AT112449B

AT112449B - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd u. dgl.

Info

Publication number: AT112449B
Authority: AT
Inventors: Ture Robert Haglund
Original assignee: Ture Robert Haglund
Priority date: 1927-05-03
Filing date: 1927-05-03
Publication date: 1929-03-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd u. dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Aluminiumoxyd oder andern Aluminiumverbindungen aus aluminiumsulfidhaltigem Gut oder aus solchem, das gleichzeitig Aluminiumsulfid und Aluminiumoxyd enthält. Ein Herstellungsverfahren unter Verwendung des letztgenannten Gutes ist in der amerikanischen Patentschrift Nr. 1569483 beschrieben.

Gemäss der Erfindung soll das sulfidhaltige Gut zuerst zwecks Überführung von Aluminiumsulfid in Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydverbindungen behandelt werden. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, wovon als Beispiel Zersetzung durch Behandlung in bekannter Weise mit Wasser oder Wasserdampf, beispielsweise nach der Formel AlaS3 + 6ho 0 = 2 Al (OH) 3 + 3 HO erwähnt sei.

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dungen oder auch mittels anderer Verbindungen solcher Metalle behandelt werden, welche von Schwefelwasserstoff in saurer Lösung ausgefüllt werden, u. zw. unter solchen Umständen, dass in verunreinigenden Sulfiden gebundene Metalle ganz oder teilweise in Chloride oder Chlorür, bzw. in andere Salze übergeführt werden, ohne dass die in die Zersetzungsprodukte eingehenden Aluminiumverbindungen anders als höchstens nur teilweise in Aluminiumchlorid übergehen.

Nachstehend wird eine Reihe von Ausführungsbeispielen von Verfahrensweisen zur Erreichung dieses Ergebnisses angegeben, die sich unter anderem teils darauf gründen, dass Aluminiumoxyd oder Aluminiumhydrat in sehr geringem Ausmasse mit Chlor reagiert, falls dieses nicht in Gegenwart von Reduktionsmitteln auf etwa 800-10000 erhitzt wird und teils darauf, dass unter gewissen Umständen auch Chlorwasserstoff keine Bildung von Aluminiumchlorid verursacht, weil sich diese Verbindung beim Erhitzen in Gegenwart von Wasserdampf unter Bildung von Aluminiumoxyd und Chlorwasserstoff zersetzt. FeS und CaS hingegen können durch Behandlung mit Chlor leicht in FeCl2 oder FeCl3 und Ca Cla umgesetzt werden.

Auch Titansulfide können, besonders durch Behandlung mit Chlor in Wärme, in Titanchlorverbindungen übergeführt werden. Die Behandlung mit Chlor oder Chlorverbindungen kann entweder in trockenem Zustande oder in Gegenwart von Wasser oder Wasserdampf geschehen. Sie kann so vor sich gehen, dass Chlor oder Chlorverbindungen, beispielsweise Sulfoehloride, in gasförmigem Zustande über die Zersetzungsprodukte geleitet werden, welche gegebenenfalls zuerst ganz oder teilweise kalziniert worden sein können, wobei Verunreinigungen durch z. B. FeS, TiS und CaS in Chloride übergeführt werden.

Die Behandlung verläuft jedoch rascher, wenn sie bei so hoher Temperatur ausgeführt wird, dass sich hiebei gebildete Chloride von Eisen und Titan unmittelbar verflüchtigen. Um eine Oxydierung von beispielsweise den Eisenverbindungen zu vermeiden, ist es zweckmässig, die Behandlung in neutraler oder reduzierender Atmosphäre zu vollziehen. Statt Chlor oder Chlor Verbindungen überzuleiten, kann man, z. B. falls die Zersetzungsprodukte Aluminiumhydrat enthalten, diese mit Aluminiumchlorid mischen oder auch durch Behandlung mit HCI einen Teil des Aluminiumhydrates in Chlorid überführen, sowie dann in HzO-haltiger Atmosphäre erhitzen.

Der Wassergehalt kann hiebei entweder aus der Feuchtigkeit in den Produkten oder aus dem bei der Erhitzung abgegebenen Hydratwasser oder auch durch Zufuhr von Wasserdampf aufrecht erhalten werden. Bei einer solehen Erhitzung, beispielsweise auf 300-400 C, zersetzt sich das Aluminiumchlorid durch die Einwirkung des Wasserdampfes und hiebei freigemachter Chlorwasserstoff zersetzt Verunreinigungen von Sehwefeleisen und Kalziumsulfid unter Bildung von Eisenehlorür respektive Kaliumchlorid. Die Erhitzung kann während und nach der Behandlung so weit getrieben werden

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Aus den mit Chlor oder Chlorverbindungen in oben angegebener Weise behandelten Zersetzungsprodukte können entstandene und übrig gebliebene Chlorüre und Chloride mittels Wasser oder verdünnten Säuren ausgeschieden werden, wonach die gereinigten aluminiumoxydhaitigen Produkte je nach Bedarf getrocknet oder geglüht oder in der an sich bekannten Weise zur Darstellung von Aluminiumverbindungen verwertet werden.

Wie bereits oben erwähnt ist, kann die Behandlung mit Chlor oder mit manchen Chlorverbindungen auch in Wasser erfolgen, wobei die Zersetzungsprodukte beispielsweise durch ein Rührwerk im Wasser aufgeschlämmt erhalten werden. Die Behandlung kann bei gewöhnlichem Atmosphärendruck oder z. B. im Autoklaven bei höherem Druck stattfinden und das Chlor kann entweder in Form von Gas oder in Wasser oder einem andern Lösungsmittels gelöst oder auch in zur Flüssigkeit komprimiertem Zustande zugeführt werden. Auch in diesem Falle können mit Vorteil Sulfochloride statt Chlor oder zusätzlich zu Chlor vorher oder gleichzeitig mit diesem benutzt werden. Das Chlor setzt sich bei dem Verfahren mit im Material vorhandenem Schwefeleisen in Eisenehlorür um, das in Lösung geht.

Aluminiumhydrat dagegen reagiert nur in geringem Umfang und verbleibt daher in der Hauptsache ungelöst. Kalziumsulfid wird in Kalziumchlorid übergeführt, das in Lösung geht. Die Lösung wird dann abfiltriert. Damit das in Lösung erhaltene Eisenchlorür nicht schon während der Behandlung oxydiert wird, wodurch basische Eisensalze ausfallen würden, muss darauf bedacht genommen werden, mit dem dem Material zugeführten Chlor so wenig Sauerstoff als möglich mitzunehmen. Man kann auch besondere Reduktionsmittel zusetzen, wie H2S oder Stoffe, die mit Wasser H2S entwickeln, z. B. Al2 Su-haltiges Material.

Falls die Zersetzungsprodukte alkalisch reagierende Bestandteile enthalten, ist es ans demselben Grund zweckmässig, diese vor der Behandlung mit Chlor oder Chlorverbindungen mit einer Säure zu neutralisieren.

Wenn die Zersetzungsprodukte ausser Aluminiumhydrat gleichzeitig Verunreinigungen von in Säuren löslichen Sulfiden enthalten, so können diese unschädlich gemacht werden, indem sie in Gegenwart von Wasser beispielsweise unter Erhitzung mit Chlorverbindungen von solchen Metallen umgesetzt
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oder eine andere ähnliche Verunreinigung in Form einer Chlorverbindung in Lösung gebracht wird. Nach Ausscheiden der Lösung kann man, da die neu gebildeten Sulfide in Säuren unlöslich sind, das Aluminiumhydrat mit einer Säure, z. B. Schwefelsäure, auslösen, wobei eine von Verunreinigungen gänzlich oder annähernd freie aluminiumhaltige Lösung erhalten wird. Von Chlorverbindungen, die sich im vorliegenden Falle für die Bildung von in Säuren unlöslichen Sulfiden eignen, seien erwähnt : Chloride oder Chlorüre von Kupfer, Blei, Arsenik, Antimon, Zinn.

Anstatt der Chloride und Chlorüre können auch andere Verbindungen, z. B. Sulfate oder Nitrate von solchen Metallen verwendet werden, die von Schwefelwasserstoff in saurer Lösung ausgefällt werden.

Wenn die Zersetzungsprodukte in Form von Korund kristallisiertes Aluminiumoxyd enthalten, ist es, obgleich nicht notwendig, dorch zweckmässig, beispielsweise nach einem Nassanreieherungs- verfahren solche Aluminiumkristalle von spezifisch leichteren Zersetzungsprodukten, z. B. Aluminiumhydrat, vor dem Reinigungsvorgang zu befreien und dann die verschiedenen Produkte je für sich zu behandeln. Ebenso ist es zweckmässig, die Zersetzungsprodukte in einem starkmagnetischen Apparate z. B. UIrich's Magnetscheider, zu behandeln, wodurch Metallverunreinigungen und eine Reihe von Verunreinigungen von Sulfiden schwerer Metalle entfernt werden können.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung von Aluminiumoxyd oder aluminiumoxydhaltigen Verbindungen aus sulfidhaitigen Massen, gemäss welchem zuerst Aluminiumsulfid in Aluminiumoxyd oder aluminiumoxydhaltige Verbindungen übergeführt wird, worauf dann die zurückbleibenden, im Wasser verhältnismässig schwer oder unlöslichen Sulfide, wie z. B. Eisensulfid in lösliche Verbindungen verwandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass auf das nach der Zerlegung des Aluminiumsulfids zurückbleibende Reaktionsprodukt Chlor oder Chlorverbindungen unter solchen Bedingungen zur Einwirkung gelangen, dass der Hauptteil der bei der Zerlegung des Aluminiumsulfids entstandenen Aluminiumsauerstoffverbindungen ungelöst bleibt.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle von Chlor oder Chlorverbindungen andere Verbindungen solcher Metalle verwendet werden, die von Schwefelwasserstoff in saurer Lösung ausgefällt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, zur Behandlung solchen aluminiumsulfidhaltigen Gutes, das auch Aluminiumoxyd in Form von Korundkristallen enthält, gekennzeichnet dadurch, dass diese Oxydkristalle vor der Behandlung der Zersetzungsprodukte des Aluminiumsulfids mit Chlor, Chlorverbindungen oder ähnlichem ganz oder teilweise aus den Zersetzungsprodukten ausgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Zersetzungsprodukte, falls sie Aluminiumhydrat enthalten, vor der Behandlung mit Chlor oder Chlorverbindungen auf eine solche Temperatur erhitzt werden, dass das Aluminiumhydrat ganz oder zu einem erheblichen Teil in Aluminiumoxyd übergeht. <Desc/Clms Page number 3>

5. Verfahren nach Anspruch l bis 4. gekennzeichnet dadurch, dass die Zersetzungsprodukte mit Chlor oder Chlorverbindungen, wie Sulfochloriden, Aluminiumchlorid usw., in Gegenwart von Wasser oder Wasserdampf behandelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5. gekennzeichnet dadurch, dass die Zersetzungsprodukte während oder nach der Behandlung mit Chlor oder Chlorverbindungen auf eine so hohe Temperatur erhitzt werden, dass vorhandenes Aluminiumhydrat in Aluminiumoxyd übergeführt wird, das in verdünnten Säuren schwer löslich ist. EMI3.1 prcdukte, gekennzeichnet dadurch, dass ein Teil des Aluminiumhydrates durch Behandlung mit Chlorwasserstoffsäure in Chlorid übergeführt wird und dass das hiebei erhaltene Produkt dann in HO-haItiger Atmosphäre erhitzt wird, wobei das Aluminiumchlorid in Aluminiumhydrat oder Aluminiumoxyd umgesetzt, das verunreinigende Sulfid in Chlorid übergeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch l bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass die Zersetzungsprodukte mit Chlor unter Druck behandelt werden. EMI3.2 Zustand (zur Flüssigkeit komprimiert) oder in Wasser oder einem ändern Lösungsmittel gelost zugesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5,8 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass Reduktionsmittel, EMI3.3 zugeführt werden, damit eine Ausfällung basischer Eisensalze oder ähnlicher Verbindungen verhindert wird.

11. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch l bis 10 auf alkalisch reagierende Bestandteile enthaltende Zersetzungsprodukte, gekennzeichnet dadurch, dass das Gut vor der Behandlung mit Chlor oder Chlorverbindungen neutralisiert wird.

12. Verfahren nach Anspruch l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nach Zerlegung des Aluminiumsulfids zurückbleibenden Reaktionsprodukte in Gegenwart von Wasser mit Chloriden, Chloriiren, Sulfaten oder Nitraten von Kupfer, Blei, Arsenik. Antimon und Zinn behandelt werden.