DE2625532A1 - Verfahren zum aufschluss von metallsilikat mit saeure - Google Patents

Verfahren zum aufschluss von metallsilikat mit saeure

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Description

VEREINIGTE ALUMINIUM-WERKE
AKPIENGESELLSCHAP Γ
BONN
Verfahren zum Aufschluß von Metallsilikat mit Säure
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufschluß von Metallsilikat mit Säure.
Salze der Kieselsäure mit einem oder mehreren unterschiedlichen Kationen, die entweder in der Natur vorkommen oder künstlich hergestellt werden, sind häufig in neutralen oder sauren Medien unlöslich oder sehr schwer löslich. Ihre Behandlung mit basischen Lösungen führt zur Bildung von meist wasserlöslichen Salzen der Kieselsäure und der verwendeten Base. Zur Auflösung des/der Metallions(-ionen) in Säuren muß die silikathaltige Substanz außerordentlich fein gemahlen werden und/oder auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden, um die erwünschte Auflösung des kationischen Metallanteils zu erreichen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, daß den Aufschluß von Metallsilikaten mit Säuren erleichtert und beschleunigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man das Silikat vor der Säurebehandlung über seinen Schmelzpunkt erhitzt und die Schmelze sehr schnell abkühlt sowie gegebenenfalls mechanisch weiter zerkleinert.
Weitere Aspekte, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Unteransprüchen.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß die Auflösungsgeschwindigkeit der einfachen oder polymetallischen Silikate in Säuren erheblich erhöht werden kann, wenn die Silikate über ihren Schmelzpunkt erhitzt werden und die resultierenden Schmelzen sehr
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schnell abgekühlt werden. Es ist vorteilhaft, diese Abkühlung noch durch möglichst feine Zerteilung der Silikatschmelze zu beschleunigen und dabei ein sehr feinkörniges Material zu erhalten, das dem Säureangriff eine möglichst große Oberfläche bietet, beispielsweise durch Verdüsung mit Wasserdampf oder Luft, oder durch Abschrecken des gescnmolzenen Silikates mit Flüssigkeiten.
Das erstarrte (abgeschreckte) silikathaltige Material ist brüchig und spröde, so daß es leicht weiter zerkleinert werden kann, wobei der dazu benötigte Energieaufwand im Vergleich mit nicht umgeschmolzenen und unabgeschreckten Material wesentlich geringer ist.
Der bei dem Säureaufschluß anfallende Rückstand, der im wesentlichen aus Kieselsäure bzw. säureunlöslichen MetalIsilikaten besteht, erweist sich in der Regel als sehr oberflächenaktiv und läßt sich demzufolge in an sich bekannter Weise, z.B. durch Umsetzung mit Basen bzw. Metalloxiden, insbesondere Alkali- oder Erd-Alkali-Oxiden in wässriger Lösung oder -Aufschlämmung, zu wertvollen Produkten weiterverarbeiten, so daß auch der anionische Anteil des aufgeschlossenen Metallsilikates einer Verarbeitung zugeführt werden kann.
Als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren hat sich metallsilikathaltige Steinkohle bewährt. In vielen Steinkohlen sind als hauptsächliche Asehebestandteile Tonerde und Kieselsäure enthalten. Daneben können die Oxide von Eisen, Titan, Mangan, Vanadium, Zink und Phosphor auftreten. Weitere Elemente sind spurenweise zugegen. Sowohl die Zusammensetzung der Kohlenasche als auch ihr Erweichungs-, Schmelz- und Fließverhalten läßt sich durch geeignete Zusätze beeinflussen, deren Auswahl dem Fachmann überlassen werden kann. Zur Bestimmung des Ascheschmelzverhaltens sei auf DIN 51730 hingewiesen.
Da in vielen Ländern heute die Wärmeerzeugung aus Steinkohle, insbesondere bei Verwendung von ballastreichen Kohlen mit niedrigem Aseheschmelzpunkt, durch Kammer- oder Zyklonschmelzfeuerungen erfolgt und die Schlacke entsprechend der Größe der Kraftwerke in sehr
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beträchtlichen ,Mengen anfällt, ist das erfindungsgemäße Verfahren für die Verwertung der anfallenden Schlacke von besonderem Interesse.
Erfindungsgeraäß ist die aus den Schmelzfeuerungen abfließende Schlacke schnell abzukühlen und gleichzeitig bzw. anschließend dem SäureaufSchluß zu unterwerfen.
Die extrahierten Metalle werden in an sich bekannter Weise aus den Säureaufschlußlösungen isoliert und gegebenenfalls weiter aufbereitet.
Beispiel;
Ein Abfallprodukt einer Aufbereitungsanlage enthält
SiO2 CaO Al2O5 Pe2°3 Ti02 K2° 56,2 % 2,3 % 26,2 % 10,4 % 0,9 % 4,0 %
Es wurde auf ca. 1.450 °C erhitzt und mit kaltem Wasser abgeschreckt. Die spröder Granalien von ca. 2-5 mm Größe wurden anschließend auf -100 mesh gemahlen. 50 kg des Mahlgutes wurden mit azeotroper (22 Gew.% HCl) Salzsäure unter Rückfluß bei ca. lOS 0C gekocht. Das Verhältnis Flüssigkeit zu Feststoff war 5 : 1.
Nach 4 h Reaktionszeit wurde der leicht filtrierbare feste Rückstand abgetrennt, gewaschen und bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
Das Rückstandsgewicht betrug 30,15 kg und hatte folgende Zusammensetzung
Fe2O, TiO2 CaO AIgO, KgO 0,58 % 0,70 % 0,15 % 1,4 % 0,15 %
Der Rest war SiO2.
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Es haben sich demnach aufgelöst
Fe3O5 TiO2 CaO Al2O5 K2O 96,6 g 53,3 % - 96,8 g 97,6 g
Aus einer gleich fein gemahlenen, aber nicht abgeschreckten Vergleichsprobe haben sich aufgelöst
Fe0O, TiO0 CaO Al0O^ K0O 2 3 2 _ 2 3 2
32,10 # 10,2g - 31,30g 44,4g
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Claims (13)

  1. Patentansprüche
    (l) Verfahren zum Aufschluß von Metallsilikat mit Säure, dadurch gekennzeichnet, daß man das Silikat vor der Säurebehandlung über seinen Schmelzpunkt erhitzt und die Schmelze sehr schnell abkühlt sowie gegebenenfalls mechanisch weiter zerkleinert.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in Flüssigkeit abschreckt.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in wässriger Flüssigkeit abschreckt.
  4. 4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daS man die Schmelze in Säure abschreckt.
  5. 5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze vor und/oder während der Abkühlung fein zerteilt.
  6. 6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze vor und/oder während des Einbringens in die Flüssigkeit fein zerteilt.
  7. 7) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze mit Wasser und/oder Luft verdüst.
  8. 8) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Silikat durch direkte Verbrennung von zugeraischtem oder darin enthaltenen Brennstoff erhitzt.
  9. 9) Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial metallsilikathalt ge Steinkohle verwendet.
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  10. 10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man Steinkohle mit niedrigem Ascheschmelzpunkt verwendet.
  11. 11) Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß man der Steinkohle Substanzen zusetzt, die den Ascheschmelzpunkt erniedrigen.
  12. 12) Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man der Steinkohle Metallsilikat zusetzt.
  13. 13) Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man Schlackegranulat aus Steinkohlen-Schmelzfeuerungen verwendet.
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DE19762625532 1976-06-05 1976-06-05 Verwendung von Schmelzgranulaten aus Schlacken von metalsilikathaltiger Steinkohle Expired DE2625532C3 (de)

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DE2625532B2 DE2625532B2 (de) 1980-08-07
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