DE2345292A1

DE2345292A1 - Verfahren zur herstellung von tonerde und kaliumsulfat aus alunit

Info

Publication number: DE2345292A1
Application number: DE19732345292
Authority: DE
Inventors: Nikolaj A Kaluschskij; Wladimir N Kostin; Gakif S Nasyrow
Original assignee: VNI I PI WAMI
Current assignee: VNI I PI WAMI
Priority date: 1972-12-08
Filing date: 1973-09-07
Publication date: 1974-07-11
Also published as: MX143262A; IT998596B; CA1003619A; DE2345292C3; FR2209719A1; DE2345292B2; FR2209719B1; SU520001A1

Description

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VEBFAHBEN ZUR HERSTELLUNG VCN TONEEDE UHD KALIUIiSULFAT AUS ALUIiIT

Die Erfindung "bezieht sich auf die Verarbeitung von Alunit, insbesondere auf Verfahren zur Herstellung von Tonerde und Kaliumsulfat aus demselben.

Weitgehend bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Tonerde und Kaliumsulfat aus Alunit, die folgende Arbeitsgänge umfassen: Behandlung von Alunit mit einer Alkalilösung, wodurch Natrium- und Kaliumsulfate und -aluminate in Lösung übergehen; Ausfällen der Kalium- und Natriumsulfat^ aus der Lösung und anschließende Gewinnung von Kaliumsulfat aus dem wiederschlag von Kalium- und Natriumsulfaten durch Einwirkung von Ätzkali auf denselben? Trennung von Tonerae aus der Natrium- und Kaliumaluminate enthaltenden Lösung durch hydrolytische Zersetzung der letztgenannten.

Der Hauptnachteil des obenbeschriebenen Verfahrens besteht darin, das jje nach dein Verhältnis von Ätznatron zu j-itzkali, die im Ausgangsaluniterz enthalten sind, das Itskali in den technologischen Lösungen in Mengen augeSa-Tu¹EeIt wird, die die von Ätznatron übersteigen. Es korcnt vor, daß der Gehalt an Ätzkali in Lösungen 60%_f bezogen auf den Ge-, samtgehalt an beiden Ätzalkalien in der Lösung, beträgt.

Patentanwälte ·

ZELLENTiN u. LUYKEN

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Zweibrüc^!:t istr. S

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Die Erhöhung des Ätzkaligehalts in der Losung ruft eine Reihe negativer Erscheinungen hervor. Es kommt "beispielsweise zur starken Verminderung der Löslichkeit der Sulfate in der technologischen Lösung, was die Notwendigkeit zur Folge hat, dietechnologischen Lösungen "bedeutend zu verdünnen. . Das vergrößert seinerseits spezifische Strömungen der technologischen Lösungen, was nachfolgend zum unproduktiven Energieaufwand führt, der mit Erhitzung, Umpumpen und Eindampfen zusätzlicher Mengen der technologischen Lösungen verbunden ist, und setzt damit die spezifische Leistungsfähigkeit technologischer Ausrüstungen herab.

Kit der Erhöhung des Ätzkaligehalts in technologischen Lösungen vermindert sich außerdem die Ausbeute an Kaliumsulfat aus Alunit} die Entkieselungsbedingungen der technologischen Lesung werden verschlechtert und der Gehalt der Tonerde an Ätzkali wird (0,2 bis 0_f4J5) erhöht.

Bei der Weiterverarbeitung der Tonerde durch Elektrolyse greift das Ätzkali bekanntlich die Elektrolyseausrüstung stark an.

Sweck der Erfindung ist es¹, die genannter. Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung von Tonerde und Kaliumsulfat aus Alunit zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das günstigste Verhältnis von Kaiiumionen zu Natriumionen in der technologischen Lösung zu finden.

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Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß nan bei der Herstellung von Tonerde und Kaliumsulfat durch Behandlung von Alunit mit einer Alkalilösung bis zur Bildung von Matriiai- und Kaliumaluminaten und -sulfaten in der Lösung, Ausfällen der Kalium- und Natriunsulfate unter anschließender Gewinnung von Kaliunisulfat aus dem Niederschlag durch Einwirkung von Ätzkali auf denselben und Trennung der Tonerde aus der Lösung erfindungsgemäß ei'ne überschüssige Menge an NatriUnionen gegenüber der an Kaliumionen in der technologischen Lösung hält.

Im Gesamtgehalt an Kalium- und Natriumionen beträgt der konkrete Gehalt an Natriumionen in der technologischen Lösung mindenstens 70%.

Die überschüssige Menge an Natriumionen kann als Ätznatron bei der Behandlung von Alunit mit Ätzalkalien eingeführt werden.

Die überschüssige Menge an liatriumionen läßt sich auch als Natriumsulfat bei der Behandlung von Kalium- und Natriumsulfaten mit Ätzkalilösung einführen.

Nachfolgend wird die Erfindung

von
anhand Beispielen zur Durchführung des Verfahrens

näher erläutert·

Praktisch wird das Aluniterz mit einem beliebigen Gehalt an Alunit bei einem beliebigen Verhältnis von

Kaliumsulfaten zu Natriumsulfaten imAlunit verarbeitet. Der Gehalt an Kaliumsulfaten imAlunit überwiegt in der Segel den Gehalt an Natriumsulfaten.

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Das Aluniterz wird auf entsprechenden Brechern vorgebrochen. Nach dem Brechen gelangt das Aluniterz in eine Kugelmühle) v;o es einer Zerkleinerung und gleichzeitig einer Behandlung mit Alkalilösung zwischen 70 und 90 C unterzogen wird. (Hier und des weiteren werden gewöhnlich verwendete Temperaturen an)). Die Durchführung des Prozesses bei niedrigeren Temperaturen ist möglich} aber wirtschaftlich unvorteilhaft.

Durch Behandlung von Alunit mit einer AlkalilÖ3ung lösen sich Natrium- und Kaliumaluminate und -sulfate auf. Dann wird die Lösung, die man als technologische zu nennen pflegt, entschlammt. Die entschlammte Lösung reinigt nan von der darin gelösten Siliziumdioxydbeimengung. Die Reinigung wird durch Kühren bei einer Temperatur von 100 bis 105⁰C während 5 "bis 6 Stunden in Anwesenheit von Alumosilikatkristallen als Kristallisetionszentren durchgeführt. Die siliziumdioxydfreie Lösung unterzieht man dem Eindampfen, bis Kalium- und Natriumsulfate ausfallen. Das Eindampfen der Lösung sichert gleichzeitig den erforderlichen Wasserhaushalt im technologischen Kreislauf. Der Sulfatniederschlag wird von der Lösung, in der Kalium- und fiatriumaluminate hauptsächlich verbleiben, abfiltriert· Man behandelt den abfiltrierten Sulfatniederschlag mit Ätzkalilösung, wodurch man den Kaliumsulfatniederschlag und die Alkalilösung erhält, die zur Behandlung von Ausgangsalunit wiederholt angewendet wird.

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Die von Kalium- und Natriumsulfaten gereinigte und eingedampfte Lösung von Kalium- und Natriumaluminaten unterzieht man einer hydrolytischen Zersetzung durch Abkühlung auf 4-5 bis 48⁰C in Anwesenheit von Aluminiumtrihydroxyd/kristaIlen als Kristallisationszentren. Das ausgefallene Aluminiumtrihy droxyd wird nach dem Abtrennen von der Lösung geglüht, und man erhält Tonerde. Die Lösung wird zur Behandlung von Ausgange alunit zurückgeführt.

In technologischen Lösungen wird eine überschüssige h'enge an Natriumionen gegenüber der qn Kaliumionen in Laufe, des ganzen Prozesses gehalten. Der Gehalt an Natriumio:;e:i in der technologischen Lösung soll zweckmäßig erweise minder.stens 7Ofo, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kalium- und Natriumionen, betragen· Bei einem Gehalt an Natriumionen von unuor 70% ist es notwendig, technologische Lösungen in größerem luaße zu verdünnen« Der Gehalt an Natriumionen von mehr als 9% ist möglich aber nicht sehr erwünscht, weil in diesem Falle e-'^e Verminderung des Kaliumsulfatgehalts im Niederschlag des Gemisches der Sulfate beim Eindampfen der technologischen Lösung auftritt*.

Dadurch, daß die Alkalilösung wiederholt zur Behandlung vcn Ausgangsalunit verwendet wird, läßt sich die Einführung des Überschusses an Natriumionen zweierlei durchführen, und zwar kann der Überschuß an Natriumionen als Ä'tznatrcnlÖsung bei der Behandlung von Ausgangsalunit mit Alkalilösun^en oder als Natriumsulfat auf der Stufe der Behandlung des 1,'iec.er-

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schlags von Kalium- und Natriumsulfaten mit Atskalilösung eingeführt werden» Durch Konstanthalten der überschüssigen !■'enge ctn Natriumionen in der technologischen Lösung wird em m i^zv völlsiö^'/jej (mind ens tens 85%) Ausbringen von Kaliumsulfat aus Alunit erreicht. Dabei werden'Schlamriverluste_ an iltzkali mindenstens um 50% verringert. Beim Überschuß an Natriumionen, insbesondere im genannten Bereich, von 70 bis 95^, wird ein Höchstgehalt an Kaliumsulfat im Niederschlag des Gemisches von Kalium- und Natriumsulfaten gegenüber dem Kaliunsulfctgehe It in der einzudampfenden technologischen Lösung erreicht. Bei einen Kaliumionengehalt in der technologischen Lösung von etwa 50%, bezogen auf den Gesamtgehalt qn Natrium- und Kaliumionen, beträgt z.B. der Kaliumsulfatgehalt in Niederschlag etwa 70/5,

ein*«!

und bei Kaliumionengehalt in der technologischen Lösung von etwa 20%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kalium- und Natriumionen, macht der Kaliumsulfatgehalt im SuIfatniederschlas 57 bis 50% aus.

Bei der hydrolytischen Zersetzung der aluxiinathaitigen technologischen Lösung sichert der Überschuß an NatriUnionen einen geringeren Ätzkaligehalt im Aluminiumtrihydroi^rd beziehungsweise in Tonerde. Wie Versuche gezeigt haben,-übersteigt der Ätzkaligehalt in Tonerde 0,1% nicht.

Nachfolgend werden Beispiele zur Durchfühx-ung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt.

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Beispiel 1

. Es wurde ein etwa 5% Alunit enthaltendesAluniterz genommen, wobei der Gehalt an Kalium- und Natriumsulfat im Alunit 96% "bzw. 4%, "bezogen auf den Gesamtgehalt an Kalium- und Natriumsulfaten, "betrug·

1 t des. obengenannten zu behandelnden Aluniterzes enthielt 200 kg Al₂O₃, 210 kg SO₃, 60 kg K₂O, 2 kg Na₃O₁ 100 kg H₂O, 430 kg taubes Gestein.

In diesem und nachfolgenden Beispielen sind die Verfahrensweise und Temperaturverhältnisse den in der Beschreibungseinleitung angegebenen ähnlich.

Bei der Behandlung von Aluniterz wurde einGehalt an Natriumionen von 70% in der technologischen Lösung, bezogen auf den Gesamtgehalt an Natrium- und Kaliumionen, gehalten. Hier und weiter ist die Einführungsstelle des Überschusses an Natriumionen bedeutungslos.

Man behandelte das Alunit mit einer Wiederholt verwendeten Alkalilösung, die folgende Zusammensetzung hatte: 258 kg K₂O, 393 kg Na₂O, 180 kg Al₂O₃, 35 kg SO₃ und 3&OO kg H₂O.

Nach der Behandlung des Alunits besaß die technologische Lösung folgende Zusammensetzung: 309 KgO, 381 Na₂O, 360 kg Al₂O₃, 235 kg SO₃, 3900 kg H₂O.

Nach dem Eindampfen von I9OO kg Wasser aus der technologischen Lösung wurde der Sulfatniederschlag erhalten, der 145 kg K₂O, 64 kg Na₂O, 205 kg SO₃ enthielt.

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Nach der Behandlung des Sulfatniederschlags nit der Ätzkalilösung erhielt man 433 kg Kaliunsulfatniederschlag, der als Beimengung etwa 5% Natriumsulfat enthielt. Das Ausbringen von Kaliumsulfat aus Alunit betrug dabei 85%.

Durch hydrolytische Zersetzung der eingedampften Lösung, die Natrium- und Kaliumaluminate^hauptsächlich)enthielt, und anschließendes Glühen des niedergeschlagenen Aluminiumtrihydroxyds erhielt man 180 kg Tonerde mit etv?a 0,1?5 Ätzkali.

Beispiel 2

Es wurde ein Aluniterz in der gleichen Menge wie im Beispiel 1 genommen.

Durch Behandlung des Aluniterz«wurde in der technologische) Lösung sin Gehalt an Natriumionen von 90%, bezogen auf den Gesamtgehalt an Natrium- und Kaliumionen in derselben Lösung, gehalten.

Die Zusammensetzung der Alkalilösung zur Behandlung des Aluniterz«war wie folgt: 61 kg K₂O, 550 kg Na₂O, 180 kg Al₂O₃, 100 kg SO₃, 3100 kg H₂O.

■ Nach der Behandlung des Alunit5hatte die technologische Lösung folgende Zusammensetzung: 118 kg KO, 532 kg Na_?0, 360 kg Al₂O₃, 300 kg SO₃, 32OO kg H₂O.

Nach dem Eindampfen von 1200 kg Wasser aus der technologischen Lösung wurde der Sulfatniederschlag erhalten, der 120 kg K₂O, 80 kg Na₂O, 205 kg SO₃ enthielt.

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Nach der Behandlung des Sulfatniederschlags rait Ätzkalilösung erhielt man 433 kg Kaliumsulfatniederschlag, eier als Beimengung etwa 5^ Natriumsulfat enthielt. Das Ausbringen von Kaliumsulfat aus Alunit betrug dabei 95%.

Man erhielt 180 kg Tonerde mit etwa 0,04% Ätzkali.

Beispiel 3

Es wurde ei'η Aluniterz in einer Menge von 1 t bei einem Alunitgehalt von etwa 50% genommen, wobei der Gehalt an Kalium- und Natriumsulfaten im Alunit 60% bzv; A-O?;, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kalium- und Natriumsulfaten, betrug.

1 t des obengenannten Aluniterz»enthielt 135 kg Al₂O.,, 194 kg SO₃, 34 kg K₂O, 15 kg Na₂O, 70 kg H₃O, 500 kg taubes Gestein.

In der technologischen Lösung wurde einGehalt an Natriumionen von 80^, bezogen auf den Gesamtgehalt an Natrium*- und Kaliumionen, gehalten.

Die technologische Ausgangslösung hatte folgende Zusammensetzung: 110 kg K₂O, 440 kg Na₂O, 170 kg Al₂O-,, 61 kg SO₃₁ 325Ο kg H₂O.

Nach der Behandlung des Alunits besaß die technologische Lösung folgende Zusammensetzung: 138 kg K₂O, 439 kg Na₂O, 340 kg Al₂O₃, 245 kg SO₃, 332Ο kg H₃O.

Nach dem Eindampfen von 1400 kg V/asser aus der technologischen Lösung wurde der Sulfatniederschlag erhalten, der 120 kg K₂O, Yl kg Na₂O, 184 kg SO₃ enthielt.

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- ίο -

Nach der Behandlung des Sulfatniederschlags mit der Ätzkalilösung erhielt man 392 kg Kaliumsulfatniederschlag, der als Beimengung etwa 5% Natriumsulfat enthielt· Das Ausbringen von Kaliumsulfat aus Älunit betrug dabei 83%· Man erhielt 170 kg Tonerde mit etwa 0,0?# Itzkali.

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Claims

ρ 50

7.Sept

PATENTANSPRÜCHE

1· Verfahren, zur Herstellung von Tonerde und Kaliumsulfat aus Alunit durch Behandlung desselben mit einer Alkalilösung bis zur Bildung von Natrium- und Kaliumsulfaten und -alumina ten in der Lösung, Ausfällen der Kalium- und Natriumsulfat e unter anschließender Gewinnung von Kaliumsulfat aus dem Niederschlag durch Einvdrkung von Ätzkali auf denselben und Herstellung von Tonerde aus der Lösung, dadurch gekennzeichnet , daß man in der technologischen Losung eine überschüssige Menge an Natriumionen gegenüber der an Kaliumionen hält·
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß der Gehalt an Natriumionen in der technologischen Lösung, bezogen auf den Gesamtgehalt an Kaiiun- und Natriumionen in der . Lösung, mindenstens 7Q£ betraft.
3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c η gekennzeichnet , daß die überschüssige l'.snge an Natriumionen als Ätznatron in die technologische Lösung bei der Behandlung von Alunit mit Ätzalkalien eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die überschüssige Menge an Natriumionen als Natriumsulfat in die technologische Lösung bei der Behandlung des ein Gemisch von Kalium- und Natriumsulfaten enthaltenden Niederschlags mit Ätzkali eingeführt wird.

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