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Verfahren zur Rückgewinnung des Kupfers aus den Abfallösungen der
Kupferkunstseidenindustrie -In der Kupferkunstseidenjindustrie .ist man bestrebt,
das Kupfer möglichst vollständig im Kreislauf zu führen: Es fällt hierbei zum Teil
In einem ammoniakalischen Abwasser; dem -sogenan.nten Blauwasser, an, in dem es
als Kupfertetraminkomplex enthalten-. ist,. .der .größere Teil findet sich als Kupferslfat
in den anfallenden Spinnsäuren: Nach einem bekannten Verfahren wird das Kupfer aus
den ammoniakälischenAbwässern zunächst durch Fällung, beispielsweise- mit Kalk oder
Eisensalzen, angereichert. - Der gefällte Niederschlag wird eingedickt. -und dann
in den kupferhaltigen Spinnsäuren gelöst und abfiltriert. Das kupferhaltige Filtrat
-wird meistens zementiert oder elektrolysie_ rt und auf diese Weise metallisches
Kupfer gewonnen, .das dann auf ein entsprechendes Kupfersalz umgearbeitet wird.
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Es wurde auch vorgeschlagen, die anfallenden kupferhaltigen , Spinnsäuren
oder Waschwässer, in welchen das -Kupfer als Kupfersulfat vorliegt, -einzuengen
uM das Kupfersulfat auszukristallisieren. Nach einer Vorfällung mit Eisensalzen
und nach vollständiger Enteisenung des Filtrats hat man das Kupfer auch als basisches
Kupfersalz mit alkalischen Mitteln ausgefällt: Nach diesen Verfahren wird das Kupfer
aus den verdünnten kupferhaltigen Lösungen in mehreren chemischen Anreicherungs-
bzw. Umwaxndiungsstufen als einsatzfertiges Salz, für,die nerstellung der gewonnen,
.bzw. die alkalischen bzw. sauren Abwässer *erden parallel nebeneinander aufgearbeitet:-
_ Die Rückgewinnung des Kupfers müß aber wirtschaftlicher werden, wenn man sämtliche
kupferhaltigen Lösungen ohne Einsatz von Chemikalien vereinigen und einem einheitlichen
Wiedergewinnungsprözeß zu einsatzfertigem .Salz unterwerfen kann. -So wind
die
Aufarbeitung. besonders einfach, wenn man das ammoniakatische Blauwasser über Ionenaustauschef
leitet, das Kupfer :hierbei entfernt und anschließend .die Regeneration ,des Austanschers
mit den anfallenden kupier-. hantigen Spinnsäuren vornimmt. Dabei erhält man in
dem abfließenden Regenerat das zurückzugewinnende Kupfer gelöst.
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Es wurde nun gefunden, daß man aus diesen Regeneratlösungen mit alkalischen
M.%tteln, berispielsweise Soda, Natronlauge und Ammoniak, ein basisches Kupfersulfat
von solcher Reinheit ausfällen kann, daß es ohne weiteres zur Herstellung der Spinnlösung
geeignet ist. Dies war nicht zu erwarten, da das Regenerat keiner weiteren Reinigungsoperation
unterworfen wird und daher :den Hauptteil der aufgenommenen Verunreinigungen enthält.
So werden beispielsweise organische Stoffe, wie Cellulose oder ihre Abbauprodukte,
in das Regenerat gelängen. Es war daher überraschend, daß man aus diesen Regeneratlösungen
ein genügend reines basisches Sulfat erhält, das in den Kupferkunstseidenprozeß
wieder unmittelbar-eingesetzt werden kann.
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Ferner .gelangen in das Regenerat mehr oder weniger große Kalkmengen,
- da das Spinnwasser in der Regel noch eine geringe Resthärte an Kalk aufweist.
Die vorhandenen Kalkmnengen werden im Ionenaustauscher ebenfalls neben dem Kupfer
festgehalten und erscheinen daher in der Regeneratflüssigkeit als Calciumsulfat.
Weiterhin können vom Austauscher gegebenenfalls geringe-Mengen kolloidal gelöster
Kieselsäure ad= sorptiv festgehalten und' bei der Regeneration wieder herausgelöst
werden.
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Auch beim Vorliegen dieser Verunreinigungen kann man aus dem Regenerat
ein reines, basisches Kupfersulfat ausfällen, wenn man ei ,der Fällung auf eine
exakte Ein-Stellung der Wasserstoffionenkonzentfation, achtet und 1m allgemeinen
auf eine .einem pR-Wert von - höchstens 5,o .entsprechende Wasserstoffionenkonzentration
(von der sauren Seite her kommend) `einstellt.
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Dieses Verfahren unterscheidet sich von dem der schweizerischen Patentschrift
196607, nach welchem bei der Mischung von Blauwasser und Spinnsäure in bestimmtem
Verhältnis Kupfersalz ausgefällt wird, in erster Linie da.durch",daß keine gegenseitige
Neutralisation der anfallenden ammoriialealischen kupferhaltigen Spinnwässer und
kupferhaltigen- Spinnsäuren erfolgt und somit auch kein Azünioniümsalz gebildet
wird. Das _ gemäß vorIiegernder Erfindung aus den Ionenaus-. t ailis ##her n
- albfließende entkupferte Wasier 9-kann- --in vörfeilhafter Weise als Spinnwasser
:veeder -cingesetzt-bzw. ' des Ammoniak-über Austreibtürme unmittelbar ausgetrieben
und zurückgewonnen werden. Nach der schwei-'zerischen Patentschrift 196607 dagegen
sind .die Wässer infolge ihres Ammoniumsalzgehälteszum Spinnen unbrauchbar geworden,
lizw. das Ammoniak maß zur Rückgewinnung durch chemische Mittel erst wieder frei
gemacht werden.
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-,Die Aufarbeitung und Ausfällung des basischen Salzes kann in bekannter
Weise 'als diskontinwierliche Fällung erfolgen. Als besonders -zweckmäßig 'hat sich
für die im allgemeinen nur geringe Kupferkonzentration aufweisenden Regeneratlösungen
ein kontinuierlicher Fällprozeß erwiesen, bei dem die Fällung in mehreren hintereinandergeschaltenen
Fellbehältern erfolgt: Zweckmäßig nimmt mqn die Fällung unter Rühren in den ersten
Behältern vor, ebenso auch die genaue Einstellung der Wasserstoffionenkonzentration;
in den nachfolgenden Behältern erfolgt der Ausgleich der -Fellreaktion und 'die
genügende Vermischung .des -Niederschlag's:Im--1°aschluß an die Fällung wird das
basische Salz in einer Eindickanlage eingedickt und dann über ein Zellenfilter abgezogen
und nachgewaschen. Beispiel i io cbm Regenerat mit 30g/1 Cu werden in einem Fellbehälter
bei. ,90° jdarch langsame Zugabe von ao°/onger heißer Sodalösung gefällt. Die Fellreaktion
führt man bei pH-Werten bis 4,7 entsprechenden Wasserdurch.
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'Nach dem- Absitzen des Niederschlags dekantiert -man die überstehende
Mutterlauge ab und wäscht den Niederschlag mehrmals mit dem enthärteten Wasser nach.
Das ausgewaschene basische Sulfat wird dann für Herstellung -der-@Spirinlösü.ng
init weiterem Wasser aufgeschlämmt tirid eingesetzt. ' -.. Bespiel..z .-Regenerat
eines kupferbeladenen Ionenaustauschers mit 15 @g/1 Cu wird bei 95° mit Zo°/oiger
heißer Sodalösung bei einer einem pH-Wert von 4,5 entsprechenden Wasserstoffionenkonzentrationgefällt:
Die Fällung erfolgt kontinuierlich . -in 'hintereinanderge= schalteten Behältern.
nUe abfließende Lösung mit gefälltem basischem Kupfersulfat passiert einen Wärmeaüstauseher,
in welcherii des kalte -Regenerät der heißen .gefällten Lö;-sang entgegengeleitet
-und angewärmt wif4 In einem Eindickturm 'wird das basische Kupfersulfat auf einen
Feststo£fgehalt von ungefähr 3o gll angereichert und -über ein Zellenfilter abgezogen
und nachgewaschen. Das Salz enthält =:durchschnttlich --55 °/o -Cuun.c