Rückgewinnung von Metallen aus Industrieabwässern am Beispiel von Cu, Mo, W und Zn

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Metalle, wie beispielsweise Kupfer, Molybdän, Wolfram und Zink, sind von großer technischer und wirtschaftlicher Bedeutung, werden aber nur teilweise aus industriellen Abwässern zurückgewonnen. Die Rückgewinnung dieser Metalle aus drei schwach konzentrierten Industrieabwässern (Probe A: 250 mgL- 1Zn; Probe B: 29,2 mgL-1 Cu; Probe C: 110 mgL-1 Mo, 37 mgL- 1 W) aus der metallverarbeitenden Industrie ist daher Gegenstand dieser Arbeit. Dazu wurde die Eignung des ferrodecont-Verfahrens in Kombination mit weiterführenden hydro- und pyrometallurgischen Behandlungsschritten untersucht. Chemische Analysen der Ausgangsproben sowie der behandelten Wässer mittels Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) zeigten eine Abnahme der Zn-Konzentration in Probe A sowie der Mo- und W-Konzentration in Probe B um rund 99 %. Zudem wurden 67,7% des gelösten Kupfers im Fall von Probe C aus dem Abwasser entfernt. Diese Ergebnisse korrelieren mit der Anreicherung der Metalle in den anschließend abgetrennten und ebenfalls mittels ICP-MS analysierten Feststoffen (10,5 Gew.-% Zn (Probe A), 33,1 Gew.-% Cu (Probe B), 17,8 Gew.-% Mo, 2,36 Gew.-% W (Probe C)). Mineralogische Analysen der Feststoffe mittels Röntgenbeugung (XRD) zeigten, dass diese je nach Ausgangsprobe aus unterschiedlichen Korrosionsprodukten des Eisens bestehen, aber teilweise auch Mineralphasen der zuvor in Lösung befindlichen Elemente enthalten bzw. amorph vorlagen. Die weitere hydrometallurgische Behandlung der Feststoffprobe A (3d, 32%ige HCl) ergab keine signifikante selektive Extraktion des Zinkes. Die thermische Behandlung von Feststoffprobe B bei 1300°C zeigte die Reduktion kupferhaltiger Phasen zu metallischem Kupfer gemäß Dynamischer Differenzkalorimetrie (engl. differential scanning calorimetry (DSC)), Thermogravimetrie (TG) und XRD sowie ein Auftreten von Magnetit (Fe3O4). Eine anschließende Abtrennung der magnetischen Phasen vom Kupfer mittels Magnetscheidung war erfolgreich. Die hydrometallurgische Behandlung der Feststoffprobe C (3d, 1,5 M NaOH) bei 50 bzw. 70°C ergab ein hochkonzentriertes Filtrat mit Mo-Konzentrationen von 6300 bzw. 5820 mgL-1 und W-Konzentrationen von 840 bzw. 800 mgL-1, wodurch eine selektive Laugung der beiden Metalle nachgewiesen werden konnte.

Details

Titel in ÜbersetzungRecovery of Cu, Mo, W and Zn from industrial waste waters
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung18 Dez 2020
StatusVeröffentlicht - 2020