DE2343341A1 - Verfahren zur herstellung von tonerde und nebenprodukten - Google Patents
Verfahren zur herstellung von tonerde und nebenproduktenInfo
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- C01F7/00—Compounds of aluminium
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- C01F7/26—Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts with sulfuric acids or sulfates
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Description
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON TONERDE UND NEBENPRODUKTEN
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her- .
Stellung von Tonerde und Nebenprodukten, z.B. amorphem Siliziumdioxid, Natrium- und Ammoniumsulfaten, die beim
Schmelzen von Aluminium,' bei der Herstellung von Zeolithen und Glas weitgehend verwendet werden,
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde und Nebenprodukten durch Verarbeitung von Alumosilikatrohstoff
bekannt, in welchem man als Alumosilikatrohstoff natürliche Mineralien, wie Bauxite, Kaoline, Tone, Alaunsteine verwendet,
• Der Naturrohstoff wird zur Erzielung amorpher Struktur
bei einer Temperatur von 700 bis 900°C geröstet und abge-
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kühlt. Dann behandelt man das Material mit Schwefelsäure
einer Konzentration von nicht über 4-o#.
Der erhaltene Schlamm wird abfiltriert.Im Niederschlag
verbleibt Siliziumoxid (Kieselerde), während das Aluminiumsulfate, Alkalien und Eisen enthaltende Filtrat durch Einwirkung
von Ammoniaklösung zum Abtrennen von Aluminium und Eisen in Form von Hydroxyden RCOH)^ ausgefällt wird.
Das Aluminiumhydroxid reinigt man von dem Eisen (III)-hydroxid durch Durchleiten von gasförmigem Chlorwasserstoff,
oder durch Zugabe von Manganoxid. Dadurch erhält man Tonerde sowie Natrium- und Ammoniumsulfate.
Die Verwendung von natürlichem" Rohstoff für die Herstellung
von Tonerde erfordert vorhergehendes Rösten und anschließendes Abkühlen desselben, wodurch der technologische
Prozeß kompliziert und das Produkt verteuert wird. Die Verwendung verdünnter Schwefelsäure erschwert das Filtrieren
und das Waschen der Kieselerde, weil sich beim Vorgang des Abbaus der alkalischen Alumosilikate Silikagel bildet.
Die prozentuale Ausbeute von Tonerde aus den natürlichen alkalischen Alumosilikaten ist nicht hoch und liegt in einen
Bereich von 80 bis 85$. Deshalb erhält man die Tonerde und
Kieselerde verunreinigt durch Teilchen des Ausgangsgesteins, die die Qualität.des Produktes senken.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde und Nebenprodukten unter
Verwendung eines solchen Rohstoffes und Anwendung solcher technologischen Verfahrensschritte zu entwickeln, die es
möglich machen, den technologischen Prozeß zu vereinfachen sowie Tonerde und Nebenprodukte hoher Qualität zu erhalten.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man bei der Herstellung von Tonerde und Nebenprodukten durch Aufarbeitung
von Alumosilikatrohmaterial, die in der Behandlung desselben mit Schwefelsäure, Filtration des erhaltenen
Aufschlämmung, der Abtrennung von Kieselerde von den Aluminiumsulfaten, den Alkalien und dem Eisen, dem anschließenden
Ausfällen der Aluminium- und Eisenhydroxide mit Ammoniaklösung und der Reinigung des erhaltenen Niederschlages
von dem Eisen besteht, erfindungsgemäß als Alumosilikatrohstoff Alumosilikate verwendet, die durch alkalische Verarbeitung
von Perlit erhalten werden, wobei man zur Behandlung desselben Schwefelsäure mit einer Konzentration von 60 bis
90$ verwendet und die Reinigung des nach der Behandlung der
Aufschlämmung mit Ammoniaklösung erhaltenen Niederschlages vom Eisen durch Behandlung dieses Niederschlags mit Ätznatron
durchgeführt.
Die Herstellung von Alumosilikaten bei der alkalischen
Verarbeitung von Perlit ist aus dem UdSSR-Urheberschein Nr. 164-584, Klasse 12i, 38/01 bekannt.
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Für die Herstellung von Glassatz kann man eine Lösung von Natrium- und Ammoniumsulfaten verwenden, die
nach dem Abtrennen des Niederschlages von dem Eisen (III)-hydrox'id
erhalten werden. Dazu vermischt man die genannte Lösung mit gemahlenem Perlit und Kalkstein, trocknet das
erhaltene Gemisch und granuliert.
Das Wesen des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, daß man als Ausgangsmaterial nicht einen natürlichen
Rohstoff, sondern Materialien verwendet, die künstlich durch alkalische Verarbeitung von Perlitgesteinen erhalten
werden. Die alkalischen Perlitalumosilikate sind infolge ihrer Amorphie und homogenen chemischen Zusammensetzung
reaktionsfähiger, wodurch es möglich wird, sie unmittelbar einer Säurebehandlung ohne vorhergehendes Abrösten
zu unterwerfen.
Die Spezifität (Amorphie) der alkalischen Perlitalumosilikate ist eine Garantie für die Herstellung von Produkten
hoher Qualität, weil im Jfrozeß deren Abbaus mit Säure sowohl im !Niederschlag (der Kieselerde) als auch im JJ'iltrat
keine Körner des Ausgangsgesteins hinterbleiben. Die Verwendung von Säure hoher Konzentration (80 bis 90%) gewährleistet
eine hohe Piltrationswirkung, weil die zwischen
den alkalischen Perlitalumosilikaten und der Schwefelsäure
stattfindende Reaktion exotherm ist. Bei der
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Reaktion entwickelt sich größere Menge von Wärme, wobei die Temperatur des Gemisches momentan auf 160 bis 1700C steigt.
•Bei solcher Temperatur kommt es zur Dehydratation des SiIikagels,
wodurch die Kieselerde aggregiert wird, was gerade die Ursache für eine gute Filtration des· .Schlamms ist. Die
hohe prozentuale Ausbeute von Tonerde aus dem Ausgangsrohstoff, die hohe Qualität der erhaltenen Produkte wirken
sich positiv auf die Kosten des Produktes aus. Die Verwendung von Ätznatronlösung für die Reinigung der Tonerde vom
Eisen (III)-hydroxid ist fortschrittlicher, weil dabei ein hoher Reinheitsgrad des Produktes erzielt wird.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden konkrete Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
angegeben.
Alkalische Alumosilikate R^O.AIpO, η SiOp mlLjO mit
einen geringen Menge von Beimengungen wie FepO^; GaO; MgO
(deren Gesamtmenge in den alkalischen Alumosilikaten in
einem Bereich von 5 bis 6 Gewichtsprozent schwanken kann) der allgemeinen chemischen Zusammensetzung: SiOp 38 Gewichtsprozent;
Al0O7, 29 Gewichtsprozent; Rp0 19 Gewichtsprozent;
Fe2O^ 1,68 Gewichtsprozent; GaO 1,62 Gewichtsprozent; MgO
o,7 Gewichtsprozent; Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 1o Gewichtsprozent behandelt man mit 80 bis 90#iger Schwefelsäurelösung.
Durch die Behandlung mit Säure werden die alkalischen Perlitalumosilikate in Siliziuindioxid (SiQ ) und
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in Sulfate derselben Kationen, die in dem Ausgangsrohstoff enthalten sind (K2SO4; Na2SO4^aSO4; MgSO4; Al2(SO4)yt
Fe2(SO4)ο>
nach der folgenden Reaktion
(Na1K)2O.Al2032Si02 . mH20 + 4H2SO4 = (Na,K)2SO4 + Al2(SO4K
+ 2 SiO2 + (m + 4)H20 zerlegt.
Der erhaltenr Schlamm wird einer Filtration unterworfen.
In das Filtrat gehen die löslichen Sulfate (K2SO4; Na2SO4;
Al2(SO4)ο; und Fe2(SO4)^ über, während im Niederschlag SiO2,
im wesentlichen schlecht lösliche Kalziumsulfate und Beimengungen
der löslichen Sulfate hinterbleiben. i)ie chemische Zusammensetzung des Niederschlages (SiOp) ist wie folgt:
BiO2 ü1,40 Gewichtsprozent; MgO 0,4 Gewichtsprozent; Al2O-,
1,2 Gewichtsprozent; Na2O 0,2 Gewichtsprohent; K2O 0,2 Gewichtsprozent;
Fe2Oo Spuren; CaO 0,6 Gewichtsprozent; Verluste
beim Glühen + Feuchtigkeit 16,00 Gewichtsprozent.
Zur Herstellung von reinem Siliziumdioxid behandelt man den Niederschlag mit einer Salzsäurelösung, trocknet nach dem
Waschen und verpackt als Handelsprodukt mit der chemischen Zusammensetzung: SiO2 89,64 Gewichtsprozent; Verluste beim
Glühen + Feuchtigkeit 9»3ö Gewichtsprozent; alles übrige 0,7ö
Gewicht spr ο ζ ent.
Die Sulfatlösung (Filtrat) behandelt man mit wässeriger Ammoniaklösung (25%) zum Ausfällen von Aluminium und Eisen
in Form von Hydroxyden nach der folgenden Reaktion:
R2(S04)3 + 6NH4OH = 2R(OH)3 + 3(NH4)2S04,
worin R für Al und Fe steht,
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Die Suspension unterwirft man einer Filtration zum Abtrennen von R(OHa) von dem Natrium-j-, Kalium- und Ammoniumsiilfat.
Den Niederschlag E(OH)-, behandelt man mit einer Lösung von
kaustischer Soda mit einer N2O - Konzentration von etwa 400
bis 450 g/1. Dann kommt es zur Umsetzung von Al(OH)- mit KaOH
und es bildet sich das Natriumaluminat (NaAlOp) nach der folgenden
Keaktion:
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O,
während sich Fe(OH)- unverändert in Form von Niederschlag
Dildet, welcher durch Filtration abgetrennt wird.
Das Filtrat (Natriumaluminat) unterwirft man einer Karbonisierung
nach dem bekannten Verfahren 2 NaAlO2 + 4 HpO +
+ CO0 * 2Al(OH) + NaCO-a + H.,0, bei welcher sich die Al(OH),.
abscheidet, das nach dar Abtrennung durch Filtration vom Natriumund
Kaliumkarbonat einer üalzinierung (bei 1000 bis 1100°C) unterworfen und als Handelstonerae mit der chemischen
Zusammensetzung: AIpO., 99»6 Gewichtsprozent; fc>iO2 O,2d5 Gewicht spr ο ζ ent; Na^O 0,14 Gewichtsprozent; Fe2O3 0,01 Gewichtsprozent
verpackt wird.
Bei der Behandlung der alkalischen Alumosilikate fallen (wie aus dem obendargelegten ersichtlich ist) Nebenprodukte
wie die Lösung von Natrium-, Kalium- und Ammoniumsulfat sowie die Lösung von Natriumkarbonat NapCO^ (erhalten bei der Karbonisierung
des Natriumaluminats) an.
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- α —
Die Natriumkarbonat lösung unterwirft man einer Kaustifizierung
mit Kalk
Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3
CaCOo trennt man durch Filtration ab, leitet das FiI-trat
(NaOH) in den Prozeß zum Auflösen von Al(OH)- zurück, während das Kalziumkarbonat und die Natrium-, Kalium- und
Ammoniumsulfate zur Bereitung von Glassatz verv/endet werden.
Zur Herstellung von Glassatz vermischt man die Lösung von Natrium-, Kalium- und Ammoniumsulfat mit gemahlenem
Perlit und Kalkstein.
Es wurde festgestellt, daß bei der Verarbeitung 1 t alkalischer
Alumosilikate 1,6 t Natriumsulfat und bei der Zugabe zu diesem von 6,3 t Perlit (mit der chemischen Zusammensetzung:
SiO2 73»37 Gewichtsprozent; Al2Oo 13»41 Gewichtsprozent;
E2O 7»3 Gewichtsprozent; Fe2O3 0,76 Gewichtsprozent;
CaO 1,17 Gewichtsprozent; LgO 0,44 Gewichtsprozent; Verluste
beim Glühen + Feuchtigkeit 3»94 Gewichtsprozent) und
1,1 t Kalziumkarbonat (CaCO-) 9 t Glassatz der folgenden chemischen Zusammensetzung erhalten werden: SiO2 62,2 Ge-/
wichtsprozent; Al2O- 11,34 Gewichtsprozent; Na2O 1511 Gewichtsprozent;
Fe-O 0,5 Gewichtsprozent; CaO 10,44 Gewichtsprozent;
lv.gO 0,34 Gewichtsprozent; TiO2 0,0b Gewichtsprozent
·
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Wie aus der Beschreibung zu ersehen ist, ist das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von Glassatz zum Unterschied
von dem früher bekannten Trockenverfahren ein Naßverfahren.
Der nach dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellte Glassatz ist nach seinen Eigenschaften besser, da er homogener
ist, sich nicht entmischt und billig ist.
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Claims (2)
- PATENTANSPRÜCHE:φ. Verfahren zur Herstellung von Tonerde und Nebenprodukten durch Aufarbeitung eines Alumosilikatrohstoffes, bei dem dieser Rohstoff mit Schwefelsäure behandelt wird, die erhaltene Aufschlämmung zur Abtrennung der Kieselerde von den Aluminiumsulfaten, Alkalien und dem Eisen filtriert wird und anschließend Aluminium- und Eisenhydroxide mit Ammoniaklösung ausgefällt und der erhaltene Niederschlag von Eisen- (III)- hydroxid gereinigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alumosilikatrohstoff durch alkalische Aufarbeitung von Perlit erhaltene Alumosilikate verwendet, die Behandlung dieses Rohstoffes mit Schwefelsäure einer Konzentration von 80 bis 30% durchführt und die Reinigung des nach der Behandlung des Schlammes mit Ammoniaklösung erhaltenen Niederschlags von Eisen - (III)- hydroxid durch Behandeln dieses Niederschlags mit Ätznatron durchführt·
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von Glassatz die nach der Abtrennung des Niederschlages von dem Eisen (III)-hydroxid, Natrium-, Ammoniumhydroxid erhaltene Lösung der Sulfate mit gemahlenem Perlit und Kalkstein vermischt, das Gemisch trocknet und granuliert.50981 1/0490
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732343341 DE2343341C3 (de) | 1973-08-28 | Verfahren zur Herstellung von Tonerde unter Aufarbeitung der anfallenden Nebenprodukte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19732343341 DE2343341C3 (de) | 1973-08-28 | Verfahren zur Herstellung von Tonerde unter Aufarbeitung der anfallenden Nebenprodukte |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2343341A1 true DE2343341A1 (de) | 1975-03-13 |
| DE2343341B2 DE2343341B2 (de) | 1977-06-23 |
| DE2343341C3 DE2343341C3 (de) | 1978-02-02 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5019360A (en) * | 1987-11-24 | 1991-05-28 | Northern States Power Company | Method for the processing of fly ash, scrubber sludge and the like; and product |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5019360A (en) * | 1987-11-24 | 1991-05-28 | Northern States Power Company | Method for the processing of fly ash, scrubber sludge and the like; and product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2343341B2 (de) | 1977-06-23 |
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