DE1192166B

DE1192166B - Verfahren zur Herstellung von löslichen Aluminiumverbindungen aus tonerdehaltigem Gut durch Sintern

Info

Publication number: DE1192166B
Application number: DENDAT1192166D
Authority: DE
Inventors: Antonio Guidi Mailand Piero Lecis (Italien)
Original assignee: Montecatini, Societä Generale per l'Industria Mineraria e Chimica, Mailand (Italien)
Priority date: 1957-03-29
Publication date: 1965-05-06
Also published as: US3057683A; FR1203719A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. σ.:

COIf

Deutsche Kl.: 12 m-7/08

Nummer: 1192166

Aktenzeichen: M 37147IV a/12 m Anmeldetag: 27. März 1958 Auslegetag: 6. Mai 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von löslichen Aluminiumverbindungen, die man dadurch gewinnt, daß man tonerdehaltiges Gut sintert, nachdem man es im Gemisch mit gebranntem oder teilweise hydratisiertem Natriumcarbonat und Kalk durch Befeuchten bei Temperaturen über 35° C gekrümelt und anschließend den Brennstoff zugesetzt hat. Der erbrannte Teig wird dann ausgelaugt.

Bei der Verarbeitung des tonerdehaltigen Ausgangsmaterials, insbesondere des Bauxits, steht noch heute das nasse Aufschlußverfahren von Bayer im Vordergrund. Dieses Verfahren ist aber nicht zur Verarbeitung aller Sorten von aluminiumhaltigen Mineralien geeignet, wie in den Fällen, wo die Bauxite einen hohen Kieselsäuregehalt oder nur geringen Gehalt an Tonerde aufweisen oder die Struktur des Diaspors besitzen. In solchen Fällen ist es zweckmäßiger, die Aluminiummineralien pyrogen aufzuschließen. Beim pyrogenen Aufschluß kennt man einmal das vollständige Schmelzen und Gewinnung des Al₂O₃ aus den Schlacken und zum anderen den Sinteraufschluß.

Die erste Verfahrensart bedingt im allgemeinen sehr hohe Mengen an Brennstoff und Reagenzien. In der Technik zieht man daher den Sintcraufschtuß vor mit dem eindeutigen Ziel, die Herstellungskosten des Produkts durch Einsparen von Brennstoff und Reagenzien zu senken.

. Für den Sinteraufschluß von aluminiumhaltigen Mineralien sind hauptsächlich drei Verfahrenweisen bekannt:

1. Mit Brennstoff und Soda,

2. mit Brennstoff und Kalk (oder Kalkstein),

3. mit Brennstoff, Soda und Kalk.

Nach einem Verfahren, das gemäß 3 mit Brennstoff, Soda und Kalk aufschließt, werden hohe Ausbeuten (ungefähr 9O°/o) des Aluminiums in Form löslicher Verbindungen erzielt. Mit jenem Verfahren wird erstrebt, Bedingungen zu schaffen, bei denen das Gut, das gesintert werden soll, ein möglichst homogenes Gefüge erhält. Der Aufschluß soll gleichmäßig das einzelne Teilchen des Guts erfassen, damit das Alkali mit dem Aluminium im größtmöglichen Umfang reagiert, um lösliches Aluminat zu bilden.

Man erreicht dieses Ziel nach dem bekannten Verfahren dadurch, daß 60V· oder mehr des bereits nach einer ersten Sinterung erhaltenen porösen Brands als Teilchen mit unter 8 mm liegendem Durchmesser als Rückgut wieder in den Prozeß eingeführt werden.

Verfahren zur Herstellung von löslichen Aluminiumverbindungen aus tonerdehaltigem Gut durch Sintern

Anmelder:

Montecatini, Societä Generale

per !'Industrie Mineraria e Chimica,

Mailand (Italien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dr. phil. Dr. techn.

J. Reitstötter, Patentanwalt,

München 15, Haydnstr. 5

Als Erfinder benannt:

Piero Lecis, Antonio Guidi, Mailand (Italien)

Beanspruchte Priorität:

Italien vom 29. März 1957 (4820)

Das Rückgut soll dazu dienen, das zu regelmäßiger Luftzufuhr während der Verbrennung nötige Gerüst zu bilden.

An der Bildung eines Gerüstes wirkt zusätzlich auch noch ein Teil des Kalks mit, da dieser seines hohen Schmelzpunktes wegen bei der Sintertemperatur nicht mit schmilzt.

Ein Verfahren dieser Art bedingt jedoch, wie leicht einzusehen ist, eine Erhöhung der Installations- und Durchführungskosten sowie gleichzeitig einen Abfall in der stündlichen Leistungsfähigkeit der Anlage. Tatsächlich genügt es, sich folgendes zu überlegen: Wenn man davon ausgeht, daß das Rückgut 60 Gewichtsprozent des neuen Ansatzes ausmacht, so beträgt die tatsächliche Produktion einer Sinterband- oder einer Sintcrpfannenanlage, einschließlich wieder eingesetztes Gut, offenbar 65·/« der Leistungsfähigkeit derselben Anlage ohne Einführung von Rückgut in den Prozeß.

Bisher glaubte man, auf die Zugabe von Rückgut nicht verzichten zu können, und zwar im Interesse einer ausreichenden Porosität der Sintermasse, gleichgültig ob die Anlage unter Sog oder Druck arbeitet. Verzichtet man auf das Rückgut, so wird bald die Masse »blockiert«. Dies rührt daher, daß man nur

5OT $««/356

Claims

las Krümeln des Gemisches aus dem Ausgangsmateial und den Reagenzien bei Temperaturen vorgenomnen hat, die nicht eindeutig höhere Hydrate als die ilonostufe bei dem Natriumcarbonat ausschließen. Sobald nämlich höhere Hydrate, z. B. Heptahydrat, η der Sintermasse entstehen, tritt eine Schwellung 1es Hydrats auf, das in die Zwischenräume der eineinen Körner des Guts eindringt.

Ferner hat sich gezeigt, daß die mit Rückgut bei l'emperaturen von 40° C erhaltenen Krümel keine 'euchtigkeitshaut mehr nach wenigen Minuten aufveisen, äußerst trocken sind und zur Bildung von Abieb neigen.

Die nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Crümel lassen es ihrer besagten Eigenschaften wegen -uch nicht zu, größere Schütthöhen als 18 cm zu wähen, da das Brennen zu unregelmäßig vor sich geht ind damit allzu große Bereiche ungebrannten oder u wenig gebrannten Materials verbleiben würden. Jiese Erscheinung ist auf die bereits erwähnte allzu .roße Trockenheit des Kornes zurückzuführen. Mit lern Fehlen der Feuclitigkeitshülle fehlt der lose Zuammcnhalt. Der Abrieb bildet einerseits Verstopfunen und andererseits Kamine.

All diesen geschilderten Nachteilen will die Erfindung abhelfen. Erreicht wird dies dadurch, daß die lischung, die gesintert werden soll, ohne Verwendung von Rückgabegut bei 50 bis 55⁰C granuliert /ird und eine Teilchengröße von 1 bis 3 mm aufweist.

Der größte Vorteil des Verfahrens nach der Erfinung besteht darin, daß auf jegliche Wiederverwenung von bereits gebranntem Gut verzichtet werden ann. Dies bedeutet eine beträchtliche technische Vereinfachung der Anlagen und der Durchführung es Verfahrens selbst. Weiter muß als Vorteil geannt werden, daß das Verfahren nach der Erfindung Dwohl an Brennstoff, wie an Kalk zu sparen gestat-

t. Eine Ersparnis an Kalk fällt durchaus ins Ge-'icht, wenn man die Kosten bedenkt, die für das lehlfeinmahlen des Kalks aufgewendet werden iüssen.

Was den Kalk anlangt, so haben ihm einige Auto- ?n in dreifacher Hinsicht eine Funktion im Gemisch ugeschrieben; eine erste rein chemische Funktion, 'onach (durch rasche Reaktion mit der Soda) zur eit der Sinterung ein geschmolzenes Atzalkali gebilct wird, welches seinerseits sogleich mit dem AIulinium des Gesteins unter Bildung von Natriumaluiinat umgesetzt wird; eine zweite Funktion auch wieer chemischer Art, die darauf beruht, daß der Kalk nter Bildung von Calciumsilicoaluminat den Verlust ι Soda herabsetzt, die sonst als Natriumsilicoalumiat verfangen wäre, und schließlich eine dritte Funkon hauptsächlich physikalischer Natur, nämlich als erüst zu dienen.

Nach dem verbesserten erfindungsgemäßen Verhrcn wird eine beträchtliche Einsparung an Alka-2n und insbesondere an Kalk erzielt, da letzterer nur der Menge der Mischung zugesetzt wird, die gerade ötig ist, um die erwähnten Verluste an Soda herabidrücken.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist die Menge alk (als Hydrat) gegenüber den in den bekannten erfahren erforderlichen 20Vo — berechnet auf die •enge des behandelten Bauxits — auf 10V# herabsetzt, woraus unter praktisch unveränderter Extrak- ?nsausbeute an Al₁O, eine Ersparnis an diesem eagenz hervorgeht.

Betreffend Kohle wurden befriedigende Ausbeuten

an löslichem Aluminium aus dem Gestein mit 18 kg Kohle auf 100 kg Bauxit erzielt, was gegenüber den

bekannten Verfahren eine Ersparnis von 10*/· bedeutet.

Arbeitsweise

Die pulverisierte innige Mischung von Bauxit, Soda und trockenem Kalk wird in geeigneten Ansät-

to zen in eine vorher auf etwa 40° C geheizte Mischtrommel oder ähnliche Vorrichtung (Schraubenmischung) gebracht. In dieser Trommel wird die Mischung mit einer berechneten Menge Wasser be-

• · netzt und auf 50 bis 55° C geheizt. Durch entsprechendes Einstellen dieser Vorrichtung erhält man ein Granulat mit einem Körnchendurchmesser von 1 bis 3 mm, welches nur mit der nötigen Menge Kohle (ebenfalls aus Pulver oder Granulat mit Korngröße nicht über 2 mm) versetzt wird.

so Beim Verlassen der Granulieranlage kann die Mischung auf einem Netzband getrocknet werden, durch welches die der letzten Kammer der Sinteranlage entnommenen Dämpfe als Trocknungsmittel gezogen werden.

»5 Nach dem Verlassen des Trocknungsbandes kommt die Mischung in die Sintervorrichtung (Band oder Pfanne), wobei der Röstprozeß für eine 30 cm dicke Schicht ungefähr 8 bis 10 Minuten dauert.

Im Falle einer Anlage mit Saugzugeinrichtung wird der Sog unter dem Rost z. B. auf 400 bis 500 mm Wassersäule gehalten.

Gemäß einer Abänderung des Verfahrens der Erfindung kann man in der Granulieranlage an Stelle der feinen Körnchen größere Körner oder Kügelchen

z. B. mit einem Durchmesser bis zu 10 mm erhalten. In diesem Fall ist es wie im früheren zweckmäßig, die kleinen KUgelchen vorerst zu trocknen; dann werden die Kügelchen, z. B. in einer Walzmühle, zerkleinert; darauf wird die Kohle zugegeben und das Ganze mit-

samt dem wenigen entstandenen Pulver in eine Sinterpfanne gebracht.

Das nachstehende Beispiel erläutert die Erfindung (der in dem Beispiel beschriebene Versuch wurde mit einem Bauxit der Korndimension 0/1 unter folgender Zusammensetzung durchgeführt):

4,60 Vo SiO₂, 24,10Vo Eisen, 3,30Vo TiO₂, 1,50Vo CaO, 53,30Vo Al₂O₃, Restbestandteile 13,2Vo (nicht bestimmt).
Eine Mischung aus 55Vo Bauxit, 5,5Vo Calcium-

S<> hydroxyd und 39,5Vo Natriumcarbonat wurde trokken gemischt und dann bei 40° C in einer Granuliertrommel mit bei 65° C versprühtem Wasser behandelt (Wasser: 20Vo des Gemischgewichtes). Gepulverter Koks wurde, wie er ist, in einer Menge von 10 Gewichtsprozent der Bauxit-Kalk-Soda-Mischung beigefügt. Der Feuchtigkeitsgehalt des Kokses betrug etwa 12Vo. Die so erhaltenen Körnchen wurden während 8 Minuten getrocknet und dann in einer Sinterpfanne behandelt. Der Röstvorgang dauerte 10 Minuten. Die Höchsttemperatur der Ausgangsgase betrug 280° C. Das erhaltene Sintergut wurde verrieben und mit Wasser bei 90° C ausgelaugt. Die Analyse ergab, daß 89,6Vo des Gesamtaluminiums in der Lösung gelöst vorlagen.

^e* Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von löslichen Aluminiumverbindungen aus tonerdehaltigem Gut

durch Sintern einer bei Temperaturen über 35° C befeuchteten Mischung aus pulverisiertem, tonerdehaltigem Material mit gebranntem oder teilweise hydratisiertem Natriumcarbonat und Kalk, wobei der Brennstoff nach dem Krümeln zugege- ben wird, und Auslaugen des erbrannten Sinters, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternde Mischung ohne Verwendung von Rückgabegut bei 50 bis 55° C granuliert wird und eine Teilchengröße von 1 bis 3 mm aufweist

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 906570, 908493.

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