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Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde.
Bei der Verarbeitung von Ton und ähnlichen Mineralien auf Tonerde mit Hilfe von Säuren ist bisher meist übersehen worden, dass die Tone eine Reihe von geringen Verunreinigungen enthalten, die durch die Säuren mehr oder weniger mit aufgeschlossen werden. Es handelt sich hauptsächlich um die Oxyde des Chroms, Vanadins, Titans und Phosphors. Wenn nicht besondere Vorsichtsmassregeln getroffen werden, so werden diese Stoffe leicht mit der Tonerde ausgeschieden. Bei der Verarbeitung der Tonerde auf Aluminium gelangen sie sodann in das Metall und machen dieses für manche Zwecke minderwertig. So wird durch die oben genannten Stoffe z. B. die Leitfähigkeit des Aluminiums für elektrischen Strom sehr erheblich herabgesetzt.
Erfindungsgemäss kann man eine allen Anforderungen auf Reinheit genügende Tonerde aus Ton und ähnlichen kieselsäurehaltigen Mineralien, wie Kaolin, Leuzit u. a., dadurch erhalten, dass diese Mineralien in bekannter Weise in geglühtem Zustande mittels wässeriger schwefliger Säure aufgeschlossen werden, worauf aus der von der unlöslichen Kieselsäure getrennten klaren Lösung eine Rohtonerde hergestellt, diese in bekannter Weise in Alkalilauge gelöst und diese Lösung nach Abtrennung der Verunreinigungen auf reines Tonerdehydrat verarbeitet wird. Die Rohtonerde wird vorteilhaft in der Weise hergestellt, dass die Aluminiumsulfitlösung durch Erhitzen und Durchleiten von Dampf zersetzt wird, so dass ein möglichst schwefelarmes Hydrat erhalten wird. Die hiebei entweichende schwefelige Säure kann dem Verfahren erneut nutzbar gemacht werden.
Das ausgefallene Hydrat wird erfindungsgemäss zur Verminderung des Schwefelgehaltes eine Zeitlang mit Kochsalzlösung gekocht. Die in der Rohtonerde noch verbleibenden restlichen Schwefelverbindungen werden zweckmässig durch alkalische Mittel entfernt.
Um noch etwa im rohen Tonerdehydrat vorhandene Eisenverbindungen unschädlich zu machen, erfolgt erfindungsgemäss das Lösen des rohen Tonerdehydrat in Alkalilauge unter Luftzutritt, so dass die Eisenverbindungen oxydiert werden. Durch die beschriebene Kombination wird erreicht, dass man zur Erzeugung von Tonerde von dem billigsten Rohstoff ausgeht (Ton), das billigste Aufschlussmittel benutzt (SO,) und trotzdem Tonerde von höchster Reinheit, nämlich der Reinheit der Bayer-Tonerde, erhält.
Diese Vorteile lassen sich mit dem bekannten zweistufigen Gewinnungsverfahren für Tonerde nicht erreichen, bei welchem Tone mit starken Mineralsäuren aufgeschlossen, die erhaltenen Aluminiumund Eisensalze durch Erhitzen in Oxyde verwandelt und diese mit Kohle zu Tonerde und metallischem Eisen zweckmässig in elektrischen Öfen reduziert werden. Dieses bekannte Verfahren erfordert auch im Gegensatz zu jenem gemäss der Erfindung erheblich höhere Kosten hinsichtlich der Einrichtung und des Betriebes, insbesondere des Wärmeaufwandes.
Den vorher geglühten Ton mit wässeriger schwefliger Säure aufzuschliessen, mit oder ohne Druck, ist bekannt. Man erhält nach dem Beseitigen des Kieselsäurerückstandes eine klare Aluminiumsulfitlösung. Eine gewisse Schwierigkeit bietet es, aus dieser Aluminiumsulfitlösung zunächst eine Rohtonerde zu erhalten, die möglichst wenig SO2 enthält, damit man beim Wiederlösen der Tonerde in Alkalilauge möglichst wenig Verluste an Alkali hat.
Um zu einer möglichst schwefelarmen Rohtonerde zu kommen, können zwei Wege eingeschlagen werden :
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1. Kann die Aluminiumsulfitlösung zersetzt werden mittels Dampf ; wenn man dünne Sulfit- lösungen anwendet und für einen Überschuss von Dampf sorgt, fällt gleich zu Anfang eine Rohtonerde aus, die wenig Schwefel enthält. Durch längeres Kochen dieser Lösung kann der S-Gehalt noch herunter- gedrückt werden. Als besonders praktisch hat sich erwiesen, die ausgefällte Rohtonerde absitzen zu lassen, die überstehende Lösung zu entfernen und dann die Rohtonerde mit einer konzentrierten Salzlösung zu kochen. Dazu kann z. B. Natriumchlorid- oder Kalziumchloridlösung verwendet werden.
Durch die Siedepunktserhöhung der Salzlösung wird die Entfernung der schwefeligen Säure aus dem Niederschlag wesentlich beschleunigt. Schliesslich kann man noch die geringen Reste schwefeliger Säure, die noch in der Rohtonerde blieben, durch Ätzkalk oder Soda oder Ammoniak entfernen. Das Ammoniak kann man aus der Lösung in bekannter Weise durch Destillation wiedergewinnen. Die Tonerde wird dann in Natronlauge respektive Aluminatlauge, ähnlich wie der Bauxit im Bayer-Prozess, gelöst und aus der Lauge in bekannter Weise reinste Tonerde hergestellt.
2. An Stelle des beschriebenen Verfahrens kann man auch so vorgehen, dass man die Sulfitlösung in bekannter Weise bei Temperaturen über 650, vorzugsweise zwischen 75 und 95 , zersetzt ; die Rohtonerde, die in diesem Falle ziemlich viel schwefelige Säure enthalten kann, wird abfiltriert und kalziniert bei einer Temperatur von unterhalb 900 , am besten bei 450-5500. Es hat sich dabei herausgestellt, dass die Gegenwart von inerten oder reduzierenden Gasen besonders günstig ist, da dann die Oxydation der schwefeligen Säure verhindert wird und eventuell schon gebildetes Sulfit noch reduziert wird. Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens ist es, dass man eine Tonerde erhält, die sich leichter in Natronlauge löst als alle bisher bekannten technischen Tonerden.
Man kann sie namentlich ohne Druck in den Laugen lösen, die beim Ausrühren beim Bayer-Verfahren erhalten werden, und kann dabei die Temperaturen zwischen 20 und 50 halten. Dies hat den Vorteil, dass man die Aluminatlauge nicht einzudampfen braucht, wie dies beim Bayer-Prozess sonst notwendig ist, und dass man die Lauge ausserdem auch nicht auf hohe Temperaturen zu bringen braucht, wie dies sonst beim Arbeiten im Autoklaven notwendig ist.
Vor dem Lösen der Rohtonerde in Alkalilaugen können auch in diesem Fall die geringen restlichen Schwefelverbindungen mit alkalischen Mitteln beseitigt werden.
EMI2.1
EMI2.2
<tb>
<tb> 22-62 <SEP> % <SEP> al2O3
<tb> 0-51 <SEP> % <SEP> SO,
<tb> 0-04% <SEP> Fe
<tb> 0-01 <SEP> % <SEP> TiO,
<tb> 0-006% <SEP> Cr, <SEP> 0,
<tb> 0-005% <SEP> V, <SEP> 0s
<tb> 0-08 <SEP> % <SEP> Si0
<tb>
EMI2.3
EMI2.4
<tb>
<tb> γ#@ <SEP> Teile <SEP> Fe2O3
<tb> 0'54 <SEP> Teile <SEP> Si02
<tb> 0#19 <SEP> Teile <SEP> P2O5
<tb> 1-0 <SEP> Teile <SEP> SO3
<tb> 0-057 <SEP> Teile <SEP> TiO2
<tb> 0#023 <SEP> Teile <SEP> Cr2O3
<tb> 0'043 <SEP> Teile <SEP> V2O5
<tb>
wurde durch Hydrolyse ein rohes Tonerdehydrat mit 25#5% Al2O3 und 30#6% SO2 gefällt.
Dieses enthielt auf 100 Teile AIOs
EMI2.5
<tb>
<tb> 0#16 <SEP> Teile <SEP> Fe2O3
<tb> 0#024 <SEP> Teile <SEP> Si02
<tb> I <SEP> 0'20 <SEP> Teile <SEP> P
<tb> 1-4 <SEP> Teile <SEP> SO3
<tb> 0#050 <SEP> Teile <SEP> TiO,
<tb> 0#024 <SEP> Teile <SEP> Cr20s
<tb> 0#046 <SEP> Teile <SEP> V205
<tb>
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EMI3.1
EMI3.2
<tb>
<tb> 88-8% <SEP> AI, <SEP> 0,
<tb> 2-7% <SEP> SOs
<tb> 0-3% <SEP> SO,
<tb>
EMI3.3
EMI3.4
<tb>
<tb> 90-4 <SEP> % <SEP> AI, <SEP> 0,
<tb> 0-93% <SEP> so,
<tb> 0-35% <SEP> SO
<tb>
EMI3.5
ungelöst, zurückblieben. Nach Filtration wurde aus der Aluminatlauge ein reines Tonerdehydrat ausgerührt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde, dadurch gekennzeichnet, dass Ton und ähnliche Mineralien mittels schwefliger Säure in bekannter Weise aufgeschlossen werden, aus der von der unlöslichen Kieselsäure getrennten klaren Lösung eine Rohtonerde hergestellt, diese in bekannter Weise in Alkalilauge gelöst und diese Lösung auf reines Tonerdehydrat verarbeitet wird.