AT88077B - Verfahren zur Herstellung von Tonerdeverbindungen für die Papierleimung und andere gewerbliche Zwecke. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von Tonerdeverbindungen für die Papierleimung und andere gewerbliche Zwecke. 



   Die Zersetzung von tonerdehaltigen Materialien, wie Tonen, Bauxiten usw. durch Schwefelsäure oder Natriumbisulfatlösungen zwecks Gewinnung löslicher Tonerdesalze    ist'eit langer,   Zeit bekannt. 



   Bisher hat man bei der Arbeit auf nassem Wege entweder in offenen Gefässen oder in
Druckgefässen gearbeitet. Bei der Arbeit in offenen Gefässen verfuhr man in der Weise, dass man die tonerdehaltigen Materialien vorher in Öfen bei höheren Temperaturen brannte, ehe man sie mit Schwefelsäure oder mit Natriumbisulfatlösungen zusammenkochte, weil es nicht möglich ist, aus den ungebrannten tonerdehaltigen Rohstoffen, selbst bei sehr langer Kochdauer, mit Hilfe von Schwefelsäure oder Bisulfatlösungen auch nur einigermassen nennenswerte Mengen von Tonerde, kaum einige Prozente, in Lösung zu bringen. 



   Wollte man das Brennen der tonerdehaltigen Materialien umgehen, so kam man auf dem Wege zum Ziele, dass man die ungebrannten Tone oder Bauxite bei einem Überdruck von 5 bis 6 Atm. in Autoklaven mit Schwefelsäure oder Bisulfatlösungen behandelte. 



   Im ersten Falle gelangte man durch eine bei Rotglut vorzunehmende und daher kostspielige Calcination mit darauffolgendem Kochen in offenen Gefässen, im zweiten Falle durch einen Aufwand von Überdruck in besonders dazu konstruierten Druckapparaten zu löslichen Tonerdeverbindungen. 



   Versuche haben nun ergeben, dass man die genannten tonerdehaltigen Materialien auch im natürlichen, ungebrannten Zustande mit Schwefelsäure oder Bisulfatlösungen, und zwar in offenen Gefässen leicht aufschliessen kann und dass man dabei zu hohen Ausbeuten gelangt, wenn man den ungebrannten tonerdehaltigen Rohstoffen einen geringen Prozentsatz von Fluorsalzen, wie Fluornatrium, Fluorcalcium oder anderen beim Behandeln mit Schwefelsäure Fluorwasserstoff abspaltbaren Fluorverbindungen, wie Kieselfluorsalzen und ähnliche Fluorverbindungen (wie Kryolith) zusetzt und auf das Gemisch Schwefelsäure oder Natriumbisulfatlösungen einwirken lässt. 



   Die Wirkung ist eine derartige, dass die durch die Einwirkung der Schwefelsäure auf die Fluorverbindungen freiwerdende Fluorwasserstoffsäure den Ton ist statu nascendi leicht angreift und lösliche Fluoraluminiumverbindungen bildet, welche durch die gegenwärtige, überschüssige Schwefelsäure sofort unter Freiwerden von Fluorwasserstoffsäure oder fluorhaltige Gase (Fluorsilicium) zersetzt werden, die ihrerseits wieder neue Mengen von Tonerde anzugreifen befähigt sind, so dass stets Neubildung von-löslicher Tonerde und Wiederzersetzung der gelösten Fluoraluminiumverbindungen durch Schwefelsäure stattfinden. Es ist leicht ersichtlich, dass für die Reaktion nur ganz geringe Mengen von Fluorverbindungen erforderlich sind, da die sich regenerierende Fluorwasserstoffsäure stets neu in Wirksamkeit tritt. 



   Es soll an dieser Stelle noch darauf hingewiesen werden, dass das   Aufschliessen von   tonerdehaitigen Verbindungen mit Flusssäure an sich bekannt ist. 



    Die britische Patentschrift Nr. 9024 vom Jahre 1903 beschreibt ein Verfahren, nach welchem man durch Einwirkung von Fluorwasserstoffsäure oder Kieselfluorwasserstoffsäure   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 auf Chinacly, Bauxit oder andere tonerdehaltige Materialien Fluoraluminium herstellen und letzteres durch überhitzten Dampf in freie Flusssäure und Aluminiumoxyd zerlegen kann. 



   Ein solches Verfahren ist mit dem vorliegenden in keinem Punkte übereinstimmend, da es von wesentlich anderen Gesichtspunkten ausgeht. Nach der britischen Patentschrift wirkt Flusssäure in zur Bildung von Aluminiumfluorid erforderlichen Mengen auf die tonerdehaltigen Materialien ein und lässt das gewonnene, von der Kieselsäure getrennte reine Salz sich wieder 
 EMI2.1 
 direkte Bildung von Tonerdesulfat unter Mitwirkung ganz geringer Mengen von Flusssäure als Kontaktsubstanz stattfindet. 



   Ausführungsbeispiel. In 200 Teile kalter   Schwefelsäure von   etwa 400 Bé oder in die   entsprechende Menge Natriumbisulfatlösung   von ungefähr der gleichen Stärke, welche sich in einem mit Rührwerk versehenen, offenen Gefässe befindet, werden 100 Teile gepulverter ungebrannter Ton oder ein anderes Tonerdemineral und beispielsweise 5 Teile gepulverter Flussspat und weniger hintereinander eingetragen und der Gefässinhalt längere Zeit durch Rühren in Bewegung gehalten. Es kann daran anschliessend noch erwärmt werden, um eine vollkommene Auslösung der Tonerde zu erzielen. 



   Es hat sich weiter gezeigt, dass die Reaktion besonders vorteilhaft verläuft, wenn mit einem Säureüberschuss gearbeitet wird. Wenn man dann in dem erhaltenen Reaktionsprodukt die überschüssige Säure durch kaustische oder kohlensaure   Magnesia   oder diese Stoffe enthaltende Mineralien, wie beispielsweise Magnesit, neutralisiert, so erhält man eine Tonerde-Magnesiasulfatverbindung, die unmittelbar für Papierleimung, Wasserklärung und andere gewerbliche Zwecke angewandt werden kann, sofern man das Erstarrenlassen des Reaktionsproduktes vermeidet. 



   Letzteres erreicht man leicht durch Wasserzugabe. Man kann alsdann die abgeklärte 
 EMI2.2 
 Anwendung bringen. 



   Die Neutralisation kann in an sich bekannter Weise auch mit anderen geeigneten Verbindungen der Erdalkalien oder der Tonerde selbst, z. B. mit Aluminaten, leicht löslichen Tonerdehydraten vorgenommen werden. Um auch dann die vorteilhafte Wirkung auszunutzen, welche die Tonerde-Magnesiasulfatgemische bzw. die dabei entstehende Schlammausscheidung bietet, müssen jene Neutralisationsmittel unter Mitverwendung von Magnesiaverbindungen benutzt werden. 



   Besonders günstig wirkt die Neutralisation mit einem Gemisch, das durch Zersetzung von   BittersaIz- (Kieserit-) Iösungen   mit Ätzkalk erhalten wird. Neben dem billigen Preise des Bittersalzes bietet dieses Gemisch den weiteren Vorteil, dass das frisch gefällte Magnesiahydrat ausserordentlich reaktionsfähig ist, d. h. die Tonerdesulfat, Schwefelsäure und   Fluorwasser   stoffsäure enthaltende Lösung noch leichter neutralisiert als andere Magnesiaverbindungen. 



  Der bei der Neutralisation noch entstehende frisch gefällte Gips kommt ferner für gewisse Papiersorten als Füllstoff zur besonderen Geltung. 



   Die Reaktionsmasse muss auch bei dieser Ausführungsform der Neutralisation vor dem Erstarrenlassen bewahrt werden, um die Vorteile des Verfahrens ganz auszunutzen. 



   Schliesslich wurde noch gefunden, dass man die Aufschliessung in überraschendem Masse beschleunigen und steigern kann, wenn man in geschlossenen Gefässen unter Anwendung von Überdruck arbeitet. Man gelangt auf diese Weise in kürzester Zeit zu weitestgehenden Aufschliessungen, was wohl nicht nur durch die Temperaturerhöhung, sondern auch durch die Tatsache zu erklären sein dürfte, dass freiwerdende Fluorwasserstoffsäure aus geschlossenen Gefässen nicht entweichen kann, sondern zur vollen Wirkung gebracht wird. 



   Auf jeden Fall ist die erzielbare Steigerung der Wirkung überraschend. Behandelt man beispielsweise etwa 100 kg Kaolinton von etwa 40 v.   H.   Tonerdegehalt mit 250 kg Schwefelsäure von   40    Be bei 2 bis 3 Atm. Überdruck in einem zweckmässig mit Rührwerk oder Dampfzuführung versehenen Druckkessel, so erhält man schon bei etwa zweistündiger Reaktionsdauer ein neutrales Produkt. 



   Wenn man unter sonst gleichen Bedingungen jedoch ohne Überdruck arbeitet, bekommt man keine neutrale Lauge. Es bleibt noch soviel Säure bestehen, dass auf 100 kg angewandten Ton zur Neutralisation etwa 40 kg Magnesiumoxyd erforderlich sind. Wenn man aber in geschlossenen Gefässen unter Druck arbeitet, so wird überraschenderweise, wie schon gesagt, mit Ton allein Neutralität erreicht. Ein Neutralisieren   mit 1fagnesiaverbindungen   ist in diesem Fall nicht mehr notwendig. Dieser Effekt war nicht vorauszusehen. 

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

Claims (1)

1. PATEXT-ANSPRÜCHE : EMI2.3 <Desc/Clms Page number 3> 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass man das Aufschlussmittel im Überschuss. anwendet und den Säureüberschuss im Reaktionsprodukt mit kaustischer oder kohlensaurer Magnesia oder diese Stoffe enthaltenden Materialien in einem Arbeitsgang mit der Massgabe neutralisiert, dass ein flüssiges Reaktionsprodukt erhalten wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation unter EMI3.1 alkalien oder der Tonerde, wie z. B. mit Aluminaten oder leicht löslichen Tonerdehydraten ausgeführt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aufschliessung bei Gegenwart von Fluorwasserstoffsäure in geschlossenen Gefässen unter erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck vornimmt.