DE1072605B - Verfahren zur Herstellung von Tonerde für metallurgische Zwecke - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Tonerde für metallurgische Zwecke Alle wichtigen, im technischen Maßstab genutzten Verfahren zur Erzeugung von metallurgischer Tonerde aus natürlichen Rohstoffen, wie Bauxit oder Ton, benutzen Aufschlußverfahren, in deren Endstufe eine Alkalialuminatlqsung anfällt. Aus dieser wird, gegebenenfalls nach vorheriger Entkieselung derselben, die Tonerde nach -ver= schiedenen Verfahren ausgeschieden und gewonnen. Aus konzentrierten Alkalialuminatlösungen, wie sie nach dem Bayer-Aufschlußverfahren anfallen, wird vorteilhaft nach vorherigem Animpfen die Tonerde durch Ausrühren abgeschieden. Sehr verdünnte Alkaiialuminatlaugen mit etwa 2 bis 3 g/1 A1,03, wie sie im Rahmen des bekannten Seailles-Dykerhoff-Verfahrens anfallen, werden vorteilhaft mit gasförmigem CO, behandelt, um die Tonerde zu gewinnen. Man kennt auch in Anlehnung an das Seailles-Dykerhoff-Verfahren Aufschlußverfahren, bei denen die Alkalialuminatlösungen mit einer Konzentration von etwa 10 bis 50 g/1 A1203 anfallen, z. B. bei dem Verfahren zur Herstellung von Tonerde, Portlandzement und Schwefeldioxyd aus tonerdehaltigen Rohstoffen, wie Ton, Calciumsulfat und Koks, unter derartiger Bemessung der Komponenten, daß neben Dicalciumsilicat sodalösliche Calciumaluminate entstehen. Bei diesem Verfahren wird Aluminiumsulfat zugeschlagen und die Mischung bei etwa 1100 bis 1200°C gebrannt, worauf der nach der Auslaugung der Tonerde anfallende Rückstand in bekannter Weise in einem Zweitbrand in Zement übergeführt wird. Je nach Zusammensetzung der Aluminatlaugen mußten bisher die Verunreinigungen, wie SiO2, Ca0, Fe2O3, in getrennten Arbeitsgängen abgeschieden werden, und erst danach konnte die Carbonisierung erfolgen.
• Eine für metallurgische Zwecke brauchbare Tonerde hat neben Kennwerten hinsichtlich des Si 0,7, Fe, 03 und CaO-Gehaltes gewisse Normen zu erfüllen. Nach der GOST-Norm werden Tonerden noch dann zu den metallurgischen gezählt, wenn der Na, 0-Gehalt nicht über 0,6°/a liegt. Die Normen für SiO2, Fe203 und CaO sind mit 0,10°/o anzusetzen. Dieser Sachverhalt bestimmt richtungweisend alle oben genannten Aufschlußverfahren tonerdehaltiger Rohstoffe.
• Es hat sich in der Praxis herausgestellt und ist auch aus der Literatur bekannt, daß bei der Carbonisierung von Alkalialuminatlaugen mit etwa 10 bis 50 g/1 Al, 03 nach Aufschlußverfahren in Anlehnung an das Seailles-Dykerhoff-Verfahren Tonerden ausgefällt werden, die noch beträchtliche Mengen von Na20 in Form von NazC03 sowie Si 0, und Ca 0 enthalten. Diese so erhaltenen Tonerden sind für metallurgische Zwecke nicht brauchbar, da ihr Nag C 03 Gehalt bis maximal 25 °/o betragen kann und auch die Kennwerte für die anderen Stoffe überschritten werden. Die bisher üblichen und bekannten Verfahren im Rahmen der Carbonisierung von Alkalialuminatlaugen, wie Carbonisierung bei höheren Temperaturen (z. B. 80°C), unterbrochenes und langsames Carbonisieren oder langes Auswaschen der Tonerden mit heißem, gegebenenfalls auch alkalihaltigem Wasser, führen bei den genannten Aluminatlaugen nicht zum Erfolg. Der Gehalt der anfallenden Tonerden an Nag 0, Si 02 und eventuell auch CaO bleibt weit über dem der geforderten Norm. Zum Beispiel beträgt bei einer Natriumaluminatlauge der Konzentration von 12 g/1 A1203 nach 3stündigem Carbonisieren mit 16°/oigem C02 Gas (Rest Luft) bei 80°C der Nag C 03 Gehalt der ausgefallenen Tonerde 18 °/o. Auch durch langes Waschen mit heißem Wasser läßt sich der Alkaligehalt nicht wesentlich verringern. Die anfallenden Tonerden können metallurgisch keine Verwendung finden.
• Eine Carbonisierung bei 70 bis 80°C und einem Druck von 1 bis 1'-/2 atü brachte laut Literatur nur befriedigende Ergebnisse hinsichtlich einer guten Kohlensäureausnutzung (bis 90°/0).
• Die aufgeführten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.
• Es wurde gefunden, daß man aus Aluminatlaugen für metallurgische Zwecke brauchbare Tonerde herstellt, wenn das Entfernen der Verunreinigungen, wie SiO2, Fe2O3, Ca0 und Na20, und das Carbonisieren in einem Arbeitsgang durch Behandeln der Laugen mit Kohlendioxyd oder solches enthaltenden Gasen bei Temperaturen zwischen 100 und 150°C und einem Druck von 10 bis 30 atü durchgeführt werden. Das Verfahren wird zweckmäßig in einem heizbaren Autoklfiv bzw.-einem Druekröhrensystem kontinuierlich oder disköntinuierlich.duicligeführt. Als COZ Gas kann in bekannter Weise vorteilhaft verdünntes CO" z. B. 9- bis 250%ig, benutzt werden. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Tonerden erhalten, deren Gehalt an SiO2, Fe2O3, CaO -und -Naä0 so niedrig ist, daß er unterhalb der für metallurgische Tonerden geforderten Normen liegt. Diese normgerechten Produkte werden durch einen einzigen Arbeitsgang erhalten, der in kurzer Zeit durchgeführt wird. Der bisher ausgeübte Carbonisierungsprozeß allein. erstreckte sich bereits über viele Stunden; es wird sogar in der Literatur vorgeschlagen, das CO,-Einleiten mit Unterbrechen durchzuführen. Demgegenüber bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, den Fällprozeß in sehr kurzer- Zeit mit dem gewünschten Erfolg durchführen zu können. Es werden Fallzeiten von nur maximal etwa 30 Minuten benötigt. Weiterhin bietet sich der Vorteil, daß das der Tonerde noch anhaftende Alkali durch den nachfolgenden Waschprozeß sehr leicht entfernt werden kann.
• Beispiel 21 Natriumaluminatlauge mit .12 g/1 A1203 werden in einem Rührautoklav bei 100°C 30 Minuten unter einem Druck von 20 atü mit einem 25°/°igen COZ Gas carbonisiert. Die ausgefällte Tonerde wird dann bei 80 bis 90°C _mit,heißem Wasser ausgewaschen. Das geglühte Produkt (A1203) zeigt folgende Analyse: Si OZ ............ 0,070/, -Fe20a ........... 0,040/0 . Ca0 ............ 0,020/0 Nag 0 ........... 0,300/, Es entspricht völlig den Normen für eine metallurgische Tonerde.
• Wird dieselbe Lauge unter gleichen Versuchsbedingungen, aber ohne Druck, carbonisiert, so enthält das Endprodukt noch etwa 80/0 Na. 0 und höhere Werte für die anderen genannten Stoffe und entspricht nicht mehr den Normen für eine metallurgische Tonerde.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Tonerde für metallurgische Zwecke durch Behandeln der Aluminatlaugen mit Kohlendioxyd oder solches enthaltenden Gasen bei erhöhter Temperatur und Druck, dadurch gekennzeichnet, daß diese Behandlung in einem Arbeitsgang bei Temperaturen zwischen 100 und 150°C und einem Druck von 10 bis 30 atü erfolgt. -In Betracht gezogene Druckschriften: Fulda-Ginsberg, »Tonerde und Aluminium«, 1.Tei1 »Die Tonerde«, 1951, S. 112.