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Verfahren zur Herstellung kieselsäurearmer Tonerde aus Erdalkalialumintatcn.
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
Bei Einhaltung dieser, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Bedingungen ist es mög- lich, eine äusserst kieselsäurearme bzw. praktisch kieselsäurefreie Tonerde zu erhalten, wie aus den nachstehenden tabellarisch zusammengestellten Ausführungsbeispielen ersichtlich ist. Für dieselben wurden
EMI2.1
EMI2.2
<tb>
<tb> I. <SEP> IL <SEP> IL
<tb> (SiO2-arm) <SEP> (mittl. <SEP> SiO2-Geh.) <SEP> (SiO2-reich)
<tb> Si02 <SEP> 2#28 <SEP> 3#76 <SEP> 8#16
<tb> TiO2 <SEP> 0-44 <SEP> 0-45 <SEP> 2-00
<tb> Fe2O3 <SEP> 2#20 <SEP> 3#62 <SEP> 2#16
<tb> A12 <SEP> ; <SEP> 583ss <SEP> 61-73 <SEP> 54-60
<tb> Cab <SEP> 35#68 <SEP> 30#48 <SEP> 33#02
<tb>
Die Ausführung erfolgte durchweg nach folgendem Schema : Das Calciumaluminat wurde mit 8-11%iger Sodalösung im Rührwerk bei etwa 900 ausgelaugt.
Nach etwa 1¸stündiger Laugungsdauer wurde Kalk in Form von Kalkbrei zugegeben und 2-l Stunde lang bei 900 weiter verrührt. Darauf wurde filtriert und aus der erhaltenen Natriumaluminatlösung die Tonerde durch Einleiten von Kohlensäure ausgefällt.
EMI2.3
<tb>
<tb>
Tabelle <SEP> 1.
<tb>
1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> Calciumaluminat <SEP> Nr. <SEP> .............................. <SEP> II <SEP> II <SEP> II <SEP> I <SEP> III <SEP> I
<tb> Calciumaluminat <SEP> kg................................ <SEP> 350 <SEP> 350 <SEP> 290 <SEP> 250 <SEP> 340 <SEP> 285
<tb> Na2CO3 <SEP> kg <SEP> ........................................ <SEP> 260 <SEP> 300 <SEP> 235.200 <SEP> 256 <SEP> 234
<tb> Lauge <SEP> m3 <SEP> ........................................ <SEP> 2#6 <SEP> 2#6 <SEP> 2#5 <SEP> 2#7 <SEP> 2#7 <SEP> 2#4
<tb> Gelöst <SEP> Al2O3 <SEP> kg <SEP> ................................... <SEP> 109 <SEP> 175 <SEP> 153 <SEP> 109 <SEP> 151 <SEP> 151-5
<tb> Gelöst <SEP> Al2o3 <SEP> % <SEP> ............................... <SEP> 51 <SEP> 81-5 <SEP> 88-5 <SEP> 75 <SEP> 81 <SEP> 91
<tb> Na2CO3-Überschuss <SEP> kg <SEP> ..............................
<SEP> 147 <SEP> 119 <SEP> 76 <SEP> 86-5 <SEP> 100 <SEP> 77
<tb> Kalkzugabe <SEP> kg <SEP> CaO................................ <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 80 <SEP> 70
<tb> Kalküberschuss <SEP> kg <SEP> CaO............................. <SEP> 2#3 <SEP> 17 <SEP> 39 <SEP> 8 <SEP> 24#4 <SEP> 27 <SEP> 293
<tb> Kalküberschuss <SEP> pro <SEP> m3 <SEP> Lauge <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> ...............
<SEP> 0#9 <SEP> 6#5 <SEP> 15#9 <SEP> 9#04 <SEP> 10#0 <SEP> 12#2
<tb> Kalküberschuss <SEP> pro <SEP> kg <SEP> niedergeschlagenes <SEP> SiO2 <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> 8-2 <SEP> 11#4 <SEP> 20#1 <SEP> 23#7 <SEP> 18-5 <SEP> 22 <SEP> 6
<tb> kg <SEP> 0#60 <SEP> 0#68 <SEP> 0#84 <SEP> 0#48 <SEP> 0#79 <SEP> 0#61
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> pro <SEP> m <SEP> Lauge <SEP> vor <SEP> Kalkbehandlung
<tb> nach <SEP> kg <SEP> 0#49 <SEP> 0#11 <SEP> 0#05 <SEP> 0#10 <SEP> 0#25 <SEP> 0#07
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> des <SEP> Produktes <SEP> % <SEP> ........................ <SEP> 0#92 <SEP> 0#30 <SEP> 0#04 <SEP> 0#00 <SEP> 0#12 <SEP> 0#00
<tb> Tabelle <SEP> 2.
<tb>
1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Calciumaluminat <SEP> Nr. <SEP> ........................ <SEP> II <SEP> II <SEP> II <SEP> II <SEP> I <SEP> II <SEP> III
<tb> Caleitimaluminat <SEP> lig <SEP> 350 <SEP> 287 <SEP> 280 <SEP> 260 <SEP> 250 <SEP> 335 <SEP> 340
<tb> Na <SEP> kg <SEP> 2GO <SEP> 238 <SEP> 228 <SEP> 247 <SEP> 200 <SEP> 266 <SEP> 256
<tb> Lauge <SEP> m3 <SEP> .................................. <SEP> 2#6 <SEP> 2#4 <SEP> 2#4 <SEP> 2#7 <SEP> 2#7 <SEP> 2#6 <SEP> 2#7
<tb> Gelöst <SEP> Al2O3 <SEP> kg <SEP> ............................. <SEP> 109 <SEP> 105-3 <SEP> 113-8 <SEP> 125-3 <SEP> 109 <SEP> 167 <SEP> 151
<tb> Gelöst <SEP> AI, <SEP> % <SEP> ............................. <SEP> 51 <SEP> 63 <SEP> 70 <SEP> 88 <SEP> 75 <SEP> 81 <SEP> 81
<tb> Na2CO3-Überschuss <SEP> kg <SEP> ........................
<SEP> 147 <SEP> 129 <SEP> 110 <SEP> 117 <SEP> 86-5 <SEP> 93 <SEP> 100
<tb> Kalkzugabe <SEP> kg <SEP> Ca0 <SEP> 80 <SEP> 75 <SEP> 70 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 80 <SEP> 80
<tb> Kalküberschuss <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> ...................... <SEP> 2#3 <SEP> 7 <SEP> 12 <SEP> 18 <SEP> 24-4 <SEP> 31 <SEP> 27
<tb> Kalkuberschuss <SEP> auf <SEP> m3 <SEP> Lauge <SEP> Ca. <SEP> O......... <SEP> 0-9 <SEP> 2-9 <SEP> 5 <SEP> 5#8 <SEP> 9#04 <SEP> 12 <SEP> 10
<tb> Kalküberschuss <SEP> pro <SEP> kg <SEP> SiO2 <SEP> niedergeschl.
<SEP> kg <SEP> CaO <SEP> 8#2 <SEP> 100# <SEP> # <SEP> # <SEP> 20#1 <SEP> 70#6 <SEP> 18#5
<tb> kg <SEP> 0#60 <SEP> 0#46* <SEP> 0#49* <SEP> 0#43* <SEP> 0#48 <SEP> 0#29 <SEP> 0#79
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> pro <SEP> m3 <SEP> Lauge <SEP> vor <SEP> Kalkbeh.
<tb> nach <SEP> kg <SEP> 0#49 <SEP> 0#42* <SEP> 0#52* <SEP> 0#45* <SEP> 0#10 <SEP> 0#12 <SEP> 0#25
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> des <SEP> Produktes <SEP> %,................. <SEP> 0#92 <SEP> 0#16 <SEP> 0#24 <SEP> 0#16 <SEP> 0#00 <SEP> 0#12 <SEP> 0#12
<tb> * <SEP> Innerhalb <SEP> der <SEP> Fehlergrenze <SEP> der <SEP> Analyse.
<tb>
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EMI3.1
<tb>
<tb>
Tabelle <SEP> 3.
<tb>
1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10
<tb> Calciumaluminat <SEP> Nr. <SEP> ..... <SEP> I <SEP> I <SEP> I <SEP> II <SEP> II <SEP> II <SEP> II <SEP> III <SEP> III <SEP> III
<tb> Calciumaluminat <SEP> kg <SEP> ...... <SEP> 266 <SEP> 285 <SEP> 260 <SEP> 350 <SEP> 310 <SEP> 310 <SEP> 354 <SEP> 285 <SEP> 285 <SEP> 273
<tb> Na2CO3 <SEP> kg <SEP> .............. <SEP> 228 <SEP> 234 <SEP> 224 <SEP> 300 <SEP> 255 <SEP> 243 <SEP> 214 <SEP> 208 <SEP> 205 <SEP> 216
<tb> Lauge <SEP> m3 <SEP> ............... <SEP> 2#6 <SEP> 2#4 <SEP> 2#4 <SEP> 2#6 <SEP> 2#6 <SEP> 2#6 <SEP> 2#4 <SEP> 2#5 <SEP> 2#5 <SEP> 2#4
<tb> Gelöst <SEP> Al20a <SEP> O3 <SEP> kg <SEP> .......... <SEP> 117 <SEP> 151#5 <SEP> 142#4 <SEP> 175 <SEP> 168 <SEP> 167 <SEP> 150 <SEP> 108-5 <SEP> 95 <SEP> 142
<tb> Gelöst. <SEP> Al203 <SEP> 00"'",,...
<SEP> 75 <SEP> 91 <SEP> 99 <SEP> 81#5 <SEP> 88 <SEP> 87-5 <SEP> 77 <SEP> 6 & -5 <SEP> 60-9 <SEP> 95-5
<tb> Na2CO3-Überschuss <SEP> kg..... <SEP> 106 <SEP> 77 <SEP> 76 <SEP> 119 <SEP> 81 <SEP> 70 <SEP> 58 <SEP> 96 <SEP> 106-5 <SEP> 69
<tb> Kalkzugabe <SEP> kg <SEP> CaO...... <SEP> 70 <SEP> 70 <SEP> 90 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 100 <SEP> 80
<tb> Kalküberschuss <SEP> kg <SEP> CaO.
<tb>
#.. <SEP> 14 <SEP> 39#3 <SEP> 50 <SEP> 17 <SEP> 37 <SEP> 3 <SEP> 43 <SEP> 49 <SEP> 29#3 <SEP> 43 <SEP> 8 <SEP> 43#5
<tb> Kalküberschuss <SEP> pro <SEP> m .
<tb>
Lauge <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> ........... <SEP> 5#4 <SEP> 12#2 <SEP> 20 <SEP> 6#5 <SEP> 14#3 <SEP> 16 <SEP> 5 <SEP> 20#4 <SEP> 11#7 <SEP> 17#5 <SEP> 18
<tb> Rückgang <SEP> an <SEP> Al2O3-Ausbeute <SEP> durch <SEP> CaO <SEP> % <SEP> .... <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0#0 <SEP> 25 <SEP> 0#0 <SEP> 0#0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 15 <SEP> 0#0 <SEP> 3 <SEP> 18
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> des <SEP> Produktes
<tb> % <SEP> .................... <SEP> 0#08 <SEP> 0#00 <SEP> 0 <SEP> 00 <SEP> 0#30 <SEP> 0 <SEP> 08 <SEP> 0#00 <SEP> 0#08 <SEP> 0#44 <SEP> 0#38 <SEP> 0#06
<tb>
Tabelle 1 zeigt, dass zur Erzielung befriedigender Resultate die obige Bedingung 2 erfüllt werden muss, d. h. dass der dem Alkalikarbonat gegenüber freie Überschuss des Ätzkalks mindestens das 12fache der Menge der gelösten Kieselsäure betragen muss.
Tabelle 2 zeigt entsprechend das Erfordernis der Erfüllung der obigen Bedingung 3 und Tabelle 3 das derjenigen der obigen Bedingung 4.
Tabelle 3 zeigt weiter, dass bei besonders kieselsäurereichen Ausgangsmaterialien entweder die Grenze von 17'5CaO/m3 Lauge etwas überschritten und damit gewisse Verluste der Tonerdeausbeute in Kauf genommen werden müssen, wenn man möglichst kieselsäurefreie Tonerde erhalten will, oder dass ein gewisser, wenn auch mehr oder weniger geringfügiger Kieselsäuregehalt der Tonerde nicht vermieden werden kann, wenn auf möglichst hohe Tonerdeausbeuten hingearbeitet werden soll. Von diesen vereinzelten Ausnahmefällen abgesehen, ist es aber im Rahmen des vorliegenden Verfahrens durchweg möglich, durch Einhaltung der vorgenannten Bedingungen äusserst kieselsäurearme bzw. praktisch kieselsäurefreie Tonerde ohne Ausbeuteeinbussen zu gewinnen.
In bestimmten Fällen, nämlich dann, wenn der Kieselsäuregehalt der anfallenden Lösung weniger als etwa 0#36 kg SiO2/m3-Lösung beträgt, wirkt sich die Kalkzugabe nicht so sinnfällig aus wie in allen andern Fällen, d. h. es wird der Kieselsäuregehalt der Lösung nicht so weitgehend verändert wie in den Fällen, wo kieselsäurereichere Lösungen vorliegen.
Diese Erscheinung, die wohl auf die Löslichkeit des Calciumsilikates zurückzuführen sein dürfte, ist aber auf den Kieselsäuregehalt der ausgefällten Tonerde
EMI3.2
<tb>
<tb> 1234
<tb> Calciumaluminat <SEP> Nr. <SEP> ............................................ <SEP> II <SEP> II <SEP> I <SEP> II
<tb> Calciumaluminat <SEP> kg <SEP> ............................................. <SEP> 335 <SEP> 290 <SEP> 250 <SEP> 290
<tb> Na2CO3 <SEP> kg <SEP> .................................................... <SEP> 266 <SEP> 240 <SEP> 200 <SEP> 254
<tb> Lauge <SEP> m3 <SEP> ................................. <SEP> 2#6 <SEP> 2#6 <SEP> 2#7 <SEP> 2#6
<tb> Gelöst <SEP> Al2O3 <SEP> kg <SEP> ................................................. <SEP> 167 <SEP> 130#9 <SEP> 109 <SEP> 134#6
<tb> Gelöst <SEP> Al2O3 <SEP> % <SEP> ................................................
<SEP> 81 <SEP> 73 <SEP> 75 <SEP> 75
<tb> Na2CO3-Überschuss <SEP> kg <SEP> ............................................ <SEP> 93 <SEP> 104 <SEP> 86#5 <SEP> 114#5
<tb> Kalkzugabe <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> ............................................ <SEP> 80 <SEP> 80 <SEP> 70 <SEP> 80
<tb> Kalküberschuss <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> ......................................... <SEP> 31 <SEP> 25 <SEP> 24-4 <SEP> 19-4
<tb> Kalkübersebuss <SEP> pro <SEP> m3 <SEP> Lauge <SEP> kg <SEP> CaO <SEP> ............................ <SEP> 12 <SEP> 9-62 <SEP> 9-04 <SEP> 7-5
<tb> Kalküberschuss <SEP> pro <SEP> kg <SEP> SiO2 <SEP> niedergescbagencs <SEP> leg <SEP> CaO <SEP> .............
<SEP> 70-6 <SEP> 48-1 <SEP> 23-7 <SEP> 15-9
<tb> kg0#290#330#48 <SEP> 0#49
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> pro <SEP> m <SEP> Lauge <SEP> vor <SEP> Kalkbehandlung <SEP> ..............
<tb> nach <SEP> kg <SEP> 0#12 <SEP> 0#31 <SEP> 0#10 <SEP> 0#02
<tb> SiO2-Gehalt <SEP> des <SEP> Produktes <SEP> % <SEP> ................................... <SEP> 0#12 <SEP> 0#14 <SEP> 0#00 <SEP> 0#08
<tb>
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ohne Einfluss, d. h. es kann nach dem vorliegenden Verfahren auch in solchen Fällen eine äusserst kieselsäurearme bzw. praktisch kieselsäurefreie Tonerde erhalten werden. Hierüber geben die in vorstehender Tabelle zusammengefassten Ausführungsbeispiele näheren Aufschluss.
Falls in den zuletzt genannten Fällen auch auf eine möglichst kieselsäurearme Lösung hingearbeitet werden soll, so kann dies dadurch ermöglicht werden, dass der Kieselsäuregehalt der Lösungen zunächst durch Zugabe gelöster oder löslicher Kieselsäure, z. B. in Form von Natriumsilikat, auf etwa 0'35 leg SiO2/m3 oder darüber erhöht wird. Man erhält auf diese Weise durch Einwirkung des Ätzkalks Lösungen, deren SiOz-Gehalt ausserordentlich tief, z. B. bei etwa 0'02 kg/M3, liegt.
In gegebenen Fällen kann das vorliegende Verfahren auch derart durchgeführt werden, dass der Ätzkalk bereits der zum Auslaugen bestimmten Alkalikarbonatlösung oder dem Erdalkalialuminat zugesetzt und im übrigen in sinngemäss gleicher Weise verfahren wird. Im allgemeinen hat sich aber die vorgenannte stufenweise Arbeitsweise als die zweckmässigste erwiesen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung kieselsäurearmer Tonerde aus Erdalkalialuminaten durch Auslaugen derselben mit zweckmässig heissen Alkalicarbonatlösungen und nachfolgender Ausfällung der Tonerde, wobei die Kieselsäure aus den Alkalialuminatlaugen mit Kalk entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaugen mit einer dem Gehalt des Ausgangsmaterials an leicht umsetzbarem Kalk gegenüber überschüssigen Menge Alkalikarbonat vorgenommen und hierauf, gegebenenfalls nach Abtrennung der anfallenden bzw.
verbleibenden festen Anteile, Ätzkalk in solchen Mengen zugefügt wird, die grösser sind, als dem restlichen, nicht umgesetzten Alkalikarbonat entspricht, und deren dem Alkalikarbonat gegen- über freier Überschuss mindestens das 12fache, zweckmässig das 25-301ache, der Menge der gelösten Kieselsäure beträgt und pro Kubikmeter Lösung etwa 6 kg CaO nicht unter- und etwa 17'5 kg CaO nicht oder nicht wesentlich überschreitet, worauf nach erfolgter Einwirkung des Ätzkalks und Abtrennen der festen Anteile die Tonerde in bekannter Weise aus der Lösung ausgefällt wird.