addition of NaCl and iron had been deposited by precipitation with lime. The zinc solution contains in g / l: 38 Zn, 0.7 Mn, 0.79 Co, 0.3Ni, 0.11 Cd and <0.1 Pb and Cu. The pH of the solution is 3.5.

Zu 10 I der Lösung wird nun ein als Nebenprodukt aus einem pyrometallurgischen Zinkgewinnungsprozeß angefallener Zinkstaub mit 45% metallischem Zn zugegeben; die Menge an Zn entspricht der 4,5fachen Stöchiometrie, bezogen auf die Summe von Co + Ni. Die zugesetzte Menge an Schwefelpulver wird mit dreifacher Stöchiometrie in bezug auf Co + Ni gewählt.A by-product of a pyrometallurgical zinc extraction process is now added to 10 l of the solution Zinc dust with 45% metallic Zn added; the amount of Zn corresponds to 4.5 times Stoichiometry based on the sum of Co + Ni. The amount of sulfur powder added is threefold Chosen stoichiometry with respect to Co + Ni.

Die Suspension wird '/j Stunde bei 700C gut gerührtThe suspension is stirred well at 70 ° C. for 1 hour

und anschließend durch vorsichtige Zugabe von Salzsäure der pH-Wert von 5,5 auf 4,2 abgesenkt, um ausgefallene basische Zinksalze zu lösen. Nach Tren-and then lowered the pH from 5.5 to 4.2 by carefully adding hydrochloric acid to dissolve precipitated basic zinc salts. After separation

s nung von Fällprodukt und Lösung sind im Filtrat enthalten (in mg/1): 27 Co, 20 Ni und 18Cd. Die Abtrennung der Begleitmetalle erreicht für Co 91%, Ni 93,5%, Cd 84%, während Pb und restliches Cu bei > 3 bzw. < 1 mg/1 liegen. Mn ist im Niederschlag nicht The solution of the precipitated product and the solution are contained in the filtrate (in mg / 1): 27 Co, 20 Ni and 18Cd. The separation of the accompanying metals reaches 91% for Co, 93.5% for Ni and 84% for Cd, while Pb and the remaining Cu are> 3 and <1 mg / 1, respectively. Mn is not in precipitation

ίο enthalten.ίο included.

Beispiel 3
(Zeichnung)
Example 3
(Drawing)

ι s Mit der unter Beispiel 2 genannten Zinklösung erfolgt eine kontinuierliche Gegenstromfällung in einer Laborapparatur mit zwei Reaktionsgefäßen und zwei Laboreindickern bei einem Durchsatz von 8 l/h. Die Zinklösung wird in dem Reaktionsgefäß 1 mit dem Zementschlamm aus Gefäß 2 vorbehandelt. Nach Trennung von Feststoff und Lösung im Eindicker El fließt die Lösung in das Reaktionsgefäß 2, wo unter Zugabe von Zn- und S-Pulver die restliche sulfidierende Zementation bei einer Verweilzeit von '/2 Stunde, einerι s With the zinc solution mentioned under Example 2 takes place continuous countercurrent precipitation in a laboratory apparatus with two reaction vessels and two Laboratory thickener with a throughput of 8 l / h. The zinc solution is in the reaction vessel 1 with the Pretreated cement slurry from vessel 2. After separation of solid and solution in the thickener El The solution flows into the reaction vessel 2, where, with the addition of Zn and S powder, the remaining sulfidating Cementation at a residence time of 1/2 hour, one

:s Temperatur von 75 —8O0C und einem End-pH-Wert von 5,4 durchgeführt wird. Nach Trennung von Feststoff und Lösung im Eindicker E 2 enthält der Überlauf die gereinigte Zinklösung. Der eingedickte Schlamm wird zur Vorzementation in Gefäß 1 zurückgepumpt. Im Gefäß 1 reagieren überschüssiges Zink und überschüssiger Schwefel mit den leichter zementierbaren Begleilmetallen Cu, Pb und Ni. Durch die zufließende Frischlauge werden die ausgefällten basischen Zinksalze wieder aufgelöst; es stellt sich ein pH-Wert von -4,2 in: s temperature of 75 -8O 0 C and a final pH-value is carried out of 5.4. After the solids and the solution have been separated in the thickener E 2 , the overflow contains the purified zinc solution. The thickened sludge is pumped back into vessel 1 for pre-cementation. In vessel 1, excess zinc and excess sulfur react with the more easily cementable accompanying metals Cu, Pb and Ni. The precipitated basic zinc salts are dissolved again by the fresh liquor flowing in; it turns out to be a pH of -4.2 in

;ö der Suspension ein. Bei einem Einsatz von Zinkstaub mit nur 3,5facher und Schwefel von nur 2,5facher Stöchiometrie, bezogen auf Co und Ni, wurden -90% des Co 96% des Ni und 83% des Cd abgetrennt, während Ph und Cu zu mehr als 98% ausgefällt werden. Eine Einwirkung von Luftsauerstoff, die insbesondere die Cd-Ausfällung negativ beeinflußt, da in chloridischei Lösung das Cadmium bei höherer Temperatur zui Wiederauflösung neigt, wird vermieden. Im Fällproduk sind neben Schwefel noch 13% Zn, 8,2% Co, 9,0% Ni 2,8% Cd und weniger als 2% Pb und 1% Cu enthalten. Das Verhältnis der Begleitelemente zum Zn beträgt; ö of the suspension. When using zinc dust with only 3.5 times and sulfur of only 2.5 times stoichiometry, based on Co and Ni, were -90% of the Co 96% of the Ni and 83% of the Cd separated, while Ph and Cu are precipitated to more than 98%. One Exposure to atmospheric oxygen, which in particular has a negative effect on Cd precipitation, since it is chloridic Solution, which tends to redissolve cadmium at higher temperatures, is avoided. In the felling product In addition to sulfur, it also contains 13% Zn, 8.2% Co, 9.0% Ni, 2.8% Cd and less than 2% Pb and 1% Cu. The ratio of the accompanying elements to Zn is

In der Lösung
Im Niederschlag
In the solution
In the precipitation

Co : ZnCo: Zn

0,0076
0,63
0.0076
0.63

Ni :ZnNi: Zn

0,0079 0,69 Cd : Zn0.0079 0.69 Cd: Zn

0,0029
0,21
0.0029
0.21

Cu : ZnCu: Zn

< 0,0026
0,15
<0.0026
0.15

Pb : ZnPb: Zn

< 0,0026
0,08
<0.0026
0.08

Gegenüber dem Zink haben sich die Begleitelemente Co, Ni und Cd im Niederschlag um folgende Faktoren angereichert:Compared to zinc, the accompanying elements Co, Ni and Cd are deposited in the precipitate enriched with the following factors:

Co um 83. Ni um 87, Cd um 74Co around 83, Ni around 87, Cd around 74

Hierzu I HUitl ZciclinunucnFor this purpose I HUitl Zciclinunucn

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur selektiven Abu ing von Kobalt, Nickel und/oder Cadmium ι a anderen Metallen, die edler als Zink sind, mittels sulfidierender Zementation aus chloridischen Zinklösungen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Lösungen metallisches Zink und Elementarschwefel in feinverteilter Form bei erhöhter Temperatur ι zugibt, die Suspension längere Zeit rührt und anschließend die ausgefällten Metalle von der Zinklösung abtrennt.1. A process for selective Abu ing of cobalt, nickel and / or cadmium ι a ande r en metals more noble than zinc, by sulfidizing cementation of chloridic zinc solutions, characterized in that, in the solutions of metallic zinc and elemental sulfur in finely divided form Increased temperature ι adds, the suspension is stirred for a long time and then separates the precipitated metals from the zinc solution. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zinklösung neben Kobalt, Nickel und/oder Cadmium noch vorhandene andere Metalle, z. B. Silber, Kupfer, Blei und/oder Arsen, mitgefällt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in addition to cobalt, nickel in the zinc solution and / or other metals still present in cadmium, e.g. B. silver, copper, lead and / or arsenic, to be liked. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die sulfidierende Zementation bei Temperaturen zwischen 50 und 100°C, vorzugsweise zwischen 60 und 800C, durchführt.3. The method according to claims 1 and 3, characterized in that the sulfidizing cementation at temperatures between 50 and 100 ° C, preferably between 60 and 80 0 C, is carried out. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß man als metallischen Anteil des Zementationsmittels zinkhaltige Zwischenprodukte oder Stäube, in denen das Zink mindestens teilweise metallisch vorliegt, benutzt.4. Process according to claims 1-3, characterized in that the metallic portion of the Cementing agent zinc-containing intermediates or dusts in which the zinc is at least partially present metallic, used. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß man an Stelle von Schwefelpulver ganz oder teilweise reaktionsfähige Sulfide, z. B. die des Zinks und/oder Eisens, verwendet.5. Process according to claims 1-4, characterized in that instead of sulfur powder fully or partially reactive sulfides, e.g. B. that of zinc and / or iron used. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in einem pH-Bereich von 4,0—5,5, vorzugsweise von 5,0—5,5, durchführt und anschließend mit einer Mineralsäure, vorzugsweise mit HCl, auf einen pH von 4,0—4,2 herabsetzt.6. The method according to claims 1-5, characterized in that the reaction in one pH range from 4.0-5.5, preferably from 5.0-5.5, and then with a mineral acid, preferably with HCl, reduced to a pH of 4.0-4.2. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß man die sulfidierende Zementation stufenförmig im Gegenstrom durchführt, wobei man die Fällreagenzien in die letzte Stufe zudosiert und das Fällprodukt einschließlich des Fällmittelüberschusses kontinuierlich im Gegenstrom mit der frischen Lösung in Kontakt bringt.7. The method according to claims 1-6, characterized in that the sulphidating cementation carried out in steps in countercurrent, the precipitation reagents being metered into the last stage and the precipitation product including the excess precipitant continuously in countercurrent with the brings fresh solution into contact. ihis <002mg/l) mit Zinkstaub bei 90-950C. In der !weiten Stufe wird die Cadrniumkonzentration bei 80°C mU Zinkstaub unter Zugabe von Kupfersulfat als Aktivator bis unter 1,0mg/1 herabgesetzt (w.e z.B. in of Metals, Vol. 18. Aug. 1966, S. 947-956,IHIS <002mg / l) with zinc dust at 90-95 0 C. In the! wide stage, the Cadrniumkonzentration at 80 ° C mU zinc dust with the addition of copper sulfate as activator to below 1.0 mg / 1 reduced (for example we in of Metals, Vol. Aug. 18, 1966, pp. 947-956,
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