DE182775C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 182775 KLASSE 12 m. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. November 1905 ab.

Zur Fabrikation von Tonerdehydrat und von Aluminaten werden in der Technik zwei Verfahren angewandt. Nach der einen älteren Methode wird Bauxit mit Soda gemengt und im Flammofen' bei Weißglut 2 bis 3, nach anderen Angaben 4 bis S Stunden lang geglüht. Die Mischung wird dabei so hergestellt, daß auf je ι Mol. Al₂ O₃ und Fe₂ O₃ 1,2 Mol. Na₂O kommen (vergl. Damm er s

ίο Technologie I, S. 622 oder Jurisch, Chem. Ind. 94, S. 90).

Nach einem neueren Verfahren wird der Bauxit gemäß Patent 65604 (Zusatz zum Patent 43977) im Druckkessel unter Rühren bei 3 bis 4 Atmosphären, nach Angaben aus der Technik sogar bei S bis 7 Atmosphären mit Natronlauge vom spezifischen Gewicht 1,45 in 2 bis 3 Stunden aufgeschlossen. Das Verhältnis von Al₂ O₃ : Na₂ O ist bei diesem Auf-Schluß ι : 1,75 bis 1,85. Die Erhitzung geschieht durch Dampf (vergl. Borchers, »Elektrometallurgie«, 1903, S. 151 und Winteler, »Die Aluminiumindustrie«, S. 28).

Die nach beiden Verfahren gewonnenen Aluminatlaugen werden entweder mit Kohlensäure zur Abscheidung des Tonerdehydrates behandelt oder nach Patent 43977 durch Zusatz von Tonerdehydrat unter Rühren zersetzt. Daß das ältere Verfahren der Herstellung der Aluminate im Flammofen wegen des großen Brennstoffverbrauches unökonomisch ist, leuchtet ohne weiteres ein. Aber auch das zweite neuere Verfahren, nach dem der Bauxit mit Alkalilauge im Druckkessel aufgeschlossen wird, hat seine großen Schattenseiten. Einmal ist ein ganz bedeutender Überschuß an Alkali nötig. Ferner ist es unmöglich bezw. mit den größten Schwierigkeiten verbunden, einen unter Druck stehenden' Kessel mit Rührwerk dauernd gegen Natronlauge dicht zu halten. Vor allem aber ist infolge der starken Korrosion, der die Druckgefäße durch die Einwirkung der heißen Natronlauge ausgesetzt sind, der Betrieb mit einer ständigen furchtbaren Gefahr verbunden, und die Katastrophe in der Tonerdefabrik Gardanne im Jahre 1899 beweist die Richtigkeit dieser Behauptung (vergl. auch Bronn, »Zeitschrift für angew. Chemie«, 1901, S. 852).

Alle die Übelstände, welche die bisher zum Aufschluß von Bauxit angewandten Vei>· fahren haben, werden durch das vorliegende. Verfahren vermieden. Dasselbe ist dadurch gekennzeichnet, daß das. Tonerde enthaltende Material, z. B. Bauxit, unter Atmosphärendruck bei 180 bis 500⁰ C. mit Ätzalkalien aufgeschlossen wird.

Die Ausführung dieses Verfahrens geschieht folgendermaßen: Der Bauxit wird in einem mit direktem Feuer geheizten Kessel mit Rührwerk oder einem anderen geeigneten Apparat, in dem ein Durchmischen der Masse von Hand oder mechanisch geschehen kann, auf 180 bis 200⁰C. erhitzt. Neben diesem Kessel steht erhöht ein zweiter Kessel, der mit den Abgasen des ersten Kessels geheizt wird und in dem die zum Aufschluß zu verwendenden Laugen vorerhitzt werden. Aus diesem zweiten Kessel läßt man zunächst so viel Lauge in den ersten Kessel zu dem

Bauxit fließen, daß ein steifer Brei entsteht. Die Temperatur im ersten Kessel fällt natürlich auf den Siedepunkt der zugegebenen Lauge. Nun wird so lange eingedampft, bis die Temperatur im Bauxitlaugegemisch wieder auf etwa i8o°C. gestiegen ist. Alsdann wird wieder ein Teil Lauge zugegeben, es tritt wieder Sinken der Temperatur ein, es wird wieder hochgefeuert usf., bis die nötige Menge

ίο Lauge zugegeben ist. Alsdann wird beim Aufschluß mit Kalilauge der Kesselinhalt noch Y₂ bis ι Stunde auf einer Temperatur von 180 bis 200⁰C. gehalten.

Das teilweise Zugeben der Lauge geschieht aus folgendem Grunde: Gibt man die gesamte zum Aufschließen nötige Laugemenge auf einmal in den Kessel, so tritt beim Eindampfen auf 180 bis 2OO° ein derartig starkes Schäumen ein, daß der Kesselinhalt über den Kesselrand hinaussteigt. Andererseits muß aber unbedingt auf 180 bis 200⁰C. erhitzt werden, um eine technisch vollkommene Aufschließung des Bauxits zu erreichen. Das übermäßige Schäumen des Kesselinhaltes wird nun durch das eben beschriebene teilweise Zugeben der vorerhitzten Lauge vermieden. Die Aufschlußmethode für Kali- und Natronlauge ist die gleiche, nur muß zur Erzielung einer vollständigen Aufschließung mit Natronlauge die Temperatur, nachdem alle Lauge eingetragen ist, auf 350 bis 500⁰C. gesteigert werden.

Der Zusatz der Lauge erfolgt vorteilhaft nach Zeitschrift für anorganische Chemie Bd. 41, 1904, S. 220 so, daß sich Al₂O₉ : Na.₂O bezw. K₂ O wie 1 : 1,3 bezw. 1,5 verhält.

Die gebildeten Krusten springen ab bezw. können leicht abgestoßen werden. Bei der Anwendung von Kalilauge genügt eine Tem-

peratur von 180 bis 200⁰C. zum technisch vollständigen Aufschließen.

Die Schmelze wird direkt im Kessel gelaugt, dann filtriert und die erhaltene Aluminatlauge zur Herstellung von Aluminat in der üblichen Weise eingedampft.

Will man aus der Aluminatlauge Tonerdehydrat herstellen, so wird die Lauge durch früher gefälltes Tonerdehydrat gemäß Patentschrift 43977 zersetzt. In diesem Falle kommt noch ein Vorteil hinzu, den das vorliegende Verfahren vor dem älteren Aufschlußverfahren mit Alkalilauge unter Druck voraus hat: Infolge des geringeren Alkaligehaltes (Al₂ O₃ : Na₂ O= 1 : 1,3 bezw. 1,5), der nach dem vorliegenden Verfahren angewendet werden kann, erfolgt die Abscheidung des Tonerdehydrates durch Tonerdehydrat bedeutend rascher und weitgehender als bei den durch Aufschluß unter Druck erhaltenen Laugen.

Aus diesen Laugen werden in 36 Stunden etwa 70 Prozent der gelösten Tonerde ausgeschieden (vergl. u. a. Bronn, »Zeitschrift für angew. Chemie«, 1901, S. 851), aus den nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten, aber schon nach 24 Stunden etwa 80 Prozent (s. auch »Zeitschrift für ariorgan. Chemie«, 1904, S. 216 oder »Jahresberichte der ehem. Technologie« von Dr. Fischer, 1904, I. Abt., S- 391)·

Die erhaltene, an Tonerde arme Lauge wird immer wieder zu einem neuen Aufschluß verwandt. .. 1

Die scheinbaren Nachteile des vorliegenden Verfahrens, daß nämlich eine etwas höhere Temperatur erforderlich ist als bei dem Aufschließungsverfahren unter Druck, wird reichlich durch den Umstand aufgewogen, daß man bei jenem mit direktem Feuer erhitzt, so daß die Kosten der Dampferzeugung erspart werden.

Man hat wohl bereits versucht, Bauxit durch Kochen mit Ätznatronläuge aufzuschließen, wie z. B. in den »Jahresberichten der ehem.Technologie« von Dr. J. R. Wagner, 8. Jahrg., 1862, S. 308, sowie in der Patentschrift 67504 angegeben ist; jedoch erhält man auf diese Weise eine sehr unvollkommene Aufschließung, weswegen auch die oben genannte Patentschrift vorschreibt, den Rückstand nochmals mit Soda aufzuschließen. Das Patent 175416 besagt, daß beim Kochen mit Ätznatronlauge 97 Prozent des angewandten Al₂ O₃ in Lösung gebracht werden, allein nach jenem Verfahren ist das Verhältnis von Al₂ O₃ : Na₂ O = 1 : 1,7.

Aluminate wurden ferner auch schon durch Zusammenschmelzen von Aluminiumoxyd und Ätzkali hergestellt (s. Dammers, »Handbuch der anorgan. Chemie«, III, S. in), aber noch nie hat man Tonerde enthaltende Mineralien bei Atmosphärendruck mit so geringen Mengen Alkali (Al₂ O₃: Na₂ O = 1 : 1 ,·>,) und bei so niederen Temperaturen technisch vollständig aufgeschlossen. Vielmehr glaubt man, daß der Bauxit entweder mit Alkalilaugen unter Druck aufgeschlossen öder daß das Gemenge von Bauxit mit Ätzalkali »gut durchgeglüht« werden müsse, um einen technisch brauchbaren Aufschluß zu geben (vergl. die Angaben Bayers hierüber in der Patentschrift 43977).

Die Nachteile, die das erstere Verfahren (Aufschluß unter Druck) hat, sind bereits oben besprochen. Das zweite Verfahren (gutes Durchglühen) hat außer dem beträchtlichen Brennmaterialverbrauch noch den Nachteil, daß es wegen der hohen Temperatur nicht in Eisen ausgeführt werden kann. Steinmaterial wird aber durch glühendes Ätzalkali und Aluminat aufgeschlossen und rasch zerstört.

Das vorliegende Verfahren (Aufschluß der Bauxite bei 180 bis 500⁰ C. mit Ätzalkalien)

bietet nach dem oben Gesagten folgende Vorteile :

i. Es weist alle die Vorteile, die der Aufschluß von Bauxit mit Alkalilauge unter Druck gegenüber dem alten Aufschlußverfahren mit Soda bezw. Ätzalkalien im Flammofen hat, in gleicher Weise auf. Das Verfahren kann ebenfalls in Eisen ausgeführt werden, hat aber'

ίο 2. den Vorzug, gänzlich ungefährlich zu sein. Ferner erfordert es

3. weniger Alkali als das Auf Schluß verfahren unter Druck, und infolgedessen ist

4. eine bedeutend raschere und weitgehendere Ausfällung der Tonerde aus der Aluminatlauge möglich.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydrat und Alkalialuminaten, dadurch gekennzeichnet, daß die tonerdehaltigen Ausgangsmaterialien zwecks Erzielung einer technisch vollkommenen Aufschließung mit Ätzkalilauge bei Atmosphärendruck und bei Temperaturen, welche 180 bis 200 ° C. nicht wesentlich übersteigen, behandelt werden.

2. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Aufschließen die Ätzkalilauge durch Ätznatronlauge ersetzt und eine Temperatur von 180 bis 500⁰C. angewandt wird.