DE2343341B2 - Verfahren zur herstellung von tonerde unter aufarbeitung der anfallenden nebenprodukte - Google Patents
Verfahren zur herstellung von tonerde unter aufarbeitung der anfallenden nebenprodukteInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde unter Aufarbeitung der
anfallenden Nebenprodukte, 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,
R2O · Al2O., · 11 SiO2 + (11 - 2) · Na2O + m H2O
Perlit
Alaunsteine verwendet (M a s e 1, W. A.: Proiswodstwo
glinosjoma, Moskau 1955 - Gosudarstwennoje Nautschno-technitscheskoje Isdatelstwo Literatury po
tschernoj i zwetnoj Metallurgii).
Der Naturrohstoff wird zur Erzielung amorpher Struktur bei einer Temperatur von 700 bis 9000C
geröstet und abgekühlt Dann behandelt man das Material mit Schwefelsäure einer Konzentration von
nicht über 40%.
Der erhaltene Schlamm wird abfiltriert Im Niederschlag verbleibt Siliziumoxid (Kieselerde), während das
Aluminiumsulfate, Alkalien und Eisen enthaltende Filtrat durch Einwirkung einer Ammoniaklösung zum
Abtrennen von Aluminium und Eisen in Form von Hydroxyden R(OH)3 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, 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 }o natürlichen alkalischen Alumosilikaten ist nicht hoch
und liegt in einem Bereich von 80 bis 85%. Deshalb erhält man die Tonerde und Kieselerde verunreinigt
durch Teilchen des Ausgangsgesteins, die die Qualität des Produktes senken.
In den DT-PS 7 53 121 und 2 99 121 wird zur Steigerung der Reaktionsfähigkeit von aluminiumhaltigen
Gesteinen, in erster Linie von Ton, vorgängig ein Gemisch mit Schwefelsäure bei 450 bis 7500C geröstet,
und das gesinterte Produkt nachfolgend abgekühlt und vermählen.
Danach wird mit auf 1000C erwärmter H^SO4 und
H2O versetzt. Nach Abschluß der Reaktion wird das Gemisch filtriert und zur Entfernung von Sulfaten aus
dem Niederschlag gewaschen.
Erfindungsgemäß wird als Alumosilikatmaterial durch Auslaugen von Perlit hergestelltes Alumosilikat
verwendet:
= R2O-AI2Oj 2SiO2 -2H2O + (n-2) Na2O SiO2 + (m-2)H2O
Niederschlag Lösung
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird somit erfindungsgemäß nicht das Ausgangsgestein, wie
Ton, Nephelin u. a. der Säurebehandlung unterzogen, sondern ein künstlich hergestellter Stoff, der eine hohe
Reaktionsbereitschaft aufweist, was wiederum eine Säurebehandlung ohne vorgängiges Rösten, ja sogar
ohne vorgängiges Erwärmen ermöglicht. Die speziellen Eigenschaften des Niederschlags, wie Amorphie, hohe
Alkalinität und Hydratisierung, gestatten die Verwendung hochkonzentrierter H2SO4, wobei eine hohe
Wirksamkeit der Filtration gewährleistet ist, da die Reaktion exotherm verläuft.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Ausbeute an Hauptkomponente (AI2O3) 98 bis 99%, was
mit der hohen Reaktionsbereitschaft der alkalisch aus Perlit hergestellten Alumosilikate zusammenhängt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein f>o Verfahren zur Herstellung von Tonerde unter Verwendung
der anfallenden Nebenprodukte unter Verwendung eines solchen Rohstoffes und Anwendung solcher
technologischen Verfahrensschritte zu entwickeln, die es möglich machen, den technologischen Prozeß zu
f>5 vereinfachen sowie Tonerde und Nebenprodukte hoher
Qualität zu erhalten.
Gegenstand der Erfindung ist also ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde unter Verwendung der
anfallenden Nebenprodukte, bei dem man einen
Aiumosilikatrohstoff mit konzentrierter Schwefelsäure
aufschließt, die zurückbleibende Kieselsäure abfiltriert, anschließend Aluminium- und Eisenhydroxide mit
Ammoniaklösung ausfällt, aus diesem Niederschlag (R2O3) mit einer wäßrigen Natronlauge das Aluminiumhydroxid herauslöst, das Natriumaluminat vom Eisenhydroxid
abfikriert, daraus Aluminiumhydroxid ausfällt,
welches man anschließend trocknet und kalziniert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
a) als Aiumosilikatrohstoff durch alkalisches Auslaugen von Perlit zurückbleibendes Alumosilikat
verwendet,
b) den Aufschluß dieses Rohstoffes mit Schwefelsäure einer Konzentration von 80 bis 90% durchführt,
c) aus der Aluminatlauge das Aluminiumhydroxid mit Kohlendioxid ausfällt,
d) die nach c) erhaltene Na2CO3-Lösung mit Ca(OK)2
kaustifiziert und die Natronlauge zurückführt,
e) die Kieselsäure mit einer Salzsäurelösung wäscht und trocknet,
f) das Filtrat der R2Oj Fällung mit gemahlenem Perlit
und Kalkstein vermischt, das Gemisch chemisch trocknet und granuliert.
Die Verfahrensstufen c) und d) sind an sich in der Technologie des Aluminiums bzw. der Tonerde bekannt.
Die Herstellung von Alumosilikaten bei der alkalischen Verarbeitung von Perlit ist aus der SU-PS
1 64 584 bekannt.
Im Laufe der exothermen Reaktion steigt die Temperatur des Gemisches schlagartig auf 160 bis
170°C. Dabei kommt es zur Dehydratation des
Silikagels, wodurch die Kieselerde aggregiert wird, das die Ursache für eine gute Filtration des Schlamms ist
Die hohe prozentuale Ausbeute yon Tonerde aus dem Ausgangsrohstoff und 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(IIl)-hydroxid ist fortschrittlicher., weil dabei ein hoher Reinigungsgrad
des Endproduktes erzielt wird.
■ o Zum besseren Verständnis der Erfindung werden
konkrete Beispiele für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben.
•5 Alkalische Alumosilikate R2O · AI2O3 η SiO2 m H2O
mit einer geringen Menge von Beimengungen wie Fe2O3; CaO; MgO (deren Gesamtmenge in den
alkalischen Alumosilikaten in einem Bereich von 3 bis 6 Gew.-% schwanken kann) der allgemeinen chemischen
-° Zusammensetzung:
SiO2 38 Gew.-%; Al2O3 29 Gew.-%;
R2O 19 Gew.-o/o; Fe2O31,68 Gew.-%;
CaO 1,62 Gew.-%; MgO 0,7 Gew.-%;
Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 10 Gew.-% behandelt man mit 80- bis 90%iger Schwefelsäurelösung. Durch die Behandlung mit Säure werden die alkalischen Perlitalumosilikate in Siliziumdioxid (SiO2) und in Sulfate derselben Kationen, die in dem Ausgangsrohstoff enthalten sind
(K2SO4; Na2SO4; CaSO4;
R2O 19 Gew.-o/o; Fe2O31,68 Gew.-%;
CaO 1,62 Gew.-%; MgO 0,7 Gew.-%;
Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 10 Gew.-% behandelt man mit 80- bis 90%iger Schwefelsäurelösung. Durch die Behandlung mit Säure werden die alkalischen Perlitalumosilikate in Siliziumdioxid (SiO2) und in Sulfate derselben Kationen, die in dem Ausgangsrohstoff enthalten sind
(K2SO4; Na2SO4; CaSO4;
MgSO4; AI2(SO4J3; Fe2(SO4)J,
nach der folgenden Reaktion
nach der folgenden Reaktion
(Na.K)2O · Al2Oj2SiO, · mH,O + 4H2SO4 = (Na1K)2SO4 + AI2(SO4), + 2SiO2 + (m - 4)H2O
zerlegt.
Der erhaltene Schlamm wird einer Filtration unterworfen. In das Filtrat gehen die löslichen Sulfate
(K2SO4; Na2SO4; Al2(SO4J3; und Fe2(SO4J3
über, während im Niederschlag SiO2 im wesentlichen schlecht lösliche Calciumsulfate und Beimengungen der löslichen Sulfate hinterbleiben. Die chemische Zusammensetzung des Niederschlags (SiO2) ist wie folgt:
SiO2 81,40 Gew.-%; MgO 0,4 Gew.-%;
Al2O31,2 Gew.-%; Na2O 0,2 Gew.-%;
K2O 0,2 Gew.-%; Fe2O3 Spuren; CaO 0,6 Gew.-%;
Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 16,00Gew.-%.
(K2SO4; Na2SO4; Al2(SO4J3; und Fe2(SO4J3
über, während im Niederschlag SiO2 im wesentlichen schlecht lösliche Calciumsulfate und Beimengungen der löslichen Sulfate hinterbleiben. Die chemische Zusammensetzung des Niederschlags (SiO2) ist wie folgt:
SiO2 81,40 Gew.-%; MgO 0,4 Gew.-%;
Al2O31,2 Gew.-%; Na2O 0,2 Gew.-%;
K2O 0,2 Gew.-%; Fe2O3 Spuren; CaO 0,6 Gew.-%;
Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 16,00Gew.-%.
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 89,84 Gew.-%; Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 938 Gew.-%; alles übrige 0,78 Gew.-%.
Die Sulfatlösung (Filtrat) behandelt man mit wäßriger Ammoniaklösung (25%) zum Ausfällen von Aluminium
und Eisen in Form von Hydroxyden nach der folgenden Reaktion:
R2(SO4), + 6NH4OH = 2R(OH), + 3(NH4I2SO4.
worin R für Al und Fe steht.
Die Suspension unterwirft man einer Filtration zum Abtrennen von R(OH)3 von dem Natrium-, Kalium- und
Ammoniumsulfat. Den Niederschlag R(OH)3 behandelt man mit einer Lösung von kaustischer Soda mit einer
Na2O-Konzentration von etwa 400 bis 450 g/l. Dann
kommt es zur Umsetzung von Al(OH)3 mit NaOH, und ps hildet sich das Natriumaluminat (NaAI2) nach der
folgenden Reaktion:
Al(OH)3 + NaOH = NaAIO2 + 2H2O,
während sich Fe(OH)3 unverändert in Form von
Niederschlag bildet, der durch Filtration abgetrennt wird.
Das Filtrat (Natriumaluminat) unterwirft man einer Karbonisierung nach dem bekannten Verfahren
2NaAlO2 + 4H2O + CO2
> 2Al(OH), + Na2CO, + H2O.
wobei sich Al(OH)3 abscheidet, das nach der Abtrennung
durch Filtration vom Natrium- und Kaliumkarbonat einer Kalzinierung (bei 1000 bis 1100°C) unterworfen
und als Handelstonerde mit der chemischen Zusammensetzung:
Al2O3 99,6 Gew.-%; SiO2 0,25 Ge w.-%;
Na2O 0,14 Gew.-%; Fe2O3 0,01 Gew.-%
verpackt wird.
Na2O 0,14 Gew.-%; Fe2O3 0,01 Gew.-%
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 Natriumf>o
karbonat Na2CO3 (erhalten bei der Karbonisierung des
Natriumaluminats) an.
Die Natriumkarbonatlösung unterwirft man einer Kaustifizierung mit Kalk
ds Na2CO, + Ca(OH)2 = 2 HuOI I + C;iCO,
CaCO3 trennt man durch Filtration ab, leitet das Filtrat
(NaOH) in den Prozeß zum Auflösen von Al(OH3)
zurück, während das Calciumkarbonat und die Natrium-,
Kalium- und Ammoniumsulfate zur Bereitung von Glassatz verwendet 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 1,61 Natriumsulfat und bei der
Zugabe zu diesem von 6,3 t Perlit (mit der chemischen Zusammensetzung:
SiO2 7337 Gew.-o/o; AbO313,41 Gew.-%;
R2O 7,3 Gew.-%; Fe2O3OyO Gew.-%;
CaO 1,17 Gew.-%; MgO 0,44 Gew-%;
Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 3,94 Gew.-o/o) und 1,1 t Calciumkarbonat (CaCO3) 9 t Glassatz der folgenden chemischen Zusammensetzung erhalten werden:
SiO2 62,2 Gew.-%; Al2O31 U4Gew.-%;
Na2O 15,1 Gew.-o/o; Fe2O3 0,5 Gew.-%;
CaO 10,44 Gew.-%: MgO 0,34 Gew.-%; TiO2 0,08 Gew.-%.
Der so hergestellte Glassatz ist nach seinen
Verluste beim Glühen + Feuchtigkeit 3,94 Gew.-o/o) und 1,1 t Calciumkarbonat (CaCO3) 9 t Glassatz der folgenden chemischen Zusammensetzung erhalten werden:
SiO2 62,2 Gew.-%; Al2O31 U4Gew.-%;
Na2O 15,1 Gew.-o/o; Fe2O3 0,5 Gew.-%;
CaO 10,44 Gew.-%: MgO 0,34 Gew.-%; TiO2 0,08 Gew.-%.
Der so hergestellte Glassatz ist nach seinen
Eigenschaften besser, da er homogener ist, sich nicht vermischt und billig ist.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Tonerde unter Aufarbeitung der anfallenden Nebenprodukte, bei dem man einen Alumosilikatrohstoff mit konzentrierte»- Schwefelsäure aufschließt, die zurückbleibende Kieselsäure abfiltriert, anschließend Aluminium- und Eisenhydroxide mit Ammoniaklösung ausfällt, aus diesem Niederschlag (R2C3) mit einer wäßrigen Natronlauge das Aluminiumhydroxid herauslöst, das Natriumaluminat vom Eisenhydroxid abfiltriert, daraus Aluminiumhydroxid ausfällt, welches man anschließend trocknet und kalziniert, dadurch gekennzeichnet, daß mana) als Alumosilikatrohstoff durch alkalisches Auslaugen von Perlit zurückbleibendes Alumosilikat verwendetb) den Aufschluß dieses Rohstoffes mit Schwefelsäure einer Konzentration von 80 bis 90% durchführt,c) aus der Aluminatlauge das Aluminiumhydroxid mit Kohlendioxid ausfällt,d) die nach c) erhaltene Na2CO3-Lösung mit Ca(OH)2 kaustifiziert und die Natronlauge zurückführt,e; die Kieselsäure mit einer Salzsäurelösungwäscht und trocknet,
0 das Filtrat der R2O3 Fällung mit gemahlenem Perlit und Kalkstein vermischt, das Gemisch chemisch trocknet und granuliert.
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 DE2343341A1 (de) | 1975-03-13 |
DE2343341B2 true DE2343341B2 (de) | 1977-06-23 |
DE2343341C3 DE2343341C3 (de) | 1978-02-02 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2343341A1 (de) | 1975-03-13 |
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8328 | Change in the person/name/address of the agent |
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