DD208338A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SODIUM ALUMINATE LIQUID - Google Patents

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DD208338A1
DD208338A1 DD82241398A DD24139882A DD208338A1 DD 208338 A1 DD208338 A1 DD 208338A1 DD 82241398 A DD82241398 A DD 82241398A DD 24139882 A DD24139882 A DD 24139882A DD 208338 A1 DD208338 A1 DD 208338A1
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German Democratic Republic
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aluminum
sodium aluminate
molecular sieve
mother liquor
water
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DD82241398A
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Inventor
Gunter Nemitz
Peter Knop
Kurt Krueger
Helmfried Pohl
Helmut Fuertig
Werner Kochmann
Werner Hoese
Wolfgang Roscher
Adolf Pekar
Original Assignee
Bitterfeld Chemie
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Natriumaluminatlauge aus den Abprodukten Salzschlacke der Aluminiumschrottaufbereitung und Mutterlauge der Molekularsiebsynthese. Die salzhaltige Aluminiumdrehrohrofenschlacke wird nach einer Zerkleinerung einer intensiven Behandlung mit Wasser zum Herausloesen des Salzanteiles unterworfen. Der anfallende aluminiumhaltige Schlamm wird mit einer natronlaugehaltigen Mutterlauge aus der Molekularsiebsynthese digeriert. Das feinverteilte elementare Aluminium wird unter Wasserstoffentwicklung zu Natriumaluminat geloest. Die unloeslichen Bestandteile und die entstandenen Niederschlaege werden durch Filtration abgetrennt. Es entsteht nach Konzentrierung durch Waermebehandlung eine reine Natriumaluminatlauge mit mindestens 8 Gew.-% Na tief 2 O und 8 Gew.-% Al tief 2 O tief 3.The invention relates to a process for Natriumaluminatlauge from the products salt slag of the aluminum scrap processing and mother liquor of the molecular sieve synthesis. The salty aluminum rotary kiln slag is subjected to a crushing of an intensive treatment with water to herausloesen the salt content. The resulting aluminum-containing sludge is digested with a natronlaugehaltigen mother liquor from the molecular sieve synthesis. The finely divided elemental aluminum is dissolved with hydrogen evolution to sodium aluminate. The insoluble constituents and the resulting precipitates are separated by filtration. After concentration by heat treatment, a pure sodium aluminate liquor with at least 8% by weight Na 2 O deep and 8% by weight Al deep 2 O deep 3 is formed.

Description

413 9 8 7413 9 8 7

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Verfahren zur Herstellung von NatriumaluminatlaugeProcess for the preparation of sodium aluminate lye

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hatriumaluminatlauge aus den Abprodukten Salzschlacke der Aluminiumschrottaufbereitung und Mutterlauge der Moiekularsiebsynthese.The invention relates to a process for the preparation of Hatriumaluminatlauge from the products salt slag of aluminum scrap processing and mother liquor of Moiekularsiebsynthese.

Charakteristik der bekannten technischen lösungen: Ss ist bekannt, daß 3Tatriumaluminatlauge beim alkalischen Aufschluß von Bauzit entsteht. Der feingemahlene 3auxit wird mit Natronlauge im Autoklaven unter Druck bei 4 bis 6 Atm. aufgeschlossen. Die Laugenkonzentration muß oberhalb 35 Gew.-% 5aOH liegen« Die Filtration der zuvor verdünnten Alumlnatlauge macht jedoch große Schwierigkeiten, weil der Eisenhydroxidniederschlag von schleimiger Beschaffenheit is t. Characteristic of the known technical solutions: It is known that 3-sodium aluminate liquor is formed during the alkaline decomposition of Bauzit. The finely ground 3auxite is pressurized with caustic soda in an autoclave at 4 to 6 atm. open minded. The lye concentration must weight above 35 -.% 5aOH are "However, the filtration of the previously diluted Alumlnatlauge makes great difficulties because of Eisenhydroxidniederschlag of slimy texture is t.

Zur Herstellung von Molekularsieben werden bei Raumtemperatur eine verdünnte Silikatlösung vorgelegt und eine verdünnte Aluminatlb'sung, welche die erforderliche ITaOH-Menge enthält, unter kräftigem Rühren zugesetzt. Die Mischung wird homogenisiert und auf 50 bis 10O0C erwärmt. Während der Kristallisationszeit wird die Mischung nicht gerührt. JJach erfolgter Kristallisation wird die heiße Reaktionsaischung filtriert und gewaschen. Das Molekularsieb wird anschließend getrocknet. Die Mutterlauge wird als Abprodukt der Abwasseraufbereitungsanlage zugeführt.To prepare molecular sieves, a dilute silicate solution is initially charged at room temperature and a dilute aluminate solution containing the required amount of ITaOH is added with vigorous stirring. The mixture is homogenized and heated to 50 to 10O 0 C. During the crystallization time, the mixture is not stirred. After crystallization, the hot reaction mixture is filtered and washed. The molecular sieve is then dried. The mother liquor is fed as waste product to the wastewater treatment plant.

24139 8 724139 8 7

Beim Schmelzen von Aluminium und seinen Legierungen wird die Verwendung von Flußmitteln empfohlen. Besonders beim Schmelzen von Aluminiumabfällen ist die Benutzung geeigneter Flußmittel erforderlich, um das Metall durch die Flußdecke gegen die !Einwirkung der Hauchgase zu schützen. Die Flußmittel bestehen aus Salzgemischen wie Kaliumchlorid, Hatriumchlorid oder Abraumsalzen wie Karnallit. Die entstehenden Schmelzrückstände (Krätzen, Salzschmelzen, Salzschlacken, Schäume) werden von der Schmelze abgezogen. Dabei werden Metall teilchen in mehr oder weniger großer Menge mitgerissen· Für die Rückgewinnung sind einige Verfahren bekannt, die jedoch mit zusätzlichen Verfahrensschritten mit hohen Energiezufuhren verbunden sind. Es ist bekannt, die Krätzen wieder einzuschmelzen oder sie zu zerkleinern und in einer Chlor-Inertgas-Atmosphäre zu behandeln. Größtenteils werden die Kratzen aber nicht aufgearbeitet und der Abproduktendeponie zugeführt.When melting aluminum and its alloys, the use of flux is recommended. Especially when melting aluminum wastes, the use of suitable fluxing agents is required to protect the metal through the riverbed against the action of the puffing gases. The flux consists of salt mixtures such as potassium chloride, sodium chloride or Abraumsalzen such as carnallite. The resulting melt residues (dross, molten salts, salt slags, foams) are removed from the melt. This metal particles are entrained in more or less large amount · For the recovery of some methods are known, however, which are associated with additional process steps with high energy inputs. It is known to remelt the dross or crush it and treat it in a chlorine-inert gas atmosphere. For the most part, however, the scrapes are not worked up and fed to the waste product landfill.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die salzhaltige Aluminiumdrehrohrofenschlacke und die Mutterlauge der Molekularsiebsynthese einer Verwendung als Sekundärrohstoff zuzuführen.The aim of the invention is to supply the salt-containing aluminum rotary kiln slag and the mother liquor of the molecular sieve synthesis for use as a secondary raw material.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, reines Hatriumaluminat aus der salzhaltigen Aluminiumdrehrohrof enschlacke herzustellen.The invention is based on the object enschlacke produce pure sodium aluminate from the salt-containing Aluminiumdrehrohrof the task.

Ss wurde nun gefunden, daß reines Natriumaluminat hergestellt werden kann, wenn man die salzhaltige Aluminiumdrehrohrof enschlacke zerkleinert, die Salzanteile mit Wasser herauslöst und nach einer Filtration den bis zu 25 Gew.-# Aluminium enthaltenden Schlamm mit Molekularsieb-Mutterlauge digeriert. Das in der verwendeten Mutterlauge enthaltene Silikat fällt als unlösliches Alumosilikat aus und wird durch Filtration abgetrennt. Man erhält somit eine reine silikatfreie Uatriumaluminatlauge♦It has now been found that pure sodium aluminate can be prepared by crushing the salt-containing aluminum rotary kiln slag, dissolving the salt with water and, after filtration, digesting the molecular sieve-containing sludge containing up to 25% by weight of aluminum. The silicate contained in the mother liquor used precipitates as insoluble aluminosilicate and is separated by filtration. This gives a pure silicate-free Sodium Aluminate Lye ♦

. 3 . 241398 7, 3. 241398 7

Zum Lösen der Salzanteile in der Schlacke wird das TVasser solange im Kreislauf geführt, bis es die Sattigungskonzentration erreicht hat. um den löslichen Salzanteil vollständig zu entfernen und damit die Reinheit des herzustellenden Natriumaluminats zu garantieren, ist das Auswaschen mit Wasser bzw. mit der im Kreislauf geführten Salzlösung bei höherer Temperatur vorteilhaft. Optimale Lösegeschwindigkeiten wurden bei 9O0C gefunden. Der zurückbleibende Schlamm enthält neben dem feinverteilten reinen Aluminium noch Verunreinigungen, wie Aluminium- und Magnesiumoxid, wasserunlösliche Verbindungen von Kupfer, Mangan, Silizium, Sisen und Zink.To dissolve the salt components in the slag, the TVasser is recirculated until it reaches the saturation concentration. In order to completely remove the soluble salt content and thus to guarantee the purity of the sodium aluminate to be produced, washing out with water or with the circulated salt solution at a higher temperature is advantageous. Optimum dissolution rates were found at 9O 0 C. The remaining sludge contains in addition to the finely divided pure aluminum impurities such as aluminum and magnesium oxide, water-insoluble compounds of copper, manganese, silicon, iron and zinc.

Bei der Synthese von Molekularsieben fällt eine natronlaugehaltige Mutterlauge an, die je nach dem hergestellten MoIekularsiebtyp 5 bis 12 %ige Satronlauge enthält. Daneben ist sie mit Aluminat- und Silikatrestmengen-Konzentrationen unter 2 Gew.-% verunreinigt. Mit derartigen Mutterlaugen lassen sich die mit Wasser vorbehandelten aluminiumhaltigen Schlacken digerieren. Der Prozeß ist bereits bei Zimmertemperatur möglich, aber vorteilhaft ist zur Beschleunigung des Lösens cie Anwendung von Temperaturen 30 bis 10O0C. Das Aluminium wird unter 7/as s e rs tcff entwicklung von der Natronlauge zu Uatriumaluminatlauge gelöst. Am günstigsten ist es, die etwa 10 %ige Mutterlauge der Molekularsieb-4A-Herstellung, die bereits etwa O,β Gew.-% Aluminat enthält, zu verwenden, da dieser Älum±niumanteil auf diese Weise wieder in den Molekularsisbsjntheseprozeß zurückgeführt werden kann. Bei der Verwendung einer silikathaltigen Mutterlauge wird dieses als llatriumalumosilikatgel der Zusammenset sung 2Na2O . Al2Oo . 7SiO2 . zH20 beim Digerieren ausgefällt. Uach eventueller Einengung der flüssigkeit und anschließender Filtration entsteht eine reine ETatriumaluminatlauga, die mindestens 3 Gew.-% ITa3O und 8 Gew.-% ^The synthesis of molecular sieves produces a sodium-containing mother liquor which contains 5 to 12% strength sodium hydroxide solution, depending on the type of molecular sieve produced. In addition, it is contaminated with aluminate and Silikatrestmengen concentrations below 2 wt - . % . With such mother liquors can be digested with water pretreated aluminum-containing slags. The process is already possible at room temperature, but advantageous for accelerating the dissolution cie application of temperatures from 30 to 10O 0 C. The aluminum is dissolved under 7 / as se rs tcff development of the sodium hydroxide to sodium aluminate. It is best to use the about 10% mother liquor of the molecular sieve 4A preparation, which already contains about O, β wt .-% aluminate, since this Älumπniumanteil can be recycled in this way again in the Molekularsisbsjntheseprozeß. When using a silicate-containing mother liquor this is as a sodium aluminosilicate gel the composition 2Na 2 O composition. Al 2 Oo. 7SiO 2 . zH 2 0 precipitated during digestion. After possible constriction of the liquid and subsequent filtration, a pure ETatriumaluminatlauga, the at least 3 wt .-% ITa 3 O and 8 wt .-% ^

2 0 3 2 0 3

Die erfindungsgemäß hergestellte' Aluminat lauge hat den Vorteil, daß sie ohne weitere nachbehandlung bei der HerstellungThe aluminate prepared according to the invention has the advantage that it can be used without further treatment in the preparation

241 398 7241 398 7

von Molekularsieben eingesetzt werden kann« Wesentliche Kosten für den Import von Bauxit und für die natronlauge, die bisher zur Herstellung der Natriumaluminatlauge benötigt werden, können vermieden werden« Sin weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Mutterlauge der Molekularsiebsynthese- nahezu quantitativ in den Syntheseprozeß zurückgeführt werden kann und nicht mehr die Umwelt als Abwasser belastet· Außerdem werden die großen Mengen an Aluminiuiaschlacken aufgearbeitet.can be used by molecular sieves. "Substantial costs for the import of bauxite and for the sodium hydroxide, which are so far required for the production of Natriumaluminatlauge, can be avoided" Sin another advantage of the method is that the mother liquor of the molecular sieve synthesis almost quantitatively in the Synthesis process can be recycled and no longer pollutes the environment as wastewater · In addition, the large amounts of aluminum varnishes are worked up.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel erläutert werden:The invention will be explained below by way of example:

Beispielexample

17,5 kg stückige Drehrohrofenschlacke, die Aluminium, Aluminiumoxid und anorganische Salze enthält, wird mit 120 1 Wasser bei 90 0C behandelt. Each etwa 10 Stunden wird der Peststoff durch Filtration abgetrennt und gewaschen. Der zurückgebliebene, Aluminium enthaltende Schlamm (7,5 kg) wird mit 50 1 einer 8 Gew.-% ITa2O und 0,9 Gew.-# Al2O, enthaltenden wäßrigen 2eolith-4A-Mutterlauge gekocht, auf 40 1 eingeengt, abfiltriert und der ?ilterkuchen mit 5 1 10 &Lger HaOH gewaschen. Man erhält 4-3,5 1 Ratriumaluminatlösung, die 9,19 Gew«-& Al2O- und 10,2 Gew.-% Ea2O enthält und 4,6 kg unlöslichen Rückstand.17.5 kg lumpy rotary kiln slag containing aluminum, alumina and inorganic salts is treated with 120 1 of water at 90 0 C. Each about 10 hours, the pesticide is separated by filtration and washed. The residual, containing alumina slurry (7.5 kg) is a weight 50 1 8 -.% ITa 2 O and 0.9 wt .- # Al 2 O containing aqueous 2eolith 4A mother liquor cooked, concentrated to 40 1 , filtered off and the filter cake washed with 5 1 10 & Lger HaOH. This gives 4-3.5 l of sodium aluminate solution containing 9.19% by weight of Al 2 O and 10.2% by weight of Ea 2 O and 4.6 kg of insoluble residue.

Claims (3)

- 241398 7 Br ϊ ind ungs ana χ> ru ch:- 241398 7 Br ϊ ind ungs ana χ> ru ch: 1. Verfahren zur Herstellung von reiner Hatriumaluminatlauge aus aluminiumhaltigen Schlacken, gekennzeichnet dadurch, daß die Schlacken durch Behandlung mit Wasser von den löslichen Salzen befreit werden und nach Filtration des das Aluminium enthaltenden Schlammes mit einer aluminat- und/oder silikathaltigen Mutterlauge z.B. aus der Molekularsiebherstellung bei Temperaturen von 30 bis 1000C digeriert und dia entstandene ilatriuaaluminatlauge durch Filtration von den unlöslichen Bestandteilen und entstandenen Niederschlägen getrennt wird.1. A process for the preparation of pure Hatriumaluminatlauge from aluminum-containing slags, characterized in that the slags are freed by treatment with water from the soluble salts and after filtration of the aluminum-containing sludge with an aluminate and / or silicate-containing mother liquor, for example from the molecular sieve at Temperatures of 30 to 100 0 C digested and dia resulting ilatriuaaluminatlauge is separated by filtration of the insoluble constituents and resulting precipitates. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dia Behandlung der Schlacke mit Wasser bei höherer Temperatur, insbesondere bei 900C, erfolgt und/oder das Wasser im Kreislauf geführt wird.2. The method according to item 1, characterized in that dia treatment of the slag with water at a higher temperature, in particular at 90 0 C, takes place and / or the water is circulated. 3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Molekularsiebmutterlaugen 4 bis 12 Gew.-% 0 enthalten.3. The method according to points 1 and 2, characterized in that the molecular sieve mother liquors 4 to 12 wt -% 0 contain.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0576416A1 (en) * 1992-06-17 1993-12-29 Waagner-Biro Aktiengesellschaft Process for producing aluminium
EP1167556A2 (en) * 2000-06-28 2002-01-02 Michael Dipl.-Ing. Dr. Techn. Kostjak Process for recovery of aluminium from aluminium-bearing solid waste materials by lixiviation

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