Verfahren zur Gewinnung von Natriumaluminat aus Alkalialuminiumsilikaten. Die Gewinnung von Alkalialuminat durch Sintern oder Schmelzen von Alkalia'luminium- eilikaten, wie z.
B. Leuzit, Nephelin, Feld- spath und dergleichen, mit einer für die Bin dung der Kieselsäure ausreichenden Menge Kalk oder Kalziumkarbonat und. nachfolgen- des Auslaugen :des gebildeten A'lkalialumina- tes, ist häufig versucht worden.
Zumeist wurde dabei durch Zuschlag von. 2 Mol. Ca0 oder CaC03 je Mol. Si02 im Ausgangss loff die Bildung von. Dikalziumsilikat 2Ca0 . Si02 angestrebt.
Zur Förderung der Umsetzung wurde verschiedentlich ein Zuschlag von Eisenkarbonat, Eisenoxyd oder CaF, als Flossmittel. vorgeschlagen. Die Umsetzungs- temperaturen lagen meistenu zwischen 1100 und 1300 C.
Neuerdings ist vorgeschlagen worden, den Aufschluss unter<B>1000'</B> C ohne Erreichung der Schmelztemperatur unter Zuschlag von Erdalkalifluoriden d!urchzufüh reu.
Anderseits bestehen Verfahren, nach denen der Aufschluss mit Kalk bezw. gal- ziumkarbonat und, Alkalioxyd oder A'lkali- karbanat, aber ohne Zusatz von besonderen Flossmitteln, durchgeführt wird.
Im Schrift tum werden für diese Verfahren Ausbeuten von S0-% Tonerde in Form von A'lkali6lumi- nat genannt.
Es ist interessant, festzustellen, dass die Ausbeute an Alkalialuminat nicht einfach mit zunehmender Temperaltur ;steigt; es. wird vielmehr in einem bestimmten Temperatur bereich- eine Höchstausbeute erzielt, die bei weiterer Temperaturerhöhung nicht verbes sert wird.
Es wurde nun gefunden:, dass bei gleboh- zeitiger Anwendung von Kalk oder Kalzium karbonat, von Alkalioxyd oder Alkalikarbo- nat und von einem Fluorid, Doppolflluorid oder Fluorid@gemisch., vorzugsweise Kalzium fluorid, die Ausbeute an Tonerde in Form. von Alkalialumin@at auf über 90% gesteigert werden kann.
Je nach den Ausgangsstoffen erhält man Natriumaluminat, galiumaluminat oder eine Mischung von Natrium- und Kialiumalumina- ten. Gegenstand des Patentes ist nun ein Ver fahren zur Gewinnung von Natriumaluminat, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkali- aluminiumsilikate im Gemisch mit Kalk oder Kalk abgebenden Stoffen,
mit Natriumoxyd oder Natriumoxyd abgebenden Stoffen und mit Fluorid auf hohe Temperatur erhitzt und die erhaltene Masse auslaugt. Als Kalk ab gebende Stoffe eignen sich besonders Kal- ziumhydroxyd und Kalziumkarbonat. Als Stoffe, die Natriumoxyd ergeben, können Nalriumhydroxyd und Natriumkarbonat ver wendet werden.
Wesentlich ist die Verwen dung von solchen Kalzium- und Natrium- verbindungen, die sich bei der starken Er hitzung auf z. B. 800-1100' C wie Oxyde oder Karbonate verhalten. Am wirtschaft lichsten und. praktischsten ist die Verwen dung von Kalk oder Kalziumkarbonat und von Natriumkarbonat..
Eine Tonerdeausbeute von über <B>90%</B> ist praktisch nur erreichbar bei gleichzeitiger Anwesenheit von geeigneten Kalziumverbin- dungen, z. B. von Kalk, von geeigneten Na triumverbindungen, z. B. von. Soda (Natrium karbonat) und von Fl.uoriden, z.
B. Flussspat, in der Aufschlussmischung. Diese Ausbeute kann weder ohne Hinzufügung des zusätz- lichen Alkalis noch ohne die reaktionsför- dernde Wirkung des Fluorides, z. B. des Kalziumfluorides, erreicht werden.
Als für den Aufschluss besonders zweck mässig haben sich Zusätze von 2-2;5 32o1. Kalziumoxyd (bezw. -karbonat bezw. -hydr- ogyd) je Mol. Kieselsäure und von 0,8-l Mol. Soda je 31o1. A.lu.miniumoxyd im Aus- gangsmaterial erwiesen;
aL.s Fluoridzusatz genügt eine Menge von 1-2, % des Mischungs gen iehtes.
Das gebildete Aluminat kann beispiels- weise mit kaltem oder warmem Wasser oder auch mit einer schwachen Aluminatlauge ausgelaugt werden,.
Die Wirksamkeit des neuen Verfahrens lässt sich an folgendem Beispiel erkennen: Für den Aufschluss wurde ein Natrium aluminiumsilikat verwendet, wie es beim alkalischen Bauzitaufschluss nach dem Bayer- verfahren aus den Aluminailraugen erhalten wird und das fölgende Zusammensetzung hatte
EMI0002.0082
Na20 <SEP> 23a3%
<tb> AL20$ <SEP> 3,2,4%
<tb> S102 <SEP> 33a8 <SEP> %
<tb> H20 <SEP> 10,
4% 100 Gewichtsteile dieses Silikates wurden mit 79 Gewichtsteilen gebranntem Kalk, 26,9 Gewichtsteilen wasserfreier Sode,
und 4 Ge- wichrtstevlen Flussspat gemischt. Nach drei stündiger Erhitzung auf 060 C wurde die schwach gesinterte Glühmasse zerkleinert und mit 400 Gewichtsteilen Wasser von 80 C ausgelaugt.
Der abfiltrierte Rückstand wurde mehrmals mit warmem Wasser gewaschen. Das Filtrat enthielt 94,4% der Tonerde und 35,4% des Alkailis,des verwendeten Natrium- aluminiumklikates. Es wurde eine Aluminat- lauge erhalten,
die ungefähr 50 g A1208(1 und etwa 40 g Na2O/1 enthielt; der Kiesel- säuregehek der Lauge betrug ungefähr 2 der gelösten Tonerde, also etwa 1 gjl. Der grösste Teil dieser in Lösung gegangenen Kieselsäure schied sich bei eintägigem Stehen der Lauge wieder aus,
@so dass nach erneuter Filtrierung eine unmittelbare Verwendung der erhaltenen Aluminatlauge für die Ge winnung von. Tonerde möglich war.
Process for the production of sodium aluminate from alkali aluminum silicates. The production of alkali aluminate by sintering or melting of Alkalia'luminium- eilikaten such.
B. leucite, nepheline, feldspar and the like, with a sufficient amount of lime or calcium carbonate to bind the silica and. The subsequent leaching of the alkali metal formed has been tried frequently.
Most of the time, by surcharge of. 2 mol. Ca0 or CaC03 per mole. Si02 in the starting loff the formation of. Dicalcium silicate 2Ca0. Aimed at Si02.
To promote implementation, iron carbonate, iron oxide or CaF were added as rafts on various occasions. suggested. The conversion temperatures were mostly between 1100 and 1300 C.
It has recently been proposed to carry out the digestion below <B> 1000 '</B> C without reaching the melting temperature with the addition of alkaline earth fluorides.
On the other hand, there are methods according to which the digestion with lime BEZW. Galvanic carbonate and, alkali oxide or alkali metal carbanate, but without the addition of special fluids.
In the literature, yields of SO% clay in the form of alkali metal lumi- nate are mentioned for this process.
It is interesting to note that the yield of alkali aluminate does not simply increase with increasing temperature; it. rather, a maximum yield is achieved in a certain temperature range, which is not improved if the temperature is further increased.
It has now been found that when lime or calcium carbonate, alkali metal oxide or alkali metal carbonate and a fluoride, double fluoride or fluoride mixture, preferably calcium fluoride, are used at the same time, the yield of alumina is in the form. Alkalialumin @ ate can be increased to over 90%.
Depending on the starting materials, sodium aluminate, galium aluminate or a mixture of sodium and potassium aluminate is obtained. The subject of the patent is a process for the production of sodium aluminate, characterized in that alkali aluminum silicates are mixed with lime or lime-releasing substances,
with sodium oxide or sodium oxide releasing substances and heated to high temperature with fluoride and leaches the mass obtained. Calcium hydroxide and calcium carbonate are particularly suitable as lime-releasing substances. As substances that produce sodium oxide, sodium hydroxide and sodium carbonate can be used.
What is essential is the use of calcium and sodium compounds which, when exposed to strong heat, B. 800-1100 'C behave like oxides or carbonates. Most economical and. the most practical is to use lime or calcium carbonate and sodium carbonate ..
An alumina yield of over <B> 90% </B> is practically only achievable with the simultaneous presence of suitable calcium compounds, e.g. B. of lime, suitable Na trium compounds such. B. from. Soda (sodium carbonate) and fluorides, e.g.
B. fluorspar, in the digestion mixture. This yield can neither be achieved without the addition of the additional alkali nor without the reaction-promoting effect of the fluoride, e. B. calcium fluoride can be achieved.
Additions of 2-2; 5 32o1 have proven to be particularly useful for digestion. Calcium oxide (or carbonate or hydride) per mole of silica and from 0.8 to 1 mole of soda per 31o1. A.lu.minium oxide proven in the starting material;
As a result of the addition of fluoride, an amount of 1-2% of the mixture is sufficient.
The aluminate formed can be leached, for example, with cold or warm water or with a weak aluminate liquor.
The effectiveness of the new process can be seen in the following example: A sodium aluminum silicate was used for the digestion, as it is obtained from the aluminum lye in the alkaline bauxite digestion according to the Bayer process and which had the following composition
EMI0002.0082
Na20 <SEP> 23a3%
<tb> AL20 $ <SEP> 3.2.4%
<tb> S102 <SEP> 33a8 <SEP>%
<tb> H20 <SEP> 10,
4% of 100 parts by weight of this silicate were mixed with 79 parts by weight of quick lime, 26.9 parts by weight of anhydrous soda,
and 4 weighted fluorspar mixed. After three hours of heating at 060.degree. C., the weakly sintered annealing mass was comminuted and leached with 400 parts by weight of water at 80.degree.
The residue filtered off was washed several times with warm water. The filtrate contained 94.4% of the clay and 35.4% of the alkali, the sodium aluminum clicate used. An aluminate liquor was obtained,
which contained about 50 g A1208 (1 and about 40 g Na2O / 1; the silicic acid container of the lye was about 2 of the dissolved alumina, i.e. about 1 gjl. Most of this dissolved silicic acid separated out again when the lye stood for one day out,
@so that after renewed filtration, the aluminate liquor obtained can be used immediately for the recovery of. Alumina was possible.