verfahren zur Gewinnung von in Wasser sehwerlöslichen Metallhydroxyden. Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver fahren, bei dem es gelingt, unter Anwendung der Elektrolyse direkt in einem Arbeitsgang aus einem Metallverbindungen enthaltenden Rohmaterial, z. B. einem Mineral, einer Achse, Sehlacke oder dergleichen, in Wasser schwer lösliche Metallhydroxyde zu gewinnen.
Die Elektrolyse ist unter anderem bereits früher dazu benutzt worden, um reine Me talle aus verunreinigten herzustellen. Hierbei sind aus dem verunreinigten Metall Anoden hergestellt worden, die im Laufe der Elektro lyse aufgelöst werden unter gleichzeitiger Ab scheidung von reinem Metall an der Kathode.
Es ist ferner bekannt, Metalle aus Metall verbindungen mit Säuren 'in Lösung zu brin gen und die so erhaltenen Lösungen der Elek trolyse zu unterwerfen, wobei sich unter in termediärer Abscheidung der Metalle an der Kathode in Wasser schwerlösliehe Hydroxyde bildende Metalle im Kathodenraum als Hy dro- xyde abscheiden.
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist nun ein Verfahren zur Gewinnung von in Wasser schwerlöslichen Metallhy droxy den aus Verbindungen dieser Metalle enthaltenden Rohmaterialien durch Herauslösen der Me tallverbindung aus den Rohmaterialien mit wasserhaltiger Säure, elektrolytische Abschei- dung der Metalle aus der erhaltenen Lösung und Umsetzung der Metalle mit Wasser unter Bildung der Metallhydroxyde, welches Ver fahren dadurch gekennzeichnet ist, dass das Rohmaterial, in Form einer Aufschlämmung,
dem Anodenraum eines Elektrolyseurs zuge führt wird, der eine zwischen Anoden- und Kathodenraum angeordnete poröse Scheide wand solcher Beschaffenheit aufweist, dass sie Elektrolyt durchlässt, aber aufgeschlämmte Teilchen zurückhält, und in diesem Elektro- lyseur ein Anlaufelektrolyt verwendet wird, dessen negatives Ion bei Entladung im An odenraum eine Säure bildet, die lösend auf die betreffende Metallverbindung im Aus gangsmaterial unter Bildung eines Elektro lyten einwirkt, dessen positives Ion aus dem herausgelösten Metall besteht, welches bei Entladung unter Bildung von Hydroxy d im Kathodenraum mit Wasser reagiert.
Die Herauslösung der Metallverbindung aus dem aufgeschlämmten Ausgangsmaterial wird hierbei durch die Säure bewirkt, die kon tinuierlich in dem Masse freigemacht wird, wie die negativen Ionen des Elektrolyten sich an der Anode unter Bildung eines neuen Elek trolyten entladen. Im Laufe der Elektrolyse wandert das herausgelöste Metall in Ionen form an die Kathode, wo durch Umsetzung des ausgefällten Metalles mit. dem Wasser des Elektrolyten ein Hydroxyd anfällt.
Als Ausführungsbeispiel des erfindungs gemässen Verfahrens soll im folgenden die elektrolytische Gewinnung von Magnesium- hy droxy d aus Hagnesit oder Dolomit gewählt werden. In den Elektrolyseur kann hierbei von Anfang an Magnesiumsulfatlösung als Anlaufelektrolyt eingeführt werden. Nachdem der Strom geschlossen worden ist., wird in den Anodenraum eine Aufschlämmung von gegebenenfalls gebranntem Magnesit oder Dolomit eingeführt.
Die im Laufe der Elek trolyse an der Anode freigemachte Schwefel säure löst dann aus dem zugeführten Aus gangsmaterial Magnesium als Magnesiumsul- fat heraus. Die Magnesiumionen wandern an die Kathode, wo sie entladen werden und mit Wasser unter Bildung von unlöslichem Ma gnesiumhydroxyd reagieren. An der Anode werden S04 Ionen entladen, so dass sieh neue Schwefelsäure bildet, die wiederum Magne sium als Sulfat herauslöst usw. In dem Masse, wie das Ausgangsmaterial Kalk enthält, z. B.
wenn es aus Dolomit besteht, wird ein Teil der Schwefelsäure des Elektrolyten unter Bildung von Kalziumsulfat verbraucht wer den. Dieser Verlust kann zweckmässig durch Hinzufügung von Schwefelsäure oder Magne- siumsuHat direkt im Anodenraum oder gege benenfalls zu der Aufschlämmung, die dem Anodenraum zugeführtwird, ausgegliehencwer- den. An der Kathode gebildetes Magnesium hydroxyd sinkt zum Boden des Kathodenrau mes, von wo es in an sich bekannter Weise Weise abgeführt werden kann.
Im Ausgangs material enthaltene Verunreinigungen von Silikaten und Eisenoxyd werden bei der in Frage kommenden Konzentration von der Schwefelsäure im Anodenraum nicht ange griffen, sondern fallen als Schlamm zu Boden. Gegebenenfalls vorkommender Kalk setzt sich wie erwähnt im Kalziumsulfat um, welches auch zu Boden fällt. Dieser Schlamm kann auch mit an sieh bekannten Vorrichtungen kontinuierlich oder intermittierend abgeführt werden. Die Elektrolytlösung wird also aus Magnesiumsulfat mit Alkaliverbindungen als einzige Verunreinigung bestehen, wenn Alkali im Ausgangsmaterial vorhanden ist.
Solche Alkaliverbindungen stören aber in keiner Weise den Verlauf, was aus der folgenden Abänderung der Ausführung hervorgeht.
Wenn es sieh um Gewinnung von Maguesiumhy droxyd aus Magnesit oder Dolomit handelt, ist es nicht notwen- dig, Magnesiumsulfat als ursprünglichen Elektrolyt zu verwenden, sondern das Verfahren kann auch mit Vorteil mit Natriumsulfat als Anlaufelektrolyt aus geführt werden. Etwaige Verluste infolge Ausfällung von Kalziumsulfat können dabei, wie im oben erwähnten Fall, durch Zusatz von Schwefelsäure ausgeglichen werden, aber auch mit Natriumsulfat.
In diesem Fall wird im Kathodenraum gleichzeitig eine Lösung von Natriiimhydroxyd und ein Niedersehlar von Magnesiumhydroxyd gebildet werden. Diese beiden Hydroxyde können dann in an sich bekannter Weise unter Verwendung eines Filters oder dergleichen separiert werden, wo bei auch Natriumhydrat gesammelt werden kann.
Wenn der Elektrolyt aus Glaubersalz- lösung besteht, kann eine Glaubersalz- lösung zweckmässig auch als Aufschläni- mungsmittel für das Ausgangsmaterial, z. B. Dolomit oder Magnesit, verwendet werden.
Es war bereits bekannt, Dolomit oder Ma gnesit mit Schwefelsäure auszulaugen. Diesen älteren Methoden gegenüber bietet die Er findung den Vorteil, dass theoretisch keine Säure, zum Beispiel Schwefelsäure, für die Auflösung des Rohmaterials, zum Beispiel für die Magnesitimliydroxydgewin- nung, verbraucht wird, da diese Säure im Prozess umläuft. Die einzige Schwefelsäure, die bei den obigen Beispielen verbraucht wird, ist diejenige, die für die Bindung von im Ausgangsmaterial enthaltenen andern lIetal- len unter Bildung von unlöslichen Sulfaten nötig ist.
Ausserdem ist es bei den erwähnten Beispielen nicht notwendig, Schwefelsäure zu verwenden, sondern man kann ebensogut eine billige Sulfatlösung, z. B. (-z'laubersalzlöstin'-, als Schwefelsäurequelle verwenden.
Process for the production of metal hydroxides which are visually soluble in water. The present invention relates to a process in which it is possible to use electrolysis directly in one operation from a raw material containing metal compounds, for. B. a mineral, an axis, optical varnish or the like to gain poorly soluble metal hydroxides in water.
Among other things, electrolysis has been used earlier to produce pure metals from contaminated ones. Here, anodes are made from the contaminated metal, which are dissolved in the course of the electrolysis with simultaneous separation of pure metal at the cathode.
It is also known to bring metals from metal compounds with acids' in solution and to subject the solutions thus obtained to the electrolysis, with hydroxides forming poorly soluble metals in the cathode compartment as Hy dro in thermal deposition of the metals on the cathode in water - Separate xyde.
The present patent now relates to a process for the production of sparingly water-soluble Metallhy droxy the raw materials containing compounds of these metals by dissolving the metal compound from the raw materials with hydrous acid, electrolytic deposition of the metals from the resulting solution and reaction of the metals with Water with formation of metal hydroxides, which process is characterized in that the raw material, in the form of a slurry,
The anode compartment of an electrolyzer is supplied, which has a porous sheath wall arranged between the anode and cathode compartment of such a nature that it lets electrolyte through, but retains suspended particles, and in this electrolyzer a start-up electrolyte is used whose negative ion is discharged in the An acid forms an odenraum that has a dissolving effect on the metal compound in question in the starting material to form an electrolyte, the positive ion of which consists of the leached metal, which reacts with water on discharge to form hydroxyl in the cathode compartment.
The dissolution of the metal compound from the slurried starting material is brought about by the acid, which is continuously freed as the negative ions of the electrolyte discharge at the anode to form a new electrolyte. In the course of the electrolysis, the released metal migrates in the form of ions to the cathode, where the precipitated metal is converted with it. a hydroxide accumulates in the water of the electrolyte.
The electrolytic extraction of magnesium hydroxide from hagnesite or dolomite is to be selected as an embodiment of the method according to the invention. Magnesium sulfate solution can be introduced into the electrolyzer as a starting electrolyte from the start. After the stream has been closed, a slurry of optionally burnt magnesite or dolomite is introduced into the anode compartment.
The sulfuric acid released at the anode in the course of the electrolysis then dissolves the magnesium as magnesium sulphate from the input material. The magnesium ions migrate to the cathode, where they are discharged and react with water to form insoluble magnesium hydroxide. S04 ions are discharged at the anode, so that new sulfuric acid forms, which in turn dissolves magnesium as sulfate, etc. To the extent that the starting material contains lime, e.g. B.
if it consists of dolomite, some of the sulfuric acid in the electrolyte is consumed with the formation of calcium sulfate. This loss can expediently be compensated for by adding sulfuric acid or magnesium sulfate directly in the anode compartment or, if necessary, to the slurry which is fed to the anode compartment. Magnesium hydroxide formed at the cathode sinks to the bottom of the cathode room, from where it can be removed in a manner known per se.
Contaminants of silicates and iron oxide contained in the starting material are not attacked at the concentration in question by the sulfuric acid in the anode compartment, but fall to the ground as sludge. Any lime that may occur is converted, as mentioned, into calcium sulphate, which also falls to the ground. This sludge can also be removed continuously or intermittently with devices known per se. The electrolyte solution will therefore consist of magnesium sulphate with alkali compounds as the only impurity if alkali is present in the starting material.
However, such alkali compounds in no way interfere with the flow, which is evident from the following modification of the design.
When it comes to the extraction of magnesium hydroxide from magnesite or dolomite, it is not necessary to use magnesium sulphate as the original electrolyte, but the process can also be carried out with advantage with sodium sulphate as the starting electrolyte. Any losses due to the precipitation of calcium sulfate can, as in the above-mentioned case, be compensated for by adding sulfuric acid, but also with sodium sulfate.
In this case a solution of sodium hydroxide and a lower amount of magnesium hydroxide will be formed in the cathode compartment at the same time. These two hydroxides can then be separated in a manner known per se using a filter or the like, where sodium hydrate can also be collected.
If the electrolyte consists of Glauber's salt solution, a Glauber's salt solution can also be used as a suspension agent for the starting material, e.g. B. dolomite or magnesite can be used.
It was already known to leach dolomite or magnesite with sulfuric acid. Compared to these older methods, the invention offers the advantage that theoretically no acid, for example sulfuric acid, is consumed for the dissolution of the raw material, for example for magnesite hydroxide extraction, since this acid circulates in the process. The only sulfuric acid that is consumed in the above examples is that which is necessary for the binding of other metals contained in the starting material with the formation of insoluble sulfates.
In addition, it is not necessary in the examples mentioned to use sulfuric acid, but you can just as well a cheap sulfate solution, e.g. B. (-z'laubersalzlöstin'-, use as sulfuric acid source.