DE1172248B - Verfahren zur Herstellung einer SiO-freien Aluminiumsulfatloesung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: COIf

Deutsche Kl.: 12 m - 7/74

Nummer: 1172 248

Aktenzeichen: J 20919IV a/12 m

Anmeldetag: 29. November 1961

Auslegetag: 18. Juni 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer SiCvfreien Aluminiumsulfatlösung aus Ton oder aus zuvor nicht gerösteten Aluminiumsilikaten durch Zersetzen dieser Rohstoffe mit einer Schwefelsäurelösung unter Druck und erhöhter Temperatur. Eines der Verfahren, die zur Herstellung des Aluminiumsulfats aus zuvor nicht geröstetem Ton oder anderen Aluminiumsilikaten dienen, besteht im Aufschluß des Rohstoffs mit Schwefelsäure in einem Autoklav, bei einer Temperatur, die höher ist als die Temperatur des Siedens, die die Lösung bei normalem Druck besitzt. Bei solchen Bedingungen geht fast der ganze im Rohstoff enthaltene Ton als Aluminiumsulfat in Lösung. Gleichzeitig geht Siliziumdioxyd in kolloidaler Form in Lösung.

Nach der Zersetzung wird der Inhalt des Autoklavs der Filtration unterzogen, wobei von der AIuminiumsulfatlösung die nicht löslichen Teilchen, wie Siliziumdioxyd, Gestein, nicht zerlegter Ton, Feldspate usw., abgetrennt werden. Aus der Praxis ist bekannt, daß sich kolloidales Siliziumdioxyd im Filtrationsverfahren nicht abtrennen läßt, da es das Filtertuch leicht durchdringt und das Aluminiumsulfat verunreinigt und dieses Erzeugnis für einige Zwecke unbrauchbar macht.

Das bisher angewendete Verfahren des Ausfällens des kolloidalen Siliziumdioxyds aus der Aluminiumsulfatlösung beruht auf dem Eindampfen der Lösung bis zur Konzentration von mehr als 300 g 3c Al₂(SOJ₃ in 11 und auf langwierigem Heißhalten der Lösung in einer um einige Celsiusgrade niedrigeren Temperatur als der des Siedens. Unter solchen Bedingungen erfolgt eine langsame Koagulation des kolloidalen Siliziumdioxyds, welches sedimentiert und abgetrennt werden kann.

In einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung des Aluminiumsulfats wird kalzinierter Ton im Autoklav mit saurem Ammoniumsulfat behandelt, wonach das Zersetzungsprodukt gefiltert und das vorwiegend aus Siliziumdioxyd bestehende Sediment abgetrennt wird. Die restliche Lösung, die die überwiegende Menge des Aluminiumoxyds, etwa die Hälfte des Eisenoxyds, ein Drittel des im Ton enthaltenen Titanoxyds sowie kleinere Mengen anderer im Ausgangsrohstoff enthaltenen Bestandteile enthält, wird mit Ammoniumsulfat eingedickt, wobei sich Siliziumdioxyd ausscheidet, welches filtrierbar ist.

In der technischen Literatur befinden sich auch Hinweise zur Entkieselung der Aluminiumsulfatlösung durch Eindampfen in Anwesenheit körnigen Verfahren zur Herstellung einer SiO₂-freien
Aluminiumsulfatlösung

Anmelder:

Instytut Chemü Ogolney, Warschau

Vertreter:

Dipl.-Chem. L. Zellentin, Patentanwalt,

Ludwigshafen/Rhein, Rheinstr. 25

Als Erfinder benannt:

Stanislaw Bretsznajder, Warschau

Beanspruchte Priorität:

Polen vom 14. Juli 1961 (96 950)

Siliziumdioxyds als Katalysator bis zur Konzentration von minimal 40% Al₂(SOJ₃.

Wohl bekannt ist auch das Ausfällen des Siliziumdioxyds während des Eindampfens von Lösungen des technischen Aluminiumsulfats bis zu einer Konzentration des Handelsprodukts von 14% Al₂O₃, doch das Absondern des so ausgefällten Sediments ist ungewöhnlich schwer in Anbetracht der hohen Temperatur der Erstarrung und der sehr großen Viskosität der Lösung. Aus der Praxis ist außerdem bekannt, daß alle Entkieselungsverfahren der Aluminiumsulfatlösungen durch Eindampfen sehr kostspielig sind und viel Wärme verzehren.

Aus den vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren zur Herstellung von Aluminiumsulfat geht hervor, daß die Bildung von kolloidalen Kieselsäurelösungen während der Zersetzung von Aluminiumsilikaten sowohl dann stattfindet, wenn das Verfahren bei großer Konzentration von Ammoniumsalzen durchgeführt wird (Behandlung mit saurem Sulfat von Ammoniumsalzen), als auch dann, wenn Schwefelsäurelösung das Lösemittel bildet.

Erfindungsgemäß werden die geschilderten Nachteile dadurch vermieden, daß eine solche Schwefelsäurelösung zum Aufschluß verwendet wird, die 0,1 bis 0,6 Gewichtsprozent Ammonium, bezogen auf die Lösung, enthält, und daß das erhaltene Reaktionsprodukt vom ungelösten Rest wie bekannt abgetrennt, das Filtrat auf Raumtemperatur abgekühlt und auskristallisiertes Aluminiumammoniumalaun entfernt wird.

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Die Ammoniumionen bewirken in diesem besonderen Falle eine Koagulation des kolloidalen Siliziumdioxyds, dessen Moleküle sich zu größeren Körnern verbinden und bei dem nach der Zersetzung durchgeführten Filtrieren im Filter festgehalten werden.

Nach Zersetzung des Rohstoffes in bekannter Weise im Autoklav erhält man eine Aluminiumsulfatlösung, in welcher man mittels üblicher analytischer Methoden kein Siliziumdioxyd finden kann. Sofern im Aluminiumsulfat das Vorhandensein von zwecks Koagulation des kolloidalen Siliziumdioxyds zugefügten Ammoniumsalzen nicht erwünscht ist, wird das Filtrat des Autoklavs in bekannter Weise bis auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt, wobei der Aluminiumammoniumalaun auskristallisiert.

Die technische Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich mit den bekannten Methoden unterliegt keinem Zweifel. Man erhält ao eine vom Siliziumdioxyd freie Aluminiumsulfatlösung, ohne das langwierige und kostspielige Eindampfen sowie ohne die schwierige wiederholte Filtration der Flüssigkeit durchführen zu müssen.

Beispiel 1 *⁵

In einem mit Blei ausgeschlagenen und mit einem Rührwerkzeug versehenen Autoklav von 1 1 Fassungsvermögen wurden 100 g gemahlener und getrockneter, 28,3% Al₂O₃ und 3,1 % Fe₂O₃ enthaltender Ton, 700 ml Wasser und 50 ml Schwefelsäure vom spezifischen Gewicht 1,84 eingebracht. Der Autoklav wurde bis zu einem Druck von 4 Atmosphären erhitzt und unter diesem Druck 8 Stunden lang gehalten. Danach wurde der Autoklav auf 80° C abgekühlt und der Inhalt filtriert. Man erhielt eine Lösung technischen Aluminiumsulfats mit einer Konzentration von 108,0 g Al₂(SOJ₃ in 1 1. Die Analyse zeigte, daß das Filtrat kolloidales Siliziumdioxyd in einer Menge von 0,082 g SiO₂ pro Liter enthielt. Zwecks Abtrennung dieses Siliziumdioxyds wurde die Lösung bis zu einem Drittel des ursprünglichen Volumens ausgedampft und 4 Stunden lang bei einer Temperatur von 102° C erhitzt. Danach wurde das ausgefällte Siliziumdioxyd abfiltriert, die Lösung erneut bis zum ursprünglichen Volumen verdünnt und das Siliziumdioxyd darin bestimmt. Es wurde dabei festgestellt, daß die Lösung 0,0013 g SiO₂ pro Liter enthielt, was als eine gute Entkieselung zu betrachten ist.

Beispiel 2

Das beschriebene Experiment wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß in den Autoklav nicht nur Ton, Wasser und Schwefelsäure in denselben Mengen wie in dem vorstehenden Experiment, sondern noch dazu 3 g Ammoniumsulfat eingebracht wurden. Nach Durchführung der Reaktion nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren und nach Filtration erhielt man eine Lösung mit 106,8 g A1₂(SO₄)₃ und 0,0009 g SiO₂ im Liter.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung einer SiO₂-freien Aluminiumsulfatlösung aus Ton oder aus zuvor nicht gerösteten Aluminiumsilikaten durch Zersetzen dieser Rohstoffe mit einer Schwefelsäurelösung unter Druck und erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Schwefelsäurelösung verwendet wird, die 0,1 bis 0,6 Gewichtsprozent Ammoniumionen, bezogen auf die Lösung, enthält und daß das erhaltene Reaktionsprodukt vom ungelösten Rest wie bekannt abgetrennt, das Filtrat auf Raumtemperatur abgekühlt und auskristallisiertes Aluminiumammoniumalaun entfernt wird.

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