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Verfahren zur Verarbeitung von tonsubstanzhaltigen Stoffen, insbesondere von Kaolinen, Tonen od. dgl., auf Tonerde und ihre Verbindungen.
Den Gegenstand des Stammpatentes Nr. 133112 bildet ein Verfahren zur Verarbeitung von tonsubstanzhaitigen Stoffen, insbesondere von Kaolinen, Tonen od. dgl., auf Tonerde und ihre Verbindungen durch Aufschluss mit wässeriger schwefliger Säure nach vorherigem Glühen (Calcinieren), dessen Wesen darin besteht, dass das Gut im Vakuum, zweckmässig in hohem Vakuum, geglüht wird. Bevorzugte Ausführungsformen dieses Verfahrens bestehen darin, dass das Gut zunächst nur bis zur Abgabe eines grossen Teiles des Konstitutionswassers erhitzt und erst hernach bei höherer Temperatur bis zur Erreichung der optimalen Löslichkeit geglüht wird, und dass man dem Glühen im Vakuum ein Erhitzen bei atmosphärischem Druck vorausgehen lässt.
Nach dem vorliegenden Verfahren wird das geglühte Gut vor der Extraktion mit schwefliger Säure noch einer Zwischenbehandlung unterworfen, welche die Gewinnung konzentrierterer Lösungen von Aluminiumbisulfit ermöglicht. Zu diesem Zweck wird das geglühte Gut mit einem Hydroxyd eines Metalles der Hauptgruppe II des periodischen Systems, insbesondere mit Mg (OH) 2' vorzugsweise bei erhöhter Temperatur behandelt. Durch diese Einwirkung bilden sich Reaktionsprodukte, die von schwefliger Säure viel leichter zersetzt werden als das geglühte Gut in seinem ursprünglichen Zustande.
Zwecks Trennung des Aluminiums von den Erdalkalien wird das Aluminium mit einem Anteil von Erdalkalisulfit durch Austreiben des S02 aus der sauren Aufschlusslauge als basisches Sulfit gefällt und hernach durch Auswaschen mit wässeriger schwefeliger Säure von dem Erdalkalisulfit befreit. Durch Wiederholung der Fällung und Extraktion mit S02 lässt sich die Reinheit beliebig steigern.
Man kann aber das Erdalkali aus dem aufgeschlossenen Gemisch auch schon vor der Extraktion mit S02 in an sich bekannter Weise, z. B. durch Behandlung des Gemisches mit Ammoniumchlorid od. dgl., herauslösen.
Die schliesslich gewonnene Rohtonerde enthält noch Kieselsäure und muss, wenn reine Tonerde hergestellt werden soll, von dieser befreit werden, wozu das im Hauptpatent angegebene Verfahren in gleicher Weise auch für das vorliegende Verfahren geeignet ist.
Wird für die Zwischenbehandlung Magnesiumoxyd oder Hydroxyd verwendet, so lässt sich das entstehende Magnesiumsulfit durch gelindes Glühen zu MgO regenerieren, wobei auch die abgespaltene schwefelige Säure zur'Gänze für den Prozess wiedergewonnen wird. CaS03 gibt beim Glühen nur ein Drittel seines Schwefelgehaltes ab und geht dabei in ein Gemisch von CaO und CaS04 über.
Ausführungsbeispiel :
Auf 3 Gewichtsteile des im Vakuum geglühten Tons wird 1 Gewichtsteil Magnesiumhydroxyd zugesetzt und das Gemisch mit der gleichen Gewichtsmenge Wasser zu einem Brei angerührt. Statt Mg (OH) 2 kann man auch Magnesiumoxyd oder basisches Magnesiumkarbonat, allgemein gesprochen, Ausgangsstoffe verwenden, die bei Gegenwart von Wasser wie Magnesiumhydroxyd wirken. Dieser Brei wird nun im geschlossenen Gefäss zwei Stunden auf eine Temperatur von 1750 C erhitzt.
Durch Extraktion des so vorbehandelten Gutes mit schwefliger Säure werden ungefähr 90% der im Rohmaterial enthaltenen Tonerde neben dem Magnesiumoxyd gelöst, während der grösste Teil der Kieselsäure in gallertiger Form zurückbleibt. Durch Erhitzen der filtrierten Lösung scheidet sich das Aluminium
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als Gemisch von Hydroxyd mit basischem Sulfit gemeinsam mit Magnesiumsulfit aus. Durch vorsichtiges Waschen des Niederschlages mit 1 %iger schwefeliger Säure wird das Magnesium bis auf 0-2% (als MgO gerechnet) entfernt.
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Process for processing substances containing clay, in particular kaolins, clays or the like, on clay and its compounds.
The subject of the parent patent No. 133112 is a method for processing substances containing clay, in particular kaolins, clays or the like, on clay and its compounds by digestion with aqueous sulphurous acid after prior annealing (calcination), the essence of which is that the material is annealed in a vacuum, suitably in a high vacuum. Preferred embodiments of this process consist in that the material is initially only heated until a large part of the constitutional water is released and only afterwards is annealed at a higher temperature until optimal solubility is achieved, and that the annealing in a vacuum is preceded by heating at atmospheric pressure .
According to the present process, the calcined material is subjected to an intermediate treatment before extraction with sulphurous acid, which enables more concentrated solutions of aluminum bisulphite to be obtained. For this purpose, the annealed material is treated with a hydroxide of a metal of main group II of the periodic system, in particular with Mg (OH) 2 ', preferably at elevated temperature. As a result of this action, reaction products are formed, which are much more easily decomposed by sulphurous acid than the calcined material in its original state.
For the purpose of separating the aluminum from the alkaline earths, the aluminum is precipitated with a proportion of alkaline earth sulfite by expelling the SO2 from the acidic digestion liquor as basic sulfite and then freed from the alkaline earth sulfite by washing out with aqueous sulfurous acid. The purity can be increased as desired by repeating the precipitation and extraction with SO2.
But you can also remove the alkaline earth from the digested mixture before the extraction with SO2 in a manner known per se, for. B. od by treating the mixture with ammonium chloride. Like. To dissolve.
The raw alumina finally obtained still contains silica and must be freed from this if pure alumina is to be produced, for which the process specified in the main patent is also suitable for the present process.
If magnesium oxide or hydroxide is used for the intermediate treatment, the resulting magnesium sulfite can be regenerated to MgO by gentle annealing, whereby the sulfurous acid that is split off is also completely recovered for the process. CaS03 gives off only a third of its sulfur content when glowing and turns into a mixture of CaO and CaS04.
Embodiment:
1 part by weight of magnesium hydroxide is added to 3 parts by weight of the clay which has been calcined in vacuo and the mixture is mixed with the same amount by weight of water to form a paste. Instead of Mg (OH) 2, you can also use magnesium oxide or basic magnesium carbonate, generally speaking, starting materials which act like magnesium hydroxide in the presence of water. This pulp is then heated to a temperature of 1750 C for two hours in a closed vessel.
By extracting the pretreated material with sulphurous acid, about 90% of the clay contained in the raw material is dissolved in addition to the magnesium oxide, while the greater part of the silica remains in gelatinous form. When the filtered solution is heated, the aluminum separates
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as a mixture of hydroxide with basic sulfite together with magnesium sulfite. Carefully washing the precipitate with 1% sulfurous acid removes the magnesium down to 0-2% (calculated as MgO).