Characterisation of anode slimes with regard to a multi-metal recovery

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Organisationseinheiten

Abstract

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit den Möglichkeiten der Aufarbeitung von Anodenschlämmen aus der Kupferraffinationselektrolyse im Hinblick auf eine möglichst effiziente Wiedergewinnung der verschiedenen enthaltenen Metalle. Der Fokus wurde dabei auf die Begleitelemente Sn, As und Sb gelegt, da diese einerseits das weitere Recycling stören, aber andererseits auch wiederverwertbar sind, sofern sie in einer reinen Form extrahiert werden können. Die Literaturrecherche gibt einen Überblick über die anfallenden Reststoffe bei Produktion und Recycling von Kupfer. Detaillierter wird dabei der Anodenschlamm behandelt, insbesondere seine Entstehung während der Elektrolyse. Weiters werden ein Auszug der Zusammensetzungen von Anodenschlämmen aus verschiedenen Kupferhütten weltweit sowie eine Zusammenfassung jener Phasen, welche Forscher in der Vergangenheit in Anodenschlämmen detektiert haben, präsentiert. Die Prinzipien der im Zuge der Arbeit verwendeten Messverfahren werden kurz beschrieben. Der Stand der Technik im Recycling von Anodenschlamm wird skizziert und im Anschluss sind ausgewählte, pyro- und hydrometallurgische Verfahren vorgestellt, welche derzeit zur Vorbehandlung von Anodenschlämmen angewandt bzw. erforscht werden. Der erste Teil der experimentellen Arbeit befasste sich mit der detaillierten Charakterisierung von zwei Anodenschlammproben unter Zuhilfenahme der chemischen Analyse, XRD, SEM-EDX sowie stöchiometrischer Berechnungen in Anlehnung an die Literaturrecherche. Lokale Koexistenzen verschiedener Elemente wurden untersucht und am Ende gelang es, einige der unter dem REM sichtbaren Phasen zu identifizieren. Den zweiten Teil stellten Tastversuche zur Laugung von Sn, As und Sb aus Anodenschlamm in wässriger KOH-Lösung dar. Das Versuchslayout wurde im Hinblick auf die Energieeffizienz bewusst einfach gehalten, d.h. unter Atmosphärendruck und bei moderaten Temperaturen. Im Zuge der Versuchsreihen wurden die Temperatur im Bereich von Umgebungstemperatur bis 80 °C und das Fest/Flüssig-Verhältnis von 1/4 bis 1/20 variiert. Die höchste Ausbringung aller drei Elemente konnte bei 80 °C und einem Fest/Flüssig-Verhältnis von 1/20 erreicht werden, wobei über 80 % des enthaltenen As und Sn sowie knapp 40 % des enthaltenen Sb gelaugt werden konnten. Weiters wurde die Temperaturführung als kritischer Schritt im Prozess erkannt und am Ende Vorschläge zur weiteren Optimierung präsentiert, mit besonderem Fokus auf die separate Laugung von As und Sb.

Details

Titel in ÜbersetzungCharakterisierung von Anodenschlämmen in Hinblick auf eine Multi-Metall-Rückgewinnung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung15 Dez 2017
StatusVeröffentlicht - 2017