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Verfahren zur Gewinnung von reinem Magnesiumcarbonat oder Magnesiumoxyd
In bestimmten Industrien fallen magnesiumhaltige Zwischenprodukte, Nebenprodukte oder Abfallprodukte an, welche dieses Metall in der Form des Oxyds oder Hydroxyds enthalten. Es ist nun bekannt, dass man Magnesiumoxyd oder Magnesiumhydroxyd mit den Ammoniumsalzen starker Mineralsäuren, welche wasserlösliche Magnesiumverbindungen bilden, in wässeriger Phase umsetzen kann, wobei durch Er-
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erforderlich, um einen einigermassen vollständigen Umsatz zu erzielen. Der Umsatz kann durch Durchleiten von Wasserdampf stark gefördert werden. Die Geschwindigkeit des Umsatzes wird aber immer von der Aktivität des MgO-oder Mg (OH)-haltigen Produktes abhängen.
Beispielsweise wird ein kaustisch gebranntes MgO-Produkt sich wesentlich rascher umsetzen als ein sintergebranntes. In vielen derartigen Gemischen liegen auch Mischungen vor, welche das Magnesiumoxyd in unterschiedlich aktiver Form enthalten.
Magnesiumoxydhaltige Gemische fallen auch als Flugaschen oder Aschenrückstände in Kesselfeuerungen u. dgl. an, wenn als Entschwefler Produkte auf der Basis Magnesiumoxyd, Magnesiumhydroxyd oder Magnesiumcarbonat verwendet werden. In diesen Gemischen liegt Magnesiumoxyd neben löslichen Magnesiumsalzen wie z. B. Magnesiumsulfat vor. Durch Umsetzung des darin enthaltenen MgO mit Ammoniumsalzen starker Säuren wie HCI, HNO und H2S04 ist man in der Lage, nicht nur das in der Form löslicher Salze vorhandene Magnesium zu gewinnen, sondern auch jenes, welches als freies Oxyd vorliegt.
Gleichgültig, um welche Gemische es sich handelt, so ist die Umsetzung des Magnesiumoxyds bzw. des Magnesiumhydroxyds mit dem Ammoniumsalz folgendermassen zu charakterisieren :
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Ein wesentlicher Vorteil der Umsetzung mit Ammoniumsalzen besteht darin, dass Schwermetalle in unlösliche Form übergeführt werden. Sie können abfiltriert werden und verunreinigen dann nicht mehr die Magnesiumsalzlösung. Wohl aber enthält die Lösung noch Salze der Alkalien sowie der Erdalkalien, vor allem solche des Calciums. Man pflegt nun schon seit Jahrzehnten das Magnesium aus diesen Lösungen als Hydroxyd zu fällen, wobei man Calciumhydroxyd oder Dolomithydrat verwendet.
Diese Fällungsweise hat den Vorteil, dass das Fällungsmittel zu den billigsten Chemikalien überhaupt zählt
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Dem steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass das gefällte Magnesiumhydroxyd wegen seiner bekannten schleimigen Beschaffenheit schwer filtrierbar ist und man daher sehr umfangreiche Einrichtungen schaffen muss, um das Hydroxyd von der Fällungsflüssigkeit zu trennen. Trotzdem wird das Endprodukt immer durch gewisse Gehalte an Calcium und Sulfat verunreinigt bleiben.
Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich auch, wenn man zur Fällung des Magnesiumhydroxyds an Stelle von Calciumhydroxyd Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd verwendet Auch dann ist der Niederschlag schwer filtrierbar und das Endprodukt stark verunreinigt durch gewisse Bestandteile der Fäl- lungsflüssigkeit
Die Erfindung beruht nun darauf, dass bei der Aufarbeitung solcher Zwischenprodukte, Nebenprodukte oder Abfälle zu reinen Magnesiumverbindungen wesentliche Verbesserungen in zwei entscheidenden Punkten gefunden wurden, die einen bedeutenden technischen Fortschritt vorstellen. Die Merkmale dieser Verbesserung bestehen in folgendem :
1. Die Umsetzung des Ausgangsproduktes mit dem Ammoniumsalz der starken Mineralsäure wird nicht in wässeriger Phase, sondern im trockenen Gemisch mit dem betreffenden Ammoniumsalz vorgenommen.
Dazu sind nur niedrige Temperaturen erforderlich und trotzdem ergeben sich kurze Aufschlusszeiten. Anschliessend wird der Reaktionskuchen mit Wasser ausgezogen und der Extrakt weiter verarbeitet. Für diesen trockenen Aufschluss eignen sich grundsätzlich die Ammoniumsalze aller starken Mineralsäuren, sofern sie keine schwerlöslichen oder unlöslichen Mg-Salze bilden. Als besonders vorteilhaft hat sich Ammoniumnitrat erwiesen, bei welchem eine Aufschlusstemperatur von 1500C genügt
2. Die Fällung des Magnesiums aus der Aufschlusslösung wird als Carbonat vorgenommen, nachdem vorher das Calcium ebenfalls als Carbonat ausgefällt wurde. Zuerst erfolgt die Fällung des Cal-
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Wert von 10.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Verfahrensweise liegt darin, dass nicht nur die Fällung des Calciumcarbonates, sondern auch die des Magnesiumcarbonates leicht filtrierbar ist, weshalb Absitzbehälter u. dgL nicht gebraucht werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Gewinnung von reinem Magnesiumcarbonat oder Magnesiumoxyd aus Abgängen oder Abfällen, die Magnesiumoxyd oder Magnesiumhydroxyd enthalten und in verschiedenen Industrieanlagen anfallen, besteht demnach darin, dass die Umsetzung des Ausgangsproduktes mit dem Ammoniumsalz in trockener Form und bei Temperaturen zwischen 50 und 5000C
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net und/oder in verschiedener Art geglüht wird.
Die erste Carbonatfällung, also die Entfernung des Calciums aus der Aufschlusslösung, kann aber auch noch mit andern Reinigungsprozessen, d. h. dem Abscheiden bestimmter anderer Verunreinigungen verbunden werden. Zum Beispiel kann man, wenn man eine vanadiumhaltige Flugasche oder einen vanadiumhaitigen Aschenrückstand aufarbeiten will, die Abscheidung des Vanadiums mit der des Calciumcarbonates koppeln. Dies geschieht dadurch, dass man die Aufschlusslösung auf einen PH- Wert von 7 einstellt und noch in der Kälte eine entsprechende Menge Eisen-II-Sulfat zugibt. Hierauf kann, ohne zu filtrieren, die Fällung des Calciumcarbonates mit NH + C02beizirka800Cvorgenommenwer- den.
Der Calciumcarbonatniederschlag enthält dann Eisen-II-Vanadat und kann in bekannter Weise auf Vanadiumverbindungen aufgearbeitet werden.
Für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist es ausschlaggebend, dass die Hilfsstoffe NH,CO und der anionische Bestandteil des Ammoniumsalzes im Kreislauf geführt werden, was durch entsprechende technische Einrichtungen ohne weiteres möglich ist
Nachstehend werden schematisch zwei Beispiele für die Aufarbeitung verschiedener magnesiumhaltiger Produkte dargestellt. Im ersten Fall handelt es sich um ein Abfallprodukt aus der Gewinnung von kaustisch gebrannter Magnesia aus Naturmagnesiten, im zweiten Fall um ein Flugstaubreaktionsgemisch aus einem Kessel mit Ölfeuerung, in dem zwecks Teilentschwefelung der Rauchgase ein MgOProdukt angewendet wurde. Im letzteren Fall liegt also im Ausgangsprodukt das Magnesium schon teilweise in Form einer löslichen Verbindung, Magnesiumsulfat, vor, was bei der Bemessung der Ammoniumsalzmenge berücksichtigt wurde.
Die zahlenmässigen Ergebnisse aus der Aufarbeitung der beiden Ausgangsprodukte lauteten wie folgt :
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Zu Beispiel l :
Eingesetzte Menge an Abfallprodukt mit 69, 8% MgO,
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SOAusgebrachte Menge an reinem MgO 3,77 kg
Ausbringen an MgO 75, 5 %
Zusammensetzung des ausgebrachten MgO : 98, 30% MgO
0, 12% SO
1, 55% CaO Zu Beispiel 2 :
Eingesetzte Menge an Flugstaub aus einer teil- entschwefelten Ölfeuerung mit 63, 5% MgO,
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Ausgebrachte Menge an reinem MgO 3, 70 kg Ausbringen an MgO 75, 0 % Zusammensetzung des ausgebrachten MgO:
97, 92% MgO
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