SE534505C2

SE534505C2 - Recycling of aluminum from phosphorus-containing materials

Info

Publication number: SE534505C2
Application number: SE0950622A
Authority: SE
Inventors: Yariv Cohen
Original assignee: Easymining Sweden Ab
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-09-13
Also published as: WO2011025440A1; SE0950622A1

Abstract

Fosforinnehàllande material behandlas med oorganiska syror för att bilda Iaklösningar (7)innehållande trevärt järn, trevärt aluminium, och fosfor. Järn och/eller aluminium extraherasgenom absorption i en fängarsubstans (22) som har affinitet för katjoner och genom att frigörajärn och/eller aluminium till en stripplösning under regenerering. Regenereringen genomförsmed saltsyra (31). Anjoniska metallkloridkomplex extraheras från den saltsyrahaltigastripplösningen (32) genom absorption i en fängarsubstans (42) som har affinitet för anjoniskametallklorider. Metallklorider återvinns från den laddade fàngarsubstansen (46) genom elueringmed vatten (49). Gasformig väteklorid (38) tillsätts till raffinatet (33) frånmetallkloridextraktionen. Kristallint aluminiumkloridhexahydrat (37) separeras om så önskas.Den saltsyrahaltiga stripplösningen (31) ätercirkuleras och används för strippning avfångarsubstansen (26) som är laddad med järn och/eller aluminium. Den utarmadeasklaklösningen (9) behandlas för fosforåtervinning och àteranvänds företrädesvis förupplösning av ett fosforinnehàllande material. (Fig. 2) Phosphorus-containing materials are treated with inorganic acids to form solutions (7) containing trivalent iron, trivalent aluminum, and phosphorus. Iron and / or aluminum is extracted by absorption in a capture substance (22) affecting cations and by releasing iron and / or aluminum into a stripping solution during regeneration. The regeneration is carried out with hydrochloric acid (31). Anionic metal chloride complexes are extracted from the hydrochloric acid-containing stripping solution (32) by absorption in a scavenger substance (42) having an affinity for anionic metal chlorides. Metal chlorides are recovered from the charged capture substance (46) by elution with water (49). Gaseous hydrogen chloride (38) is added to the raffinate (33) from the metal chloride extraction. Crystalline aluminum chloride hexahydrate (37) is separated if desired. The hydrochloric acid-containing stripping solution (31) is recycled and used for stripping the capture substance (26) loaded with iron and / or aluminum. The depleted ash sludge solution (9) is treated for phosphorus recovery and is preferably reused before dissolving a phosphorus-containing material. (Fig. 2)

Description

534 505 Borttagning av fosfor vid avloppsvattenbehandling utgår vanligtvis frán kemisk fällning med jäm- eller aluminiumsalter. Järn och aluminium är icke-flyktiga metaller som kvarstår i askan under förbränning av avloppsslam. Järn och aluminium är därför stora komponenter i aska fràn förbränt avloppsslam, med upp till 20 vikts-%. 534 505 Phosphorus removal in wastewater treatment is usually based on chemical precipitation with iron or aluminum salts. Iron and aluminum are non-volatile metals that remain in the ash during the combustion of sewage sludge. Iron and aluminum are therefore large components in ash from incinerated sewage sludge, with up to 20% by weight.

Ett nödvändigt steg i fosforàtervinning fràn aska är upplösning av fosfor. Upplösning med en bas har en låg effektivitet då endast en del av fosforn i askan lakas ut. Däremot är effektiviteten för fosforlakning från aska med oorganiska syror mycket hög. Av denna anledning är lakning med syror det vanligaste angreppssättet. Användandet av oorganiska syror för fosforlakning fràn aska resulterar i en upplösning av järn och aluminium. Höga koncentrationer av jäm och aluminium i laklösningar från aska är det största hindret för återvinning av fosfor. Det är inte möjligt att fälla fosfor i andra former än järnfosfat eller aluminiumfosfat såvida inte järn och aluminium separeras, företrädesvis före fosforätervinningen. Järn- och aluminiumfosfat har väldigt låg löslighet i vatten och kan därför inte frigöra fosfor tillräckligt snabbt för grödorna om dessa används som gödselmedel. Gödslingsvärdet av järnfosfat och aluminiumfosfat är därför mycket lågt. Dessutom kan inte järn- och aluminiumfosfat behandlas av fosfatindustrin eftersom de stör den industriella processen. Höga koncentrationer av jäm och aluminium i asklaklösningar utgör också ett hinder för att återvinna fosfor med tekniker med vätskeextraktion eller jonbyte eftersom effektiviteten av fosforextraktionen minskar med ökande metalljonkoncentration. Det är dessutom att föredra att lösningen från fosforextraktionen ätercirkuleras och används för askupplösning för att reducera syraåtgàngen och för att minimera produktion av effluenter. Sådan återcirkulation av asklaklösning resulterar i en ansamling av järn och aluminium i den cirkulerande lösningen vilket gör fosforåtervinning ineffektiv. Därför är det önskvärt att kunna separera och företrädesvis återvinna järn och aluminium fràn asklaklösningar för att möjliggöra fosforàtervinning. Det är önskvärt att kunna återvinna huvudkomponenterna i askan för att minska de kostnader som är förknippade med askdeponering. Det är dessutom önskvärt att kunna återvinna jäm och aluminium var för sig och företrädesvis i en form som är lämplig för fosforfällning i avloppsreningsverk. Detta kan möjliggöra återcirkulation av järn och aluminium fràn aska för användning för fosforfällning och därigenom reducera behovet av externt tillförda järn- och aluminiumsalter.A necessary step in phosphorus recovery from ash is the dissolution of phosphorus. Dissolution with a base has a low efficiency as only a part of the phosphorus in the ash is leached out. However, the efficiency of phosphorus leaching from ash with inorganic acids is very high. For this reason, acid leaching is the most common approach. The use of inorganic acids for phosphorus leaching from ash results in a dissolution of iron and aluminum. High concentrations of iron and aluminum in leaching solutions from ash are the biggest obstacle to phosphorus recycling. It is not possible to precipitate phosphorus in forms other than iron phosphate or aluminum phosphate unless iron and aluminum are separated, preferably before phosphorus recovery. Iron and aluminum phosphate have very low solubility in water and therefore cannot release phosphorus fast enough for the crops if they are used as fertilizer. The fertilization value of iron phosphate and aluminum phosphate is therefore very low. In addition, iron and aluminum phosphate cannot be processed by the phosphate industry because they interfere with the industrial process. High concentrations of iron and aluminum in ash solutions also constitute an obstacle to the recovery of phosphorus by techniques of liquid extraction or ion exchange as the efficiency of phosphorus extraction decreases with increasing metal ion concentration. It is also preferred that the solution from the phosphorus extraction be recycled and used for ash solution to reduce acid consumption and to minimize effluent production. Such recirculation of ash solution results in an accumulation of iron and aluminum in the circulating solution, making phosphorus recycling inefficient. Therefore, it is desirable to be able to separate and preferably recycle iron and aluminum from ashtray solutions to enable phosphorus recovery. It is desirable to be able to recycle the main components of the ash to reduce the costs associated with ash disposal. In addition, it is desirable to be able to recycle iron and aluminum separately and preferably in a form suitable for phosphorus precipitation in sewage treatment plants. This can enable the recirculation of iron and aluminum from ash for use in phosphorus precipitation, thereby reducing the need for externally supplied iron and aluminum salts.

Den publicerade internationella patentansökan WO 00/50343 beskriver en process för återvinning av jäm, aluminium och fosfor från asklaklösningar med användning av jonbyte.Published international patent application WO 00/50343 describes a process for recovering iron, aluminum and phosphorus from ash ash solutions using ion exchange.

Processen inkluderar separation av järn och aluminium från asklaklösningar med en katjonbytarmassa med stark syra säsom Dowex Marathon C i natrium- eller protonform.The process includes the separation of iron and aluminum from ash solutions with a strong acid cation exchange compound such as Dowex Marathon C in sodium or proton form.

Regenerering av katjonbytarmassan görs företrädesvis med en vattenlösning av natriumklorid 534 505 3 men saltsyra eller svavelsyror nämns också som möjliga regenereringslösningar. Det konstateras att eluatlösningen som innehåller järn- och aluminiumjoner kan àtercirkuleras till en vattenreningsanläggning där substanser som innehåller järn och aluminium är värdefulla som fällningsmedel.Regeneration of the cation exchange mass is preferably done with an aqueous solution of sodium chloride, but hydrochloric acid or sulfuric acids are also mentioned as possible regeneration solutions. It is stated that the eluate solution containing iron and aluminum ions can be recycled to a water treatment plant where substances containing iron and aluminum are valuable as precipitants.

Angreppssättet som presenteras i framställningen WO 00/50343 har ett antal allvarliga nackdelar såsom höga kostnader på grund av behovet av ett stort överskott av regenereringskemikalier och ett begränsat värde på det återvunna järnet och aluminiumet eftersom dessa är kontaminerade med syror eller salter. Regenerering av en katjonbytarmassa med stark syra sker via en reaktion med jonbytarjämvikt. Katjonbytarmassan afﬁnitet för trevärda katjoner såsom järn och aluminium är mycket högre än affiniteten för envärda katjoner såsom natrium eller protoner. En mycket hög koncentration av envärda katjoner krävs därför i regenereringslösningen för att skifta jämviktsreaktionen i jonbytaren så att trevärda järn- eller aluminiumjoner kan bytas ut mot envärt natrium eller protoner. Därför kräver regenereringen av en katjonbytarmassa laddad med järn och aluminium användning av mycket koncentrerade salt- eller syralösningar. Behovet av salt eller syra är mycket större än den stökiometriska mängden för att bilda järn- och aluminiumsalter. Detta gör regenereringsprocessen kostsam eftersom ett överskott av kemikalier behövs. Vidare har eluatet ett högt innehåll av överskottssyra eller -salt.The approach presented in Preparation WO 00/50343 has a number of serious disadvantages such as high costs due to the need for a large excess of regeneration chemicals and a limited value of the recycled iron and aluminum as these are contaminated with acids or salts. Regeneration of a cation exchange mass with strong acid takes place via a reaction with ion exchange equilibrium. The cation exchange mass of trenity for trivalent cations such as iron and aluminum is much higher than the affinity for monovalent cations such as sodium or protons. A very high concentration of monovalent cations is therefore required in the regeneration solution to shift the equilibrium reaction in the ion exchanger so that trivalent iron or aluminum ions can be exchanged for monovalent sodium or protons. Therefore, the regeneration of a cation exchange compound loaded with iron and aluminum requires the use of highly concentrated salt or acid solutions. The need for salt or acid is much greater than the stoichiometric amount to form iron and aluminum salts. This makes the regeneration process costly as an excess of chemicals is needed. Furthermore, the eluate has a high content of excess acid or salt.

Tillförsel av koncentrerade syror eller salter till avloppsvattenbehandlingsprocessen är oönskad.Addition of concentrated acids or salts to the wastewater treatment process is undesirable.

Dessutom medger den ovan beskrivna processen inte att järn och aluminium återvinns separat.In addition, the process described above does not allow iron and aluminum to be recycled separately.

I avloppsvattenbehandling är fosforfällning optimerad för att använda antingen järn- eller aluminiumsalter. För att uppnå maximal effektivitet av fosforborttagning är det nödvändigt att kontrollera pH i lösningen och att kunna justera förhållandet mellan metall och fosfor under fällningen. Det är därför önskvärt att använda fällningskemikalier med en förutbestämd sammansättning och att använda antingen järn- eller aluminiumsalter och inte blandningar med varierande Fe- och Al-innehäll.In wastewater treatment, phosphorus precipitation is optimized for using either iron or aluminum salts. To achieve maximum efficiency of phosphorus removal, it is necessary to control the pH of the solution and to be able to adjust the ratio of metal to phosphorus during precipitation. It is therefore desirable to use precipitating chemicals with a predetermined composition and to use either iron or aluminum salts and not mixtures with varying Fe and Al content.

Innehållet av järn och aluminium i aska fràn förbränt avloppsslam varierar över tiden. I ﬂera fall förbränns avloppsslam i centrala anläggningar som mottar slam ifrån flera behandlingsanläggningar vilka använder antingen järn eller aluminium som fällningskemikaller.The content of iron and aluminum in ash from incinerated sewage sludge varies over time. In these cases, sewage sludge is incinerated in central plants that receive sludge from several treatment plants which use either iron or aluminum as precipitating chemicals.

Eftersom skillnaden i molekylvikten för aluminium och järn är stor och det relativa innehållet av järn och aluminium i aska varierar över tiden sà kommer eluat som produceras i enlighet med framställningen WO 00/50343 att ha ett mycket begränsat värde som fällningskemikalier, I den publicerade internationella patentansökan WO 2008/115121 visas en metod och ett arrangemang för fosforåtervinning. Metoden är tillämgbar för fosforåtervinning ifrån laklösningar 534 505 4 från aska. Separation av järn och aluminium sker med en stark katjonbytarmassa som regenereras med en oorganisk syra. Nackdelarna är liknande de som presenteras i WO 00/50343 och inkluderar höga kostnader på grund av behovet av ett stort överskott av regenereringskemikalier, ett begränsat värde av de återvunna järn- och aluminiumprodukterna på grund av förorening med syra och att det inte är möjligt att återvinna järn och aluminium var för sig.Since the difference in the molecular weight of aluminum and iron is large and the relative content of iron and aluminum in ash varies over time, eluates produced in accordance with the preparation WO 00/50343 will have a very limited value as precipitating chemicals, In the published international patent application WO 2008/115121 discloses a method and an arrangement for phosphorus recovery. The method is applicable for phosphorus recovery from leach solutions 534 505 4 from ash. Separation of iron and aluminum takes place with a strong cation exchange mass which is regenerated with an inorganic acid. The disadvantages are similar to those presented in WO 00/50343 and include high costs due to the need for a large excess of regeneration chemicals, a limited value of the recycled iron and aluminum products due to contamination with acid and the fact that it is not possible to recycle iron and aluminum separately.

Trots ett omfattande forskningsarbete över hela världen inom området fosforåtervinning och försök att använda jonbytarteknologi och vätskeextraktion för detta ändamål, har återvinning av järn och aluminium fràn Iaklösningar från aska, separat och i ren form, för att användas som fällningsmedel vid avloppsvattenrening, inte tillämpats industriellt.Despite extensive research worldwide in the field of phosphorus recovery and attempts to use ion exchange technology and liquid extraction for this purpose, the recovery of iron and aluminum from ash solutions, separately and in pure form, for use as a precipitant in wastewater treatment, has not been applied industrially.

Det finns ett behov för en förbättrad metod för återvinning av jäm och aluminium ifràn Iaklösningar från aska, i vilken det kontinuerliga behovet av stora överskott av regenereringskemikalier tas bort. Det ﬁnns även ett behov för en metod som möjliggör återvinning av järn och aluminium var för sig och l en ren form utan föroreningar av tungmetaller, att användas som fällningsmedel vid vattenrenings-/avloppsreningsanläggningar.There is a need for an improved method of recycling iron and aluminum from ash solutions, in which the continuous need for large excesses of regeneration chemicals is eliminated. There is also a need for a method that enables the recycling of iron and aluminum separately and in a clean form without contamination of heavy metals, to be used as a precipitant in water treatment / sewage treatment plants.

Sammanfattning Ett allmänt syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en effektiv, kostnadseffektiv och miljövänlig metod för återvinning av järn och aluminium från lösningar, företrädesvis lösningar som erhålls från upplösning av fosforinnehållande material, och i synnerhet att tillhandahålla en metod för återvinning av järn och aluminium från Iaklösningar som erhålls vid upplösning av aska ifràn förbränt avloppsslam med oorganiska syror. Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en kostnadseffektiv metod för att separera järn och aluminium från asklaklösningar för att möjliggöra, i ett efterföljande steg, fosforåtervinning i en värdefull form för användning inom jordbruk. Ett annat syfte med föreliggande uppﬁnning är att möjliggöra återvinna järn- och alurniniumsalt utan behovet av stora överskott av regenereringskemikalier. Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att möjliggöra återvinning av järn- och aluminiumsaller utan förorening av tungmetaller. Ett vidare syfte med föreliggande uppfinning är att möjliggöra separation av järn ifrån aluminium för att användas för separat fosfatstyrning vid behandling av avfallsflöden.Summary A general object of the present invention is to provide an efficient, cost-effective and environmentally friendly method for recovering iron and aluminum from solutions, preferably solutions obtained from dissolving phosphorus-containing materials, and in particular to provide a method for recovering iron and aluminum from Solutions obtained by dissolving ash from incinerated sewage sludge with inorganic acids. A further object of the present invention is to provide a cost-effective method for separating iron and aluminum from ash ash solutions to enable, in a subsequent step, phosphorus recovery in a valuable form for use in agriculture. Another object of the present invention is to make it possible to recover iron and aluminum salt without the need for large excesses of regeneration chemicals. A further object of the present invention is to enable the recycling of iron and aluminum salts without contamination of heavy metals. A further object of the present invention is to enable the separation of iron from aluminum for use in separate phosphate control in the treatment of waste streams.

Ovanstående syften uppnås genom metoder och anordningar i enlighet med bifogade patentkrav, l generella ordalag behandlas fosforinnehållande material med oorganiska syror för att bilda en laklösning som innefattar anjoner av trevärt järn, trevärt aluminium, tvåvärda tungmetaller och fosfat. Åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium extraheras 534 505 5 från laklösningen genom att adsorbera åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium i en fångarsubstans (eng. scavenger) med affinitet för katjoner och genom att frigöra åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium till en stripplösning under regenerering av fångarsubstansen. Regenereringen sker med saltsyra. Anjoniska metallkloridkomplex extraheras från saltsyrastripplösningen genom absorption av anjoniska metallkloridkomplex i en fångarsubstans med affinitet för anjoniska metallklorider. Metallklorider ätervinns från den laddade fángarsubstansen genom eluering med vatten och fångarsubstansen återcirkuleras för att extrahera ytterligare anjoniska metallklorider. Saltsyra tillförs till raffinatet frän steget med metallkloridextrahering. Kristallint aluminiumklorid- hexahydrat kan om så önskas separeras från saltsyrastripplösningen. Saltsyrastripplösningen, efter metallseparation, återförs och används för att strippa en fångarsubstans laddad med åtminstone en trevärd metall vald frän järn och aluminium. Asklaklösningen, efter separering av åtminstone en trevärd metall vald fràn järn och aluminium behandlas för fosforàtervinning och återanvänds företrädesvis för upplösning av ett fosforinnehállande material.The above objects are achieved by methods and devices according to the appended claims, in general terms phosphorus-containing materials are treated with inorganic acids to form a leach solution comprising anions of trivalent iron, trivalent aluminum, divalent heavy metals and phosphate. At least one trivalent metal selected from iron and aluminum is extracted from the leach solution by adsorbing at least one trivalent metal selected from iron and aluminum in a scavenger affinity for cations and by releasing at least one trivalent metal selected from iron. and aluminum to a stripping solution during regeneration of the capture substance. The regeneration takes place with hydrochloric acid. Anionic metal chloride complexes are extracted from the hydrochloric acid stripping solution by absorbing anionic metal chloride complexes into a capture substance having an affinity for anionic metal chlorides. Metal chlorides are recovered from the charged capture substance by elution with water and the capture substance is recycled to extract additional anionic metal chlorides. Hydrochloric acid is added to the raffinate from the step of metal chloride extraction. Crystalline aluminum chloride hexahydrate can be separated from the hydrochloric acid stripping solution if desired. The hydrochloric acid stripping solution, after metal separation, is returned and used to strip a capture substance loaded with at least one trivalent metal selected from iron and aluminum. The ash solution, after separation of at least one trivalent metal selected from iron and aluminum, is treated for phosphorus recovery and is preferably reused for dissolving a phosphorus-containing material.

En fördel med föreliggande uppfinning är att den möjliggör extraktion av järn och aluminium fràn asklaklösningar i form av högkvalitativa järnklorid- och aluminiumkloridprodukter på ett miljövänligt och kostnadseffektivt sätt. Separation av järn och aluminium från asklaklösningar möjliggör att återvinna fosfor i ett möjligt efterföljande steg i en form som är lämplig för användning inom jordbruk. Järn och aluminium kan således återvinnas från asklaklösningar på ett enkelt och kostnadseffektivt sätt utan behov av ett stort överskott av regenereringskemikalier. En ytterligare fördel med föreliggande uppfinning är att den möjliggör att återvinna järn och aluminium separat och utan kontamination med tungmetaller. Ännu en fördel med föreliggande uppfinning är att fällningskemikalier som används för fosforfällning ur avfallsströmmar kan återvinnas ur askor från förbränning av fosforinnehállande slam och därefter återanvändas igen för fosforfällning i avfallsvattenströmmar, varvid resurser sparas.An advantage of the present invention is that it enables the extraction of iron and aluminum from ash solutions in the form of high-quality iron chloride and aluminum chloride products in an environmentally friendly and cost-effective manner. Separation of iron and aluminum from ash solutions makes it possible to recover phosphorus in a possible subsequent step in a form suitable for use in agriculture. Iron and aluminum can thus be recycled from ashtray solutions in a simple and cost-effective way without the need for a large excess of regeneration chemicals. A further advantage of the present invention is that it makes it possible to recycle iron and aluminum separately and without contamination with heavy metals. Yet another advantage of the present invention is that precipitation chemicals used for phosphorus precipitation from waste streams can be recovered from ashes from incineration of phosphorus-containing sludge and then reused again for phosphorus precipitation in wastewater streams, saving resources.

Kortfattad figurbeskrivning Uppfinningen tillsammans med ytterligare syften och fördelar därmed förstås bäst genom hänvisning till följande beskrivning gjord tillsammans med medföljande ritningarna, i vilka: Fig. 1 är ett blockschema av en utföringsform av ett arrangemang för återvinning av fosfor från askor; Fig. 2 är ett blockschema av en utföringsform av ett arrangemang för återvinning av trevärda metaller i enlighet med föreliggande uppfinning; Fig. 3 är ett diagram som illustrerar extraktion av metaller från svavelsyra med hjälp av di-etylhexylfosforsyra som en funktion av jämvikts-pH; Fig. 4 är ett diagram som illustrerar extraktion av anjoniska metallkloridkomplex med 534 505 6 trioctyl/decylamin fràn saltsyra som en funktion av kloridkoncentrationen; Fig. 5 är ett flödesschema över steg av en utföringsform av en metod för återvinning av trevärda metaller i enlighet med den föreliggande uppfinningen; Fig. 6 är ett flödesschema över steg av en utföringsfonn av en metod för fosforàtervinning; Fig. 7 är ett blockschema av en utföringsform av ett arrangemang för återvinning av aluminium i enlighet med föreliggande uppfinning; Fig. 8 är ett blockschema över en utföringsform av ett arrangemang för återvinning av järn i enlighet med föreliggande uppfinning; Fig. 9 är ett blockschema över en utföringsform av ett arrangemang för återvinning av järn och aluminium i enlighet med föreliggande uppfinning; samt Fig. 10 är ett blockschema över en annan utföringsform av ett arrangemang för återvinning av järn och aluminium i enlighet med föreliggande uppﬁnning.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention, together with further objects and advantages thereof, is best understood by reference to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of an arrangement for recovering phosphorus from ashes; Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of an arrangement for recycling trivalent metals in accordance with the present invention; Fig. 3 is a graph illustrating extraction of metals from sulfuric acid using diethylhexylphosphoric acid as a function of equilibrium pH; Fig. 4 is a graph illustrating extraction of anionic metal chloride complexes with trioctyl / decylamine from hydrochloric acid as a function of chloride concentration; Fig. 5 is a step-by-step flow chart of an embodiment of a method for recovering trivalent metals in accordance with the present invention; Fig. 6 is a flow chart of steps of an embodiment of a phosphorus recovery method; Fig. 7 is a block diagram of an embodiment of an aluminum recycling arrangement in accordance with the present invention; Fig. 8 is a block diagram of an embodiment of an iron recycling arrangement in accordance with the present invention; Fig. 9 is a block diagram of an embodiment of an arrangement for recycling iron and aluminum in accordance with the present invention; and Fig. 10 is a block diagram of another embodiment of an arrangement for recycling iron and aluminum in accordance with the present invention.

Detaljerad beskrivning l alla ritningarna används samma referensnummer för liknande eller motsvarande element.Detailed description In all drawings the same reference numerals are used for similar or corresponding elements.

Terminologi som ofta används i föreliggande beskrivning skall tolkas enligt följande: Fàngarsubstans - Material som har affinitet för lösta ämnen, t.ex. material som adsorberar joner, genom jonassociation eller lösningsmekanismer. Termen inkluderar olika slags extraktanter som ingàri såväl solventer som jonbytarmassor.Terminology commonly used in the present description is to be construed as follows: Capture substance - Material that has an affinity for solutes, e.g. materials that adsorb ions, by ion association or solution mechanisms. The term includes various types of extractants which include both solvents and ion exchange compounds.

Solvent - En vätskefas, vanligtvis organisk, som företrädesvis löser extraherbara lösta ämnen ur en vattenlösnlng.Solvent - A liquid phase, usually organic, which preferably dissolves extractable solutes from an aqueous solution.

Extraktant - En aktiv komponent, vanligtvis organisk, av en solvent som möjliggör extraktion.Extractant - An active component, usually organic, of a solvent that enables extraction.

Vätskeextraktion - Separationen av en eller flera lösta ämnen från en blandning genom masstransport mellan icke blandbara faser varav åtminstone en fas typiskt sett är en organisk vätska.Liquid extraction - The separation of one or more solutes from a mixture by mass transport between immiscible phases of which at least one phase is typically an organic liquid.

Diluent - En vätska, vanligtvis organisk, i vilken en extraktant och en modiﬁerare år upplösta för att skapa en solvent.Diluent - A liquid, usually organic, in which an extractant and a modifier dissolve to create a solvent.

Modifierare - En substans som tillförs solventen för att öka lösligheten av extraktanten, salt av extraktanten eller jonslag härrörande från extraktion eller strippning. Även tillförd för att 534 505 undertrycka emulsionsbildning.Modifier - A substance that is added to the solvent to increase the solubility of the extractant, salt of the extractant or ionic species resulting from extraction or stripping. Also added to suppress emulsion formation.

Regenerering - Överförandet från fàngarsubstansen av de lösta ämnen som avlägsnats från processlösningen för att göra fàngarsubstansen klar för återanvändning.Regeneration - The transfer from the capture substance of the solutes removed from the process solution to make the capture substance ready for reuse.

Strippning - Eluering från en laddad solvent.Stripping - Elution from a charged solvent.

Skrubbning - Selektivt avlägsnande av orenheter från en laddad solvent före strippning.Scrubbing - Selective removal of impurities from a charged solvent before stripping.

Raffinat - En vattenfas från vilken ett löst ämnen avlägsnats genom extraktion.Raffinate - An aqueous phase from which a solute has been removed by extraction.

Den föreliggande uppfinningen baseras på förståelsen av att man genom att kombinera och anpassa olika processteg med en hög áteranvändningsgrad av processkemikalier kan åstadkomma en hel process med mycket hög grad av kemikalieåteranvändning. l föreliggande uppfinning kan man, genom att ansluta tvà jonbytarförfaranden med en process. som i sig själv är ett återcirkulationssystem, åstadkomma synergieffekter för hela systemet. Detta kan illustreras genom en typisk utföringsform som presenteras nedan.The present invention is based on the understanding that by combining and adapting different process steps with a high degree of recycling of process chemicals, a whole process with a very high degree of chemical recycling can be achieved. In the present invention, by connecting two ion exchange processes with one process, one can. which in itself is a recirculation system, create synergy effects for the whole system. This can be illustrated by a typical embodiment presented below.

I en typisk utföringsform av föreliggande uppfinning, vilken emellertid in_te_ skall anses vara begränsande för det generella skyddsomfånget, behandlas fosforinnehållande material med en oorganisk syra för att bilda en laklösning innefattande trevärt jäm, trevärt aluminium, tvåvärda tungmetaller och fosfatanjoner. Åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium extraheras från denna laklösning genom absorption av åtminstone en metall vald från järn och aluminium i en fàngarsubstans som har en affinitet för katjoner och genom att frigöra åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium till en stripplösning under regenerering av fàngarsubstansen. Regenereringen sker med saltsyra. Anjoniska metallkloridkomplex extraheras från den saltsyrehaltiga stripplösningen genom att adsorbera anjoniska metallkloridkomplex i en fångarsubstans som har afﬁnitet för anjoniska metallklorider.In a typical embodiment of the present invention, which, however, is not to be construed as limiting the general scope, phosphorus-containing materials are treated with an inorganic acid to form a leach solution comprising trivalent iron, trivalent aluminum, divalent heavy metals and phosphate anions. At least one trivalent metal selected from iron and aluminum is extracted from this leach solution by absorbing at least one metal selected from iron and aluminum in a capture substance having an affinity for cations and by releasing at least one trivalent metal selected from iron and aluminum to a stripping solution during regeneration of the capture substance. The regeneration takes place with hydrochloric acid. Anionic metal chloride complexes are extracted from the hydrochloric acid-containing stripping solution by adsorbing anionic metal chloride complexes in a trapping substance having the affinity of anionic metal chlorides.

Metallklorider återvinns från den laddade fàngarsubstansen genom eluering med vatten och fàngarsubstansen àtercirkuleras för att extrahera mer anjoniska metallklorider. Saltsyra adderas till rafﬁnatet från metalIkloridextraktionssteget. Kristallin aluminiumkloridhexahydrat kan om så önskas separeras från den saltsyrehaltiga stripplösningen. Efter metallseparationen återcirkuleras den saltsyrehaltiga stripplösningen och används för att strippa en fàngarsubstans laddad med åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium. Efter separation av åtminstone en trevärd metall vald från järn och aluminium behandlas asklaklösningen för återvinning av fosfor och àteranvänds företrädesvis för upplösning av ett fosforinnehàllande material. 534 505 Det ursprungliga avsedda syftet med föreliggande uppfinning var att skapa en enkel och kostnadseffektiv metod för återvinning av järn och aluminium från asklaklösningar innehållande åtminstone en av trevärt järn och trevärt aluminium och möjligen även tvåvärda tungmetaller och fosfor. Metoden gör det möjligt att återvinna järn och aluminium separat och utan att vara kontaminerade av tungmetaller. Separation av järn och aluminium möjliggör fosforåtervinning, i ett efterföljande steg. i en för användning inom lantbruk användbar form. Därutöver möjliggör metoden produktion av järn- och aluminiumsalter utan behov av ett stort överskott av regenereringskemikalier.Metal chlorides are recovered from the charged capture substance by elution with water and the capture substance is recycled to extract more anionic metal chlorides. Hydrochloric acid is added to the electrification from the metal chloride extraction step. Crystalline aluminum chloride hexahydrate can be separated from the hydrochloric acid stripping solution if desired. After the metal separation, the hydrochloric acid-containing stripping solution is recycled and used to strip a capture substance loaded with at least one trivalent metal selected from iron and aluminum. After separation of at least one trivalent metal selected from iron and aluminum, the ash ash solution is treated for phosphorus recovery and is preferably reused for dissolving a phosphorus-containing material. The original object of the present invention was to create a simple and cost-effective method for recovering iron and aluminum from ashtray solutions containing at least one of trivalent iron and trivalent aluminum and possibly also divalent heavy metals and phosphorus. The method makes it possible to recycle iron and aluminum separately and without being contaminated with heavy metals. Separation of iron and aluminum enables phosphorus recovery, in a subsequent step. in a form useful for use in agriculture. In addition, the method enables the production of iron and aluminum salts without the need for a large excess of regeneration chemicals.

Nedan beskrivs detaljerat olika utföringsformer av processer för återvinning av järn, aluminium och fosfor från aska av förbränt avloppsslam. Emellertid är den föreliggande uppﬁnnlngen inte begränsad till återvinning av järn och aluminium från aska från förbränt avloppsslam utan är tillämpbar pà många andra fosfonnnehållande material, En snarlik process kan användas för att till exempel extrahera järn och aluminium ur aska av förbränd biomassa, aska av förbränt hushållsavfall, aska av förbränd torv, aska av förbränt kol, kemiskt slam från anläggningar för vatten-/avloppsvattenbehandling osv.Various embodiments of processes for recycling iron, aluminum and phosphorus from ash from incinerated sewage sludge are described in detail below. However, the present invention is not limited to the recovery of iron and aluminum from ash from incinerated sewage sludge but is applicable to many other phosphone-containing materials. A similar process can be used to extract, for example, iron and aluminum from ashes of incinerated biomass, ashes of incinerated household waste. , ash from incinerated peat, ash from incinerated coal, chemical sludge from water / wastewater treatment plants, etc.

Avloppsslamaska är den rest som bildas i en förbränningsanläggning vid förbränning av avvattnat avloppsslam. Slamaska är huvudsakligen ett mjäligt material med lite sandpartiklar.Sewage sludge mask is the residue that is formed in an incineration plant during the incineration of dewatered sewage sludge. Sludge ash is mainly a floury material with some sand particles.

Den specifika storleksfördelningen och slamaskans egenskaper beror till största delen på typen av förbränningssystem och de kemikalier som använts i avloppsbehandlingsprocessen.The specific size distribution and the properties of the sludge mask largely depend on the type of combustion system and the chemicals used in the sewage treatment process.

Avloppsslamaska består till huvuddelen av grundämnena O, Si, P, Ca, Fe och Al. Fosfor förekommer huvudsakligen i formen av som olika fosfatsalter med metallkatjoner. medan resten av ämnena huvudsakligen förekommer som oxider. Fosforkoncentrationen i askan är vanligtvis inom området 7 - 10 vikts-%. Koncentrationen av övriga ämnen varierar som följer: Si 9 - 21 %, Ca 4 - 15 %, Al 3 - 15 % och Fe 1 - 14 %. Summan av tungmetaller såsom Cd, Co, Cr. Cu, Hg.Sewage sludge ash consists for the most part of the elements O, Si, P, Ca, Fe and Al. Phosphorus occurs mainly in the form of as various phosphate salts with metal cations. while the rest of the substances occur mainly as oxides. The phosphorus concentration in the ash is usually in the range 7 - 10% by weight. The concentration of other substances varies as follows: Si 9 - 21%, Ca 4 - 15%, Al 3 - 15% and Fe 1 - 14%. The sum of heavy metals such as Cd, Co, Cr. Cu, Hg.

Ni. Pb och Zn uppgår vanligtvis till 0,1 - 0,5 vikts-%.You. Pb and Zn usually amount to 0.1 - 0.5% by weight.

En lösning skapas genom att lösa upp aska från förbränt avloppsslam i syra i ett upplösningsarrangemang. Starka oorganiska syror så som svavelsyra. salpetersyra eller saltsyra kan användas. Den föredragna syran är svavelsyra på grund av dess låga pris och att den kan erhållas i koncentrerad form. Det föredragna sättet att lösa upp aska i syra är att först blanda askan med âtercirkulerad processvätska och sedan upprätthålla ett lågt pH (pH < 2) genom att kontinuerligt tillföra svavelsyra på ett kontrollerat sätt. Den nödvändiga pH-nivån vid upplösning är en funktion av asksammansättningen och är således speciﬁk för respektive aska. 534 505 9 De olösliga delarna av askan, huvudsakligen silikater, olösta metalloxider och gips avlägsnas via sedimentation, filtrering eller centrifugering.A solution is created by dissolving ash from incinerated sewage sludge in acid in a dissolution arrangement. Strong inorganic acids such as sulfuric acid. nitric acid or hydrochloric acid can be used. The preferred acid is sulfuric acid due to its low price and that it can be obtained in concentrated form. The preferred way to dissolve ash in acid is to first mix the ash with recycled process liquid and then maintain a low pH (pH <2) by continuously adding sulfuric acid in a controlled manner. The necessary pH level during dissolution is a function of the ash composition and is thus specific to each ash. 534 505 9 The insoluble parts of the ash, mainly silicates, undissolved metal oxides and gypsum are removed by sedimentation, filtration or centrifugation.

Hela arrangemanget för askupplösning och separation av olösliga fasta ämnen kan ses som en förbehandling för att åstadkomma en tillförsellösning till àtervinningsanordningen enligt uppfinningen, innehållande trevärt järn, trevärt aluminium, tvåvärda tungmetaller och fosfor.The whole arrangement for ash dissolution and separation of insoluble solids can be seen as a pretreatment to provide a feed solution to the recycling device according to the invention, containing trivalent iron, trivalent aluminum, divalent heavy metals and phosphorus.

En utföringsform av ett allmänt blockdiagram för ett arrangemang 100 för återvinning av järn, aluminium och fosfor från askor visas i figur 1. Aska 1, syra 2, och processlösning 3, företrädesvis åtminstone till en del átercirkulerad processlösning, tillförs till en upplösningsenhet 4. Upplösningsenheten 4 är anordnad för behandling av det fosforinnehållande materialet, i denna utföringsform, askan 1, med syran 2, i denna utföringsform oorganisk syra. Ett utflöde 5 från upplösningsenheten 4 behandlas därefter för avlägsning av olösligt material 13 i en upplösningsseparator 6, vilken är en separationsenhet för fast materia fràn vätska.An embodiment of a general block diagram of an arrangement 100 for recycling iron, aluminum and phosphorus from ashes is shown in Figure 1. Ash 1, acid 2, and process solution 3, preferably at least some recycled process solution, are fed to a dissolution unit 4. The dissolution unit 4 is provided for treating the phosphorus-containing material, in this embodiment, the ash 1, with the acid 2, in this embodiment inorganic acid. An effluent 5 from the dissolution unit 4 is then treated to remove insoluble material 13 in a dissolution separator 6, which is a solid matter separation unit from liquid.

Upplösningsseparatorn 6 är således anordnad för att separera fasta och flytande faser av det behandlade fosforinnehàllande materialet. Det olösliga materialet 13 avlägsnas typiskt genom sedimentation, filtrering och/eller centrifugering och en kvarvarande vätska leds som en oorganisk syralösning 7 innehållande åtminstone en av trevärt aluminium och trevärt järn till en ingång på ett arrangemang 8 för återvinning av trevärda metaller. Efter avlägsnande av en väsentlig del av nämnda åtminstone en metall vald från järn och aluminium tillhandahålls den utarmade lakvätskan 9 som lämnar arrangemanget 8 för återvinning av trevärda metaller som en ingàngslösning till ett arrangemang för återvinning av fosfat 10, i vilket fosforåtervinning utförs med medel, som sådana kända i känd teknik, såsom vätskeextraktion, jonbyte, kemisk fällning etc. En effluent 11 från arrangemanget för fosforåtervinning 10 återcirkuleras tillbaka till upplösningsenheten 4 såsom processlösningen 3, som ett återcirkulationsarrangemang för àtercirkulering av lakvätskan utarmad pà trevärda metaller och fosfat tillbaka till upplösningsenheten 4. Ett utflöde 12 av den cirkulerade processlösningen 3 avlägsnas för vidare behandling t.ex. för att förhindra uppbyggnad av tungmetaller och alkaliska katjoner.The dissolution separator 6 is thus arranged to separate solid and liquid phases of the treated phosphorus-containing material. The insoluble material 13 is typically removed by sedimentation, filtration and / or centrifugation and a residual liquid is passed as an inorganic acid solution 7 containing at least one of trivalent aluminum and trivalent iron to an inlet of a trivalent metal recovery arrangement 8. After removal of a substantial portion of the at least one metal selected from iron and aluminum, the depleted leach liquid 9 leaving the trivalent metal recovery arrangement 8 is provided as an entry solution to a phosphate recovery arrangement 10 in which phosphorus recovery is performed by means which such known in the prior art, such as liquid extraction, ion exchange, chemical precipitation, etc. An effluent 11 from the phosphor recovery arrangement 10 is recycled back to the dissolution unit 4 as the process solution 3, as a recirculation arrangement for recirculating the leach depleted of trivalent metals to phosphate An effluent 12 of the circulating process solution 3 is removed for further treatment e.g. to prevent the build-up of heavy metals and alkaline cations.

I en föredragen utföringsform, efter att en väsentlig del av järn och/eller aluminium avlägsnats, behandlas den utarmade lösningen 9 för fosforåtervinning genom att extrahera fosforsyra med organiska solventer såsom alkoholer, tri-alkylfosfat etc. (t.ex. heptanol, tributylfosfat och blandningar av dessa föreningar) i ett vätskeextraktionsförfarande. Denna fosforåtervinning kan t.ex. genomföras i enlighet med beskrivningen i den publicerade internationella patentansökan WO2008/115121. Det är konstaterat att sådana solventer extraherar fosforsyra med företräde framför svavelsyra, salpetersyra och saltsyra från asklaklösningar. Alternativt kan svavelsyra och fosforsyra extraheras tillsammans vid användning av solventer såsom aminer i vätskeform 534 505 10 och blandningar av aminer i vätskeform, tributylfosfat och alkoholer. Fosfor kan således återvinnas från sådana organiska solventer genom kända medel i en form lämplig att användas inom jordbruket.In a preferred embodiment, after a substantial portion of iron and / or aluminum has been removed, the depleted solution 9 is treated for phosphorus recovery by extracting phosphoric acid with organic solvents such as alcohols, trialkyl phosphate etc. (eg heptanol, tributyl phosphate and mixtures of these compounds) in a liquid extraction process. This phosphorus recovery can e.g. carried out in accordance with the description in the published international patent application WO2008 / 115121. It has been found that such solvents extract phosphoric acid with preference over sulfuric acid, nitric acid and hydrochloric acid from ash solutions. Alternatively, sulfuric acid and phosphoric acid may be extracted together using solvents such as amines in liquid form and mixtures of amines in liquid form, tributyl phosphate and alcohols. Phosphorus can thus be recovered from such organic solvents by known means in a form suitable for use in agriculture.

En utföringsform av arrangemanget 8 för återvinning av trevärda metaller är schematiskt beskrivet i Figur 2. Detta arrangemang 8 är lämpligt att driva för återvinning av järn och/eller aluminium från asklaklösningar såsom nämnts ovan. Denna utföringsforrn kan således användas i arrangemanget 100 i Figur 1. Processvattenlösningen är den oorganiska syralösningen 7 innefattande trevärt AL och/eller trevärt Fe. Processvattenlösningen tillförs via ett intag 21 till en första jonbytarenhet 20. l en extraktionssektion 27 av den första jonbytarenheten 20 exponeras processvattenlösningen innefattande upplöst trevärt järn och/eller trevärt aluminium för den första fångarsubstansen 22 som har en affinitet för trevärt järn och/eller trevärt aluminium. Järn och/eller aluminium extraheras därigenom via absorption i den första fångarsubstansen 22. Den första fångarsubstansen 26 som lämnar extraktionsenheten 27 är därmed laddad med trevärt järn och/eller trevärt aluminium. Efter avlägsnande av företrädesvis en väsentlig del av järnet och/eller aluminiumet förs den utarmade laklösningen 9 ut via ett utlopp 23 för att t.ex. behandlas för fosforàtervlnning. Vilken fångarsubstans som helst som kan avlägsna trevärt järn och/eller trevärt aluminium kan användas. Mekanismen för extraktion av järn och/eller aluminium bygger på utbyte med protoner. Fångarsubstansen kan vara en fast jonbytarmassa såsom styrendivinylbensen eller akrylisk divinylbensen med funktionella grupper av sulfonsyra eller fosforsyra, eller en ﬂytande organisk extraktant såsom olika organiska derivat av fosforsyra t.ex. di-etylhexylfosforsyra etc.An embodiment of the arrangement 8 for recycling trivalent metals is schematically described in Figure 2. This arrangement 8 is suitable to operate for recycling iron and / or aluminum from ashtray solutions as mentioned above. This embodiment can thus be used in the arrangement 100 in Figure 1. The process aqueous solution is the inorganic acid solution 7 comprising trivalent AL and / or trivalent Fe. The process aqueous solution is supplied via an inlet 21 to a first ion exchange unit 20. In an extraction section 27 of the first ion exchange unit 20, the process aqueous solution comprising dissolved trivalent iron and / or trivalent aluminum is exposed to the first capture substance 22 having an affinity for trivalent iron and / or trivalent aluminum. Iron and / or aluminum is thereby extracted via absorption in the first capture substance 22. The first capture substance 26 leaving the extraction unit 27 is thus loaded with trivalent iron and / or trivalent aluminum. After removal of preferably a substantial part of the iron and / or aluminum, the depleted leach solution 9 is discharged via an outlet 23 to e.g. treated for phosphorus recovery. Any capture substance that can remove trivalent iron and / or trivalent aluminum can be used. The mechanism for extraction of iron and / or aluminum is based on exchange with protons. The capture substance may be a solid ion exchange mass such as styrene-divinylbenzene or acrylic divinylbenzene having functional groups of sulfonic acid or phosphoric acid, or a liquid organic extractant such as various organic derivatives of phosphoric acid e.g. diethylhexylphosphoric acid, etc.

Användandet av flytande fångarsubstanser såsom di-etylhexylhexylfosforsyra är att föredra då sådana fångarsubstanser möjliggör separation av järn och aluminium ifrån vattenlösningar med Vätskeextraktion. Vätskeextraktion involverar selektiv överföring av lösta ämnen mellan två oblandbara faser, en vattenfas och en organisk fas. De två oblandbara faserna blandas först grundligt för att underlätta överföringen av lösta ämnen och separeras sedan.The use of liquid trap substances such as diethylhexylhexylphosphoric acid is preferred as such trap substances allow the separation of iron and aluminum from aqueous solutions by liquid extraction. Liquid extraction involves the selective transfer of solutes between two immiscible phases, an aqueous phase and an organic phase. The two immiscible phases are first mixed thoroughly to facilitate the transfer of solutes and then separated.

Det är vanligt att man löser organiska extraktanter (t.ex. di-etylhexylfosforsyra) i lämpliga lösningsmedel såsom kerosene och att substanser tillsätts solventlösningen i syfte att öka lösligheten av extraktanten och att undertrycka emulsionsbildning. Alla sådana kombinationer refereras hädanefter så som flytande fångarsubstanser.It is common to dissolve organic extractants (eg diethylhexylphosphoric acid) in suitable solvents such as kerosene and to add substances to the solvent solution in order to increase the solubility of the extractant and to suppress emulsion formation. All such combinations are hereinafter referred to as liquid capture substances.

Fångarsubstanser såsom di-etylhexylfosforsyra har olika affinitet för olika metalljoner. Graden av metallextraktion varierar betydligt med vattenlösningens pH. Därför kan, genom att styra jämvlkts pH-värdet under vätskeextraktionen, fångarsubstansen selektivt extrahera vissa 534 505 11 metaller före andra metaller. Extraktion av metaller från svavelsyra med di-etylhexylfosforsyra, som en funktion av jämvikts-pH, visas i figur 3. Från svavelsyra är extraktionsföljden som funktion av pH Fe” > Ala* > Zn” > Cd” > Ca” > Mn” > Cu” > Mg” > C02* > Ni”. Man måste förstå att jämförelser av procentuella extraktions-pH kurvor för någon katjonisk extraktant endast kan användas som en indikation av det pH intervall i vilket metallextraktion sker.Capture substances such as diethylhexylphosphoric acid have different affinity for different metal ions. The degree of metal extraction varies considerably with the pH of the aqueous solution. Therefore, by controlling the pH of the equilibrium during the liquid extraction, the capture substance can selectively extract certain metals before other metals. Extraction of metals from sulfuric acid with diethylhexylphosphoric acid, as a function of equilibrium pH, is shown in Figure 3. From sulfuric acid, the extraction sequence as a function of pH Fe "> Ala *> Zn"> Cd "> Ca"> Mn "> Cu ”> Mg”> C02 *> Ni ”. It must be understood that comparisons of percentage extraction-pH curves for any cationic extractant can only be used as an indication of the pH range in which metal extraction takes place.

Kurvorna ändras med metallkoncentrationen, extraktantkoncentrationen, fasförhållanden, kontakttid, etc. Till exempel kommer en ökning av extraktantkoncentrationen att förskjuta kurvorna mot lägre pH-värden.The curves change with the metal concentration, the extractant concentration, phase conditions, contact time, etc. For example, an increase in the extractant concentration will shift the curves towards lower pH values.

Från Figur 3 kan utläsas att genom att under vätskeextraktion styra jämvikts-pH kan trevärt järn effektivt separeras ifrån tungmetaller om fàngarsubstanser såsom di-etylhexylfosforsyra används. Vid ett visst jämvikts-pH-värde har di-etylhexylfosforsyra en betydande kapacitet för extraktion av trevärt järn och endast en mycket begränsad kapacitet för tvàvärda tungmetaller.From Figure 3 it can be seen that by controlling the equilibrium pH during liquid extraction, trivalent iron can be effectively separated from heavy metals if trapping substances such as diethylhexylphosphoric acid are used. At a certain equilibrium pH value, diethylhexylphosphoric acid has a significant capacity for the extraction of trivalent iron and only a very limited capacity for divalent heavy metals.

Aluminium kan samextraheras med trevärt järn framför tungmetaller eller sä kan järn först extraheras före aluminium och tungmetaller och i ett andra extraktionssteg med högre pH-nivå kan aluminium extraheras med viss samextraktion av tungmetaller. Olika utföringsformer som utnyttjar dessa olika möjligheter presenteras vidare nedan. Åter vid Figur 2, extraktionssektionen 27 i den första jonbytarenheten 20 är därför i denna utförandeform företrädesvis försedd med en pH-styrenhet 29 för att styra pH i den första fångarsubstansen 26 i extraktionssektion 27 av den första jonbytarenheten 20.Aluminum can be co-extracted with trivalent iron in front of heavy metals or iron can first be extracted before aluminum and heavy metals and in a second extraction step with a higher pH level, aluminum can be extracted with some co-extraction of heavy metals. Different embodiments that utilize these different possibilities are presented further below. Again in Figure 2, the extraction section 27 of the first ion exchange unit 20 is therefore in this embodiment preferably provided with a pH control unit 29 for controlling the pH of the first capture substance 26 in extraction section 27 of the first ion exchange unit 20.

Den första fàngarsubstansen 26 laddad med järn och/eller aluminium kan om sä önskas skrubbas i en skrubber 19 för att avlägsna samextraherade orenheter. Därefter leds den första fångarsubstansen 26 som lämnar extraktionssektionen 27 till en strippningssektion 28 i den första jonbytarenheten 20. Här frigörs det trevärda aluminiumet och/eller trevärda järnet från den första fángarsubstansen till en saltsyralösning 31, i denna utföringsform återcirkulerad vattenlöst saltsyra med en koncentration av ca 6-8 N. Trevärt järn och tungmetaller såsom zink, koppar, kadmium osv. bildar anjoniska komplex med klor. Därigenom skapas anjoniska metallkloridkomplex. Trevärt aluminium bildar inte negativt laddade komplex med klor utan kvarstår i form av katjoner. Ett överskott av saltsyra utöver det stökiometriska förhållandet används för strippning av järn och/eller aluminium från den första fångarsubstansen 22.The first capture substance 26 loaded with iron and / or aluminum can, if desired, be scrubbed in a scrubber 19 to remove co-extracted impurities. Thereafter, the first capture substance 26 leaving the extraction section 27 is passed to a stripping section 28 in the first ion exchange unit 20. Here the trivalent aluminum and / or trivalent iron is released from the first capture substance to a hydrochloric acid solution 31, in this embodiment recycled anhydrous hydrochloric acid having a concentration of approx. 6-8 N. Tertiary iron and heavy metals such as zinc, copper, cadmium, etc. forms anionic complexes with chlorine. This creates anionic metal chloride complexes. Trivial aluminum does not form negatively charged complexes with chlorine but remains in the form of cations. An excess of hydrochloric acid in addition to the stoichiometric ratio is used for stripping iron and / or aluminum from the first capture substance 22.

Följaktligen är den första fängarsubstansen 25 som lämnar strippningssektionen 28 utarmad på trevärt aluminium och/eller trevärt järn och àtercirkuleras tillbaka till extraktionssektionen 27.Accordingly, the first trap substance 25 leaving the stripping section 28 is depleted of trivalent aluminum and / or trivalent iron and recycled back to the extraction section 27.

Stripplösningen som lämnar strippningssektionen 28 i den första jonbytarenheten 20 är således en saltsyralösning 32 bestående av eluerade metaller och saltsyra.The stripping solution leaving the stripping section 28 in the first ion exchange unit 20 is thus a hydrochloric acid solution 32 consisting of eluted metals and hydrochloric acid.

Saltsyralösningen 32 innehållande anjoniska metallkloridkomplex. saltsyra och eventuellt 534 505 12 trevärda aluminiumkatjoner förs därefter till en andra jonbytarenhet 40. En extraktionssektion 47 av den andra jonbytarenheten 40 är ordnad för att extrahera de anjoniska metallkloridkomplexen från saltsyralösningen 32 genom absorption i en andra fàngarsubstans 42. Den andra fångarsubstansen 42 har en affinitet för anjoniska metallkloridkomplex. Anjoniska metallkloridkomplex extraheras selektivt i en andra fàngarsubstans företrädesvis före trevärda aluminiumkatjoner och saltsyra som kvarstår i vattenlösningen. Den andra fångarsubstansen 46 som lämnar extraktionssektionen 47 i den andra jonbytarenheten 40 är således laddad med metallklorider.The hydrochloric acid solution 32 containing anionic metal chloride complexes. hydrochloric acid and optionally 534,505 trivalent aluminum cations are then passed to a second ion exchange unit 40. An extraction section 47 of the second ion exchange unit 40 is arranged to extract the anionic metal chloride complexes from the hydrochloric acid solution 32 by absorption in a second capture substance 42. The second capture substance 42 has an affinity substance 42. for anionic metal chloride complexes. Anionic metal chloride complexes are selectively extracted into a second trap substance, preferably before trivalent aluminum cations and hydrochloric acid remaining in the aqueous solution. The second capture substance 46 leaving the extraction section 47 in the second ion exchange unit 40 is thus charged with metal chlorides.

Alla fångarsubstanser som har förmåga att avlägsna anjoniska metallkloridkomplex företrädesvis framför trevärt aluminium och saltsyra kan användas. Mekanismen för extraktion av metallklorider är främst baserad på utbyte med kloridjoner. Den andra fångarsubstansen kan vara en fast jonbytarmassa såsom styrendivinylbensen eller akrylisk divinylbensen med primära, sekundära, tertiära eller kvartära funktionella amingrupper, eller en flytande organisk extraktant såsom olika flytande aminer, trialkylfosfater, ketoner, etrar, etc.All capture substances capable of removing anionic metal chloride complexes, preferably over trivalent aluminum and hydrochloric acid, can be used. The mechanism of extraction of metal chlorides is mainly based on exchange with chloride ions. The second capture substance may be a solid ion exchange mass such as styrene divinylbenzene or acrylic divinylbenzene having primary, secondary, tertiary or quaternary amine functional groups, or a liquid organic extractant such as various liquid amines, trialkyl phosphates, ketones, ethers, etc.

Användandet av flytande fångarsubstanser såsom flytande tertiära aminer (t.ex. trioctyl/decylamin) är att föredra då sådana fångarsubstanser möjliggör separation av anjoniska metallkloridkomplex fràn vattenlösningar via vätskeextraktion. Det är vanligt att lösa tertiära aminer i lämpliga spädmedel så som kerosen och att tillföra substanser till solventblandningen för att öka aminernas löslighet och för att motverka emulsionsbildning. Alla sådana kombinationer refereras härmed till som flytande fångarsubstanser med en afﬁnitet för anjoniska metallkloridkomplex. Figur 4 visar extraktion av anjoniska metallkloridkomplex med trioctyl/decylamin från saltsyralösning som en funktion av kloridkoncentrationen. Åter till Figur 2, raffinatet 33 från extraktionssektionen 47 är en vattenlösning av saltsyra utarmad på anjoniska metallkloridkomplex. En àtercirkuleringsenhet 34 är ansluten mellan den andra jonbytarenheten 40 och den första jonbytarenheten 20. Återcirkuleringsenheten 34 är således anordnad för att tillhandahålla saltsyralösningen utarmad på anjoniska metallkloridkomplex, dvs. raffinatet 33 till den första jonbytarenheten 20 för återanvändning som stripplösning 31. Strippsektionen 28 i den första jonbytarenheten 20, extraktionssektionen 47 av den andra jonbytarenheten 40, återcirkuleringsenheten 34 och anslutningarna däremellan utgör ett ätercirkuleringssystem 30. Emellertid, eftersom en del av kloridinnehållet har avlägsnats som anjoniska metallkloridkomplex måste sådana kloridjoner ersättas. För detta ändamål tillsätts saltsyra 38 till rafﬁnatet 33 från extraktionssektionen 47 i återcirkuleringsenheten 34 och anslutningarna däremellan till en saltsyra-tillsättare 35. Raffinatet 332 gasas där med väteklorid 38 för att föra koncentrationen till den önskade koncentrationen av ungefär 6-8 N HCl. 534 505 13 Raffinatet 33 innehåller möjligen aluminium, dvs. när den första jonbytarenheten 20 är anordnad för att extrahera trevärt Al genom absorption i den första fàngarsubstansen 22. Om alltså aluminium förekommer i rafﬁnatet 33 i relativt höga koncentrationer resulterar tillsatsen av saltsyra i tillsättaren 35 i en fällning av kristallint aluminiumkloridhexahydrat 37. l en sådan utföringsform innefattar àtercirkuleringsenheten 34 även en separator 36 för separering av fällningen av aluminiumkloridhexahydrat 37 från saltsyralösningen. Vid rumstemperatur minskar lösligheten för aluminiumklorid från 32 vikts-% i vatten till omkring 6,5 vikts-% i 8 N HCI (25 vikts-% HCI) och till cirka 0,7 vikts-% i 11 N HCl (35 vikts-% HCI). Vid 0°C är lösligheten för aluminiumkloridhexahydrat i mättad saltsyralösning (35 vikts-% HCl) endast 0,2 g/liter. Kristallin aluminiumklorid 37 separeras således från den vattenhaltiga saltsyralösningen i separatorn 36 genom sedimentation, filtrering eller centrifugering. Den saltsyrehaltiga stripplösningen 31, efter metallseparation, återcirkuleras såsom nämns ovan och används för att strippa fàngarsubstansen 26 som är laddad med trevärd metall av järn och/eller aluminium.The use of liquid capture substances such as liquid tertiary amines (eg trioctyl / decylamine) is preferred as such capture substances enable the separation of anionic metal chloride complexes from aqueous solutions via liquid extraction. It is common to dissolve tertiary amines in suitable diluents such as kerosene and to add substances to the solvent mixture to increase the solubility of the amines and to counteract emulsion formation. All such combinations are hereby referred to as liquid scavengers having an affinity for anionic metal chloride complexes. Figure 4 shows extraction of anionic metal chloride complexes with trioctyl / decylamine from hydrochloric acid solution as a function of chloride concentration. Returning to Figure 2, the raffinate 33 from the extraction section 47 is an aqueous solution of hydrochloric acid depleted in anionic metal chloride complexes. A recycle unit 34 is connected between the second ion exchange unit 40 and the first ion exchange unit 20. The recycle unit 34 is thus arranged to provide the hydrochloric acid solution depleted of anionic metal chloride complexes, i.e. the raffinate 33 to the first ion exchange unit 20 for reuse as a stripping solution 31. The strip section 28 of the first ion exchange unit 20, the extraction section 47 of the second ion exchange unit 40, the recycling unit 34 and the connections therebetween constitute a recycling system 30. However, since some of the chloride content metal chloride complexes, such chloride ions must be replaced. For this purpose, hydrochloric acid 38 is added to the raffinate 33 from the extraction section 47 of the recycle unit 34 and the connections therebetween to a hydrochloric acid additive 35. The raffinate 332 is gasified there with hydrogen chloride 38 to bring the concentration to the desired concentration of about 6-8 N HCl. 534 505 13 The raffinate 33 possibly contains aluminum, i.e. when the first ion exchange unit 20 is arranged to extract trivalent Al by absorption in the first capture substance 22. Thus, if aluminum is present in the raffinate 33 in relatively high concentrations, the addition of hydrochloric acid in the admixture 35 results in a precipitation of crystalline aluminum chloride hexahydrate 37. In such an embodiment the recycling unit 34 also comprises a separator 36 for separating the precipitate of aluminum chloride hexahydrate 37 from the hydrochloric acid solution. At room temperature, the solubility of aluminum chloride decreases from 32% by weight in water to about 6.5% by weight in 8 N HCl (25% by weight HCl) and to about 0.7% by weight in 11 N HCl (35% by weight HCI). At 0 ° C, the solubility of aluminum chloride hexahydrate in saturated hydrochloric acid solution (35% by weight HCl) is only 0.2 g / liter. Thus, crystalline aluminum chloride 37 is separated from the aqueous hydrochloric acid solution in the separator 36 by sedimentation, filtration or centrifugation. The hydrochloric acid-containing stripping solution 31, after metal separation, is recycled as mentioned above and used to strip the capture substance 26 which is loaded with trivalent metal of iron and / or aluminum.

Den andra jonbytarenheten 40 är vidare ordnad för att frigöra de anjoniska metallkloridkomplexen från den andra fàngarsubstansen 46 till en vattenlösning. Metallklorider àtervinns från den laddade andra fàngarsubstansen 46 genom att den elueras med vatten 49 i en strippningssektion 48 i den andra jonbytarenheten 40. Resultatet då den andra fàngarsubstansen 46, laddad med metallkloridkomplex, kontakteras med vatten 49 blir att de anjoniska metallkloridkomplexen bryts varvid det bildas en utarmad andra fångarsubstans 45 laddad med kloridjoner och en vattenlösning 41 innehållande neutrala metallkloridsalter. Efter att metallklorider eluerats återcirkuleras den andra fàngarsubstansen 45 för att extrahera ytterligare anjoniska metallkloridkomplex. Den erhållna vattenlösningen med metallklorider 41 har ett förhållande, klorid till metall, som är cirka 1 utan ett överskott av saltsyra.The second ion exchange unit 40 is further arranged to release the anionic metal chloride complexes from the second capture substance 46 into an aqueous solution. Metal chlorides are recovered from the charged second capture substance 46 by eluting with water 49 in a stripping section 48 in the second ion exchange unit 40. The result when the second capture substance 46, charged with metal chloride complex, is contacted with water 49 is that the anionic metal chloride complex is broken. depleted second capture substance 45 charged with chloride ions and an aqueous solution 41 containing neutral metal chloride salts. After metal chlorides are eluted, the second capture substance 45 is recycled to extract additional anionic metal chloride complexes. The resulting aqueous solution with metal chlorides 41 has a ratio, chloride to metal, which is about 1 without an excess of hydrochloric acid.

En utföringsform av en metod för återvinning av trevärda metaller från en lösning illustreras i form av ett flödesschema i Figur 5. De trevärda metallerna är trevärt Al och/eller trevärt Fe.An embodiment of a method for recovering trivalent metals from a solution is illustrated in the form of a flow chart in Figure 5. The trivalent metals are trivalent Al and / or trivalent Fe.

Förfarandet startar i steg 200. I steg 210 tillhandahålls en oorganisk syralösning innefattande trevärt Al och/eller trevärt Fe. Det trevärda Al och/eller trevärda Fe extraheras i steg 220 genom absorption i en fàngarsubstans. Företrädesvis innefattar denna extraktion styrning av pH i den första fàngarsubstansen. l en särskild utförandeform, som beskrivs mer detaljerat nedan, anpassas styrningen av pH i den första fàngarsubstansen till att minska extraktion av tungmetaller till den första fàngarsubstansen varigenom metallkloridkomplexen väsentligen år jårnkloridkomplex. l steg 230 frigörs det trevärda Al och/eller trevärda Fe från den första fàngarsubstansen till en saltsyralösning varigenom anjoniska metallkloridkomplex bildas. De anjoniska metallkloridkomplexen extraheras från saltsyralösningen i steg 240 genom absorption 534 505 14 i en andra fångarsubstans. l steg 250 frigörs de anjoniska metallkloridkomplexen från den andra fångarsubstansen till en vattenlösning. I steg 260 tillförs saltsyra i gasform till saltsyralösningen, utarmad på anjoniska metallkloridkomplex. I utföringsformer anpassade för tillämpningar där extraktionssteget 220 innefattar extrahering av trevärt Al genom absorption i den första fångarsubstansen, innefattar steget at tillsätta gasformig väteklorid 260 företrädesvis tillsättning av gasformig väteklorid i en mängd som orsakar utfällning av aluminiumkloridhexahydrat. l en sådan utföringsform innefattar metoden även ett ytterligare steg 262 för att separera den fällda aluminumkloridhexahydraten ur saltsyralösningen. Saltsyralösningen utarmad på anjoniska metallkloridkomplex förs l steg 270 tillbaka för att återanvändas i steget 230 för frigörande av trevärt Al och/eller trevärt Fe från den första fångarsubstansen. Processen avslutas i steg 279.The process starts in step 200. In step 210 an inorganic acid solution is provided comprising trivalent Al and / or trivalent Fe. The trivalent Al and / or trivalent Fe are extracted in step 220 by absorption in a capture substance. Preferably, this extraction comprises controlling the pH of the first capture substance. In a particular embodiment, described in more detail below, the control of the pH of the first capture substance is adapted to reduce the extraction of heavy metals to the first capture substance whereby the metal chloride complex is substantially iron chloride complex. In step 230, the trivalent Al and / or trivalent Fe are released from the first capture substance into a hydrochloric acid solution to form anionic metal chloride complexes. The anionic metal chloride complexes are extracted from the hydrochloric acid solution in step 240 by absorption in a second capture substance. In step 250, the anionic metal chloride complexes are released from the second capture substance into an aqueous solution. In step 260, gaseous hydrochloric acid is added to the hydrochloric acid solution, depleted in anionic metal chloride complexes. In embodiments adapted for applications where the extraction step 220 comprises extracting trivalent A1 by absorption in the first capture substance, the step of adding gaseous hydrogen chloride 260 preferably comprises adding gaseous hydrogen chloride in an amount which causes precipitation of aluminum chloride hexahydrate. In such an embodiment, the method also comprises an additional step 262 for separating the precipitated aluminum chloride hexahydrate from the hydrochloric acid solution. The hydrochloric acid solution depleted in anionic metal chloride complexes is returned in step 270 to be reused in step 230 to release trivalent Al and / or trivalent Fe from the first capture substance. The process ends in step 279.

Som nämns vidare ovan, kan återvinningen av trevärda metaller beskriven ovan användas som en del av en metod för fosforåtervinning. En utföringsform av en sådan metod illustreras som ett ﬂödesschema i Figur 6. Metoden börjar i steg 280. I steg 282 behandlas ett fosforinnehållande material med en oorganisk syra. Det fosforinnehållande materialet innehåller dessutom Fe och/eller Al. Det fosforinnehållande materialet är i denna särskilda utföringsform aska ifrån förbränning av avloppsslam. Fasta och flytande faser av det behandlade fosforinnehållande materialet separeras i steg 284. Därigenom bildas en laklösning innehållande fosfat och trevärt Al och/eller trevärt Fe. I steg 286 återvinns trevärda metalleri enlighet med ovan presenterade idéer t.ex. med metoden som illustreras i Figur 5. Laklösningen används sedan som den oorganiska syralösningen innehållande trevärt AI och/eller trevärt Fe. l steg 288 återvinns fosfor ur laklösningen. Detta kan ske med alla tidigare kända metoder t.ex. i enlighet med de principer som beskrivs i WO 2008/115121. I steg 290 förs laklösningen utarmad på trevärda metaller och fosfat tillbaka för att återanvändas i steget 282 där det fosforinnehållande materialet behandlas.As further mentioned above, the recycling of trivalent metals described above can be used as part of a method for phosphorus recovery. An embodiment of such a method is illustrated as a fate diagram in Figure 6. The method begins in step 280. In step 282, a phosphorus-containing material is treated with an inorganic acid. The phosphorus-containing material also contains Fe and / or Al. The phosphorus-containing material in this particular embodiment is ash from the incineration of sewage sludge. Solid and liquid phases of the treated phosphorus-containing material are separated in step 284. Thereby a leach solution containing phosphate and trivalent Al and / or trivalent Fe is formed. In step 286, trivalent metal is recycled in accordance with the ideas presented above, e.g. with the method illustrated in Figure 5. The leach solution is then used as the inorganic acid solution containing trivalent AI and / or trivalent Fe. In step 288, phosphorus is recovered from the leach solution. This can be done with all previously known methods e.g. in accordance with the principles described in WO 2008/115121. In step 290, the leach solution depleted of trivalent metals and phosphate is returned for reuse in step 282 where the phosphorus-containing material is treated.

Processen avslutas i steg 299.The process ends in step 299.

Innehållet av aluminium och järn i aska ifrån förbränt avloppsslam kan variera väldigt mycket.The content of aluminum and iron in ash from incinerated sewage sludge can vary greatly.

Det fällningsmedel som används för fosforavlägsning vid avloppsvattenbehandlingen är en huvudfaktor som påverkar metallinnehållet i aska från förbränt avloppsslam. Askor kan generellt delas in i två olika slag med avseende på aluminium- och järnkoncentrationer: a) aska karakteriserad av ett högt aluminiuminnehàll och ett lågt järninnehåll med ett gråaktigt utseende, och b) aska karakteriserat av ett högt järninnehåll och ett lågt aluminiuminnehàll med ett rödbrunt utseende. Utöver jäm och aluminium varierar kalciuminnehållet i aska från förbränt avloppsslam betydligt och är vanligtvis emellan 4 - 15 vikts-°/°. Innehållet av järn såväl som aluminium varierar i samma storleksordning. Innehållet av silikater (SiOz) varierar emellan 25 - 50 vikts-%. 534 505 15 Under förbränning av avloppsslam vid hög temperatur (>50O C) kan oorganiska fosforföreningar omkristallisera och bilda nya föreningar. Järnfosfat och aluminiumfosfat kan reagera med kalciumföreningar och kisel och bilda syralösliga kalciumfosfater (till exempel whitlockite (Ca3(PO4)2) och hydroxylapatit (Ca5(PO,,)3OH) och svårlösliga föreningar så som hematit (FegOg), aluminiumoxider (AI2O3), anortit (CaAlzSizOa) osv.The precipitating agent used for phosphorus removal in wastewater treatment is a major factor affecting the metal content of ash from incinerated sewage sludge. Ash can generally be divided into two different types with respect to aluminum and iron concentrations: a) ash characterized by a high aluminum content and a low iron content with a greyish appearance, and b) ash characterized by a high iron content and a low aluminum content with a reddish brown appearance. In addition to iron and aluminum, the calcium content in ash from incinerated sewage sludge varies considerably and is usually between 4 - 15 ° / ° by weight. The content of iron as well as aluminum varies in the same order of magnitude. The content of silicates (SiO 2) varies between 25 - 50% by weight. During combustion of sewage sludge at high temperature (> 50 ° C), inorganic phosphorus compounds can recrystallize and form new compounds. Iron phosphate and aluminum phosphate can react with calcium compounds and silicon to form acid-soluble calcium phosphates (for example whitlockite (Ca3 (PO4) 2) and hydroxylapatite (Ca5 (PO ,,) 3OH) and sparingly soluble compounds such as hematite (FegOg), aluminas, AI2O3, AI2O3 anortitis (CaAlzSizOa) etc.

Under upplösning av aska i syra frigörs fosfor nästan fullständigt (>90%) oberoende av asktyp eftersom de flesta fosfatföreningar (järnfosfat, aluminiumfosfat och kalciumfosfat) är lösliga i syra. Emellertid är frigörandet av järn (10-50°/°) och aluminium (40-80%) vanligtvis begränsad på grund av förekomsten av svårlösliga järn- och aluminiumföreningar. En ökning av upplösningen av järn och aluminium kan åstadkommas genom Iakning vid högre temperaturer.During the dissolution of ash in acid, phosphorus is released almost completely (> 90%) regardless of the type of ash because most phosphate compounds (iron phosphate, aluminum phosphate and calcium phosphate) are soluble in acid. However, the release of iron (10-50 ° / °) and aluminum (40-80%) is usually limited due to the presence of sparingly soluble iron and aluminum compounds. An increase in the dissolution of iron and aluminum can be achieved by leaching at higher temperatures.

Rent generellt kan man dela in alternativen för järn och/eller aluminiumätervinning från asklaklösningar i tre huvudkategorier. Om askan har ett högt aluminiuminnehåll och ett lågt järninnehàll finns det ett mycket litet intresse av att återvinna järn eftersom järninnehållet i laklösningen vanligtvis är mycket lågt. På ett liknande sätt, om askan har ett högt järninnehåll och lågt aluminiuminnehåll finns det ett mycket litet intresse av att återvinna aluminium.In general, the alternatives for iron and / or aluminum recycling from ashtray solutions can be divided into three main categories. If the ash has a high aluminum content and a low iron content, there is very little interest in recycling iron because the iron content in the leach solution is usually very low. Similarly, if the ash has a high iron content and a low aluminum content, there is very little interest in recycling aluminum.

Emellertid om askans ursprung är i från en central förbränningsanläggning som tar emot slam ifrån flera anläggningar som använder antingen järn eller aluminium som fällningskemikalier kan det finnas skäl att samtidigt återvinna både järn och aluminium.However, if the ash originates from a central incineration plant that receives sludge from several plants that use either iron or aluminum as precipitating chemicals, there may be reasons to recycle both iron and aluminum at the same time.

Om endast aluminium skall återvinnas från asklaklösningar i ren form, kan arrangemanget 8 för återvinning av trevärda metaller från en lösning se ut som i utföringsformen som illustreras i Figur 7. Här återfinns aluminium i en oorganisk syralösning 7', t.ex. från en asklaklösning.If only aluminum is to be recovered from ashtray solutions in pure form, the arrangement 8 for recovering trivalent metals from a solution may look like in the embodiment illustrated in Figure 7. Here, aluminum is found in an inorganic acid solution 7 ', e.g. from an ashtray solution.

Aluminium extraheras i extraktionssektionen 27 av den första jonbytarenheten 20 genom att använda t.ex. di-ethylhexylfosforsyra. Allt trevärt järn kommer att samextraheras med aluminium. Vätske- extraktionen i extraktionssektionen 27 i den första jonbytarenheten 20 kan drivas på så sätt att även vissa tungmetaller också samextraheras tillsammans med aluminium.Aluminum is extracted in the extraction section 27 of the first ion exchange unit 20 using e.g. diethylhexylphosphoric acid. All trivalent iron will be co-extracted with aluminum. The liquid extraction in the extraction section 27 of the first ion exchange unit 20 can be operated in such a way that some heavy metals are also co-extracted together with aluminum.

Detta utförs genom att anpassa pH under extraktionen genom pH-styrenheten 29. Den laddade fångarsubstansen 26', laddad med åtminstone Al, strippas därefter med återcirkulerad vattenlösning av saltsyra 31', varigenom en fångarsubstans 25' utarmad på Al erhålls.This is done by adjusting the pH during the extraction through the pH control unit 29. The charged capture substance 26 ', charged with at least Al, is then stripped with recycled aqueous solution of hydrochloric acid 31', whereby a capture substance 25 'depleted of Al is obtained.

Stripplösningen 32' består av eluerat aluminium, möjligtvis järn och lite tungmetaller samt saltsyra. Det eluerade järnet och tungmetallerna bildar anjoniska komplex med klorider och avlägsnas selektivt från lösningen med en fångarsubstans (t.ex. tri-octyl/decylamin) 42 som avlägsnar anjoniska metallkloridkomplex framför aluminium och saltsyra. Järn och tungmetaller àtervinns från den laddade fångarsubstansen 46' genom eluering med vatten 49 och metallkloriderna lösta i vatten 41 avlägsnas för deponering. Därefter tillförs saltsyra 38 till 534 505 16 rafﬁnatet 33' från extraktionssektionen 47 i den andra jonbytarenheten 40, vilket raffinat 33' innefattar aluminium. Tillförseln fäller samtidigt ut aluminiumkloridhexahydrat 37. Kristallin aluminiumklorid separeras i separatom 36 från den vattenbaserade saltsyralösningen 31'. Om så önskas behandlas aluminiumkloriden för att avlägsna överskottssyra genom t.ex. neutralisation med aluminiumhydroxid. Den producerade fasta aluminiumkloriden kan därefter användas för t.ex. fosfatkontroll vid behandling av avloppsvattenflöden. Den saltsyrahaltiga Stripplösningen 31', efter separering av aluminium, àtercirkuleras och används för strippning av en fångarsubstans 26' laddad med aluminium.The stripping solution 32 'consists of eluted aluminum, possibly iron and some heavy metals as well as hydrochloric acid. The eluted iron and heavy metals form anionic complexes with chlorides and are selectively removed from the solution with a capture substance (eg tri-octyl / decylamine) 42 which removes anionic metal chloride complexes over aluminum and hydrochloric acid. Iron and heavy metals are recovered from the charged capture substance 46 'by elution with water 49 and the metal chlorides dissolved in water 41 are removed for disposal. Thereafter, hydrochloric acid 38 is supplied to the refinery 33 'from the extraction section 47 of the second ion exchange unit 40, which refinery 33' comprises aluminum. The feed precipitates aluminum chloride hexahydrate 37 at the same time. Crystalline aluminum chloride is separated in separator 36 from the aqueous hydrochloric acid solution 31 '. If desired, the aluminum chloride is treated to remove excess acid by e.g. neutralization with aluminum hydroxide. The produced solid aluminum chloride can then be used for e.g. phosphate control in the treatment of wastewater flows. The hydrochloric acid-containing stripping solution 31 ', after separation of aluminum, is recycled and used for stripping a capture substance 26' loaded with aluminum.

Om endast järn skulle återvinnas från asklaklösning i en ren form kan arrangemanget 8 för återvinning av trevärda metaller från en lösning se ut som i utföringsformen illustrerad i Fig. 8.If only iron were to be recovered from ashtray solution in a pure form, the arrangement 8 for recovering trivalent metals from a solution may look as in the embodiment illustrated in Fig. 8.

Här tillhandahålls trevärt järn i en oorganisk syralösning 7", t.ex. från asklaklösningen. Jäm extraheras i extraheringssektionen 27 i den första jonbytarenheten 20 genom användning t.ex. av di-etylhexylfosforsyra. Vätskeextraktionen i extraktionssektionen 27 i den första jonbytarenheten 20 kan drivas pà ett sätt i vilket järn extraheras framför tungmetaller och möjligen också aluminium. Detta utförs genom att anpassa pH under extraktionen genom pH- styrenheten 29. Den laddade fångarsubstansen 26", laddad med åtminstone järn strippas därefter med saltsyra 31", vilket ger en fångarsubstans 25" utarmad på Fe. Stripplösningen 32" består av eluerat järn och saltsyra. Trevärt järn bildar anjoniska komplex med klorid vilka selektivt extraheras från lösningen 32" med en fångarsubstans (t.ex. trioctyl/decylamin) 45, vilken avlägsnar anjoniska järnkloridkomplex framför saltsyra, vilket ger en laddad fångarsubstans 46". Järnklorid återvinns fràn den laddade fångarsubstansen 46" genom eluering med vatten 49 till järnklorid löst i vatten 41". Denna järnklorid kan t.ex. användas direkt för fosforfällning i avloppsreningsverk. Den rena järnkloridlösningen 41" kan också processas för att bilda fast järnklorid använd för fosfatkontroll i behandling av avloppsvattenflöden. Saltsyra 38 tillsätts därefter till raffinatet 33" från jänkloridextraheringen i extraheringssektionen 47 i den andra jonbytarenheten 40. Saltsyralösningen 31", efter separeringen av järn och tillsats av saltsyra, återcirkuleras och används för att strippa den Fe-laddade fångarsubstansen 26”.Here, trivalent iron is provided in an inorganic acid solution 7 ", eg from the ash sludge solution. Iron is extracted in the extraction section 27 of the first ion exchange unit 20 using, for example, diethylhexylphosphoric acid. The liquid extraction in the extraction section 27 of the first ion exchange unit 20 can be driven in a manner in which iron is extracted in front of heavy metals and possibly also aluminum. This is done by adjusting the pH during the extraction through the pH control unit 29. The charged capture substance 26 ", charged with at least iron is then stripped with hydrochloric acid 31", which gives a capture substance 25 "impoverished on Fe. The stripping solution 32 "consists of eluted iron and hydrochloric acid. Trivalent iron forms anionic complexes with chloride which are selectively extracted from the solution 32" with a capture substance (eg trioctyl / decylamine) 45, which removes anionic iron chloride complexes in front of hydrochloric acid, giving a charged capture substance 46 ". Iron chloride is recovered from the charged capture substance 46" by elution with water 49 to iron chloride dissolved in water 41 ". This iron chloride can for example be used directly for phosphorus precipitation in sewage treatment plants. The pure iron chloride solution 41" can also be processed to form a solid ferric chloride used for phosphate control in the treatment of wastewater flows. Hydrochloric acid 38 is then added to the raffinate 33 "from the ionic chloride extraction in the extraction section 47 of the second ion exchange unit 40. The hydrochloric acid solution 31", after the separation of iron and the addition of hydrochloric acid, is recycled and used to strip the Fe-charged capture substance 26 ".

Om järn och aluminium skall återvinnas samtidigt finns två alternativ: a) borttagande av, i ett ena extraktionssteg, järn och aluminium med företräde framför tungmetaller och b) borttagande av järn med företräde framför tungmetaller i ett första extraktions steg (viss samextraktion av aluminium kan förekomma) följt av borttagande av aluminium med viss samextraktion av tungmetaller i ett andra extraktionssteg.If iron and aluminum are to be recycled at the same time, there are two alternatives: a) removal of, in one extraction step, iron and aluminum with priority over heavy metals and b) removal of iron with priority over heavy metals in a first extraction step (some co-extraction of aluminum may occur ) followed by removal of aluminum with some co-extraction of heavy metals in a second extraction step.

I ett första alternativ, illustrerat av en utföringsform i Figur 9, extraheras järn och aluminium selektivt från en oorganisk syralösning 7"' med en fångarsubstans (t.ex. di-ethylhexylfosforsyra) 534 505 17 22 med företräde framför tvåvärda tungmetaller vilka blir kvar i lösningen 9 till en Fe- och Al- laddad fångarsubstans 26"'. Di-ethylhexylfosforsyran strippas därefter med saltsyra 31"'.In a first alternative, illustrated by an embodiment in Figure 9, iron and aluminum are selectively extracted from an inorganic acid solution 7 "'with a capture substance (eg diethylhexylphosphoric acid) 534 505 17 22 with preference over divalent heavy metals which remain in solution 9 to a Fe and Al-charged capture substance 26 "'. The diethyl hexyl phosphoric acid is then stripped with 31 "hydrochloric acid.

Stripplösningen 32"' består av eluerat järn och aluminium samt saltsyra. Trevärt järn bildar anjoniska komplex med klor medan aluminium kvarstår i katjonisk form. Anjoniska järnkloridkomplex extraheras selektivt från lösningen 32"' med en fångarsubstans (t.ex. tri- octyl/decylamin) 45 som plockar bort anjoniska järnkloridkomplex med företräde framför aluminium och saltsyra. Järnklorid 41"' ätervinns från den laddade fångarsubstansen 46"' genom eluering med vatten 49 och kan t.ex. användas direkt för fosforfällning i avloppsreningsverk. Saltsyra 38 tillsätts därefter till raffinatet 33"' från järnkloridextraktionssteget i extraktionssektionen 47 i den andra jonbytarenheten 40 varvid aluminiumkloridhexahydrat 37 samtidigt utfälls. Kristallin aluminiumklorid separeras från den vattenbaserade saltsyran 33"' i separatorn 36. Den producerade fasta aluminiumkloriden 37 kan sedan användas för fosfatkontroll vid avloppsvattenbehandling. Den saltsyrahaltiga stripplösningen 31"', efter separering av järn och aluminium, återcirkuleras och används för att strippa en fångarsubstans 26"' laddad med järn och aluminium.The stripping solution 32 "'consists of eluted iron and aluminum as well as hydrochloric acid. Trivalent iron forms anionic complexes with chlorine while aluminum remains in cationic form. Anionic iron chloride complexes are selectively extracted from the solution 32"' with a capture substance (eg tri-octyl / decylamine) 45 which removes anionic iron chloride complexes with preference over aluminum and hydrochloric acid. Iron chloride 41 "'is recovered from the charged capture substance 46"' by elution with water 49 and can e.g. be used directly for phosphorus precipitation in sewage treatment plants. Hydrochloric acid 38 is then added to the raffinate 33 "'from the iron chloride extraction step in the extraction section 47 of the second ion exchange unit 40 whereby aluminum chloride hexahydrate 37 precipitates simultaneously. Crystalline aluminum chloride is separated from the aqueous hydrochloric acid 33"' in separator 36. The solid aluminum chloride produced 37 can then be used. wastewater treatment. The hydrochloric acid-containing stripping solution 31 "', after separation of iron and aluminum, is recycled and used to strip a capture substance 26"' loaded with iron and aluminum.

I ett andra alternativ, illustrerat med en utföringsform i Figur 10, extraheras trevärt järn selektivt i extraktionssektionen 27" i den första jonbytarenheten 20" av ett första arrangemang 8" för återvinning av trevärda metaller från asklaklösningen 7". Extraktionen sker i denna utföringsform med t.ex. di-ethylhexylfosforsyra som den första fångarsubstansen 22 med företräde framför tungmetaller (viss samextraktion med aluminium kan förekomma). Lösningen 9" utarmad på järn tillhandahålls som ingående oorganisk syralösning 7' till ett andra arrangemang 8' för återvinning av trevärda metaller. I en extraktionssektion 27' av den första jonbytarenheten 20' i det andra arrangemanget 8' avlägsnas aluminium, kanske med viss samextraktion av tungmetaller, genom att använda t.ex. di-ethylhexylfosforsyra som den första fångarsubstansen 22. En lösning utarmad på både AL och Fe 9' matas ut för vidare behandling.In a second alternative, illustrated with an embodiment in Figure 10, trivalent iron is selectively extracted in the extraction section 27 "in the first ion exchange unit 20" by a first arrangement 8 "for recovering trivalent metals from the ash slag solution 7". The extraction takes place in this embodiment with e.g. diethylhexylphosphoric acid as the first capture substance 22 in preference to heavy metals (some co-extraction with aluminum may occur). The solution 9 "depleted in iron is provided as a constituent inorganic acid solution 7 'to a second arrangement 8' for recycling of trivalent metals. In an extraction section 27 'of the first ion exchange unit 20' in the second arrangement 8 ', aluminum is removed, perhaps with some co-extraction of heavy metals, using eg diethylhexylphosphoric acid as the first capture substance 22. A solution depleted in both AL and Fe 9 'is dispensed for further processing.

Denna utföringsform består således av två seriellt anslutna arrangemang för återvinning av trevärda metaller, där den första i huvudsak återvinner Fe och den andra återvinner AI. Den selektiva extraktionen av Fe och Al sker genom att styra pH i respektive extraktionssektion 27', 27" av respektive första jonbytarsektion 20', 20". l det första arrangemanget för återvinning av trevärda metaller 8", styrs pH så att det är anpassat för att minska extraktionen av trevärt Al.This embodiment thus consists of two serially connected arrangements for recycling trivalent metals, the first essentially recovering Fe and the second recovering AI. The selective extraction of Fe and Al takes place by controlling the pH of the respective extraction section 27 ', 27 "of the respective first ion exchange section 20', 20". In the first arrangement for recovering trivalent metals 8 ", the pH is adjusted so that it is adjusted to reduce the extraction of trivalent Al.

Trevärt Al extraheras istället från den oorganiska syralösningen utarrnad på trevärt järn genom absorption i en fångarsubstans i det andra arrangemanget för återvinning av trevärda metaller 8'.Tertiary Al is instead extracted from the inorganic acid solution depleted in trivalent iron by absorption in a capture substance in the second arrangement for recycling trivalent metals 8 '.

Från det första arrangemanget för återvinning av trevärda metaller 8", återvinns ren jårnklorid 41" genom att strippa den järnladdade fångarsubstansen 26" med återcirkulerad saltsyra 31", 534 5Û5 18 extraktion 47" av anjoniska järnkloridkomplex med t.ex. tri-octyl/decylamin 45 till en järnklorldladdad fángarsubstans 46", följt av eluering av järnklorid 41" med vatten 49. Saltsyra i gasform 38" tillsätts därefter till rafﬁnatet 33" från järnkloridextraktionen 47". Eventuell samextraherat aluminium fälls i form av aluminiumkloridhexahydrat 37" och separeras.From the first arrangement for the recovery of trivalent metals 8 ", pure ferric chloride 41" is recovered by stripping the iron-laden capture substance 26 "with recycled hydrochloric acid 31", 534 5Û5 18 extraction 47 "of anionic ferric chloride complexes with eg tri-octyl / decylamine 45 to an iron chloride charged capture substance 46 ", followed by elution of iron chloride 41" with water 49. Hydrochloric acid in gaseous form 38 "is then added to the electron 33" from the iron chloride extraction 47 ". Any co-extracted aluminum is precipitated in the form of aluminum chloride hexahydrate 37 "and separated.

Saltsyralösningen 31", efter separation av järn och samextraherat aluminium, återcirkuleras och används för strippning av den järnladdade fångarsubstansen 26".The hydrochloric acid solution 31 ", after separation of iron and co-extracted aluminum, is recycled and used for stripping the iron-loaded capture substance 26".

Från det andra arrangemanget för återvinning av trevärda metaller 8', återvinns ren aluminiumkloridhexahydrat 37' genom att strippa den aluminiumladdade fångarsubstansen 26' med àtercirkulerad saltsyra 31', separering av anjoniska metallkloridkomplex med t.ex. tri- octyl/decylamin 45 följt av fällning av aluminiumkloridhexahydrat 37' genom tillsats 35' av saltsyra i gasform 382 Aluminiumkloridhexahydrat 37' separeras ifrån saltsyralösningen. Den saltsyrahaltiga stripplösningen 31', efter aluminiumseparationen, återcirkuleras och återanvänds för strippning av en aluminiumladdad fángarsubstans 26'.From the second arrangement for recycling trivalent metals 8 ', pure aluminum chloride hexahydrate 37' is recovered by stripping the aluminum charged capture substance 26 'with recycled hydrochloric acid 31', separating anionic metal chloride complexes with e.g. tri-octyl / decylamine 45 followed by precipitation of aluminum chloride hexahydrate 37 'by addition 35' of hydrochloric acid in gaseous form 382 Aluminum chloride hexahydrate 37 'is separated from the hydrochloric acid solution. The hydrochloric acid-containing stripping solution 31 ', after the aluminum separation, is recycled and reused for stripping an aluminum-loaded capture substance 26'.

På så sätt kan järn och aluminium återvinnas effektivt, enkelt och kostnadseffektivt från asklaklösningar utan behov av ett överskott av regenereringskemikalier. Även om ett överskott av saltsyra behövs för strippning av järn och aluminium från en laddad fángarsubstans kommer förbrukningen av saltsyra i metoden i enlighet med uppfinningen att ungefär motsvara den stökiometriska mängden som krävs för att bilda järn- och aluminiumkloridsalt. Således reduceras kostnaden för att regenerera fångarsubstansen kraftigt. Dessutom möjliggör metoden i enlighet med uppfinningen återvinning av järn och aluminium separat var för sig och utan kontamination av tungmetaller. De återvunna järn- och aluminiumsalten är vattenlösliga och lämpliga för att användas som fällningsmedel i anläggningar för behandling av vatten/avloppsvatten. Cirkuleringen av saltsyra i ett slutet system i enlighet med uppﬁnningen resulterar i en regenereringsprocess som inte förbrukar ett stort överskott av saltsyra utöver de mängder som åtgår för bildandet av de värdefulla järn- och aluminiumprodukterna.In this way, iron and aluminum can be recycled efficiently, easily and cost-effectively from ashtray solutions without the need for an excess of regeneration chemicals. Although an excess of hydrochloric acid is required for stripping iron and aluminum from a charged capture substance, the consumption of hydrochloric acid in the method according to the invention will roughly correspond to the stoichiometric amount required to form iron and aluminum chloride salt. Thus, the cost of regenerating the capture substance is greatly reduced. In addition, the method according to the invention enables the recovery of iron and aluminum separately and without contamination of heavy metals. The recycled iron and aluminum salts are water-soluble and suitable for use as precipitants in water / wastewater treatment plants. The circulation of hydrochloric acid in a closed system in accordance with the invention results in a regeneration process which does not consume a large excess of hydrochloric acid in addition to the amounts required for the formation of the valuable iron and aluminum products.

Fållningsmedel som används för fosforfällning i avloppsreningsverk kan återvinnas från aska från förbränt avloppsslam och återanvändas för fosforfällning i avloppsbehandlingsanläggningar och därmed minska behovet av externt tillförda järn- och aluminiumsalter. De olika delprocesserna är således kombinerade på ett sådant sätt att dessa ger stora synergieffekter speciellt när de också tillämpas i ett system för fosforåtervinning.Precipitates used for phosphorus precipitation in sewage treatment plants can be recovered from ash from incinerated sewage sludge and reused for phosphorus precipitation in sewage treatment plants, thereby reducing the need for externally supplied iron and aluminum salts. The various sub-processes are thus combined in such a way that they give great synergy effects, especially when they are also applied in a system for phosphorus recovery.

De ovan beskrivna detaljerade utföringsformerna är endast nägra exempel på hur en metod och ett arrangemang för återvinning av järn och aluminium kan göras. l de beskrivna exemplen extraheras järn och aluminium med flytande fångarsubstanser och en vätskeextraktionssepareringsteknik, men det finns även andra möjligheter. Järn och aluminium kan extraheras ifrån laklösningar genom att använda fångarsubstans i fast form med lämpliga 534 505 19 separationstekniker såsom förfaranden med kolumner med fast bädd etc. Sammanfattningsvis skall utföringsformerna som beskrivs ovan ses som illustrativa exempel på den föreliggande uppfinningen. En fackman förstår att olika modifieringar, kombinationer och ändringar kan göras av utföringsformerna utan att fràngà den föreliggande uppﬁnnings omfång. Uppfinningens omfång definieras dock av de bifogade patentkraven.The detailed embodiments described above are only a few examples of how a method and an arrangement for recycling iron and aluminum can be made. In the examples described, iron and aluminum are extracted with liquid capture substances and a liquid extraction separation technique, but there are also other possibilities. Iron and aluminum can be extracted from leach solutions using solid solids with suitable separation techniques such as solid bed column procedures, etc. In summary, the embodiments described above are to be considered as illustrative examples of the present invention. One skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations and changes may be made to the embodiments without departing from the scope of the present invention. However, the scope of the invention is defined by the appended claims.

Claims

AMENDED CLAIMS

1. Method for recovery of trivalent Al from a solution, comprising the steps of:treating (282) a phosphorous-containing material with mineral acid, said phosphorous-containing material5 additionally containing Al;separating (284) solid and liquid phases of said treated phosphorous-containing material, thereby forming aleach solution comprising phosphate and trivalent Al;providing (210) a mineral acid solution comprising trivalent Al, from said leach solution;extracting (220) said trivalent Al by adsorptíon in a ﬁrst scavenger;10 releasing (230) said trivalent Al from said ﬁrst scavenger into a hydrooloric acid solution, whereby anionic metalchloride complexes are formed;extracting (240) said anionic metal chloride complexes from said hydrooloric acid solution by adsorptíon in asecond scavenger;releasing (250) said anionic metal chloride complexes from said second scavenger into a water solution;15 adding (260) gaseous hydrochloride into said hydrocloric acid solution depleted from anionic metal chloridecomplexes;reusing (270) said hydrooloric acid solution depleted from anionic metal chloride complexes in said step ofreleasing (230) said trivalent Al from said ﬁrst scavenger;recovering (288) phosphate from said leach solution; and20 reusing (290) said leach solution depleted from trivalent Al and phosphate for said step of treating (282).

2. Method according to claim 1, characterized in that said step of extracting (220) said trivalent Al comprisescontrolling of the pH in the ﬁrst scavenger. 25

3. Method according to any of the claims 1 to 3, characterized in thatsaid step of adding (260) gaseous hydrochloride comprises adding of gaseous hydrochloride in an amountcausing precipitation of aluminum chloride hexahydrate;said method comprises the further step of separating (262) said precipitate of aluminum chloride hexahydratefrom said hydrooloric acid solution.

4. Method according to any of the claims 1 to 3, characterized byextracting trivalent Fe from said leach solution by adsorptíon in a third scavenger;controlling of the pH in the third scavenger to reduce extraction of trivalent Al;providing said mineral acid solution depleted from trivalent Fe by said adsorptíon in said third scavenger as said35 mineral acid solution.

5. Method according to any of the claims 1 to 4, characterized in that said phosphorous-containing material is ashfrom incineration of sewage sludge. 40

6. Arrangement (8) for recovery of trivalent Al from a solution, comprising: 2 AMENDED CLAIMSdigester (4), arranged for treating a phosphorous-containing material with mineral acid, said phosphorous-containing material additionally containing Al;a digester separator (6) connected to said digester (4) and arranged for separating solid and liquid phases ofsaid treated phosphorous-containing material, thereby forrning a leach solution (7) comprising phosphate and trivalent Al;inlet (21) for a mineral acid solution comprising trivalent Al based on said leach solution (7);a ﬁrst ion exchange unit (20) connected to said inlet (21);said first ion exchange unit (20) being arranged for extracting said trivalent Al by adsorption in a ﬁrst scavenger(22):said ﬁrst ion exchange unit (20) being further arranged for releasing said trivalent Al from said ﬁrst scavenger(22) into a hydrocloric acid solution (32), whereby anionic metal chloride complexes are formed;a second ion exchange unit (40) connected to said ﬁrst ion exchange unit (20);said second ion exchange unit (40) being arranged for extracting said anionic metal chloride complexes fromsaid hydrocloric acid solution (32) provided from said ﬁrst ion exchange unit (20) by adsorption in a second scavenger (42);said second ion exchange unit (40) being further arranged for releasing said anionic metal chloride complexesfrom said second scavenger (42) into a water solution (41);recirculatlon unit (34) connected between said second ion exchange unit (40) and said ﬁrst ion exchange unit(20);said recirculatlon unit (34) being arranged for adding gaseous hydrochloride into said hydrocloric acid solutiondepleted from anionic metal chloride complexes (33);said recirculatlon unit (34) being arranged for providing said hydrocloric acid solution depleted from anionicmetal chloride complexes (31) to said ﬁrst ion exchange unit (20) for reuse as strip solution;an arrangement (10) for recovering phosphate from said leach solution (7); andrecirculatlon arrangement (3) arranged for recirculating said leach solution (7) depleted from trivalent Al andphosphate (11) to said digester (4).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that said ﬁrst ion exchange unit (20) comprises a pl-lcontrol unit (29) for controlling the pH in the ﬁrst scavenger (22) during extraction of trivalent Al.

8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that said recirculatlon unit (34) being arranged for adding gaseous hydrochloride into said hydrocloric acid solution inan amount causing precipitation of aluminum chloride hexahydrate (37); said recirculatlon unit (34) further comprises a separator (36) for separating of said precipitate of aluminumchloride hexahydrate (37) from said hydrocloric acid solution (33).

9. Arrangement according to any of the claims 6 to 8, characterized by further comprising:a third ion exchange unit (20") connected to said digester separator (6);said third ion exchange unit (20") being arranged for extracting trivalent Fe from said leach solution (7) byadsorption in a third scavenger (22");said leach solution (7) depleted from Fe being supplied to said inlet (21 ') as said mineral acid solution. 3 AMENDED CLAIMS

10. Arrangement according to any of the claims 6 to 9, characterized in that said phosphorous-containing materialis ash from incineration of sewage sludge.