DE1166113B - Flotationsverfahren fuer anorganische Ionen - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTTWl· PATENTAMT
Internat. Kl.: B 03 d
AUSLEGESCHRIFT
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Deutsche Kl.: Ic-10/10
1166113
S 63282 VI a/ lc
3.Juni 1959
26. März 1964
S 63282 VI a/ lc
3.Juni 1959
26. März 1964
Die Erfindung bezieht sich auf die Wiedergewinnung von. anorganischen Ionen aus Lösungen, indem
die anorganischen Ionen mit einem organischen Reagens unter Bildung eines unlöslichen Reaktionsproduktes in Berührung gebracht werden, und das
unlösliche Reaktionsprodukt von der Lösung abgetrennt wird.
Flotationsverfahren zur Gewinnung von verschiedenen Mineralien aus Erzen sind schon lange allgemein
bekannt. Diese Flotationsverfahren bestehen im wesentlichen aus dem Zerkleinern der das Mineral
enthaltenden Erze, dem Konditionieren des feingemahlenen Minerals mit Flotationsmitteln und anderen
Zusatzstoffen, aus dem Aufschwimmen der behandelten Mineralteilchen mit Luftbläschen und
der Gewinnung des Minerals aus dem resultierenden Schaum.
Die Erfindung besteht demgegenüber darin, Ionen aus Lösungen bei vollständigem Fehlen von ungelösten
Mineralteilchen zu gewinnen, z. B. auch aus Abwässern der Erztrennung oder aus anderen oberflächenaktive
Stoffe enthaltenden Abwässern oder Waschwässern, in denen die Menge fester Mineralteilchen
relativ klein ist, so daß die aus der Kombination anorganischer Ionen mit dem Sammler entstehende
Menge des unlöslichen Reaktionsproduktes mindestens 5%, vorzugsweise mindestens 15%, des
wiedergewonnenen Produktes umfaßt.
Im allgemeinen besteht das Verfahren nach der Erfindung darin, daß man gleichzeitig gelöste
Kationen oder Anionen zusammen mit Mineralteilchen, falls solche vorhanden sind, mit Bläschen
und mit anionischen und kationischen Reagenzien, d. h. Sammlern, zusammenbringt, um unlösliche Produkte
zu bilden, die durch die aufsteigenden Bläschen zur Oberfläche des Lösungsmittels transportiert
werden und dort als Schaumkonzentrat entfernt werden.
Nichtmetallionen und Metallionen können nach diesem Verfahren in gleicher Weise gewonnen werden.
Nichtmetallionen, die nach dem Verfahren der Erfindung gewonnen werden können, sind z. B. die
Ionen von Kieselsäure, Polythionaten, Arsensäure, Thioarsenaten, Thioarseniten, Fluorkieselsäure und
Borsäure. Vorzugsweise sollen die Nichtmetallionen in Form von komplexen Anionen vorliegen.
Einfache oder komplexe Metallionen können gleicherweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gewonnen werden. Solche Metalle sind z. B. die Erdalkalimetalle Calcium, Strontium und Barium,
die Metalle Aluminium, Mangan, Chrom, Gallium, Germanium, Molybdän, Tantal, Hafnium, Wolfram,
Flotationsverfahren für anorganische Ionen
Anmelder:
Felix Sebba; Johannesburg (Südafrika)
Vertreter:
Vertreter:
Dr.-Ing. J. Schmidt, Patentanwalt,
München 2, Hermann-Sack-Str. 2
München 2, Hermann-Sack-Str. 2
ίο
Als Erfinder benannt:
Felix Sebba, Johannesburg (Südafrika)
Beanspruchte Priorität:
J5 Großbritannien vom 4. Juni 1958 (17 887)
J5 Großbritannien vom 4. Juni 1958 (17 887)
Rhenium, Osmium, Palladium, Kupfer, Silber, Gold und Platin, die seltenen Erden Praseodym, Lanthan,
Samarium, Cer, Terbium, Ytterbium und Holmium oder die Actiniden, wie Uran, Neptunium und Thorium.
Beispiele für Komplexionen sind der anionische Komplex des Urans mit Sulfationen, das Chloroplationation
in Wasser, die komplexen Cyanidionen von Metallen, wie Gold, Silber, Eisen oder Kobalt,
Ionenkomplexe des Ammoniaks mit Metallen, wie Kupfer, Zink oder Silber, die komplexen Fluoridionen
von Metallen, wie Beryllium, ferner Silikate und andere Komplexionen, wie Molybdate, Vanadate
oder Borate.
Die beim Verfahren nach der Erfindung verwendeten Sammler sind im allgemeinen ionische oberflächenaktive
Sammler, wie sie bei Erzflotationsverfahren verwendet werden. Diese Sammler müssen
mindestens ein hydrophiles (unpolares) und mindestens ein aerophiles (polares) Aktivitätszentrum besitzen.
Sie müssen eine elektrische Ladung mit einem Vorzeichen tragen, das dem des zu gewinnenden
Metallions entgegengesetzt ist.
Ein oberflächenaktiver anionischer Sammler, d. h. ein Sammler, der in wäßriger Lösung ein oberflächenaktives
Ion mit einer negativen Ladung ergibt,
z. B. eine Laurinsäureseife, wird zur Entfernung löslicher Metallkationen aus der Lösung verwendet.
Auf der anderen Seite wird ein oberflächenaktiver kationischer Sammler, d. h. ein Sammler, der in
wäßriger Lösung ein oberflächenaktives positivgeladenes Ion freisetzt, z. B. Laurylpyridiniumchlorid,
verwendet, wenn ein Metallanion aus der Lösung gewonnen werden soll.
409 540/203
3 4
Kationische Sammler, die bei dem neuen Verfah- molekel notwendig. Die für das Verfahren vorzuren
verwendet werden, sind meistens Verbindungen ziehenden kationischen und anionischen Sammler
mit einem Aminstickstoff. Diese Verbindungen sind sind Derivate von pflanzlichen und tierischen Triz.
B. Alkyl-, Aryl- und Arylakylamine und die ent- glyzeriden, vorzugsweise pflanzlichen und solchen
sprechenden Amin- und quatemären Halogensalze. 5 Triglyzeriden, die aus Meerestieren gewonnen wur-Arylamine
sind z. B. Picoline, Pyridine, Chinoline den. Diese Triglyzeride können zu ihren freien Fett-
und deren Homologe und niedrige alkylsubstituierten säuren hydrolisiert sein, die dann für sich als anAnaloga,
ionische Sammler verwendet oder zum gleichen Beispiele für kationische Sammler, die mit korn- Zweck in die Ammonium- oder Alkalimetallsalze zu
plexen Metallanionen und nichtmetallischen An- io ähnlichen Zwecken übergeführt sein können,
ionen in polaren Lösungen reagieren, sind z. B. die Um einen kationischen Sammler zu erhalten, werquaternären
Ammoniumverbindungen, wie Tri- den die Fettsäuren nach bekannten Verfahren in methyl-n-octylammioniumchlorid, Trimethyl-n-decyl- Amine, Nitrile oder quatemäre Salze übergeführt. Es
ammoniumchlorid, Trimethyl-n-dodecylammonium- ist auch vorzuziehen, daß die Kohlenwasserstoffchlorid,
Trimethyl-n-octadecylammoniumbromid, Tri- 15 ketten dieser Sammler Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dopäthyl-n-hexadecylammoniumjodid;
Mischungen von pelbindungen enthalten. Wenn quaternäre Amquaternären
Salzen aus Talgfettsäuren, aus Baum- monium-, Diamin- oder Triaminsammler verwendet
wollsamenölfettsäuren, Sojabohnenölfettsäuren und werden, ist es besonders vorzuziehen, daß die Samm-Kokosnußölfettsäuren,
aus Fettsäuregemischen des ler mindestens einen Kohlenwasserstoffrest mit 8 bis
Talgs, Maisöls, Sojabohnenöls, Kokosnußöls, Alkyl- 20 22 Kohlenstoffatomen enthalten,
amine, wie Diamylamin, Didodecylamin-n-Decyl- In dem verwendeten Ausdruck »unlösliche Reakamin,
n-Tetradecylamin, Tri-n-octadecylamin, n-Octa- tionsprodukte« und in ähnlichen Ausdrücken soll
decylamin und Gemische von Aminen. Verschieden- »unlöslich« nicht bedeuten, daß die »Löslichkeit«
artige Sammler sind ferner z. B. Ammonium-phenyl- ein Gleichgewicht zwischen den Ionen in der Lösung
nitrosohydroxylamin, 1-n-Dodecylpyridiniumjodid, 25 und einem festen ionischen Kristall darstellt, sondern
Octadecyl-beta-oxyäthyl-morpholiniumbromid, beta- daß das Reaktionsprodukt aus entgegengesetzt ge-Stearamidotrirnethylammoniummethylsulfat,
Octa- ladenen Ionen zusammengesetzt ist, die nicht unabdecylpyridiniumjodid, Octadecyl-alpha-picolinium- hängig sind, da sie an Entropie verloren haben. So
bromid, Hexadecylchinoliniumbromid, Decylstyryl- bezieht sich dieser Ausdruck auf Produkte, die an
pyridiniumchlorid, Dodecylpyridiniumphenylsulfonat, 30 der Grenzfläche zwischen Lösungmittel und Bläs-Dimethyldodecylphenylammoniumphenylsulfonat,
2- chen adsorbiert sind, d. h., die einzelnen Produkt-Mercaptobenzothiazolderivate,
zahlreiche Imidazo- moleküle sind nicht mehr gleichmäßig in der Lösung lin- und Imidazolidinderivate und Dimethyl-n-hexa- verteilt, sondern sind hauptsächlich an der Lösungsdecylbenzylammoniumchlorid.
mittel-Bläschen-Grenzfläche lokalisiert. Die Produkte Die anionischen Sammler sind von zweierlei 35 an der Grenzfläche können als Kristalle betrachtet
Arten: die Oxhydrylverbindungen, bei denen ein werden, die nur ein Produktmolekül enthalten. Wenn
Metall oder Wasserstoff mit dem Kohlenwasserstoff- diese Kristalle in dem abgezogenen Schaum zusamteil
des Sammlers durch ein Sauerstoffatom verbun- mengedrängt werden, bilden sie eine Schaummasse,
den ist, und die Sulfhydrylverbindungen, bei denen die sehr unlöslich ist, aber keine größeren Kristalle
die Verbindung durch ein Schwefelatom vermittelt 40 enthält.
wird. Die Oxhydrylsammler sind z. B. Carbonsäuren, Diese Unlöslichkeit der bei dem erfindungsge-
saure Alkylsulfate, Sulfonate und Phosphate und mäßen Verfahren gebildeten Reaktionsprodukte be-
Phosphonate. Die Sulfhydrylverbindungen sind z. B. stimmt in einem gewissen Ausmaß die Wirksamkeit
Mercaptane, Thiocarbonate (Xanthate), Thioharnstoffe des Verfahrens. Ein sehr hoher Prozentsatz des Ge-
und Dithiophosphate. Beispiele für anionische 45 samtgehaltes an Metallionen kann rasch aus der
Sammler sind z. B. die Natrium-, Kalium- oder Am- Lösung entfernt werden, wenn das Reaktionsprodukt
moniumsalze von Colophonium und dessen Säuren, sehr unlöslich ist, während die löslicheren Reak-
die Tallöle und tierischen und pflanzlichen Öle; tionsprodukte nur insoweit entfernt werden können,
Naphthensäuren; Natrium-n-octylsulfat; Kalium-η- als sie adsorbiert und im Schaum entfernt werden,
dodecylsulfat; das Ammoniumsalz des n-Dodecyldi- 50 Die Sammelgeschwindigkeit der Ionen in der
äthylenglykolsulfats; das Natriumsalz von rohen oder Lösung kann oft visuell bestimmt werden, da
gereinigten Erdölsulfonsäuren, beta-Phenyl-propion- Ionenlösungen oft die Farbe ändern, wenn die Ionen
säure; Pelargonsäure; Säuregemische aus Leinöl, entfernt werden. So werden Lösungen mit blauen
Sojabohnenöl, Palmöl, Maisöl und Baumwollsamen- Kupferionen und Kupferkomplexionen oder gelben
öl; Mononatrium-alpha-sulfopalmitat; Dinatrium- 55 Xanthationen nach und nach klarer und endlich
alpha-sulfostearat, l,3-Diphenyl-2-thioharnstoff und wasserhell, in dem Maße, in dem die Ionen entfernt
Thiocarbanilid. Die oben angegebenen Beispiele für werden.
kationische und anionische Sammler stellen nur Wie bereits angedeutet, bestimmt der pH-Wert der
einen Ausschnitt der vielen Sammler dar, von denen Lösung teilweise die Ausführbarkeit des Verfahrens,
bekannt ist, daß sie technisch verwendbar sind und 60 weil bekanntlich Metallsalze in jeder Lösung in ver-
die bei Flotationsverfahren verwendet werden. schiedenem Ausmaß löslich sind, wovon bei der
Die erforderliche Zahl der Kohlenstoffatome im chemischen Trennung von Metallen und bei dem
aerophilen (polaren) Teil oder Teilen des Sammler- qualitativen analytischen Verfahren Gebrauch ge-
moleküls, um dem Sammler die gewünschten aero- macht wird. So sind Reaktionsprodukte des kom-
philen Eigenschaften zu geben, ist je nach der Art 65 plexen Urananions bei einem pH-Wert von 3,9 löslich
des Sammlers verschieden. Im allgemeinen sind 5 und bei einem pH-Wert von 5,1 unlöslich, wenn ein
bis 24, vorzugsweise 8 bis 22 Kohlenstoffatome in bestimmter Sammler verwendet wird. Bei Verwendung
mindestens einem aerophilen Teil der Sammler- eines anderen Sammlers sind sie bei einem pH-Wert
von 2,0 unlöslich und bei einem pH-Wert von 2,0
löslich. Dieses Phänomen kann auch zur Trennung eines Metallions von anderen in der Lösung
verwendet werden, wenn die Löslichkeiten bei einem bestimmten pH-Wert einigermaßen verschieden
sind.
Das Ionenlösungsmittel muß selbstverständlich das zu konzentrierende Ion und den Sammler lösen können
und außerdem so polar sein, daß die Metalle und Sammler ausreichend ionisiert sind, um zur
Reaktion mit dem Sammler unter Bildung eines Reaktionsproduktes, das in ' dem Lösungsmittel und
Blasenmedium unlöslich ist, erfaßt werden zu können. Geeignete Lösungsmittel sind z. B. Wasser,
wasserfreies flüssiges Ammoniak, wasserfreie niedere Alkylamine, niedere Nitroalkane, wasserfreie niedere
aliphatische Alkohole und Säuren, niedere flüssige Alkylchloride, wie Methylenchlorid, und wasserfreie
niedere aliphatische Ketone und Äther. Das bevorzugte Lösungsmittel für das erfindungsgemäße Verfahren
ist jedoch Wasser.
Die Konzentration des Sammlers im Lösungsmittel ist eine von mehreren Variablen, die die Wirksamkeit
des Verfahrens bestimmen. Im allgemeinen haben die Sammler seifenartige Eigenschaften und
bilden Kolloidteilchen, wenn ihre Konzentration so weit erhöht wird, daß die sogenannte kritische Kolloidkonzentration
erreicht wird. Wenn in der Lösung Kolloidteilchen in größerem Ausmaß vorhanden sind, wird sich eine kolloidale Lösung oder ein Sol
bilden, welches das zu entfernende Ion in Lösung hält. In solchen Fällen werden die aufsteigenden
Blasen keinen großen Teil der Metallionen erfassen können, und die Wirksamkeit des Verfahrens ist
stark herabgesetzt.
Unter »Kolloidteilchen« wird hier ein Aggregat verstanden, das durch eine Anzahl von durch Sekundärkräfte
lose zusammengehaltenen Molekülen besteht, wobei die Sekundärkräfte schwächer sind als
die primären Valenzbindungen. Derartige Teilchenaggregate werden vielfach auch als »Micelle« bezeichnet.
Die kritische Kolloidkonzentration hängt, wie man annimmt, von vielen Variablen ab, z. B. von dem
pH-Wert der Lösung, der Temperatur der Lösung, die unterhalb des Schmelzpunktes des Reaktionsproduktes liegen soll, der Ionenstärke der Lösung
und dem Alter der Sammlerlösung. Im allgemeinen liegt die kritische Kolloidkonzentration der Sammler
in wäßriger Lösung bei ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,001 Mol. Zum Beispiel beträgt die kritische Kolloidkonzentration
von Kaliumlaurat in Wasser ungefähr 0,02 Mol, während die kritische Kolloidkonzentration
von Kaliummyristat in Wasser bei 0,006 Mol liegt. In Gramm ausgedrückt, eine Konzentration
von 1,5 g/l Kaliummyristat oder ungefähr 0,019 g/l Natriumcetylsulfat in Wasser würde sich der kritischen
Kolloidkonzentration nähern.
Wenn übermäßig viel Sammler im Lösungsmittel gelöst ist und sich Kolloidteilchen bilden, ist die
Wiedergewinnung schlecht oder das Verfahren gänzlich unbrauchbar; eine sehr starke Verdünnung der
Lösung mit zusätzlichem Lösungsmittel zerstört manchmal die Kolloidteilchen, und anschließend
kann eine Flotation stattfinden.
Das Alter und die Vorgeschichte des Sammlers bestimmen ebenfalls die Wirksamkeit des Verfahrens.
Zum Beispiel zeigten Versuche über die quantitative Wiedergewinnung von Kobalticyanidionen aus wäßrigen
Lösungen bei Konzentrationen von 1 mg/1, daß die kationischen Sammler teilweise so wenig
wirksam waren, daß sie nur zu 10% stöchiometrisch reagierten.
Man kann diese Schwierigkeit teilweise überwinden, indem man frische Lösungen von Sammlerionen
in polaren Trägern, wie Äthanol oder Propanol, bei denen die kritische Kolloidkonzentration des
ίο Sammlers hoch ist, zusammenstellt, und die Sammlerlösung
in das Lösungsmittel einträgt, aus dem das Ion wiedergewonnen werden soll. Die Wirksamkeit
wird weiter erhöht, wenn eine Sammlerlösung in einem unpolaren Lösungsmittel, z. B. Petroläther,
Äthylacetat oder Leuchtöl, hergestellt, das Lösungsmittel entfernt, der Sammler in einem polaren
Lösungsmittel gelöst und die resultierende Lösung sofort in die Lösung, aus der die Ionen entfernt werden
sollen, eingetragen wird.
Wie bemerkt wurde, ist es vorzuziehen, verdünnte Sammlerlösungen in einem polaren Lösungsmittel,
das bei Ionisierung eine zu entfernende, dem Metallion entgegengesetzte Ladung trägt, zu einer Lösung
von Metallionen so schnell zuzusetzen, daß praktisch keine Kolloidbildung stattfindet, und so schnell, daß
alle Kolloidteilchen in der zuzugebenden Seifenlösung zerteilt werden. Während der Sammler zur
Lösung gegeben wird, werden Blasen durch die Trübe getrieben, so daß diese die adsorbierten MoIeküle
des Reaktionsproduktes an die Oberfläche tragen, wo sie sich anreichern oder mittels herkömmlicher
Verfahren entfernt werden können.
Die Geschwindigkeit der Sammlerzugabe wird unter anderem durch die Metallionenkonzentration
und die kritische Kolloidkonzentration bestimmt. Wenn die Metallionenkonzentration niedrig ist, können
mehrere äquivalente Sammler zu der Lösung gegeben werden, um eine rasche Konzentrierung des
Metallions zu bewirken, ohne daß die kritische KoI-loidkonzentration
des Sammlers überschritten wird. Die beim Verfahren verwendete Sammlermenge hängt von einer Anzahl von Faktoren ab, z. B. der
Zahl der reaktiven Reste in den Sammlermolekeln, der Valenz des zu erfassenden Ions und dem pH-Wert
der Lösung. Es wurden 0,1 mg/1 enthaltende wäßrige Lösungen Kobalticyanidanionen bei Sammlerkonzentrationen
von ungefähr 10~5 bis 10~6 Mol
und 0,1 mg/1 enthaltende wäßrige Kupferionenlösungen bei Sammlerkonzentrationen von 10~5 Mol gereinigt.
Das ist deshalb möglich, weil die Metallionen anscheinend bei ungefähr neutralem pH-Wert
(6 bis 7) polymerisieren und weit geringere als stöchiometrisch äquivalente Sammlermengen nötig
sind, um eine gegebene Menge Metallion zu gewinnen. Wie man sehen kann, ist die Variationsbreite
der Sammlermengen, die nötig sind, um eine gegebene Ionenmenge zu gewinnen, groß. Es ist vorzuziehen,
eine Sammlermenge zu verwenden, die von ungefähr 0,001 bis 10 äquivalente Sammler auf ein
Ionenäquivalent beträgt. Insbesondere ist es vorzuziehen, stöchiometrisch äquivalente Mengen Sammler
zu verwenden.
Die Reaktionsprodukte, die dann gebildet werden, wenn die oben genannten Sammler eingebracht werden,
werden aus der Lösung durch Flotation entfernt, d. h. werden aus der Lösung mit Hilfe von
praktisch nicht reagierenden Gasblasen entfernt. Brauchbare Blasenmaterialien sind z. B. gasförmige
nachdem man überschüssigen Sammler verwendet, durch Wischer entfernt werden, die das unlösliche
Reaktionsprodukt von der Flüssigkeitsoberfläche abheben und in ein geeignetes Gefäß überführen.
5 Ebenso kann ein Luftstrom verwendet werden, um den Schaum in das Sammelgefäß zu treiben. Die
Blasen können auch gesammelt werden, indem man eine kleine Menge eines oberflächlichen Lösungsmittels
über ein Wehr und durch ein Filter laufen
nen Schäumen sind im Gebiet der Erzflotation wohlbekannt und können beim Verfahren der Erfindung
ebenfalls gut angewendet werden.
Nach der Konzentrierung an der Oberfläche und der Entfernung können die unlöslichen Reaktionsprodukte
auf verschiedene Weise behandelt werden, was vom Wert des gewonnenen Elements und den
Kosten für den Sammler abhängt. Wenn das gewon-
Kohlenwasserstoffe, wie Methan, Äthan und Butan;
gasförmige halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie die
Freone: und Gase, wie Luft, Kohlendioxyd, Stickstoff und Argon. Zur Entfernung der unlöslichen
Reaktionsprodukte aus den für das Ionenwiedergewinnungsverfahren der Erfindung benutzten Lösungsmitteln wird die Verwendung von Luft vorgezogen.
In polaren Lösungen konzentrieren sich die
Sammlerionen anscheinend an der Grenzfläche zwischen dem Lösungsmittel und dem Innern der Blase. io läßt, um den aufschwimmenden Schaum zu entfer-Aus diesem Grunde ist es vorzuziehen, möglichst nen. Verfahren zur Entfernung von dicken und dünkleine Blasen zu verwenden und einen möglichst
langen Blasenweg zur Oberfläche vorzusehen, um die
größtmögliche Erfassung der Metallionen zu sichern.
Bei kleinen Reaktionsgefäßen ist es möglich, die 15
Steiggeschwindigkeit der Blasen herabzusetzen und
dadurch die Wirksamkeit der Erfassung zu steigern,
indem man dem Lösungsmittel eine Gegenstrombewegung mitteilt.
gasförmige halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie die
Freone: und Gase, wie Luft, Kohlendioxyd, Stickstoff und Argon. Zur Entfernung der unlöslichen
Reaktionsprodukte aus den für das Ionenwiedergewinnungsverfahren der Erfindung benutzten Lösungsmitteln wird die Verwendung von Luft vorgezogen.
In polaren Lösungen konzentrieren sich die
Sammlerionen anscheinend an der Grenzfläche zwischen dem Lösungsmittel und dem Innern der Blase. io läßt, um den aufschwimmenden Schaum zu entfer-Aus diesem Grunde ist es vorzuziehen, möglichst nen. Verfahren zur Entfernung von dicken und dünkleine Blasen zu verwenden und einen möglichst
langen Blasenweg zur Oberfläche vorzusehen, um die
größtmögliche Erfassung der Metallionen zu sichern.
Bei kleinen Reaktionsgefäßen ist es möglich, die 15
Steiggeschwindigkeit der Blasen herabzusetzen und
dadurch die Wirksamkeit der Erfassung zu steigern,
indem man dem Lösungsmittel eine Gegenstrombewegung mitteilt.
Das Volumen des Blasegases ist nicht kritisch 20 nene Ion sehr viel wertvoller ist als der Sammler,
und kann weitgehend variiert werden, je nach der braucht der Sammler eventuell nicht wiedergewon-Form
des Lösungsmittelbehälters, des Lösungs- nen zu werden, und das unlösliche Reaktionsprodukt
mittels und des mittleren Durchmessers der Blasen. kann verascht und das anorganische Material ent-Das
Volumen des Blasegases oder die Größe der weder als Metall im Fall der Edelmetalle oder als
Blasen soll jedoch keinesfalls so sein, daß die Ober- 25 Mineraloxyd gewonnen werden,
fläche des Lösungmittels stark in Bewegung gerät. Wenn die Kosten für das Reagens im Vergleich
Wie schon angeführt wurde, konzentrieren sich die zum Wert des gewonnenen Metalls wichtig sind,
Sammlerionen an der Grenzfläche zwischen Lösungs- ist es möglich, Verfahren zur Wiedergewinnung des
mittel und Blase und steigen mit den Blasen an die Reagens zu entwickeln, insbesondere wenn das
Oberfläche. Wenn die Blasen von nachfolgenden 30 Metall eine unlösliche Verbindung bilden kann. Zum
Blasen aus der Oberfläche herausgehoben werden, Beispiel kann eine Uranseife, die mittels einer katioentsteht
ein Schaum, in welchem sich die unlöslichen nischen quaternären Ammoniumseife gewonnen
Reaktionsprodukte, die Metallseifen, zusammen- wurde, mit einer alkoholischen Lösung einer Base,
ballen. Dieser Schaum ist leicht entfernbar. Wenn wie Kalium- oder Calciumhydroxyd, behandelt werdie
Blasen jedoch in größerem Ausmaß durch Tür- 35 den. Nach Behandlung und kurzzeitigem Stehen
bulenz zum Platzen gebracht werden, wird eine ver- bildet sich ein unlösliches Uransalz, entweder
hältnismäßig hohe Seifenkonzentration nahe der Kalium- oder Calciumuranat, während die Seife als
Oberfläche des Wassers entstehen, was zur Folge quaternäres Ammoniumhydroxyd in Lösung bleibt,
haben wird, daß die sich zusammenballenden unlös- Diese Seife bildet wieder nach der Behandlung mit
liehen Seifenmoleküle kolloide Lösungen bilden, was 40 der entsprechenden Säure das ursprüngliche Reagens
die Gewinnung beeinträchtigt. jn einer alkoholischen Lösung zurück, die in nicht-
Die Geschwindigkeit des Blasenstromes kann da- polaren Lösungsmitteln für einen neuen Arbeitsgang
durch geregelt werden, daß man das Gesamtvolumen vorbereitet werden kann.
der Blasen in dem Maße herabsetzt, in dem die Un- Wasser und Luft werden als Lösungsmittel und
durchsichtigkeit des Wassers nahe der Oberfläche 45 Blasenmedium in der bevorzugten Ausführungsform
des Lösungsmittels zunimmt. Wenn nahe der Ober- der Erfindung verwendet.
fläche des Wassers keine Trübung auftritt, bilden Die Wirksamkeit und Selektivität des Verfahrens
sich keine kolloidalen Lösungen, und die Geschwin- wird durch viele Variablen bestimmt, z. B. die Kondigkeit
des Blasenstroms kann bis nahe zu dem zentration und Ionenstärke des Sammlers, die Ruhe
Punkt erhöht werden, an dem eine Neigung aufritt, 50 der Oberfläche des Lösungsmittels oder des Blasenwo
sich trübe Kolloide nahe der Oberfläche der mediums, die Löslichkeit und Ionenstärke der Metall-Flüssigkeit
bilden. Die Bildung von trüben kol- ionen, die Löslichkeit der Reaktionsprodukte aus
loidalen Lösungen erniedrigt die Wirksamkeit des Metallion und Sammler und den pn-Wert der
Verfahrens und muß vermieden werden. Es ist vor- Lösung. Die Sammlerionen haben elektrische Ladunzuziehen,
die Oberfläche der Flüssigkeit in einem 55 gen, die verschieden sind, die von relativ schwachen
ruhigen Zustand zu erhalten, d. h. in einem Zustand bis zu relativ starken reichen, was von solchen Fakvon
mäßiger Turbulenz, bei dem die aufsteigenden toren abhängt, wie dem Ausmaß der Solvatation
Blasen praktisch vollständig erhalten bleiben, wenn bzw. Hydratation und der Elektronennegativität des
sie die Oberfläche der Flüssigkeit durchbrechen, so Molekülrestes. Die Stärke der Ladung bestimmt
daß sich keine großen Mengen kolloidaler Lösung 60 unter anderem teilweise die Geschwindigkeit der
bilden. Die Geschwindigkeit des Blasenstroms oder Reaktion zwischen den Sammlerionen und den zu
gewinnenden Ionen. Diese Tatsache trägt dazu bei, daß man ein Ion von den anderen in der Lösung
trennen kann. Zum Beispiel wird Gold gewöhnlich 65 durch Auslaugen von Gold enthaltenden Erzen mit
Kaliumcyanid gewonnen. Der Rückstand enthält Uran und Spuren von Kobalt. Im allgemeinen wird
das Uran aus den Rückständen mit verdünnter
das Gesamtvolumen des Blasengases kann, wie schon
oben angeführt wurde, durch visuelle oder mechanische Bestimmungen der Trübung der Lösungen geregelt werden.
oben angeführt wurde, durch visuelle oder mechanische Bestimmungen der Trübung der Lösungen geregelt werden.
Die in dem Verfahren gebildeten unlöslichen Reaktionsprodukte können von der Oberfläche der
Flüssigkeit als dünne oder dicke Schaumschicht, je
Flüssigkeit als dünne oder dicke Schaumschicht, je
Schwefelsäure in Gegenwart von Pyrolusit ausgelaugt und auf Ionenaustauschharzen adsorbiert. In der
schwefelsauren Lösung bildet sich ein säurestabiles Kobalticyanid und vergiftet durch die Ionenaustauschharze
die Harze beim Hindurchleiten so stark, daß sie nicht mehr verwendet werden können und
verworfen werden müssen. So vergrößert eine winzig kleine Menge Kobalticyanid, gewöhnlich 1 mg/1 der
Lösung, die Kosten der Urangewinnung bedeutend. Es wurde gefunden, daß das Kobalticyanid entfernt
werden kann, indem man das Kobalticyanid mit einem stark kationischen Sammler in Berührung
bringt und das so gebildete unlösliche Produkt abflotiert. Das beruht auf der Tatsache, daß die Kobalticyanide
stark anionisch sind und leicht mit dem stark kationischen Sammler reagieren, während die
schwächer anionischen Uranylsulfationen mit dem Sammler in geringerem Abstand reagieren.
Die Löslichkeit der unlöslichen Reaktionsprodukte hängt von der Verzweigtheit und der Kettenlänge
der hydrophoben (aerophilen) Kette ab. Diese Tatsache kann zur Entfernung eines Kations durch FIo-'
tation verwendet werden, während ein anderes in Lösung bleibt. So scheint Strontium durch das PaI-mitation
nicht aus wäßriger Lösung abflotiert zu werden, aber es wird durch das Stearation abflotiert.
Auf der anderen Seite wird Kupfer leicht durch das Palmitation abflotiert. In ähnlicher Weise können
Metalle in Komplexe verwandelt werden, wobei sie ihre Ladung und die resultierende Löslichkeit des
gebildeten Produktes ändern. Dies bezieht sich besonders auf die Alkalimetalle, die als Silikate und
ähnliche Ionen gewonnen werden. Zum Beispiel sind quaternäre Ammoniumsammler in sauren Lösungen
löslich, während die Reaktionsprodukte von Metallen, die Anionenkomplexe bilden, unlöslich und
unter den gleichen sauren Bedingungen stabil sind und von vorhandenen unerwünschten Kationen, die
in Lösung bleiben, abgetrennt werden können.
Wenn das zu erfassende Ion nur als Kation vorkommt, wird die Situation dadurch kompliziert, daß
der Sammler anionisch sein muß, und solche Sammler sind im allgemeinen Salze schwacher Säuren und
hydrolysieren deshalb in saurer Lösung leicht zu den unlöslichen Fettsäuren, obwohl man die Fettsäuren
durch Einführung von elektronegativen Substituenten, wie Chlor oder — SO3H, in die lange Kohlenwasserstoffkette
zu stärkeren Säuren machen könnte. Im allgemeinen sind die langkettigen Alkylsulfonate
genügend starke Säuren, um in verdünnten Säurelösungen brauchbar zu sein, und sie müssen bei
pH-Werten, bei denen Fettsäuren unlöslich sind, verwendet
werden. In sehr verdünnten Lösungen ist es möglich, Ionen, wie Kupferionen, in Lösungen mit
einem nahezu neutralen pH-Wert zu erhalten, und unter diesen Bedingungen können sogar die schwach
sauren Fettsäuren verwendet werden.
Es ist vorzuziehen, Uranylsulfat, Vanadat, Molybdat,
Chloroplatinat, Aurichlorid, Fluoberyllat, Kieselsäure, Polythionat, Chromate und Ferrocyanidanionen
aus wäßrigen Lösungen mit dodecylquaternärem Chlorid und Laurylpyridiniumchlorid als
Sammler zu gewinnen, und Kupfer- Kobalt- und Nickelammoniumkomplexe zusammen mit Thoriumanionen
mit einer Alkalilauratseife zu gewinnen. Um Reinigungsmittel aus wäßrigen Lösungen wiederzugewinnen,
verwendet man vorzugsweise mehrwertige Metallkationen, z. B. von Aluminium und Eisen.
11 Lösung aus einem Uranextraktionsbetrieb mit
1 g Uran in Form von Uranylsulfat im Liter wurde in einem engen 5-1-Becherglas mit Wasser auf 21
verdünnt. In einer solchen Lösung liegt das Uran in der Form eines anionischen Komplexes vor. Es
wurde Ammoniak zugegeben, bis die Ausfällung von Eisen gerade begann, und die Lösung wurde mit verdünnter
Schwefelsäure angesäuert, bis der Niederschlag gerade wieder in Lösung gegangen war. In
den unteren Teil der Lösung wurde Luft durch einen Verteiler aus gesintertem Glas geblasen, und es
wurde eine 25°/oige Lösung von Didodecyldimethylammoniumbromid in Äthanol, die auch ein wenig
Propanol enthielt, in Portionen von je 0,1 ecm zugegeben. Die Lösung wurde trübe, und es sammelte
sich ein Schaum an. Als die Blasen zusammenwuchsen und platzten, wurde die Farbe des Schaums
2o. sahnefarben bis gelb, was für Uran charakteristisch
ist. Der Schaum wurde von Zeit zu Zeit durch Dekantieren der Flüssigkeit abgetrennt. Nachdem sich
ungefähr 5 1 Schaum gebildet hatten, was 20 ecm der Lösung des quaternären Ammoniumsalzes benötigte,
zeigte eine Analyse der Lösung, daß 97% des vorhandenen Urans entfernt worden waren. Der Schaum
wurde mit einer alkoholischen Kaliumlauge behandelt und wurde sofort gebrochen. Die Klumpen wurden durch Reiben zerteilt, und es bildete sich ein
Niederschlag aus Kaliumuranat. Dieser Niederschlag war fast eisenfrei, enthielt aber etwas Mangan, das
in der behandelten Lösung in beträchtlichen Mengen vorhanden war. Das verwendete Reagens verblieb
in der alkoholischen Lösung und konnte nach dem Ansäuern wieder verwendet werden.
Unter Verwendung der im Beispiel 1 angeführten allgemeinen Arbeitsweise wurde eine Reihe von
Wiedergewinnungen verschiedener komplexer Metallanionen bei einem leicht sauren pH-Wert (5 bis 6)
durchgeführt, wobei verschiedene Sammler verwendet wurden, wie es in der nachstehenden Tabelle
aufgeführt ist.
| Komplexes Metallanion |
Sammler | Sch Menge |
aum Farbe |
| 5o Uranylsulfat .... | A | reichlich | Gelblich |
| Uranylsulfat .... | B | reichlich | Gelblich |
| Chloroplatinat .. | A | mäßig | Gelblich |
| Chloroplatinat .. | B | mäßig | Gelblich |
| Kobalticyanid ... | A | mäßig | Gelblich |
| 55 Kobalticyanid ... | B | mäßig | Gelblich |
| Vanadat | A | mäßig | Gelblich |
| Vanadat | B | mäßig | Gelblich |
| Molybdat | A | mäßig | ^ta^ %^JL ^mJ A A 4^JtJL Gelblich |
| Molybdat | B | mäßig | Gelblich |
| 6o Auricyanid | A | mäßig | Gelblich |
| Auricyanid | B | mäßig | Gelblich |
| Ferrocyanid .... | A | mäßig | Gelblich |
| Ferrocyanid .... | B | mäßig | Gelblich |
Sammler A ist Laurylpyridiniumchlorid.
Sammler B ist Didodecyldimethylammoniumbromid.
Sammler B ist Didodecyldimethylammoniumbromid.
Stark verschmutztes Abwasser kann mit Ferrocyanidanion
behandelt werden, um gelöste katio-
409 540/203
nische Reinigungsmittel daraus zu entfernen. Aus der abgeschiedenen Masse werden das Reinigungsmittel
und das Ferrocyanid dann wieder voneinander getrennt, wie im Beispiel 1 erläutert.
5 Beispiel 3
11 Lösung mit ungefähr 3 mg Kobalt in Form von
Kobalticyanid wurde in einen Schütteltrichter gegeben und 0,1 ecm 25%ige Didodecyldimethylammoniumbromidlösung
in Äthanol zugefügt, die Lösung unter Verwendung von Methylrot gerade angesäuert
und gut geschüttelt. Es bildete sich ein Schaum. Nach lOminutigem Stehen wurde die
Flüssigkeit ablaufen gelassen und der zurückgebliebene Schaum mit einigen Kubikzentimetern Äthylacetat
versetzt. Der Schaum wurde zerstört und die Seife gelöst. In einem Quarzgefäß wurde das Äthylacetat
abgetrennt und die Seife dann verascht. Der Kobaltgehalt in dem Ascherückstand wurde colori- so
metrisch analysiert.
Zu 11 einer Kupfersulfatlösung, die ungefähr
1 g Cu++ enthielt, wurde gerade genug Ammoniak
gegeben, um das ausgefallene Kupferhydroxyd in Form des Cuprammoniumkomplexes zu lösen. Es
wurde Luft hindurchgeblasen, und das Natriumsalz eines höheren sekundären Alkylsulfonats, bekannt
unter dem Warenzeichen Teepol, wurde in Portionen von 1 ecm langsam zu der Lösung gegeben. Der
Schaum wurde allmählich grünlich, und die tiefblaue Farbe des Cuprammoniumions verschwand fast vollständig,
wodurch eine sehr niedrige Kupferkonzentration angezeigt wurde. Die Schaummasse bestand
aus Kupferseife.
Sinngemäß wurde eine Reihe von Kationen mittels verschiedener Sammler abgeschieden, wie aus der
nachstehenden Tabelle zu entnehmen ist. wurde dann mit 300 ecm Wasser verdünnt, was die
Testlösung ergab. Die Sammlerlösung wurde aus drei Tropfen eines destillierten Gemisches höherer Fettsäuren,
das aus Kakaoöl durch Hydrolyse erhalten wurde, in 8 bis 10 ecm Äthanol hergestellt und
1 Minute auf offener Flamme gekocht.
Die hergestellte, das Cu-Komplexion enthaltende Lösung, die einen p,rWert von 9,3 aufwies, wurde
in einen mit einem als Ablauftrog ausgebildeten Gummirand versehenen Glastrichter von 8,4 cm
Durchmesser und 7,6 cm Tiefe, der eine Bodenplatte aus gesintertem Glas mit 8,4 cm Durchmesser besitzt,
geschüttet. Dann wurde der Luftstrom eingeschaltet, daß eine gut verteilte Blasensäule erzielt wurde, aber
keine übermäßige Turbulenz an der Oberfläche der Lösung auftrat, und der Sammler allmählich zugegeben.
Ein mäßig blauer schäumiger Niederschlag aus Kupferseife stieg zur Oberfläche der Lösung und
wurde mit einem Spatel entfernt, bis keine blaue Farbe mehr in dem Schaum auftrat. Weitere zwei Tropfen
konzentrierter Ammoniumhydroxydlösung führten zu weiterer Bildung von blauem Schaum. Nach etwa
22 Minuten war die Abscheidung beendet. Die Endlösung zeigte einen ρ,,-Wert von 8,7.
Nach dieser Verfahrensweise wurden weitere Kupferionenextraktionen unter Bedingungen ausgeführt,
deren Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle enthalten sind.
Sammler
Mononatrium-alpha-sulfopalmitat
Dinatrium-alpha-sulfostearat
| Komplexes Ammonium |
Sammler | Schaum |
| ion | Menge Farbe | |
| Kupfer .... | Kaliumpalmitat | Ausfällung Grünlich |
| Nickel .... | Kaliumpalmitat | I Ausfällung Grünlich |
| Nickel .... | sekundäres Na- | mäßig Grünlich |
| Alkylsulfonat | ||
| Kobalt .... | sekundäres Na- | mäßig Grünlich |
| Alkylsulfonat | ||
| Kobalt .... | Kaliumpalmitat | Ausfällung Grünlich |
Destilliertes Gemisch
höhere Fettsäuren ,
höhere Fettsäuren ,
Mischung von Fettsäuren
mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
Mischung von Fettsäuren
mit 8 bis 18 Kohlenstoff-
atomen
Gemisch aus Stearin- und!
Palmitinsäure j
Palmitinsäure j
9,0
4,5
8,9
10,5
8,1
Schaum Menge I Farbe
voluminös Blau
— Blau mäßig Blau
mäßig Blau
— . Violett voluminös Blau
55
Es wurde ein Wiedergewinnungsapparat hergestellt, der aus einem 8,4 cm im Durchmesser messenden
Glastrichter bestand, der 7,6 cm tief war. Der Trichter wurde mit einem Gummirand versehen, der eine
solche Form hatte, daß er einen Ablauftrog bildete, um die Sammlung des den Niederschlag enthaltenden
Schaums zu erleichtern.
Zu 20 ecm Kupfersulfatlösung (mit 3 g CuSO4 im
Liter) wurden drei Tropfen konzentrierter Ammoniumhydroxydlösung zwecks Erzeugung eines komplexen
Kupferanions gegeben, und diese Lösung
Nach Beispiel 5 wurde eine verdünnte Ferrocyanidionlösung
behandelt, die etwa 0,25 g Kaliumferrocyanid in etwa 300 ecm Wasser enthielt. Die
schwachgelbe Lösung wurde dann mit Salzsäure angesäuert und kleine Menge Luft in den Trichter eingeleitet,
worauf eine vorher kurz aufgekochte Lösung von ungefähr 0,1 g Laurylpyridiniumchlorid in 5 bis
10 ecm Äthanol langsam zugegeben wurde. Es entstand ein gelber Niederschlag auf der Schaumschicht.
Nach vollständiger Ausscheidung des Ions hatte die Lösung einen pirWert von 3,0.
13 14
Mit anderen Sammlern wurden bei der Ferrocyanidionabscheidung folgende Ergebnisse erzielt:
Sammler
| Lösung | Menge | Blau erzeugten. | Schaum | Farbe |
| pH-Wert | mäßig | Gelb | ||
| 1,9 | mäßig | Weiß | ||
| 3,1 | — | Violett * | ||
| 2,9 | — | Violett* | ||
| 3,0 | — | Gelbviolett | ||
| 3,0 | Sahnerosa | |||
| 1,6 | leicht | Sahnerosa | ||
| 1,9 | — | Sahnerosa | ||
| 1,7 | ||||
Chloridsalzmischung primärer Amine mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
Mischung von Trimethylalkylammoniumchloriden mit Alkylresten aus 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
Mischung von Dialkyldimethylammoniumchloriden mit Alkylresten aus 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
Mischungen von quaternären Mono- und Dialkylammoniumchloriden mit Alkylresten aus 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
Mischungen von Alkyltrimethylammoniumchloriden mit Alkylresten aus
12 bis 14 Kohlenstoffatomen
Chloridsalzmischungen von primären Aminen mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
Chloridsalzmischungen von primären Octadecyl- und Octadecenylaminen
Chloridsalzmischungen von primären Aminen mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen,
die ungefähr 2 % C 14 primäre Amine mit 14 Kohlenstoffatomen
enthalten
* Die Farbe kann durch Spuren von Eisen hervorgerufen worden sein, die Berliner
In gleicher Weise können verdünnte Uranionen enthaltende Lösungen aufbereitet werdön. Es entstehen
gelbe Niederschläge, die bei Verwendung von Mischungen aus Alkyltrimethylammoniumchloriden
als Sammler aus quaternären Uranylverbindungen bestehen.
Aus verdünnter Nickelnitratlösung, die mit Ammoniak alkalisch gemacht wurde, werden nach der
gleichen Abscheidungsmethode hellgrüne Schaumniederschläge erhalten. Sinngemäß läßt sich auch das
Kobaltion als zunächst blauer und nach Zugabe von etwas Ammoniak sich grün färbender Schaumniederschlag
aus einer verdünnten Kobaltsalzlösung abscheiden.
Um Calcium aus reinem Leitungswasser zu entfernen, wurden 300 ecm Wasser zusammen mit dem
Sammler in den Trennapparat aufgegeben. Der verwendete Sammler bestand aus einer Lösung einiger
Tropfen einer Mischung von Stearinsäure und PaI-mitinsäure in Äthanol, die mit alkoholischer Kalilauge
verseift wurden. Nach der Zugabe des Sammlers bei gleichzeitiger Luftzuführung entstand ein
leichter Schaum, der einen Niederschlag aus weißer Calciumseife enthielt.
Zwecks Gewinnung von Metallionen aus Meerwasser wird ein 100 m langes Rohr an einem verankerten
schwimmenden Wehr angebracht, durch das ein aus Luftblasen bestehender stetiger Strom und
der ausgewählte Sammler geleitet werden. Das Rohr soll bis auf 100 m Tiefe in einem nicht turbulenten
Bereich bei einer Wassergeschwindigkeit von ungefähr drei Knoten versenkt sein. Das schwimmende
Wehr ist so konstruiert, daß es den ganzen Bereich umfaßt, aus dem Blasen austreten können, damit der
gesamte Niederschlag erfaßt wird, ohne Rücksicht auf die Richtung des Windes oder der Wasserströmung.
Bei drei Knoten beträgt das Volumen des Wassers, das den Blasenvorhang in einer Stunde
passiert, ungefähr 55 · 10e cbm. Dieses Volumen
Meerwasser enthält Metalle in Mengen der nachstehenden Größenordnung:
Kupfer .. 50 bis 500 kg
Blei 220 kg
Zink 275 kg
Cer 20 kg
Silber 16 kg
Eisen 200 kg
27 kg 5 kg 150 kg
1,5 kg 300 g
Aluminium ... 27500 kg
Aluminium ... 27500 kg
Molybdän
Nickel
Uran
Quecksilber ..
Gold
Gold
Da die Sammler jeweils wiedergewonnen und erneut eingesetzt werden können, ist eine kontinuierliche
Verfahrensweise möglich.
Zu 11 einer uranhaltigen Lösung, die weniger als
1 mg Kobalt in Form von Kobalticyanid enthielt, wurden 4 ecm einer 15 mg/cem Didodecyldimethylammoniumchlorid
in Isopropylalkohol enthaltenden Lösung in Teilmengen von 2 ecm zugegeben und
1 Stunde lang Luft durchgeblasen. Der gesammelte Schaum wurde verascht und analysiert. Es wurden
0,3 mg Kobalt neben etwas Kieselsäure gefunden, aber kein Uran. Eine weitere Zugabe des Sammlers
in 2 ecm Anteilen ergab keine Kaboltabtrennung mehr, aber etwas Kieselsäure. Nachdem 10 ecm des
Sammlers zugegeben waren, begann sich auch Uran abzuscheiden. Dies bestätigt die Selektivität des Verfahrens,
da ja der Urangehalt in der uranhaltigen Lösung ungefähr 1 g/l ist. Das erfindungsgemäße
Verfahren läßt sich aber auch zum Klären und Entfernen von Kieselsäure verwenden, die nicht nur,
wenn sie in merklichen Mengen anwesend ist, Schwierigkeiten beim Filtrieren macht, sondern auch ein
lonenaustauschergift darstellt, weil sie eher als Uran adsorbiert wird.
Um die kleine Menge Kupfer zu gewinnen, die nach der Flotation noch im tauben Gestein vorhanden
ist, werden noch einmal gemahlene Rückstände mit Wasser gewaschen und unter Rühren in eine mit S
frischem Wasser beschickte Flotationskammer gebracht. Das Wasser wird mit Schwefelsäure angesäuert
und dann Diäthylxanthat in Form eines alkoholischen Konzentrats so schnell zugegeben, daß der
Sammler unter der kritischen Kolloidkonzentration bleibt. Es wird Luft in die Flotationskammer eingeblasen.
Der Schaum wird eine Zeitlang gesammelt, da die Kupferionen eher als die Kupferpartikel flotiert
werden.
Es sind viele Verfahren zwecks Ionisierung von Metallen bekannt, die nur unter großen Schwierigkeiten
flotiert werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren zeigt, daß eine sehr gute Ionengewinnung
zusammen mit einer nur geringen Flotation aus diesen Mineralien in wirtschaftlicher Weise ermöglicht
wird.
Claims (7)
1. Flotationsverfahren für anorganische Ionen, dadurch gekennzeichnet, daß je nach
Ladung des zu flotierenden Ions ein anionischer oder kationischer Sammler in einer unterhalb die
Micellenbildung bewirkenden Konzentration zugegeben wird und daß dann die sich bildenden
unlöslichen Reaktionsprodukte unter Einblasen von Gas aufgeschwommen und als Schaum ausgetragen
werden, wobei Größe und Geschwindigkeit der Gasblasen so bemessen werden, daß eine
Turbulenz des Lösungsspiegels weitgehend vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man einen Sammler verwendet, dessen polarer Molekülteil ungefähr 5 bis 24, vorzugsweise
8 bis 22 Kohlenstoffatome enthält.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler in
einem polaren organischen Lösungsmittel gelöst in die Lösung eingeführt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als polares Lösungsmittel
Wasser und als Flotationsgas Luft verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Flotation von
Uranylsulfat-, Vanadat-, Molybdat-, Chloroplatinat-, Aurichlorid-, Fluoroberyllat-, Kieselsäure-,
Polythionat-, Chromat- oder Ferrocyanidionen als Sammler quaternäre Didodecyldimethylammoniumhalogenide
oder Laurylpyridiniumchlorid verwendet werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß komplexe Ammoniumanionen
von Kupfer, Kobalt oder Nickel oder Thoriumoxydanionen mit Alkalilauraten flotiert
werden.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirksamkeit
des Sammlers erhöht wird, in dem man den Sammler zunächst in einem nichtpolaren organischen
Lösungsmittel löst, das Lösungsmittel abtreibt und den Sammler nun in einem polaren
organischen Lösungsmittel auflöst und die anfallende Lösung sofort in die Lösung, aus der Ionen
zur Abscheidung gebracht werden sollen, einbringt.
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- 1959-06-03 DE DES63282A patent/DE1166113B/de active Pending
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