DD286191A5

DD286191A5 - Verfahren zur elution von cyanidisch komplexiertem zink aus stark basischen anionaustauschern

Info

Publication number: DD286191A5
Application number: DD33079289A
Authority: DD
Inventors: Matthias Suess
Original assignee: Zi F. Isotopen- Und Strahlenforschung,De
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1989-07-14
Publication date: 1991-01-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elution von cyanidisch komplexiertem Zink aus stark basischen Anionenaustauschern, die zur direkten Zinkabtrennung aus alkalisch-cyanidischen Spuel- und Abwaessern der oberflaechenbehandelnden Industrie eingesetzt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz zur Elution mineralsaure Formaldehydloesungen mit einem Massenanteil von 0,005 bis 0,04 kg Formaldehyd/kg Loesung eingesetzt werden. Als Mineralsaeuren eignen sich Salpetersaeure * * Perchlorsaeure * * Phosphorsaeure * mol/l) oder Schwefelsaeure * *{Zinkabtrennung; Galvanikwaesser; Cyanidkomplexe; Anionenaustauscher; Elution; mineralsaure Formaldehydloesungen}

Description

Anwendungcgeblet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Elution von cyanidisch komplexiertem Zink aus stark basischen Anionenaustauschern, die zur direkten Zinkabtrennung aus alkalisch-cyanidischen Spül- und Abwässern der oberflächenbehandelnden Industrie eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Stark basische Anionenaustauscher können zur direkten Abtrennung von Zink aus Spül- und Abwässern alkalisch-cyanidischer Elektrolyte eingesetzt werden. Die Regenerierung dor Austauscher ist jedoch aufgrund der sehr festen Haftung der Zinkcyanidkomplexe am Sorbens nicht wie sonst üblich mit 4- 6%iger Natronlauge mit befriedigenden Ausbeuten möglich. Selbst eine Erhöhung der Natronlaugekonzentration auf 20% führt nicht zu Elutionsraten über 50%; außerdem wird das Austauscherharz von der konzentrierten Lauge erheblich angegriffen. Es wurde deshalb vorgeschlagen, zur Desorption der cyanldischen Zinkkomplexe von stark basischen Anionenaustauschern Mineralsäuren (A. N.Belevtsev, V.E.Genkin, Zh. Vses. KhIm. Obchest. 12(6] (1977] 644) und Kombinationen von 1 η Natronlauge

mit 2 η Natriumchloridlödung (J. Inczechy, T. Frankov, Period. Polytech. Chem. Eng. 11 (1 ] (1967] 53) einzusetzen. Auch diese

Elutionsmittel haben den Nachteil, daß befriedigende Elutionsraten (>70%) nicht oder nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand an Elutionsmittel realisiert werden können. Ein weiterer Vorschlag sieht zur Desorption der genannten Komplexe Oxidationsmittel wie Hypochloridlösungen vor

(A. Yagishita, Japan Kokai 7348.656,22.11.1971). Damit werden die am Austauscher gebundenen Komplexe oxidativ zerstört.

Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Oxidationsmittel in solchen Konzentrationen eingesetzt werden müssen, daß die Ionenaustauscherharze selbst erheblich angegriffen werden. Außerdem treten starke Gasentwicklungen auf, die zur Verschlechterung der Hydrodynamik in der lonenaustauschervorrichtung führen. Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Erhöhung des Elutionsgrades ohne Schädigung des Austauschers mit vertretbarem Aufwand.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Elution cyanidisch komplexierten Zinks aus stark basischen Anionenaustauschern

so zu gestalten, daß Elutionsgrade von 2:70% mit vertretbarem Elutionsmittelaufwand erreicht werden, ohne daß der

Austauscher dabei angegriffen wird und somit zu einer hohen Anzahl von Beladung*- und Elutionszyklen eingesetzt werden Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Elution mineralsaure Formaldehydlösungen mit einem Massenanteil von 0,005 bis 0,04 kg Formaldehyd/kg Lösung eingesetzt werden. Als Mineralsäuren eignen sich z. B. Salpetersäure

(0,2-1 mol/l), Perchlorsäure (0,2-1 mol/l), Phosphorsäure (0,2-1,5mol/l) und insbesondere Schwefelsäure (0,2-5mol/l). Zur

Verminderung der Austreibung von Blausäure aus der Lösung sollte jedoch auch bei Schwefelsäure ein Gehalt über 1,5mol/l

vermieden werden.

Durch die mineralsäure Formaldehydlösung wird der cyanldische Zinkkomplex chemisch umgesetzt, wobei das komplex

gebundene Zink als Zn^:*-Kation freigesetzt und somit vom Austauscher gewaschen wird. Die chemische Umsetzung verläuft innerhalb praxisrelevanter Kontaktzeiten (etwa 30 Minuten) weitestgehend quantitativ.

Das Zink kann aus dem Eluat durch Einstellen des pH-Wertes auf 8,3-9,0 bis auf Restgehalte unter 1 mg/l als Hydroxid ausgefällt

und damit abgetrennt werden. Die Anionenaustauscher können nach der Elution mit salpetersaurer, schwefelsaurer oder phosphorsaurer Formaldehydlösuiig ohne zusätzliche Konfektionierung zur erneuten Zinksorption eingesetzt werden. Bei

Vet wendung von perchlorsaurer Formaldehydlösung empfiehlt sich nach der Elution eine Konfektionierung mit Natronlauge,

um Kapazitätsverluste zu vermeiden.

-2- 286191 AusfOhrungsbeisplel ₄

1. Aus einem cyanldlschen Glanzzinkelektrolyten (C_1n 38,2g/l; C_Nicn - 82,6g/l; Cn₁OH = 73,0g/l; Cn₁₁COi - 70,3g/l) wurde durch Verdünnen mit Wasser im Verhältnis 1:11 eine Lösung hergestellt, der in ihrer Zusammensetzung einem üblichen Spülwasser entspricht. Damit wurden jeweils 2g eines stark basischen Anionenaustauschers vom Typ Wofatit SZ-30 in der OH-Form in einer SSuIe (d = 4,5mm, h = 8mm) bis zum Erreichen der SBttigungskapazitSt von 1,35-1,5mmol Zn/g Harz beladen. Bei der Elution wurden bei einer Geschwindigkeit von 1 ml/min unter Verwendung verschiedener Eiutionsiösungen (V «= 4/)ml) stets Elutionsgrade >70% erreicht. Ein Teil der Ergebnisse ist in der folgenden Tabelle enthalten.

. Formaldehyd	Mineralsäure	Zinkelutlonsgrad
(Masseanteil in %)	(mol/l)	(%)
0,5	0,2 m HjSO₄	72
1,0	0,2 m HjSO₄	82
1.6	0,2 m H₁SO₄	87
2,0	0,2 m H₁SO₄	83
3,0	0,2 m H₁SO₄	73
4,0	0,2 m H₂SO₄	75
1.6	0,4 m H₂SO₄	91
1.6	0,SmH₁SO₄	79
1,6	3,OmH₁SO₄	80
1.6	5,OmH₁SO₄	84
0,5	0,4 m HNO₃	77
1.0	0,4 m HNO,	85
2,0	0,4 m HNO,	78
1.0	0,2 m HNO,	71
1.0	1,OmHNO,	84
0,6	0,4.TiHCIO₄	68
1	0,4 m HCIO₄	72
2	0,4 m HCIO₄	75
1	0,2 m HCIO₄	70
1	1,OmHCIO₄	72
1	0,2 m H₂ZO₄	83
2	0,2 m H₁PO₄	71
1	1,5 m H₁PO₄	72

Unter sonst gleichen Bedingungen werden mit 5%igir NaOH nur etwa 38% und mit 20%iger NaOH nur etwa 46% des sorbierten Zinks vom Austauscher eluiert.

Aus allen im obigen Beispiel erhaltenen Eluaten konnte durch Einstellen des pH-Wertes auf 8,3-9 das Zink vollständig ausgefSlt werden. Der Restzinkgehalt der Lösung liegt unter 1 mg/l.

2. Im Verlaufe von 10 Beladungs- und Elutionszyklen an einer im Beispiel 1 beschriebenen AnionenaustauschersSule mit dem dort beschriebenen Spülwasser konnten mit Jeweils 50 ml Elutionslösung, bestehend aus 0,01 kg Formaldehyd/kg Lösung (0,03mol/l Schwefelsäure), Elutionsraten von stets über 90% erzielt werden. Bei jeder Neubeladung der SSuIe wurden GesamtsBttigungskapazitSten > 1,4mmol Zn/g Harz erreicht.

3. Aus einer wie im Beispiel 1 beladenen AnionenaustauschersSule mit 21,8g (etwa 53ml) Wofatit SZ-30 (in der OH-Form) mit einem Beladungsgrad von 1,6mmol Zn/g Harz wurden mit 300ml 1,5%iger Formaldehydlösung in 0,4mol/l Schwefelsäure 95% des Zinks eluiert. Nach Neubeladung (Kapazität 1,4 mmol/g) wurden mit 200ml 1,5%iger Formaldehydlösung in 1,5 mol/l Schwefelsäure 89% des aufder SSuIe befindlichen Zinks eluiert. Aus beiden Eluaten konnte durch Einstellung des pH-Wertes auf 8,5 das Zink bis auf restgehalte von etwa 0,5 mg/l ausgefeilt werden.

Claims

1. Verfahren zur Elution von cyanidisch komplexiertem Zink aus stark basischen Anionenaustauscherharzen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Elution mineralsaure Formaldehydlösungen mit einem Massenanteil von 0,005 bis 0,04kg Formaldehyd/kg Lösung eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäuren Salpetersäure (0,2-1 mol/l), Perchlorsäure (0,2-1 mol/l), Phosphorsäure (0,2-1,5mol/l) oder Schwefelsäure (0,2-5mol/l) eingesetzt werden.