DE1051827B

DE1051827B - Process for the electrolytic treatment of an alkali aluminate solution

Info

Publication number: DE1051827B
Application number: DEA24992A
Authority: DE
Inventors: Pierre De La Breteque
Original assignee: Aluminium Industrie AG
Current assignee: Aluminium Industrie AG
Priority date: 1955-06-13
Filing date: 1956-05-29
Publication date: 1959-03-05

Description

Verfahren zur elektrolytischen Behandlung einer Alkalialum.inatlösung Die Alkalialuminatlösungen, insbesondere die Natriumaluminatlaugen, die bei der Gewinnung von Tonerde aus Aluminiumerzen nach den bekannten Verfahren von Bayer, Pedersen usw. erhalten werden, erhalten üblicherweise als Verunreinigungen Verbindungen von Eisen, Silicium, Gallium, Vanadin, Chrom und anderen Elementen sowie gegebenenfalls organische Stoffe.Process for the electrolytic treatment of an alkali metal solution The alkali aluminate solutions, in particular the sodium aluminate liquors, which are used in the Extraction of alumina from aluminum ores using the well-known Bayer processes, Pedersen, etc., usually contain compounds as impurities of iron, silicon, gallium, vanadium, chromium and other elements as well as optionally organic substance.

Insbesondere bei der Ausführung des Bayer-Verfahrens werden die Laugen, die durch Lösen von Bauxit in Natronlauge erhalten werden, nach Verdünnen zunächst durch Absetzen, Filtrieren oder auf andere Weise vom unlöslichen Rückstand (Rotschlamm) getrennt. Die erhaltene Lauge enthält das Gallium als Natriumgallat und das Vanadin als Natriumvanada,t, das Silicium als Natriumsilica,t und das restliche Eisen als mehr oder weniger komplexe Verbindungen, Die Klarlauge enthält außerdem organische Stoffe. Im allgemeinen geht das in der Klarlauge enthaltene Eisen beim Fällen des Aluminiumhy drates (Zersetzung) zu einem guten Teil in die Tonerde über, während die Verbindung des Siliciums, Galliums, Vanadins und des Chroms sowie die organischen Stoffe zum größten Teil in der Lauge verbleiben. Dennoch ist die Konzentration an Natriumsilicat so groß, daß der an sich geringe Prozentsatz von Kieselsäure, der gleichzeitig mit dem Aluminiumhydrat gefällt wird, eine Verunreinigung der gleichen Größenordnung wie die Eisenverbindungen bildet. Es ergibt sich, daß es hauptsächlich die Verbindungen des Eisens und des Siliciums sind, welche die Gewinnung einer sehr reinen Tonerde nach den Verfahren, die Aluminiumlaugen benutzen, verhindern.Particularly when carrying out the Bayer process, the alkalis, which are obtained by dissolving bauxite in sodium hydroxide solution, initially after dilution by settling, filtering or otherwise from the insoluble residue (red mud) separated. The lye obtained contains the gallium as sodium gallate and the vanadium as sodium vanada, t, the silicon as sodium silica, t and the remaining iron as more or less complex compounds, the clear liquor also contains organic Fabrics. In general, the iron contained in the clear liquor goes when the Aluminum hydrates (decomposition) in large part while in the clay the combination of silicon, gallium, vanadium and chromium as well as the organic ones Substances for the most part remain in the lye. Still, the focus is on Sodium silicate so large that the per se low percentage of silica, the is precipitated at the same time as the aluminum hydrate, an impurity of the same The order of magnitude of the iron compounds. It turns out that it is mainly The compounds of iron and silicon are what make the extraction of a very great Prevent pure clay after the processes that use aluminum lye.

Bisher hat man ohne Erfolg versucht, die Aluminat-Klarlaugen vor der Zersetzung, d. h.. vor der Fällung des Aluminiumhydrates, zu reinigen.So far one has tried without success, the aluminate clear liquor before the Decomposition, d. h .. to be cleaned before the aluminum hydrate is precipitated.

Es ist ein Verfahren zur Reinigung durch fraktionierte Zersetzung bekannt. Hierbei wird zuerst ein Teil des Aluminiumhydrates (erste Fraktion) gefällt, worauf die Lauge vom Niederschlag getrennt wird und eine neue Zersetzung der Lauge. stattfindet (zweite Fraktion). In der zweiten Fraktion erhält man eine Tonerde, deren Gehalt an Ferrioxyd viel kleiner ist als derjenige der ersten Fraktion.It is a method of purification by fractional decomposition known. Here, part of the aluminum hydrate (first fraction) is precipitated first, whereupon the liquor is separated from the precipitate and a new decomposition of the liquor. takes place (second fraction). In the second fraction you get a clay, whose ferric oxide content is much smaller than that of the first fraction.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Behandlung einer Alkalialuminatlösung, insbesondere der Natriumaluminatlaugen, die bei der Gewinnung der Tonerde nach den bekannten Verfahren erhalten werden, und ermöglicht deren Reinigung, ohne daß eine vorhergehende Zersetzung der Aluminatlauge notwendig ist. Es sind bereits Verfahren zur Gewinnung von Aluminiumoxydhydrat mittels des elektrischen Stroms bekannt, bei welchen entweder eine Natriumaluminatlösung direkt elektrolysiertwird oder zuvor durch Zugabe von Säuren ein breiiges Aluminiu moxydhydrat ausgefällt wird, das sich dann während der Elektrolyse in eine kristalline, leicht filtri:erbare Modifikation des Oxy dhydrats umwandelt. Im ersteren Fall besteht die Gefahr, daß mit dem Aluminiumoxydhydrat auch Verunreinigungen ausgefällt werden, während die vorherige Ausfällung mit Säure gemäß dem zweiten Verfahren einen zusätzlichen Verfahrensschritt bedeutet, der gerade im Kreislauf des Bayer-Prozesses zur Aluminiumgewinnung ganz unnötig ist.The present invention relates to a method for electrolytic Treatment of an alkali aluminate solution, in particular the sodium aluminate liquors which obtained in the recovery of the alumina by the known processes, and enables them to be cleaned without prior decomposition of the aluminate liquor necessary is. There are already processes for the production of aluminum oxide hydrate by means of of the electric current, in which either a sodium aluminate solution is electrolyzed directly or a pulpy aluminum is previously electrolyzed by adding acids moxydhydrate is precipitated, which is then converted into a crystalline, easily filterable modification of the oxyhydrate converts. In the former case there is the risk that impurities will also be precipitated with the aluminum oxide hydrate, while the previous acid precipitation in accordance with the second method is an additional one Process step means the one in the circuit of the Bayer aluminum production process is quite unnecessary.

Die erfindungsgemäße Arbeitsweise gestattet dagegen eine Reinigung der alkalischen Alum.inatlösung ohne eine vorherige Abscheidung des Aluminiumoxydhydrates.The method of operation according to the invention, on the other hand, allows cleaning the alkaline aluminum oxide solution without prior deposition of the aluminum oxide hydrate.

Es ist weiterhin bekannt, eine normale elektrolytische Abscheidung von Metallen aus neutraler oder saurer Lösung unter Anwendung einer bewegten Ouecksilberkathode durchzuführen und auf diese Weise z. B. metallisches Eisen aus einer sauren Aluminiumsalzlösung abzuscheiden. In den alkalischen Aluminatlösungen, die erfindungsgemäß - gereinigt «#erden, liegen jedoch ganz andere Bedingungen für die Elektrolyse vor.It is also known to be a normal electrodeposition of metals from neutral or acidic solution using a moving mercury cathode perform and in this way z. B. metallic iron from an acidic aluminum salt solution to be deposited. In the alkaline aluminate solutions, which according to the invention - cleaned «earth, are however, the conditions for electrolysis are quite different.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, da.ß die Lösung mit Hilfe einer Kathode aus kräftig gerührtem, flüssigem Quecksilber und einer oder mehreren Anoden aus einem unter den Elektrolysebedingungen unlöslichen Metall bei erhöhter Temperatur elektrolysiert wird, wobei die Klemmenspannung 3 V, das kathodische Potential mindestens 1,6 V und die kathodische Stromdichte mindestens 0,35 Amp./dm22 betragen. Vorzugsweise wird eine Klemmenspannung von 3,8 bis 4,2 V, besser noch 3,8 bis 4,0 V, ein kathädisches Potential von ungefähr 1,9 bis 2,2 V und eine kathodische Stromdichte von ungefähr 0',45 bis b,60Amp./dm2 angewandt.-Ein langsamer Umlauf-- des Quecksilbers der Kathode genügt nicht zur Ausführung des Verfahrens. Es ist ziemlich energisches_.RÜhren erforderlich, das hauptsächlich auf die Oberfläche des Quecksilbers wirkt, ohne jedoch den Zusammenhang dieser Oberfläche zu zerstören. Mit anderen Worten: man muß das Zerstäuben des Quecksilbers durch Bildung von Tröpfchen und auch die Bildung einer solchen kreisförmigen Bewegung vermeiden, die eine Unterbrechung an der Oberfläche-der Kathode verursacht.The inventive method consists in that the solution with Using a cathode made of vigorously stirred, liquid mercury and an or several anodes made of a metal which is insoluble under the electrolysis conditions is electrolyzed at a higher temperature, the terminal voltage being 3 V, the cathodic Potential at least 1.6 V and the cathodic current density at least 0.35 Amp./dm22 be. A terminal voltage of 3.8 to 4.2 volts is preferred, better still 3.8 to 4.0 V, a cathedic potential of approximately 1.9 to 2.2 V, and a cathodic potential Current density from about 0.45 to b.66Amp. / Dm2 applied.-One slow cycle-- the mercury of the cathode is insufficient to carry out the process. It is Requires quite vigorous stirring, mainly on the surface of the mercury works without, however, destroying the cohesion of this surface. In other words, one must atomize the mercury by forming droplets and also avoid the formation of such a circular motion that is an interruption caused on the surface-the cathode.

Wenn das Rühren nicht genügend kräftig ist, wird das Ziel nicht erreicht. -Eine Änderung der Umdrehungszahl des Rührers vom Einfachen zum Doppelten oder umgekehrt-- kann eine wesentliche Änderung der Menge der ausgeschiedenen Verunreinigungen bewirken. Zum Rühren lassen sich gebräuchliche, mechanische Rührer benutzen; aber es ist auch möglich, physikalische Verfahren anzuwenden, z. B. die Einwirkung von Ultraschall.If the stirring is not vigorous enough, the goal will not be achieved. -A change in the number of revolutions of the stirrer from single to double or vice versa-- can cause a significant change in the amount of impurities excreted. Conventional mechanical stirrers can be used for stirring; but it is also possible to use physical methods, e.g. B. the action of ultrasound.

Die Anode kann beispielsweise aus Nickel bestehen., das wegen seiner schwachen Sauerstoffüberspannung besonders vorteilhaft ist.The anode can be made of nickel, for example, because of its weak oxygen overvoltage is particularly beneficial.

Die Temperatur der Aluminatlauge hat einen Einfluß auf die Menge der abgeschiedenen Verunreinigungen. Die günstigste Temperatur liegt zwischen. 40 und 60° C; dies ist auch gewöhnlich die Temperatur der Bayer-Laugen vor und nach der Zersetzung. Im halbtechnischen oder technischen Maßstab muß die Temperatur zwischen engeren Grenzen gehalten werden als im Laboratorium. Das Optimum liegt bei 50±2'C. Es wurde festgestellt, daß die Niederschlagsmenge bei sinkender Temperatur abnimmt; bei 3i° C beträgt beispielsweise die abgeschiedene Galliummenge nur noch die Hälfte derjenigen bei 50° C. Bayer-Laugen werden auch mit sinkender Temperatur unstabil.The temperature of the aluminate liquor has an influence on the amount of deposited impurities. The most favorable temperature is between. 40 and 60 ° C; this is also usually the temperature of the Bayer liquors before and after Decomposition. On a semi-industrial or industrial scale, the temperature must be between are kept narrower than in the laboratory. The optimum is 50 ± 2'C. It was found that the amount of precipitation decreases with decreasing temperature; at 31 ° C, for example, the amount of gallium deposited is only half those at 50 ° C. Bayer liquors become unstable even with falling temperature.

Während des Elektrolysierens unter den vorgeschriebenen Bedingungen werden die Eisenverbindungen. zusammen mit den Verbindungen des Vanadins und wahrscheinlich noch anderer Metalle niedergeschlagen: sie lassen sich dann von der Aluminatlauge leicht trennen, z. B. durch Absetzen und nachfolgendes Filtrieren oder Ausschleudern. Auf diese Weise läßt sich praktisch das gesamte Eisen entfernen, was die Gewinnung einer praktisch eiisen.freien Tonerde ermöglicht. Die gefällten Vanadinverbindungen haben aus folgenden Gründen einen hohen Handelswert: Die Konzentration an. Vanadin ist sehr hoch, viel höher als diejenige in den Rückstandssalzen, die üblicherweise während des Konzentrierens der Aluminatlaugen nach Fällen des Aluminiumhydrates gewonnen werden; sie sind praktisch phosphorfrei. Auch verursacht beim elektrolytischen Verfahren das Fällen der Vanadi v erbindungen keine Verluste an Natronlauge, wie es bei der Gewinnung der Vanadinverbindungen der Rückstandssalze der Fall ist. Außerdem wird, die Alum;inatlauge, die während des üblichen Kreislaufes nahezu gesättigt an Vanadin bleibt, von diesem Element während der erfindungsgemäßen Reinigungselektrolyse befreit.During electrolyzing under the prescribed conditions become the iron compounds. along with the compounds of vanadium and probably still other metals are precipitated: they can then be removed from the aluminate liquor separate easily, e.g. B. by settling and subsequent filtering or centrifuging. In this way, practically all of the iron can be removed, which is the extraction a practically iron-free clay. The precipitated vanadium compounds have high commercial value for the following reasons: The concentration of. Vanadium is very high, much higher than that in the residual salts, which is usually during the concentration of the aluminate liquors after the aluminum hydrate has been precipitated be won; they are practically phosphorus-free. Also caused by electrolytic The process of precipitating the vanadi compounds does not result in any losses of caustic soda, such as it is the case with the recovery of the vanadium compounds of the residue salts. aside from that is, the alum; inatlauge, which is almost saturated during the usual cycle remains of vanadium from this element during the cleaning electrolysis according to the invention freed.

Während der Elektrolyse wird auch ein kleiner Teil der Kieselsäure entfernt. Man findet metallisches Silicium im Ouecksilber.During the electrolysis, a small part of the silica is also released removed. Metallic silicon is found in the mercury.

Das Gallium wird metallisch an der Kathode abgeschieden. Es handelt sich wahrscheinlich um eine Dispersion von Gallium im Quecksilber und nicht um ein Amalgan. Das Gallium kann aus dem Quecksilber extrahiert und, als reines Metall gewonnen werden.The gallium is deposited metallically on the cathode. It deals probably a dispersion of gallium in the mercury and not a Amalgan. The gallium can be extracted from the mercury and, as a pure metal be won.

Das Verfahren läßt sich auf Laugen jeder beliebigen Konzentration anwenden. Nach theoretischen, üTberlegungen: geht- der Reinigungseffekt bei sehr hohen Konzentrationen zurück, aber im praktischen Betrieb konnte ein Rückgang nicht festgestellt werden. Bei den im Bayer-Verfahren im Kreislauf geführten Laugen ist es auch möglich, die Elektrolyse nach der Zersetzung, d. h. nach Fällung des Aluminiumhydrates durchzuführen, wenn es auf die Befreiung von Vanadi.n- und Galliumverbindungen ankommt. Diese Verbindungen erreichen die Sättigungsgrenze erst nach mehreren Durchgängen, d. h. nach mehreren Aufschlüssen, und führen erst dann zu größeren Verunreinigungen. im abgeschiedenen. Aluminiumhydrat, worauf dann wieder eine elektrolytische, Reinigung durchgeführt werden kann.The process can be carried out on alkalis of any concentration use. According to theoretical considerations: the cleaning effect is very good high concentrations, but in practical operation there was no decrease to be established. In the case of the lyes that are recycled in the Bayer process it is also possible to use electrolysis after decomposition, i.e. H. after precipitation of the aluminum hydrate to be carried out when it comes to the liberation of vanadi.n and gallium compounds. These compounds only reach the saturation limit after several passes, d. H. after several digestions, and only then lead to major impurities. in the secluded. Aluminum hydrate, followed by electrolytic cleaning can be carried out.

Wenn die Klemmenspannung 3 V unterschreitet. wird die Menge der ausgeschiedenen Verunreinigungen unbedeutend. Das Optimum liegt zwischen 3,8 und 4,2V, genauer noch zwischen-3,8 und 4,0V. Eine 4,2 V übersteigende Spannung verursacht nur einen zusätzlichen Stromverbrauch ohne entsprechende Erhöhung der ausgeschiedenen Verunreinigungen.When the terminal voltage falls below 3 V. will be the amount of excreted Impurities insignificant. The optimum is between 3.8 and 4.2V, more precisely between-3.8 and 4.0V. A voltage exceeding 4.2 V will only cause one additional voltage Electricity consumption without a corresponding increase in the impurities excreted.

Die Klemmenspannung läßt sich durch Änderung der Anodenoberfläche regulieren, wobei die kathodische Stromdichte konstant gehalten wird. Andererseits ist es sehr vorteilhaft, die Anoden mit einem porösen Diaphragma, z. B. aus Kunststoff, zu umgeben, was eine beliebige Vergrößerung der Anodenoberfläche und infolgedessen eine beliebige Herabsetzung der anodischen Stromdichte ermöglicht. Das Diaphragma verhindert die Diffusion der anodischen Flüssigkeit und dadurch eine Reoxydierung des Niederschlages. Es verursacht keine nennenswerte Erhöhung der Arbeitsspannung, d. h. des Badwiderstandes.The terminal voltage can be changed by changing the anode surface regulate, the cathodic current density being kept constant. on the other hand it is very advantageous to cover the anodes with a porous diaphragm, e.g. B. made of plastic, to surround what any increase in the anode surface area and, as a result, allows any reduction in the anodic current density. The diaphragm prevents diffusion of the anodic liquid and thus reoxidation of precipitation. It does not cause any appreciable increase in working voltage, d. H. of the bath resistance.

Wenn das kathodische Potential 1,6 V unterschreitet, wird kein Gallium abgeschieden. Man arbeitet vorzugsweise mit einem kathodischen Potential von ungefähr 1,9 bis 2,2 V, was die Abscheidung von Gallium sichert. Das kathodische Potential wird automatisch reguliert, wenn für die Einhaltung der vorgeschriebenen. Stromdichte an der Kathode gesorgt wird.If the cathodic potential falls below 1.6 V, there is no gallium deposited. It is preferable to work with a cathodic potential of approximately 1.9 to 2.2 V, which ensures the deposition of gallium. The cathodic potential is regulated automatically when required for compliance. Current density is taken care of at the cathode.

Der Galliumniederschlag ist ziemlich proportional der Elektrolysedauer. Verlängert man die letztere, so ist es möglich, praktisch die Gesamtmenge dieses Elementes abzuscheiden. Da die Vanadin- und Chromverbindungen schon nach 4 bis 5 Stunden unter den in den Beispielen angegebenen Bedingungen aus der Lauge vollständig entfernt sind und da die Abnahme des Eisengehaltes rasch erfolgt, kann man aber die Elektrolyse nach etwa 5 Stunden unterbrechen, da zu diesem Zeitpunkt das Vanadin und das Chrom vollständig eliminiert sind; das nicht ausgeschiedene Gallium verbleibt in der Lauge, die einer neuen Reinigungselektrolyse während des nächsten Verfahrenszyklus unterworfen wird.The gallium precipitation is quite proportional to the duration of the electrolysis. If the latter is extended, it is possible to practically reduce the total amount of this Element to be deposited. Since the vanadium and chromium compounds already after 4 to 5 Hours under the conditions given in the examples from the liquor completely are removed and since the iron content decreases rapidly, one can interrupt the electrolysis after about 5 hours, because at this point the vanadium and the chromium is completely eliminated; that which has not been eliminated gallium remains in the lye that is subjected to a new cleaning electrolysis during the next Process cycle is subjected.

Die Dauer der Reinigungselektrolyse v ari.iert mit der -Menge und der Konzentration der Lauge. Die Elektrolyse läßt sich nicht nur in unterbrochener Arbeitsweise durchführen, sondern auch kontinuierlich, indem die Lauge z. B. in einem Kanal zirkuliert, der mit den Elektrolyse- und den Rührvorrichtungen versehen ist.The duration of the cleaning electrolysis varies with the amount and the concentration of the lye. The electrolysis can not only be interrupted Carry out working method, but also continuously by adding the lye z. Am circulates a channel provided with the electrolysis and stirring devices is.

Vorsichtshalber soll eine Konzentration von 1% Gallium im Quecksilber nicht überschritten werden. Eine stärkere Konzentration scheint ein teilweises Zerstäuben des Quecksilbers und möglicherweise eine teilweise Wiederauflösung des Galliums zu verursachen.As a precaution, a concentration of 1% gallium in mercury should be used not be exceeded. A greater concentration appears to be a partial atomization of the mercury and possibly a partial redissolution of the gallium to cause.

Die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen, daß es die Gehalte an Eisen, Vanadin, Chrom und Gallium sind, die am stärksten herabgesetzt werden. Beispiel 1. 41 einer uniersetzten Aluminatlauge, die aus einem Werk stammt, welches das Bayer-Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus rotem Bauxit-anwendet, werden in ein aus Pyrexglas bestehendes, zylindrisches Gefäß gegossen, dessen flacher Borten von 16 cm Durchmesser mit flüssigem Quecksilber bedeckt ist, das eine Kathode von 2 dm2 Oberfläche bildet. Die Lauge, deren Temperatur 50o C beträgt, wird der Elektrolyse unterworfen, wobei eine lotrecht aufgehängte Platte aus reinem Nickel mit einer eingetauchten Gesamtoberfläche von 5 cm2 als Anode dient. Die Klemmenspannung schwankt zwischen: 3,8 und 3,9 V; sie wird so reguliert, daß die Stromdichte an der Kathode 0,45 Amp./dm2 beträgt, was einer Stromstärke von 0,9 Amp. entspricht. Das während der Elektrolyse gemessene, katholische Potential beträgt 1,9 V gegenüber der Wasserstoffelektrode. Die Quecksilberkathode wird mit Hilfe eines Glasrührers in Gestalt eines umgekehrten T gerührt, dessen waagerechter Teil die Gesamtoberfläche des Quecksilbers erfaßt und 2 bis 3 mm tief eintaucht; die Geschwindigkeit beträgt zwei Umdrehungen je Sekunde.The following examples show that it is the contents of iron, Vanadium, chromium and gallium are the most degraded. example 1. 41 of a non-ferrous aluminate liquor that comes from a plant that uses the Bayer process for the extraction of clay from red bauxite-uses are in a made of Pyrexglas existing, cylindrical vessel cast, its flat border 16 cm in diameter is covered with liquid mercury, which forms a cathode with a surface area of 2 dm2. The lye, the temperature of which is 50o C, is subjected to electrolysis, whereby a vertically suspended plate of pure nickel with an overall submerged surface of 5 cm2 serves as an anode. The terminal voltage varies between: 3.8 and 3.9 V; it is regulated so that the current density at the cathode is 0.45 Amp./dm2, which corresponds to a current of 0.9 amp. The measured during the electrolysis, catholic potential is 1.9 V compared to the hydrogen electrode. The mercury cathode is stirred with the help of a glass stirrer in the shape of an inverted T, its horizontal part covers the total surface of the mercury and is 2 to 3 mm deep immersed; the speed is two revolutions per second.

Die verwendete Aluminatlauge enthält insgesamt 140 g/1 Na, O und 110 g/1 A12 03 und außerdem Vor der Nach 12 Stunden Behandlung Elektrolyse Nag C 03, g/1 . . . . . . . . 10,6 10,6 Si 02, g/1 . . . . . . . . . . . . 0,59 0,44 V205, g/1 . .. .. .. ... . 0,53 0 Cr2 03, g/1 . . . . . . . . . . . 0,078 0 Fee 03, g/1 . . . . . . . . . . . 0,0185 0 P2 05, g/1 . . . . . . . . . . . . 0,48 0,44 Organische Stoffe, g/1 1,60 1,50 Ga, g/1 . . . .. .. .. .. .. . 0,169 0,045 Nach 12 Stunden. Elektrolyse beträgt der Stromverbrauch 10 Wh/1 Lauge.The aluminate liquor used contains a total of 140 g / 1 Na, O and 110 g / 1 A12 03 and more Before after 12 hours treatment electrolysis Nag C 03, g / 1. . . . . . . . 10.6 10.6 Si 02, g / 1. . . . . . . . . . . . 0.59 0.44 V205, g / 1. .. .. .. .... 0.53 0 Cr2 03, g / 1. . . . . . . . . . . 0.078 0 Fee 03, g / 1. . . . . . . . . . . 0.0185 0 P2 05, g / 1. . . . . . . . . . . . 0.48 0.44 Organic substances, g / 1 1.60 1.50 Ga, g / 1. . . .. .. .. .. ... 0.169 0.045 After 12 hours. Electrolysis, the power consumption is 10 Wh / 1 lye.

2. 4501 einer uniersetzten Natri.umaluminatlauge, die aus einem MTerk stammt, welches das Bayer-Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus rotem Bauxit anwendet, werden in einer Apparatur gemäß den Zeichnungen elektroly siert.2. 4501 of a non-ferrous sodium aluminate liquor, which is obtained from a MTerk comes from, which uses the Bayer process for the extraction of alumina from red bauxite, are electrolyzed in an apparatus according to the drawings.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch den Elektrolysetrog längs der Linie I-I der Fig. 2 nach Aufsetzen des Deckels 4 und Fig. 2 eine Draufsicht des Elektroly setroges gemäß Fig. 1 nach Abnahme des Deckels 4. Am Boden des Troges 1, der aus Stahlblechen 2 von 10 mm Dicke geschweißt und. innen mit einer 4 mm dicken Hartgumrnischicht 3 ausgekleidet ist, sind vier Öffnungen 5 von 15 cm Durchmesser ausgespart. Unter diesen Öffnungen ist die Stahloberfläche frei, was die Zuführung des Stromes zur Kathode ermöglicht. Der Trog ist wärmeisoliert und außerdem mittels des 10 mm starken. Ringes 6 aus Kunststoff (Bakelit), auf welchem er ruht, elektrisch isoliert. Der Boden des Troges kann mit Hilfe von drei nicht gezeichneten Stellschrauben genau waagerecht eingestellt werden. Der Trog wird durch- -den Deckel 4 aus Eisenblech, der mit einem Hartgummiüberzug versehen ist, zugedeckt. In der Nähe des Bodens befindet sich ein nicht gezeichneter Auslaufhahn für das Quecksilber.Fig. 1 shows a vertical section through the electrolysis trough longitudinally the line I-I of FIG. 2 after placing the cover 4 and FIG. 2 is a plan view of the electrolyte trough according to FIG. 1 after removing the cover 4. At the bottom of the trough 1, which is welded from steel sheets 2 of 10 mm thickness and. inside with a 4 mm thick Hard rubber layer 3 is lined, there are four openings 5 of 15 cm in diameter left out. Under these openings the steel surface is free, which is the feed of the current to the cathode. The trough is thermally insulated and also means of the 10 mm thick. Ring 6 made of plastic (Bakelite), on which it rests, electrically isolated. The bottom of the trough can be adjusted with the help of three adjusting screws (not shown) must be set exactly horizontally. The trough is through the cover 4 made of sheet iron, which is provided with a hard rubber cover, covered. Located near the bottom there is a not shown tap for the mercury.

Der Trog hat eine Höhe von 60 cm und einen inneren Durchmesser von 113 cm, so daß die Schicht 7, die von zehr, den Boden des Troges bedeckenden Litern Quecksilber gebildet ist, eine kathadische Oberfläche von 1 m° bildet. Die Höhe der Quecksilberschicht beträgt 1 cm.The trough has a height of 60 cm and an inner diameter of 113 cm, so that the layer 7, the of zehr, the bottom of the trough covering liters Mercury is formed, forms a cathadic surface of 1 m °. The height the mercury layer is 1 cm.

Der Trog 1 ist mit einem Rührer 8 versehen, der die Gestalt eines umgekehrten T hat; aus Eisenstangen von 1 cm Durchmesser hergestellt und mit Gummi überzogen ist. Zur Verringerung der Quecksilberverluste durch Zerstäuben haben die Arme 9 des Rührers je nur eine Länge von 40 cm; sie tauchen 2 bis 3 mm in die Oberfläche des Ouecksi:lbers ein, und ihre Geschwindigkeit beträgt 30 Umdrehungen in der. Minute. Um zu verhindern, daß die Lauge 10 vom Rührer mitgerissen wird und auch zum Drehen kommt, sind zwei gekreuzte lotrechte Trennwände aus mit Hartgummi überzogenem Eisenblech im Trog so angeordnet, daß sie bis zu einem Abstand von 5 cm von der OOuecksilberoberfläche hinunterreichen.The trough 1 is provided with a stirrer 8, which has the shape of a has inverted T; Made of iron bars 1 cm in diameter and covered with rubber is covered. To reduce mercury losses through atomization, the Arms 9 of the stirrer each only a length of 40 cm; they dip 2 to 3 mm into the surface des Ouecksi: lbers, and their speed is 30 revolutions in the. Minute. To prevent the liquor 10 from being carried away by the stirrer and also to rotate comes, are two crossed vertical partitions made of iron sheet covered with hard rubber arranged in the trough so that they are up to a distance of 5 cm from the surface of the mercury reach down.

Jeder der vier Räume, die von der Trogwandung und den Trennwänden gebildet sind, ist mit einer Anode aus weichgeglühtem Nickelblech von 1 mm Dicke, 250 mm Länge und 100 mm Breite versehen. Diese Anoden sind an Nickelstäben von 5 mm Durchmesser, die zur Stromzuführung dienen, angeschweißt. Jede Anode ist vorzugsweise von einem Hohlzylinder 13 aus Kunststoff mit einem Innendurchmesser von 12,5 cm umgeben, wie in Fig. 3 teilweise in Ansicht und teilweise im lotrechten Schnitt und in Fig. 4 in waagerechtem Schnitt gezeigt ist. Diese Zylinder sind von acht bis zehn waagerechten Reihen von runden Öffnungen 14 und 20 mm Durchmesser, die zehn bis zwölf lotrechte Reihen bilden, durchlocht. Sie haben eine Länge von. 50 cm, und jeder von ihnen ist von einem Sack 15 aus einerri Kunststoffgewebe: umgeben. Die Zvlinder 13 haben keinen Boden. Sie sind aber an ihrem unteren Ende vom Kunststoffsack geschlossen. Das untere Ende der Anoden befindet sich ungefähr 20 cm über dem Boden des Troges. Die gesainte Anodenoberfläche beträgt nahezu 18 cm2.Each of the four rooms from the trough wall and the partition walls is formed with an anode made of soft-annealed nickel sheet 1 mm thick, 250 mm long and 100 mm wide. These anodes are on nickel rods of 5 mm diameter, which are used for power supply, welded on. Any anode is preferred from a hollow cylinder 13 made of plastic with an inner diameter of 12.5 cm surrounded, as in Fig. 3 partially in view and partially in vertical section and is shown in Fig. 4 in horizontal section. These cylinders are eight to ten horizontal rows of round openings 14 and 20 mm in diameter, the Form ten to twelve vertical rows, perforated. They have a length of. 50 cm, and each of them is surrounded by a sack 15 made of a synthetic fabric: The Zvlinder 13 have no floor. But they are at their lower end from the plastic bag closed. The bottom of the anodes is approximately 20 cm above the floor of the trough. The total anode surface is almost 18 cm2.

Während der Reinigungselektrolyse wird die Temperatur auf 50 ±2o C gehalten.During the cleaning electrolysis the temperature is increased to 50 ± 2o C held.

Die Klemmenspannung wird auf 4 V gehalten. Die Stromdichte an der Anode beträgt ungefähr 3 Amp./dm2. Das katholische Potential wird zwischen 1,9 und 2,2 V gegenüber der Wasserstoffelektrode und die Stromdichte an der Kathode zwischen 0,45 und 0,60 Amp./dm2 gehalten.The terminal voltage is kept at 4V. The current density at the Anode is approximately 3 amps / dm2. The Catholic potential is between 1.9 and 2.2 V versus the hydrogen electrode and the current density at the cathode between 0.45 and 0.60 amps / dm2 held.

Die verwendete Aluminatlauge enthält 140 g/1 Gesamt-@Ta2 O und 110g/1 A'20, und außerdem Vor der Nach Behandlung 6 Stunden 12 Stunden 1 18 Stunden 24 Stunden Elektrolyse Nag C 03, g/1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12,7 12,7 12,7 12,7 12,7 Si 02, g/1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,580 0,560 0,540 0,528 0,500 V2 05, g/1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,67 0,08 0 0 0 Cr2 03, g/1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,056 0 0 0 0 Fee 03, g/1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,018 0 0 0 0 P205, g/1 ... .. . .. .. .. .... ...... . . 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Organische Stoffe, g/1 . . . . . . . . . . . . . 1,54 1,54 1,54 1,54 1,54 Ga, g/1 ........................... 0,145 0,129 0,093 0,061 0,034 0 g/1 bedeutet: bei V205 weniger als 0,01 g/1; bei Cr., 0, weniger als 0,005 g/1; bei Fe:203 weniger als 0,001g/1.The aluminate liquor used contains 140 g / 1 total @ Ta2 O and 110g / 1 A'20, and more Before the after Treatment 6 hours 12 hours 1 18 hours 24 hours electrolysis Nag C 03, g / 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.7 12.7 12.7 12.7 12.7 Si 02, g / 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.580 0.560 0.540 0.528 0.500 V2 05, g / 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.67 0.08 0 0 0 Cr2 03, g / 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.056 0 0 0 0 Fee 03, g / 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0.018 0 0 0 0 P205, g / 1 ... ... .. .. .. .... ....... . 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 Organic substances, g / 1. . . . . . . . . . . . . 1.54 1.54 1.54 1.54 1.54 Ga, g / 1 ........................... 0.145 0.129 0.093 0.061 0.034 0 g / 1 means: for V205 less than 0.01 g / 1; at Cr., 0, less than 0.005 g / 1; for Fe: 203 less than 0.001g / 1.

Der Elektrolysestromverbrauch während 18 Stunden beläuft sich auf 4000 Wattstunden. Es ergibt sich daraus, daß der Stromverbrauch 8,8 Wattstunden je Liter Lauge beträgt.The electrolysis power consumption during 18 hours amounts to 4000 watt hours. It follows that the power consumption is 8.8 watt hours per liter of lye.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method for the electrolytic treatment of an alkali aluminate solution, characterized in that the solution is made from vigorously stirred mercury and one or more with the aid of a cathode. Anodes from a rivet which is insoluble under the conditions of the electrolysis is electrolyzed at an elevated temperature, the terminal voltage being at least 3 V, e.g. B. 3.8 to 4.2 V, preferably 3.8 to 4.0 V, the Catholic potential at least 1.6 V, preferably 1.9 to 2.2 V, and the Catholic current density at least 0.35 Amp. / dm2, preferably 0.45 to 0.60 amps / dm2.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the electrolysis of the aluminate liquor at a temperature of 40 to 60 ° C, preferably of 50 ± 2 ° C.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the anodes of a porous diaphragm, for. B. plastic, are surrounded. Documents considered: Swiss Patent No. 71918; U.S. Patent No. 683,000; German patent specification No. 545 130.