DE2149376A1 - Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydraten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydraten

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DE2149376A1
DE2149376A1 DE19712149376 DE2149376A DE2149376A1 DE 2149376 A1 DE2149376 A1 DE 2149376A1 DE 19712149376 DE19712149376 DE 19712149376 DE 2149376 A DE2149376 A DE 2149376A DE 2149376 A1 DE2149376 A1 DE 2149376A1
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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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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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Tabelle I
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.
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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
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
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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
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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.
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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.
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Die Erfindung wird nun an einigen Beispielen näher erläutert.
Beispiel I
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.
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Beispiel II
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.
Beispiel III
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.
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Tabelle II
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.
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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)

2U9376 Patentansprüche
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.
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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
DE19712149376 1970-10-20 1971-10-02 Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydraten Pending DE2149376A1 (de)

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