AT151634B - Verfahren zur Verarbeitung von Aluminiumerzen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Verarbeitung von Aluminiumerzen. 



    Bekanntlich kommt in den Aluminiumerzen das Aluminiumoxyd immer in Begleitung von Verbindungen, wie Oxyden, Silikaten, Karbonaten, anderer Metalle vor. So sind in diesen Erzen neben dem Aluminiumoxyd Eisenoxyd, Kieselsäure und Titandioxyd sowie chemisch gebundenes Wasser stets vorhanden, ferner können diese je nach dem Fundort verschiedene seltene Erden, ausserdem Beryllium-, Vanadin-, Chrom-, Kupfer-, Nickel-, Mangan-, Kalzium-'und Magnesiumverbindungen enthalten. 



  Bei den bisher bekannten Verfahren zur chemischen Verarbeitung der Aluminiumerze wurden in der Regel nur die Hauptbestandteile der Erze gewonnen, die übrigen-oft wertvollen-Bestandteile blieben jedoch in dem wertlosen Abfall zurück und gingen somit verloren. So blieb z. B. bei dem zur Verarbeitung von Aluminiumerzen dienenden Bayerschen basischen Verfahren ein grosser Teil der in den Erzen vorhandenen Begleitmetalle in dem beim Filtrieren der Natriumaluminatlösung erhaltenen sogenannten"Rotschlamm"zurück, welcher einen wertlosen Abfall bildet. 



  Der Zweck der Erfindung besteht darin, die in den Aluminiumerzen-wenn auch nur in ganz geringen Mengen-vorhandenen verschiedenen Metallverbindungen (Oxyde) voneinander zu trennen und in einer solchen Reinheit zu gewinnen, dass sie sich für die Verwendung in den einschlägigen Industrien ohne weitere Reinigung eignen. Der weitere Zweck der Erfindung besteht darin, auch die Verarbeitung solcher Aluminiumerze wirtschaftlich zu gestalten, deren Verarbeitung bisher wegen der grossen Mengen der den Hauptbestandteil begleitenden Metallverbindungen nicht wirtschaftlich war. Das letztere bezieht sich im besonderen auf Aluminiumerze mit grossem Kieselsäure-und Titangehalt, die durch das übliche Bayersche basische Verfahren wirtschaftlich nicht verarbeitet werden   
 EMI1.1 
 



   Beim erfindungsgemässen Verfahren wird das Aluminiumerz bzw.   der Rotsehlamm"durch   Mischen mit Ammoniumsulfat und nachfolgende Erhitzung in an sich bekannter Weise aufgeschlossen, wobei die im Erz vorhandenen Metallverbindungen (Oxyde) unter Entwicklung von Ammoniak in wasserlösliche Metallsulfate übergehen, worauf die Metallsulfate in verdünnten Säuren gelöst und die   unlöslichen Bestandteile (Kieselsäure usw. ) abgetrennt werden. Erfindungsgemäss wird nun die Lösung der   Metallsulfate in folgender Weise einer fraktionierten Kristallisation bzw.

   Weiterbehandlung unterworfen : a) zunächst wird aus der Lösung, unter Zusatz von Ammoniumsulfat und Wasser, Ammoniumalaun auskristallisiert (Kristallisation I), b) dann wird, zwecks Absonderung der begleitenden Metallverbindungen, der von den Ammoniumalaunkristallen getrennten Mutterlauge (Mutterlauge I), nach Reduktion der Ferrisalze, Ammoniumsulfatlösung zugesetzt und aus der Lösung Ferroammoniumsulfat auskristallisiert (Kristallisation II), 
 EMI1.2 
 d) der Niederschlag mit den Lösungsmitteln dieser Metallhydroxyde, wie z. B. je nach den anwesenden   MetaJIhydroxyden   mit kohlensäurehältigem Wasser,   ammoniakhältigem   Wasser, Ammoniumkarbonatlösung, Aluminiumsulfatlösung, wässeriger schwefliger Säure u. dgl. oder mit   mehreren   dieser Lösungen nacheinander kalt gewaschen wird. 



   Gemäss der Erfindung werden ferner die bei den Teilprozessen a, b und d erhaltenen Produkte zwecks Gewinnung der einzelnen Metalloxyde einer Weiterbehandlung unterworfen. Diese Weiterbehandlung wird an Hand des folgenden Ausführungsbeispiels, welches sich auf die Verarbeitung eines 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 kalt behandelt. Hiebei fallen Orthotitansäure und die Hydroxyde der seltenen Erden, von Beryllium,
Kupfer, Chrom, Vanadin usw. aus, während die bei der Kristallisation II nicht auskristallisierten
Salze, u. zw. Ammoniumsulfat und Ferrosulfat in Lösung bleiben.

   Der Niederschlag wird abfiltriert und in der unten geschilderten Weise weiterverarbeitet, während das Filtrat von seinem Eisengehalt in der in vorangehendem Absatz angegebenen Weise (durch Behandlung mit Warmluft, Ammoniak und Rauchgase und nachfolgende Abfiltrierung des Niederschlages) befreit und die reine Ammoniumsulfatlösung in den Prozess zurückgeführt wird. 



   Der Niederschlag wird nun nacheinander in folgender Weise kalt gewaschen :
1. Der Niederschlag wird zunächst mit kohlensäurehaltigem Wasser gewaschen, welches das etwa noch vorhandene Ammoniumsulfat und das gegebenenfalls abgeschiedene Ferrohydroxyd als saures Ferrokarbonat löst. 



   2. Der Niederschlag wird nach Auswaschen mit Wasser, mit ammoniakhaltigem Wasser gewaschen, welches die darin löslichen Metallhydroxyde, wie Kupfer-, Nickel-, Chrom-, Vanadin-, Kobalthydroxyde usw. herauslöst. 



   3. Der Niederschlag wird nach Auswaschen mit Wasser, mit Ammoniumkarbonatlösung gewaschen, die die darin   löslichen Metallhydroxyde,   wie Zirkon-, Thor-,   Yttriumhydroxydeusw. herauslöst.   



   4. Der Niederschlag wird nach Auswaschen mit Wasser, mit Aluminiumsulfatlösung gewaschen, die die darin löslichen Metallhydroxyde, wie Aluminium-und Berylliumhydroxyde usw., herauslöst. 



   5. Der Niederschlag wird nach Auswaschen mit Wasser, mit wässeriger schwefliger Säure gewaschen, die die darin löslichen Metallhydroxyde, wie die Hydroxyde der Cergruppe usw. herauslöst. 



   Die dabei erhaltenen Lösungen werden nun in folgender Weise aufgearbeitet :
Lösung 1. Aus der   kohlensäurehaltigen   Lösung wird die Kohlensäure durch Kochen aus- 
 EMI3.1 
 



   Lösung 2. Aus der ammoniakhaltigen Lösung wird das Ammoniak durch Kochen ausgetrieben, wobei die Chrom-, Nickel-und Kobalthydroxyde ausfallen, während das Kupfervanadat und das Ammoniumvanadat gelöst bleiben. Zunächst wird der Niederschlag abfiltriert, dann aus dem mit Schwefelsäure angesäuerten Filtrat das Kupfer mittels Schwefelwasserstoff gefällt, worauf filtriert, das Filtrat zur Trockne eingedampft und der Rückstand geglüht wird ; hiebei erhält man Vanadinpentoxyd. 



   Lösung 3. Aus der ammoniumkarbonathaltigen Lösung wird das Ammoniumkarbonat durch Kochen ausgetrieben, wobei die darin gelösten Metallhydroxyde ausfallen, die nach Filtrieren und Glühen die entsprechenden Oxyde liefern. 



   Lösung 4. Die   alnminiumsulfathaltige   Lösung wird gekocht, wobei basisches Aluminiumsulfat ausfällt. Die Menge des ausfallenden basisehen Aluminiumsulfates entspricht jener Aluminium- 
 EMI3.2 
 (s. Punkt 4) gelöst wurde. Das nach Abfiltrieren des basischen Aluminiumsulfat-Niederschlages erhaltene Filtrat, welches Aluminiumsulfat und Berylliumsulfat enthält, wird zwecks Anreicherung des Berylliumgehaltes zum Waschen des Niederschlages (s. Punkt 4) wiederholt verwendet. Aus der Lösung mit entsprechend angereichertem Berylliumgehalt wird nach Zusatz von Ammoniumsulfat Ammoniumalaun auskristallisiert. In der von den Kristallen getrennten Mutterlauge verbleibt das Berylliumsulfat und das nicht auskristallisierte Aluminiumsulfat.

   Diese Mutterlauge wird in überschüssige Ammoniumkarbonatlösung eingeleitet, wobei bei   400 C basisches Aluminiumkarbonat   ausfällt, während das Berylliumkarbonat gelöst bleibt. Aus dem Filtrat des Niederschlages wird das Ammoniumkarbonat durch Kochen entfernt und dadurch das basisehe Berylliumkarbonat ausgefällt. 



  Der Niederschlag wird abfiltriert und ausgeglüht, wobei Berylliumoxyd entsteht. 



   Lösung 5. Aus der schwefelige Säure enthaltenden Lösung wird das Schwefeldioxyd durch Kochen ausgetrieben ; der dabei ausfallende   Niederschlag   wird abfiltriert und geglüht, wobei man die Oxyde der Cergruppe erhält. 



   Die Weiterverarbeitung der Ammoniumalaunkristalle : Das bei dem Aufschlusse mit Ammoniumsulfat entstehende Ammoniak wird in Wasser gelöst und durch Einleiten von kalter Kohlensäure (Rauchgas) in Ammoniumkarbonat bzw.-bikarbonat umgewandelt. 



   In die Lösung des derart hergestellten Ammoniumkarbonats oder Ammoniumbikarbonats werden die bei der Kristallisation I erhaltenen Ammoniumalaunkristalle eingebracht, wobei unter Entwicklung von Kohlensäure, basisches Aluminiumkarbonat ausfällt. 



   Wird das filtrierte und gewaschene basische Aluminiumkarbonat langsam bis 100  C erhitzt, so verliert es seinen ganzen Kohlensäuregehalt und verwandelt sich in ein ausserordentlich feines Pulver, welches sich als Füllstoff oder als feines weisses Pigment eignet und Zinkweiss vollkommen ersetzen kann. 



   Wird dagegen das filtrierte und gewaschene Aluminiumkarbonat mit Wasser gekocht, so verliert es seinen Kohlensäuregehalt und wird in   Aluminiumoxydhydroxydverbindung   umgewandelt ; wird dieses rasch getrocknet bzw. geglüht, so erhält man als Endprodukt ein hartes Aluminiumoxyd, welches zur Herstellung von metallischem Aluminium verwendet werden kann. 



   Der Gang des oben geschilderten Prozesses möge überdies noch durch das folgende   Sehaubild     übersichtlich   dargestellt werden : 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 
 EMI4.1 
 
 EMI4.2 
 
 EMI4.3 
 Ammoniumsulfat in den verschiedenen Verfahrensstufen zurückgewonnen und in den Prozess fast zur Gänze zurückgeführt. 



   Die Behandlung des aus der Mutterlauge II erhaltenen Niederschlages richtet sich danach, welche Begleitmetalle im Erz anwesend waren, und kann dementsprechend vereinfacht oder aber auch ergänzt werden. Das etwa anwesende Titan verbleibt zuletzt als   unlöslicher   Bestandteil im Niederschlag und kann sodann weiterverarbeitet werden. 



   Auch bei Verarbeitung   des Rotschlammes"kann   der oben geschilderte Vorgang für Bauxiterze verfolgt werden. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Verarbeitung von Aluminiumerzen bzw. Rotsehlamm bei gleichzeitiger Trennung der einzelnen Metallverbindungen (Oxyde), bei welchem das Erz durch Mischen mit Ammoniumsulfat und nachfolgende Erhitzung aufgeschlossen wird, wobei die im Erz vorhandenen Metallverbindungen unter Entwicklung von Ammoniak in wasserlösliche Metallsulfate übergehen, dann nach Lösen der Metallsulfate in verdünnten Säuren die unlöslichen Bestandteile (Kieselsäure usw.) abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung der Metallsulfate in folgender Weise einer fraktionierten Kristallisation bzw.

   Weiterbehandlung unterworfen wird : a) zunächst wird aus der verdünnten Lösung, unter Zusatz von Ammoniumsulfat Ammonium- alaun auskristallisiert, <Desc/Clms Page number 5> b) dann wird zwecks Absonderung der Metallverbindungen, der von den Ammoniumalaunkristallen getrennten Mutterlauge (Mutterlauge I), nach Reduktion der Ferrisalze, Ammoniumsulfatlösung zugesetzt und aus der Lösung Ferroammoniumsulfat auskristallisiert, e) worauf in die von den Kristallen getrennte Mutterlauge (Mutterlauge II) Ammoniak eingeleitet, der ausfallende Niederschlag, welcher die verschiedenen Begleitmetalle in Form von Hydroxyden enthält, abfiltriert (Filtrat Ammoniumsulfatlösung) und d) der Niederschlag mit den Lösungsmitteln dieser Metallhydroxyde, wie z.

   B. je nach den anwesenden Metallhydroxyden mit kohlensäurehaltigem Wasser, ammoniakhaltigem Wasser, Ammoniumkarbonatlösung, Alumimumsulfatlosung, wässeriger schwefliger Säure u. dgl. oder mit mehreren dieser Lösungen nacheinander kalt gewaschen wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ammoniumalaunkristalle in die Lösung von Ammoniumkarbonat oder Ammoniumbikarbonat kalt eingebracht werden, dann das unter Entwicklung von Kohlensäure gebildete basische Aluminiumkarbonat abfiltriert (Filtrat Ammoniumsulfatlösung) und entweder bis 100 C langsam erhitzt wird, wodei ein feines weisses Pulver entsteht oder mit Wasser gekocht wird, wobei man in Wasser unlösliches Aluminiumoxydhydroxyd erhält, welches beim Glühen Aluminiumoxyd liefert.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Mutterlauge I nach an sich bekannter Reduktion mit schwefliger Säure unter Zusatz von Ammoniumsulfat auskristalli- sierte Ferroammonsulfat mit verdünntem Ammoniak behandelt, die ausfallenden Verunreinigungen abfiltriert und in das Filtrat, welches gelöstes Ferrosulfat enthält, Warmluft, Ammoniak und warme Rauchgase eingeleitet werden, das hiebei ausscheidende basische Ferrikarbonat abfiltriert (Filtrat Ammoniumsulfatlösung), getrocknet und geglüht wird, wodurch Ferrioxyd entsteht.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Mutterlauge Ineben den Fer- roammoniumsulfatkristallen auch Aluminiumalaunkristalle erhalten werden, welche bei Behandlung mit verdünntem Ammoniak in Aluminiumhydroxyd übergehen, das Ferrosalz dagegen in Lösung bleibt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem bei der Behandlung der Mutterlauge II mit Ammoniak erhaltenen Niederschlag mittels kohlensauren Wassers das Ferro- hydroxyd herausgelöst wird, welches in saueres Ferrokarbonat übergeht, dann aus der Lösung die Kohlensäure durch Kochen ausgetrieben und in die Lösung Luft eingeleitet wird, wobei Ferrihydroxyd ausfällt, welches nach dem Glühen Ferrioxyd liefert.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem bei der Behandlung der Mutterlauge II mit Ammoniak erhaltenen Niederschlag mittels ammoniakhaltigen Wassers die Kupfer-, Nickel-, Chrom-, Vanadin-und Kobalthydroxyde herausgelost werden, dann aus der Lösung das Ammoniak durch Kochen ausgetrieben wird, wobei die Chrom-, Nickel-und Kobalthydroxyde ausfallen, während das Kupfervanadat und das Ammoniumvanadat in Lösung bleiben, aus der letzteren das Kupfer, nach Ansäuern mit Schwefelsäure, mittels Schwefelwasserstoffes gefällt, dann die durch Filtrieren erhaltene Lösung zur Trockne eingedampft und der Rückstand ausgeglüht wird, wobei Vanadinpentoxyd entsteht.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem bei der Behandlung der Mutterlauge II mit Ammoniak erhaltenen Niederschlag mittels Ammoniumkarbonatlösung die Zirkon-, Thor-und Yttriumhydroxyde herausgelöst werden, dann aus der Lösung das Ammonium- karbonat durch Kochen entfernt wird, wobei die Metallhydroxyde ausfallen, die nach Abfiltrieren und Glühen die entsprechenden Oxyde liefern.

   8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem bei Behandlung der Mutterlauge II mit Ammoniak erhaltenen Niederschlag mittels Aluminiumsulfatlösung die Aluminium- und Berylliumhydroxyde herausgelöst werden, dann die Lösung gekocht wird, wobei basisches Aluminiumsulfat ausfällt, der Niederschlag abfiltriert, dem Aluminium-und Berylliumsulfat enthaltenden Filtrat Ammoniumsulfat zugesetzt und aus der Lösung Ammoniumalaun auskristallisiert wird, worauf die von den Kristallen getrennte, Berylliumsulfat und nicht auskristallisiertes Aluminium- sulfat enthaltende Mutterlauge in an sich bekannter Weise in überschüssige Ammoniumkarbonatlösung eingeleitet wird, wobei basisches Aluminiumkarbonat ausfällt, während das Berylliumkarbonat EMI5.1 ausgetrieben wird, wobei Berylliumkarbonat ausfällt,

   das nach Ausglühen Berylliumoxyd liefert.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das nach Kochen der Aluminiumsulfatlösung und Abfiltrieren des basischen Aluminiumsulfats erhaltene Filtrat, das Aluminium-und Berylliumsulfat enthält, zum Waschen des aus der Mutterlauge II erhaltenen Niedersehlages zwecks Anreicherung des Berylliumgehaltes wiederholt verwendet wird.

   10. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem bei Behandlung der Mutterlauge II mit Ammoniak erhaltenen Niederschlag mittels wässeriger schwefliger Säure die Hydroxyde der Cergruppe herausgelöst werden, dann aus der Lösung das Schwefeldioxyd durch Kochen ausgetrieben, der entstehende Niederschlag abfiltriert und geglüht wird, wobei die Oxyde der Cergruppe erhalten werden.