DE2149376A1 - Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydraten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von TonerdehydratenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydraten verbesserter Reinheit und
verstärkter Weißbeit. Insbesondere bezieht sioh die Erfindung auf ein Verfahren zur Behandlung von unreinen Alkalialuminatlösungen,
beispielsweise Natriumaluminatlaugen nach
dem Bayer-Verfahren, um unerwünschte Farbkörper und metallische Verunreinigungen zu entfernen.
Tonerdebydrate werden zur Herstellung von Tonerde für die Reduktion, als Vorläufer für Katalysatorträger,
Füllstoffe für Farben und für viele andere Zwecke in aus-
m/Si
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2U9376
gedehntem Umfang verwendet. I1Ur alle diese Verwendungszwecke
ist es wünschenswert, Tonerdehydrate zu verwenden, die im wesentlichen frei von metallischen Verunreinigungen
sind und sich durch die Abwesenheit von Farbkörpern auszeichnen. Eines der bekanntesten Verfahren zur Herstellung
von Tonerdebydraten ist das bekannte Bayer-Verfahren. Bei k diesem Verfahren wird Aluminiumerz, beispielsweise Bauxit,
mit alkalischem Material angemacht, beispielsweise mit kaustischer Soda bei erhöhter Temperatur. Das Ergebnis dieser
Behandlung ist ein Brei, der Aluminiumoxid in Form von Natriumaluminat in Lösung enthält und andere organische und
anorganische kaustisch lösliche Verbindungen als auch einen nicht löslichen Rückstand, den man Rotschlamm nennt. Um aus
dem Soblamm das wertvolle Aluminiumoxid zu gewinnen, muß der Rotsohlamtn abgetrennt werden, was im allgemeinen durch
Absetzen und/oder Filtrieren erfolgt. Das Filtrat, das man auch oft als Lauge bezeichnet, ist eine übersättigte Lösung
aus Natriumalurainat, aus der das Aluminiumoxid in Form von
Tonerdehydraten durch Impfen oder andere bekannte Verfahren ausgefällt wird. Aufgrund der gelösten und suspendierten
anorganischen und organischen Verunreinigungen in der Lauge ist die Farbe der Lauge meistens rotbraun, manchmal sogar
dunkler. Die Tonerdehydrate, die aus der Lauge ausgefällt werden, besitzen eine relativ große Oberfläche, und diese
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Oberfläche sorbiert während und nach der Ausfällung eine beträchtliche Menge metallischer Verunreinigungen und
Farbkörper, mit dem nachteiligen Effekt, daß die Qualität der Tonerdehydrate verringert wird. Ein Waschen der ausgefällten
Tonerdehydrate entfernt nur einen sehr geringen Anteil dieser Verunreinigungen und wenn das gewaschene Produkt
getrocknet ist, besitzt es immer noch eine unerwünschte bräunliche Farbe als auch beachtliohe Mengen von Metallsalze^
beispielsweise Ga-, Pe-, Si- und Zn-Verbindungen.
Die Bedingungen für die Herstellung von Aluminiumoxiden aus Tonerdehydraten sind sehr streng und die Anwesenheit
von metallischen Verunreinigungen und Farbkörpern beeinträchtigt nicht nur das Erscheinungsbild des Aluminiumoxids,
sondern die metallischen Verunreinigungen können auch erhebliche Schwierigkeiten im Betrieb ergeben. Außerdem
können diese Farbkörper, wenn das Tonerdehydrat ohne zu kalzinieren getrocknet wird, beispielsweise als Füllstoffe für
Farben, für diesen Zweck unbrauchbar sein.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, Natriumaluminatlauge
auf einem Kohlenstoffilter zu filtrieren, um die Verunreinigungen abzuscheiden. Es ist auch bekannt, daran einen
Bleichvorgang anzuschließen, beispielsweise mit einer Natriumhypochloridlösung. Die gebleichte Lauge enthält aber noch
beträchtliche Mengen von metallischen Verunreinigungen, wenn auch die Farbkörper im wesentlichen alle ausgeschieden sind,
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und diese metallischen Verunreinigungen lassen siota nur durch
die Zugabe eines Mittels, wie beispielsweise Sorbitol, auf einen niedrigen Pegel absenken. Dieses bekannte Verfahren
besitzt aber erhebliche operative Schwierigkeiten aufgrund der Verwendung verschiedener Filterstufen. Außerdem isb es
erheblich kostspielig, so daß die Kosten des Tonerdehydrats, welches nach einem solchen Verfahren hergestellt wird, be-
" trächtlich hoch sind aufgrund der Bleichmittel und des Sorbitols.
Außerdem muß das Kohlenstoffilter von Zeit zu Zeit erneuert werden, weil sich die Poren des Filters verhältnismäßig
schnell verstopfen.
Es ist weiter bekannt, verschiedene Behandlungsmittel,
beispielsweise ^-Methylzellulose, zu verwenden. Die Verwendung
dieses Mittels ist aber nur geeignet, Farbkörper zu reduzieren, ohne daß die metallischen Verunreinigungen entfernt
werden. Die Zugabe von komplexen Mitteln ist auch vorgeschlagen worden, um metallische Verunreinigungen auszuscheiden.
Diese Art der Reinigung, durch die die metallischen Verunreinigungen verringert werden, verbessern aber wiederum
nicht die Form des Tonerdehydrats, das aus der Lauge niedergeschlagen
wird.
Kombinationen von komplexen Mitteln und Filtern erhöhen die Betriebsschwierigkeiten, und in manchen Fällen
ergeben sich Effektüberlagerungen, mit denen man statt das gewünschte Ergebnis zu erhalten, ein schlechteres Produkt
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erzeugt aufgrund der Sorption des komplexen Mittels an
dem Filter. Wenn das Mittel nach der Filtration der verunreinigten Lauge eingesetzt wird, verbleiben in der Lauge
meistens komplexe metallische Verunreinigungen, die auf der Oberfläche des frisch ausgefällten Tonerdehydrats sorbiert
werden. Wenn die Komplexbildung zu einem festen Produkt führt, muß dieses aus der Natriumaluminatlauge vor der Ausfällung
des Tonerdebydrats duroh Filtration entfernt werden, wodurch sich wiederum Verfahrensschwierigkeiten und Materialverluste
bei der Herstellung von Tonerdebydraten ergeben.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man aus einer verunreinigten Natriumaluminatlauge nioht nur
Farbkörper wirksam entfernen, sondern auch die metallischen Verunreinigungen gleichzeitig erheblich verringern kann,
wenn man der verunreinigten Natriumaluminatlauge eine kleine, aber wirksame Menge aktiven Aluminiumoxids zusetzt.
Des Verfahren zur Erhöbung der Weißheit und der Reinheit von Tonerdehydraten aus verunreinigter Natriumaluminatlauge
besteht darin, daß man die verunreinigte Lauge mit einem aktiven Aluminiumoxid in Kontakt bringt,
das eine Oberfläche von wenigstens 50 m /g aufweist, um aus der Lauge gleichzeitig Farbkörper und Verunreinigungen
in Form von metallischen Ionen auszuscheiden. Zur Zeit des innigen Kontakts zwisohen dem aktiven Aluminiumoxid und
der Lauge wird eine Temperatur der Lauge zwisohen 40 und
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9O0C aufrechterhalten. Anschließend an diese Behandlung
werden aus der Lauge Tonerdebydrate, die besonders weiß sind und eine hohe Reinheit aufweisen, gewonnen.
Für die vorliegende Erfindung bedeutet der Ausdruck "aktives Aluminiumoxid", daß es sich um ein Aluminiumoxid
handelt, das eine Oberfläche von wenigstens 50 m /g aufweist und wobei das Aluminiumoxid unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wenn es mit der verunreinigten Alkalialuminatlösung
in Berührung kommt, nicht mehr als 30 Gew.-# durch Auflösung in der Alkalialuminatlösung verliert,
wenn die Temperatur im Bereiche zwischen 40 und 900C
während der Berührungszeit mit der Aluminatlösung ist.
Repräsentative Beispiele, die der obigen Definition entsprechen, lassen sich im allgemeinen durch folgende physikalische
Daten charakterisieren:
Glübverlust (bei 10000C und einer Stunde)
weniger als 25 Gew.-?6, mittleres Porenvolumen von wenigstens 0,2 cm /g und einen Aluminiumoxidgebalt
von wenigstens 50 Gew.-#.
In der vorliegenden Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der Ausdruck "Alkalialuminat" ein Aluminiumsalz
eines Alkalimetalls, wie beispielsweise Natrium oder Kalium.
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Obgleich das vorliegende Verfahren auf die Reinigung von verunreinigten Alkalialuminatlösungen unabhängig von
ihrer Herkunft anwendbar ist, wird das neue Verfahren ausführlich mit Bezug auf die Reinigung einer verunreinigten
Lauge naoh dem Bayer-Verfahren erläutert. Unter dem Begriff "Bayer-Verfahren-Lauge11 ist die Lauge zu verstehen, die
durch Alkaliextration von Aluminiumerzen entsteht.
Die Herstellung von Tonerdehydraten aus Aluminiumerzen duroh den Bayer-Prozeß ist in seiner Art gut bekannt
und besteht darin, daß man den Brei eines Erzes zur Auflösung in eine kaustische Lösung bestimmter Konzentration
gibt. Diese Behänd Lung wird bei erhöhten !Temperaturen unter
Dampfdruck durchgeführt, um die alkalisch löslichen Aluminiumoxide
in dem Erz zu extrahieren und so eine Natriumalumina tlösung zu schaffen. Die entstandene Natriumaluminatlösung
oder die Bayer-Verfahrens-Lauge enthält suspendiert Erzreste, die im wesentlichen aus wasserhaltigen Eisenoxiden,
Natriumaluminiumsilikaten und anderen alkalisch unlöslichen Verbindungen des Erzes herrühren, die man insgesamt
als Rotscblamm bezeichnet. Anschließend an diese Extraktionsstufe wird die Natriumaluminatlösung einer Klärung unterzogen,
wobei die Hauptmenge des unlöslichen Rückstandes durch Absitzenlassen und/oder Filtrieren entfernt wird. Nach der Klärung
wird die Lauge, die im wesentlichen frei von alkalisch unlöslichen Verbindungen ist, im allgemeinen angeimpfi mit
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Tonerdebyäraten, die früher abgeschieden wurden, um den
Aluminiumoxidgehalt der Lauge in Form von Tonerdehydraten zu gewinnen.
Die Lauge, die sich aus der Klärbehänd lung ergibt,
besteht im wesentlichen aus Natriumaluminat und alkalisch
löslichen organischen und anorganischen Verbindungen mit fein suspendierten alkalisch unlöslichen Teilchen. Diese
Lauge besitzt im allgemeinen eine dunkelbraune oder rotbraune Farbe, die auf diese Verunreinigungen zurückzuführen
ist. Wenn diese Lauge mit Verunreinigungen durchsetzt angeimpft wird und sich das Aluminiumoxid in Form von Hydraten
niederschlägt, sind die niedergeschlagenen Tonerdehydrate durch metallische Verunreinigungen verunreinigt, und der
Niederschlag ist rotbraun. Diese Verfärbung und die metallischen Verunreinigungen des Niederschlages sind auf die
Sorption an der Oberfläche des frisch gefüllten Tonerdehydrats zurückzuführen. Das verfärbte und verunreinigte
Tonerdehydrat ist für viele Zwecke unbrauchbar, insbesondere dann, wenn eo ohne eine Hochtemperaturkalzination verwandt
werden soll. Eine Analyse eines Tonerdehydratniederscblages
naoh der?i vblichen technischen Verfahren des Bayer-Prozesses
srgitt ·-: ne Lauge folgendeι Zusammensetzung:
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Verbindung Bereich
2O5, % 64,7 - 64,9
Na2O, £ o,37 - 0,49
Fe2O3, ppm 75-103
SiO2, i> 0,008-0,013
CaO, £ 0,039 - 0,087 Zn, ppm 59 _ 98
* Glühverlust, $> 34,5 - 34,8
Farbe verfärbt
* bei 10000C in 1 Stunde
Daraus ist zu ersehen, daß ungeachtet der Verfärbungen des Produkts der Gehalt an metallischen Verunreinigungen,
insbesondere an Fe2O,, SiO2, GaO und Zn das Produkt unbrauchbar
macht.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß in einer einzigen einstufigen Behandlung sowohl die Verfärbung
als auch die metallischen Verunreinigungen wirtschaftlich und wirkungsvoll beseitigt werden können.
Erfindungsgemäß wird unreine Bayer-Prozeß-Lauge nach
der Trennung vom Rotschlamm, aber vor dem Animpfen und Ausfällen der Tonerdehydrate einem Reinigungsverfahren unterworfen.
209818/095 3 ~10~
Die Bayer-Prozeß-Lauge, die erfindungsgemäß verwandt
wird, erhält man durch Aufschluß irgendeines Bauxiterzes. Je nach Art des Erzes können die Bestandteile des Erzes und
damit die Verfahrensbedingungen variieren. Typisches Bauxit erz enthält, auf Trockensubstanz bezogen, 55 bis 65 % AIpO,,
2 bis 30 i> i^O, und geringere Mengen metallischer Verunrei
nigungen, beispielsweise von Si, Ti, Zn, V, Ca, Mg, organische
Verunreinigungen, beispielsweise Oxalate, Ligninderivate usw. Unabhängig von der Art des im Bayer-Verfahren benutzten
Bauxits ist die sich bildende Natriumaluminatlauge mit den oben genannten im alkalischen Medium löslichen organischen
und anorganischen Verbindungen verunreinigt, und die Lauge besitzt eine rotbraune Farbe.
Die Lauge, die man aus dem Bayer-Verfahren durch Absitzenlassen oder Filtration erhält, hat immer noch einer
dunkle Farbe, woraus zu entnehmen ist, daß weder Absitzen- ί lassen noch Filtration in der Lage sind, die Farbkörper aus
der Lauge zu entfernen. Die entfärbte Lauge wird nach der
Reinigung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem aktiven Aluminiumoxid behandelt, das folgende Kennzahlen
aufweist:
Aluminiumoxidgehalt (AlgO,) wenigstens 50
Oberfläche wenigstens 50 m /g,
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mittleres Porenvolumen, wenigstens 0,2 cm /g, Glühverlust nicht mehr als 25
Die aus der Reinigung kommende Lauge wird in wirksamer Weise mit dem aktiven Aluminiumoxid in Verbindung gebracht,
und zwar dadurch, daß man das aktive Aluminiumoxid der Lauge zusetzt, die sich in einem Behälter befindet. Um
innigen Kontakt herbeizuführen, wird der Inhalt des Behälters vorzugsweise gerührt.
Die für den Reinigungsprozeß aufzuwendende Menge an aktivem Aluminiumoxid ist im allgemeinen klein, aber wirksam
und hängt allgemein von der Menge der Verunreinigungen in der Lauge ab, von der alkalischen Konzentration der
Lauge und auch von der Oberfläche des aktiven Aluminiumoxids, das zur Behandlung verwandt wird.
So wurde z. B. gefunden, daß Mengen aktiven Aluminiumoxids von nur 0,25 g/l Lauge ausreichten, gute Ergebnisse
zu erhalten, wenn man Tonerdehydrate mit besonderer Weißheit und verbesserter Qualität erzeugen will. Wenn z. B. eine unreine
Bayer-Lauge, uie aus einem Alkaliaufschluß von Bauxit von der Nordkü^tc von Jamaika mit ei-va 1 r aktiven /lunanlumoxids
χτο Lir.e.' behandelt wird, irl Han ^usg^fall"5 e Ten.·-
ercehydrot aui- der so behandelten I-u.·»: V■?; ouders -„r-rj un5
besitzt ■ i>. r einen geringen Qhw * ·- j me1'- Λ \ iv:nf ti
nigütigen, :ri-.'ichen mit der
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BAD ORIGINAL
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Die obere Grenze an aktivem Aluminiumoxid, die man mengenmäßig für die Behandlung vorsehen muß, ist gegeben
erstens durch den Aluminiumoxidgehalt der Lauge (Sättigungsgrad),
zweitens Temperatur und Zeit der Behandlung und drittens der Oberfläche des aktiven Aluminiumoxids. Es
läßt sich jedoch feststellen, daß bei der Behandlung einer unreinen Bayer-Lauge mit aktivem Aluminiumoxid der oben ge-
k kennzeichneten Art und einem Aluminiumoxidgehalt der Lauge,
berechnet als AIpO, zwischen ungefähr 100 bis 170 g/l bei
einer Alkalikonzentration zwischen 140 und 240 g/l, berechnet
als Na2GO,, aktives Aluminiumoxid in Mengen zwischen
0,25 und 10 g/l, vorzugsweise 0,5 bis 5 g/l Lauge, den gewünschten Erfolg erbringt.
Die Temperatur der Behandlung wird im allgemeinen auf die Aluminiumoxidkonzentration der zu behandelnden Lauge
eingestellt. Da in den meisten Fällen die Bayer-Prozeß-Lauge
eine übersättigte Lösung mit Bezug auf den aufgelösten Aluminiumoxidgehalt
darstellt, ist es wünschenswert, den Übersättigungszustand während der gesamten Behandlungszeit aufrechtzuerhalten,
ohne daß ein Niederschlag eintritt. Diese Übersättigung kann in einfacher Weise dadurch aufrechterhalten
werden, daß man die Temperatur, bei der die Behandlung stattfindet, zwischen etwa 40 und 90 C, vorzugsweise zwischen
etwa 60 und 80 C hält. Bei diesen Temperaturen und im Bereiohe der alkalischen Konzentration, die oben genannt
-13-209818/09$;*
ist, erfolgt kein Ausfällen von Tonerdebydraten, unabhängig
davon, ob aktives Aluminiumoxid zugegeben wird oder nioht.
Die Behändlungsdauer wird im allgemeinen experimentell
bestimmt. Im allgemeinen haben Verweilzeiten zwischen 10 Minuten und 10 Stunden gute Ergebnisse gebracht, wobei
man im allgemeinen Verweilzeiten von 0,3 bis 5 Stunden vorsehen wird.
Die behandelte Lauge wird nach der Behandlung von dem aktiven Aluminiumoxid abgetrennt. Diese Abtrennung kann durch
Filtration erfolgen, da das zur Behandlung benutzte aktive Aluminiumoxid sicher granuliert oder sonstwie geformt sein
wird, so daß sich die Filtration einfach gestaltet. Man muß darauf aohten, die Temperatur der behandelten Lösung oberhalb
400O zu halten, vorzugsweise bei 500O oder darüber,
wenn Filtration erfolgt, damit eine Selbstausfällung von Tonerdebydrat vermieden wird.
In einer bevorzugten AusgeataItungsform der Erfindung
kann man die Lauge dadurch reinigen, daß man sie durch ein Bett leitet, in welchem sich granuliertes oder zu Körpern
gepreßtes Aluminiumoxid befindet. Die Berührungszeit zwisohen diesem Aluminiumoxid und der Lauge ist bei dieser
Art der Behandlung kürzer, weil die zur Verfugung stehende Oberfläche größer ist. Bei dieser Art der Reinigung sollte
die Temperatur des Bettes mit aktivem Aluminiumoxid und der zu behandelnden Lauge sorgfältig oberhalb von 400G
-14-
-H-
gehalten werden, um ein Präzipitat von Tonerdehydraten auf dem aktiven Aluminiumoxid zu verhindern.
Wenn man die Aluminiumlauge mit hober Strömungsgeschwindigkeit
durch eine Kolonne schickt, die ein Bett aus aktivem Aluminiumoxid enthält, dann ist die effektive Menge
an Aluminiumoxid, die für die Behandlung verwandt wird, klein, verglichen mit der großen Gesamtmenge der in der
" Kolonne behandelten Lauge. Wenn z. B. die Kolonne 100 kg
aktiven Aluminiumoxids enthält, dann kann die Menge der Lauge, die erfindungsgemäß behandelt werden kann, zwischen
10000 und 40000 1 liegen. Die Behandlungszeit liegt bei dieser
Art zwischen 10 und 60 Minuten, je nachdem, welchen Wert die Strömungsgeschwindigkeit bat und wie groß die gesamte
Oberfläche ist.
Nach der Behandlung, die eine Filtration einschließt und unabhängig davon, ob man einen Rührbebälter oder ein
Bett aus aktivem Aluminiumoxid verwendet, ist die Lauge zur Ausfällung bereit.Diese Ausfällung kann in an sich bekannter
Weise, beispielsweise durch Verringerung der Temperatur oder Animpfung oder durch beides, geschehen.
Überraschenderweise bat sich gezeigt, daß, obgleich die behandelte Lauge ihre rotbraune Farbe beibehielt, die
aus dieser behandelten Lauge ausgefällten Tonerdehydrate besonders weiß waren und die metallischen Verunreinigungen
entweder ganz beseitigt oder beträchtlich verringert waren.
-15-209818/0953
Der Filterrückstand zeigte jedoch eine dunkelbraune Farbe unc enthält einen hohen Anteil metaLlischer Verunreinigungen,
woraus wieder zu entnehmen ist, daß das aktive Aluminiumoxid unerwünschte Farbkörper und metallische Verunreinigungen
aus der Lauge beseitigt, die sonst zusammen mit den Tonerdehydraten ausgefällt worden wären oder die Oberfläche
der Hydrate überzogen hätten. Der Grund für diese selektive Sorption ist nicht bekannt, aber es wird angenommen,
daß die aktive Tonerde durch Sorption hochmolekulare organische Verbindungen entfernt, die für die Verfärbung
der Hydrate verantwortlich sind, als auch die metallischen
Verunreinigungen, die in den organischen Körpern oder Verbindungen okkludiert sind.
Es sei darauf hingewiesen, daß die aktive Tonerde, die für diesen Prozeß verwandt wird, in der zu behandelnden
Lauge im wesentlichen unlöslich sein sollte. Unter dieser Aussage soll verstanden werden, daß die aktive Tonerde
oder das aktive Aluminiumoxid wenigstens 70 % seines Gewichts während der Behandlung behalten sollte.
Dieses Kriterium ist wichtig, um Ausfällungen von Hydraten
während der Behandlung oder der Filtration aufgrund der Konzentration in der übersättigten Lösung zu verhindern.
Nachdem die Ausscheidung vorgenommen worden ist, werden die weißen und reinen Tonerdehydrate durch an sich
bekannte Verfahren abgetrennt und sind für jeden anderen Zweck verwendbar.
209818/0953 -16-
-16- 2148376
Die Erfindung wird nun an einigen Beispielen näher erläutert.
Jamaika-Bauxit wurde mit Alkali nach dem Bayer-Verfahren aufgeschlossen und die entstandene Lauge durch Absitzenlassen
von dem Rotschlamm getrennt. 150 1 dieser geklärten, braungefärbten Lauge mit 125 g/l Aluminiumoxid
(berechnet als Al2O,), 179 g/1 Alkali, berechnet als
NapCO, und die Verunreinigungen wurden in einen Behälter
eingeleitet, der mit einem Rührer versehen war. Der Inhalt des Behälters wurde auf etwa 660C während des Rührens gehalten,
und 1 g/l granuliertes aktives Aluminiumoxid wurde zugefügt. Das aktive Aluminiumoxid hatte die folgenden
Eigenschaften: Es besaß im wesentlichen Chi-rho- und Pseudogaramastruktur,
eine Oberfläche von 262 m /g, einen
^t von 94,0 Gew.-# und ein Porenvolumen von
0,227 cnr/g. Die Lauge und das aktive Aluminiumoxid wurden
4 Stunden lang gerührt und die Temperatur während dieser Behandlungszeit auf 66 C gehalten. Dann wurde die Lauge
filtriert, das Filtrat angeimpft und die Tonerdehydrate abgetrennt. Zum Vergleich wurde auch unbehandelte Bayer-Lauge
angeimpft und Tonerdehydrate ausgefällt. Die sich ergebenden Ergebnisse sind in Tabelle II enthalten.
-17-209818/0953
Dieselbe Bayer-Lauge, die in Beispiel I verwandt wurde, wurde auota in diesem Beispiel benutzt. Zu einem
Liter Lauge wurden 8 g Filterkohle gegeben, wie sie im Handel erhältlich ist und die folgenden Eigenschaften
besitzt: Korngröße 12 χ 20 Maschen (US-Standardsieb), Oberfläche 1050 m /g, Porenvolumen 0,6 onr/g. Die Lauge
wurde bei 660C gehalten und das Filterhilfsmittel gleiohmäßig
innerhalb der Lauge durch Rühren verteilt. Die heiße Lösung wurde dann filtriert und das Piltrat zur Ausfällung
der Tonerdehydrate angeimpft. Die Hydrate wurden analysiert, und die Ergebnisse sind in Tabelle II enthalten.
Eine unbehandelte Bayer-Lauge, wie sie in Beispiel I verwendet wurde, wurde für Beispiel III benutzt. Einem
Lauf dieser Lauge wurden 10 g eines faserigen ^-Methylzellulosederivats
zugesetzt, das im Handel unter dem Namen "Solka-Flox BW-40" erhältlich ist. Die gerührte Mischung
wurde auf 660C 3 Stunden lang gehalten und dann filtriert.
Das Piltrat wurde angeimpft und die ausgefällten Tonerdehydrate
abgetrennt und analysiert. Das Ergebnis ist in TabeLIe
II enthalten.
-18-209818/095 3
IV Vergleicbs- Lauge Bayer (unbe han delt) |
I aktives Alum.Oxid z.Behdlg. d.Bayer- I/auge |
II Kohlenstoff filter zur Behdlg.der Bayer-Lauge |
III -Methyl zellulose z.Bend ig. der Bayer- Lauge |
|
Zusammen setzung der Tonerdehy drate |
0,44 | 0,24 | 0,27 | 0,31 |
Na2O £ | 93 | 17. | 54 | 32 |
Pe2O5 ppm | 120 | 20 | 80 | 82 |
Zn ppm | 110 | 70 | 70 | 70 |
SiO2 ppm | 630 | 220 | 490 | 520 |
Ca 0 ppm | 4 | 0 | 2 | 2 |
Weißgrad * | ||||
* Der Farbvergleich wurde mit Hilfe eines mikroskopischen
Parbkomparator durchgeführt und als Standard (Farbe O)
ein Tonerdehydrat benutzt, welches durch Umsetzung von chemisch reinem AlCl.* mit chemisch reinem Ammoniumhydroxid
erhalten wurde, der Niederschlag wurde mehrere Male mit destilliertem Wasser gewaschen und in derselben
Weise getrocknet wie in den Beispielen I bis IV beschrieben. O bedeutet gleich dem i'arbstandard, während
ansteigende Zahlen bis 4 zunehmende Verfärbung anzeigen.
Aus den Ergebnissen in Tabelle II geht hervor, daß die Wirkung des aktiven Aluminiumoxids allen gegenwärtig
verwandten Reinigungsmitteln bei weitem überlegen ist und ein völlig weißes Produkt mit großer Reinheit ergibt und
dabei eine beträchtliche Einsparung in wirtschaftlicher Hinsicht erhaLten wird als auch eine äußerst einfache
Behandlungsweise.
209813/095,1
-19-
Die folgende Tabelle zeigt den Effekt variierender Mengen aktiver Tonerde auf die Form und den Verunreinigungspegel
des Hydrats.
Tabelle III | Hydrate aus behände Lter Menge in g/l zugegebener ver Tonerde** |
0,5 1.5 3 | 4 | lauge akti- |
|
Verunreini gung |
Hydrate aus unbehandeL- ter Lauge |
0,25 | 51 17 21 | 0 | 10 |
64 | 76 43 | - | 0 | ||
Fe2O, ppm | 93 | 95 | 540 150 38 | 44 | - |
SiOp ppm | 110 | 630 | 1 0 0 | ü | — |
CaO ppm | 630 | 1 | 0 | ||
Weißgrad* | 4 | ||||
* Farbbestimmung durch Vergleich wie in Tabelle II ** Oberfläche der aktiven Tonerde
< 50 m /g
Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von Tonerdebydraten, die
besonders weiß sind und eine verringerte Menge metallischer Verunreinigungen enthalten aus der alkalischen AIuminatlauge
nach dem Bayer-Verfahren, die Farbkörper und metallische Verunreinigungen enthält, gekennzeichnet durch
die nachfolgenden Verfahrensschritte:
a) Die unsaubere alkalische Aluminatlauge wird mit aktivem Aluminiumoxid, welches eine Ober-
fläche von wenigstens etwa 50 m /g hat, ein mittleres Porenvolumen von wenigstens etwa
0,2 m /g und einen Glühverlust von nicht mehr als etwa 25 Gew.-# in Berührung gebracht.
b) Zwischen der Lauge und dem aktiven Aluminiumoxid wird ein inniger Kontakt aufrechterhalten
für eine Zeit, die ausreicht, die Farbkörper und die metallischen Verunreinigungen von der
Oberfläche des aktiven Aluminiumoxids zu sorbieren und
c) die Lauge wird von dem aktiven Aluminiumoxid getrennt und Tonerdebydrate ausgefällt.
WR/Si -21-
209818/09 5 3
- 21 - 2U9376
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innige Berührung zwischen der unreinen Alkalialuminatlauge
und dem aktiven Aluminiumoxid durch Rühren herbeigeführt wird, und daß die unreine Alkalialuminatlauge einen
Aluminiumoxidgehalt im Bereiche von O bis 170 g/l besitzt und eine Alkalikonzentration (berechnet als Na2CO,) im
Bereiche von 14-0 bis 240 g/l, und daß das aktive Aluminiumoxid
in einer Menge von etwa 0,25 g/l bis etwa 50 g/l zugegen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge aktiven Aluminiumoxids etwa 0,5 bis etwa 5 g/l
beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalialuminatlauge durch ein Bett aktiven Aluminiumoxids
hindurchgeLeitet wird für eine Zeitspanne, die ausreicht,
Sorption der Parbkörper und der metallischen Verunreinigungen auf der Oberfläche des aktiven Aluminiumoxids
stattfinden zu lassen.
5. Verfahren nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß die Temperatur der lauge während der Berührung mit dem
aktiven Aluminiumoxid auf einer Temperatur zwischen etwa 40 und 9O0C gehaLten wird.
-22-209818/fl9 5 3
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Lauge während der Berührung mit dem
aktiven Aluminiumoxid auf einer Temperatur von etv/a 60 bis 800C gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft die innige Berührung zwischen der Lauge und dem aktiven
Aluminiumoxid etwa 10 Minuten bis 10 Stunden beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungszeit zwischen Lauge und aktivem Aluminiumoxid
zwischen etwa 0,3 und 5 Stunden beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Aluminiumoxid im wesentlichen Chi-rho- und
Pseudo-gamma-Struktur hat.
9818/Π953 ^'ζ
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