DE2651384C2 - Verfahren zur Aufbereitung von Siliziumdioxid enthaltenden Abfallstäuben zu kristallinem zeolithischem Molekularsieb vom Typ A - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von Siliciumdioxid enthaltenden Abfall-Flugstauben aus der Herstellung von Slllzlummetall und Siliziumlegierungen zu kristallinem zeollthischem Molekularsieb von Typ A.

Zur Herstellung von Alkallsilikaten, deren wäßrige Lösung auch In Kombination mit Natrlumalumlnat und Natronlauge durch besondere Fallmethoden zur Gewinnung von Zeolithen Einsatz finden, sind verschiedene Verfahren bekannt:

Beim Schmelzverfahren, welches heute überwiegend praktiziert wird, wird Siliziumdioxid (Quarz) mit Soda In der Schmelze bei hohen Temperaturen umgesetzt. Dieses Schmelzverfahren weist den Nachteil auf, daß zu seiner Durchführung ein erheblicher Energieeinsatz erforderlich ist. Zudem Ist das Schmelzverfahren apparativ aufwendig und daher Investitionsintensiv. Wegen der hohen Betriebstemperaturen sind Schmelzmassen, Ofendach und Rekuperatoren einem hohen Verschleiß ausgesetzt, Das Schmelzverfahren ist zudem durch eine besonders sorgfaltige Auswahl des eingesetzten Quarzsandes, Insbesondere Im Hinblick auf den Elsen- und Alumlnlumgehalt, gekennzeichnet. (Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, 15. Band, 3. Auflage S. 732).

Bei dem weiterhin bekannten nassen Aufschlußverfahren Ist die Umsetzung schwer quantitativ durchzuführen, da bei Verwendung von Natursand dieser nur relativ langsam und unvollständig reagiert. Nach diesem nassen] Aufschlußverfahren kann nur diskontinuierlich Im Autoklaven und somit arbeits- und energieintensiv gear-] beitet werden. Das ausgetragene Wasserglas ist verdünnt!

und führt beim Transport zu erhöhten Kosten. (UH-I mann's Enzyklopädie der technischen Chemie 15. Band,] 3. Auflage, Seite 736).

Zur teilweisen Vermeidung der vorgenannten Nach-! teile werden als Ausgangsmaterial zur Herstellung von

ίο Alkallsilikaten in Japan natürlich vorkommende Vulkansande verwendet.

Man hat auch schon vorgeschlagen, für die Herstellung besonders reiner Alkalisilikate - insbesondere für wissenschaftliche Zwecke - pyrogen gewonnene, chemisch

is hochreine, amorphe Kieselsäuren als Ausgangspunkt zu verwenden (Ullmann's Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 15, 3. Auflage, Seite 73Z> Diese Herstellungsmethode hat jedoch den Nachteil, daß infolge der hohen Kosten des Ausgangsmaterials die gewonnene Alkalisilikatlösung nur für Spezialzwecke, nicht jedoch auf technologisch breiier Basis, eingesetzt werden kann. Zur Gewinnung von Wasserglaslösungen aus Industriellen Abfallprodukten Ist man auch schon davon ausgegangen, Abfallkieselsäuren, wie sie bei der Herstellung von Naj, AIF₄, AIFj, NaF und HF aus der aus dem Rohphosphatprozeß stammenden Hexafluorkieselsäure -H₂SlF* - anfallen, zu verarbeiten (DE-PS 22 19 503). Es wird jedoch nur ein Wasserglas mit begrenzter Stabilität erhalten, da die nicht vollkommen entfernbaren Fluorld-

JO lohen die Polymerisation der Wasserglaslösung katalysleren. Zudem stört der Gehalt an giftigem Fluorid bei der weiteren Verarbeitung dieses Materials.

Neuerdings hat man versucht, andere hochkleselsäurehaltlgen Abfallprodukte zu Wasserglas zu verarbeiten: So entsteht bei der Gewinnung von Slliziumcarbid, welches Im Elektroofen durch metallurgische Verfahren hergestellt wird, als Reaktionsprodukt eine große Menge feuchter Gase, die anfangs Slllzlummonoxld enthalten, das dann bei Zutritt von Luftsauerstoff zu hochdispersem

•Ό Siliziumdioxid oxidiert wird. Zusätzlich dazu enthalten die Reaktionsgase auch feste Verunreinigungen, die zusammen mit dem Sllizlumdioxld In erheblichen Mengen als Flugstaub aus den Abgasen abgetrennt werden. Der anfallende Flugstaub besitzt einen hohen Gehalt an

-*5 amorphem SlO₂. Als Verunreinigungen finden sich neben anderen Oxiden wie Fe₂Oj, AI₂Oj, MgO und CaO auch der als Reduktionsmittel in Form von Graphit in den Elektroden verwendete Kohlenstoff. Er gelangt in feinvertellter Form In das Abgas u.-J gibt dem Flugstaub eine schwarzgraue Färbung. Ferner enthalten die ■\bscheldunfesprodukte aus der Umsetzung von Quarz mit z. B. Ölfcoks herrührende Verunreinigungen. Desweiteren sind auch noch die aus dem als Bindemittel im Elektrodenmaterial verwendeten Steinkohlenteer oder Dextrinen durch thermische Zersetzung gebildeten organischen Substanzen, welche als Crackprodukte In das SiOj-haltlge Abgas gelangen. Im Flugstaub enthalten. Diese Substanzen werden von der extrem (einteiligen Kieselsäure des Abfallsiaubes fest adsorbiert.

Abfall-Flugstaub fallt In beträchtlichen Mengen auch bei der Herstellung von Slllzlumelsenleglerungen an. So entstehen bei der reduzierenden Herstellung von einer Tonne Slllzlumelsenleglerung 0,2 bis 0,5 Tonnen Staub. Die Wiederverwendung dieses Staubes durch Rückfüh rung In den Elektroofen Ist zwar versucht worden, aber wegen der Notwendigkeit eines Granuliervorganges _ wenig rentabel. Da sich bisher keine bedeutende technl- | sehe und. wirtschaftlich praktikable Verwendunesmoe-

llchkelt ergeben hat, wird der Abfallflugstaub je nach Lage der Fabrik entweder als weißer Rauch (Aerosol) in die Atmosphäre abgegeben und bildet die Ursache einer gravierenden Luftverschmutzung, oder er wird gesammelt ins Meer und In Flüsse eingegeben oder auf Depo- -> nie gebracht.

Zwar hat man schon die chemische Aufbereitung von kieselsäurehaltigen Abfallflugstäuben durch Aufschluß mit Alkalihydroxid im Naßverfahren vorgeschlagen. Dabei gewinnt man aus den erhaltenen ungereinigten m Wasserglaslösungen mittels Säure Kieselsäuregele, die jedoch infolge der zuvor genannten festen und löslichen Verunreinigungen nur beschränkt eingesetzt werden können (JA-OS Sho 49-1 34 599, JA-OS Sho 49-1 34 593).

In der prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten i> DE-OS 26 09 831 wird ein Verfahren zur Aufbereitung von Slllzlumdloxid enthaltenden Abfallflugstäuben zu Fällungskieselsäure und Silikaten vorgeschlagen, das folgende Verfahrensschritte umfaßt:

L Auflösung des Flugstaubes in Alkalihydroxid^- ^m sung unter Bildung einer Alkalisilikatlösung mit hohem Modul (SiO₂:Na₂O).

II. Reinigung dieser Alkalisilikatlösung von organischen Bestandteilen durch Behandlung mit Aktivkohle und/oder Oxidationsmitteln und Abtrennen des nicht aufschlleßoaren schwarzen Rückstandes von der Lösung.

III. Umsetzung der gereinigten Alkalisilikatlösung mit Säuren und/oder Salzen des Aluminiums und Calciums oder M??nesiums bei Temperaturen im ^m Bereich von 60 bis 110° C Im pH-Bereich von 1 bis 12, anschließende Filtration, Wat-hen und Trocknung des FilterkuchenteigtJ powie Zerkleinerung des Trocknergranulates zur Gewift ung feintelliger, amorpher, reiner Fällungskieselsäuren.

Obwohl mit Hilfe dieses Verfahrens gegenwärtig erstmals die Möglichkeit besteht, die die Umwelt belastenden Flugstäube einer technischen Verwendung zuzuführen, sind weitere Bemühungen erforderlich, die *o Stäube, deren toxikologische Bedenklichkeit neuerdings mehrfach geäußert worden ist (J.C.A. DAVIES, The Central African Journal of Medicine, Bd. 20, (Nr. 7), Juli 1974, S. 140 bis 143 und D.M. TAYLOR, J.C.A. DAVIESJhe Central African Journal of Medi- «5 cine, Bd. 21 (Nr. 4), April 1975, S. 67 bis 71) durch chemische Umwandlung sinnvoll zu verwerten.

Der Erfindung lag daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein chemisches Verfahren zur Aufbereitung von Slllziumdloxid enthaltenden Abfall flugstäube η aus der Herstellung von Siliziummetall und Siliziumlegierungen zu kristallinem zeolthlschem Molekularsieb vom Typ A anzugeben. Zeolithisches Molekularsieb vom Typ A ist ein hochwertiges Produkt mit umfassender Einsatzmöglichkeit, z. B. als lonenaustauschender heterogener anor- ganischer Builder In modernen Waschmitteln, als Adsorptionsmittel für die Trocknung von Gasen und Flüssigkelten, als Trennmittel für die Zerlegung von Gasgemischen, als Katalysator und als Katalysatorbestandtell, als Ionenaustauscher für Trinkwasser und Industrielle Abwässer.

Gegenstand der Erfindung Ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Siliciumdioxid enthaltenden Abfallflugstäuben aus der Herstellung von Slliciummetall und SlIlclumleglerungen zu kristallinem zeolithlschcn Moleku- larsleb vom Typ A, bei dem man den Flugstaub In Alkalimetallhydroxidlösung unter Bildung von Alkallmetallslllkatlösung bei Temperaturen von 60 bis 110⁰C auflöst,

35 die so erhaltene Alkalimetallsilikatlösung von organischen Bestandteilchen durch Behandlung mit Aktivkohle und/oder Oxydationsmitteln und Abtrennen des nicht aufschließbaren Rückstandes von der Lösung reinigt, welches dadurch gekennzeichnet Ist, daß man den Flugstaub in Alkalimetallhydroxidlösung unter Bildung von Alkalimetallsilikatlösung mit einem Modul SiO. : Me₂O im Bereich von 2,0: 1 bis 3,5 :! auflöst, daß man vorgelegte Alkalimetallalumlnatlösung mit der verdünnten gereinigten Alkalimetallsilikatlösung bei Raumtemperatur umsetzt, anschließend die Reaktionsmischung (2,0 bis 4,4) Na₂O : AI₂O, : (1,3 bis 1,8) SfO₂ : (90 bis 120) H₂O bei Temperaturen von Ή) bis 95° C für die Dauer vor 6 bis 12 Stunden kristallisiert, filtriert, anschließend die kristalle auf pH-Wert von 10 bis 11 wäscht und trocknet und daß man die anfallende, verdünnte, alkalimetallhydroxid-haltige Mutterlauge der Molekularsieb-Kristalllsatlon mit 45 bis 50%iger Natronlauge vermischt und in den Aufschlußprozeß zur Gewinnung von Alkalimetallsilikatlösung zurückführt oder daß man In der anfallenden, verdünnten, aikallmetaühydroxldhaitigen Mutterlauge festes Natriumsilikat mit einem Modul SiO₂ : Na₂O von 3,3 zu 1 auflöst, die so erhaltene Lösung so lange einer Modulsenkung unterzieht, bis das Modul den Wert 2:1 erreicht hat, und diese dann In den Aufschiußprozeß zurückführt.

Die anfallende, verdünnte, alkallmetallhydroxidhaltige Mutterlauge der Molekularsieb-Kristallisation wird mit handelsüblicher 45 bis 50%iger Natronlauge unter Umgehung der energetischer« aufwendigen Eindampfung vermischt und In den Aufschlußprozeß des FeSl-FIugstaubes zu Alkalimetallsilikatlösung mit einem Modul (SiO₂ : Me'₂O) 2,0 : 1 bis 3,5 : 1 zurückgeführt.

Die Rückführung der Mutterlauge wird man auch so durchführen, daß man in dieser Mutlerlauge festes Natriumslllkat mit einem Modul von SlO₂ : Na₂O = 3,3 : I auflöst, die so erhaltene Lösung solange einer Modulsenkung unterzieht, bis der Modul den Wert von 2: 1 erreicht hat und dann dem Aufschluß zuführt. Dabei läßt sich durch Aufschluß von Flugstäuben ebenfalls die Menge der zu verarbeitenden Mutterlauge entsprechend steuern. Aus den so erhaltenen Natriumsilikatlösungen, die gegebenenfalls einer Filtration und Reinigung zu unterziehen sind, lassen sich mit Bedingungen zeollthlsche Molekularsiebe vom Typ A gewinnen.

Als Alkalimetallhydroxidlösung kann man Natrium bzw. Kallumhydroxldlösung verwenden.

Zur Entfernung der Verunreinigungen aus den durch das Aufschlußverfahren resultierenden Alkalimetallsilikatlösungen verwendet man als Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid oder Alkalimetallperoxid, vorzugsweise Natriu:nperoxld, Na₂O₂, welche man entweder während des Aufschlusses oder kurz vor dem Abtrennen des nicht aufschließbaren Rückstandes oder auch erst kurz danach zusetzt.

In besonders vorteilhafter Welse nimmt man die Entfernung der Verunreinigungen mittels Aktivkohle-Behandlung kurz vor dem Abtrennen des nicht aufschließbaren Rückstandes der Alkallmetallslllkatlösung vor oder kombiniert die Aktlvkohlsbehandlung mit der Behandlung mit Oxydationsmitteln. Als Aktivkohle eignet sich besonders ein aus reiner Holzkohle durch Wasserdampfaktlvlerung bei Rotglut hergestelltes Präparat mit einem Wassergehalt von 10%, einer spezifischen Oberfläche nach BET Im Bereich von 600 bis 800 mVg, einem pH-Wert von 9 bis IO und einer Mahlfeinheit von 80* unter 40 nm.

Zum Nachwels des technischen Fortschrittes des erfln-

dungsgemäßen Verfahrens wird nachstehend ein Vergleich des Energiebedarfs für die Herstellung eines zeolithischen Molekularsiebs vom Typ A aus Sand, Soda und Natriumaluminat Ober das bekannte Schmelzverfahren (A) und Ober das erfindungsgemäße Verfahren (B) aus FeSi-Flugstaub, Natronlauge und Natriumaluminat gebracht.

Aus der nachstehenden Tabelle sind die numerischen, expertmenlell ermittelten und auf kcal/kg SiO₂ normierten Werte zu entnehmen. Die Tabelle enthält drei waage- to rechte Zahlenreihen: davon bezieht sich die erste Reihe auf den Energiebedarf, die pro kg SiO₂ in der flüssigen Wasserglasphase aufzuwenden ist, während in der zweiten Zahlenreihe der Energiebedarf pro Gewichtseinheit (kg) des zeolithischen Molekularsi&bs des Typs A (100%ig berechnet) aus eben diesem Flüssigwasserglas nach Verfahren A und B zu finden ist. Die dritte Zahlenreihe gibt schließlich die Summe der ersten und zweiten Zahlenreihe wieder und repräsentiert damit den Gesamtenergieaufwand, der aufzuwenden ist, um nach Verfahren A und B aus der SiO-Queüe Sand bzw. FeSi-Flugstaub kristallines zeolithisches Molekularsieb des Typs A herzustellen. Bei dem Zahlenvergleich Fällt auf, daß bei der Wasserglasgewinnung nach dem Schmelzverfahren A der Energiebedarf um den Faktor 3,2 höher als beim erfindungsgemäßen Verfahren B ist. Während bei dem Verfahren A der Anteil der Energie zur Gewinnung von Flüssigwasserglas noch 31% vom Gesamtenergiebedarf ausmacht, beträgt für das erfindungsgemäße Verfahren B dieser Anteil nur noch 12%. Gemessen am Gesamtenergieaufwand zeigt sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren B gegenüber dem bekannten Verfahren A eine 2t%ige Energieersparnis erbringt.

Der technische Fortschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich welter durch folgenden Vorteil gegenüber der bekannten Arbeitsweise belegen:

Es besteht die Möglichkeit aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens die alkalimetallhydroxldhaltige verdünnte Mutterlauge ohne die Anwendung eines Eindampfverfahrens Im Kreise zu führen, wodurch eine *o nicht unerhebliche Energieeinsparung resultiert. Im Falle der Eindampfung müßten neben einer aufwendigen Anlage zur Aufkonzentrlerung der verdünnten Mutterlauge von 40 bis 60 g NaOH/1 auf 200 g NaOH/I 430 bis 495 kcal/1 Mutterlauge aufgewendet werden, die nunmehr eingespart werden können.

Beispiel 1

Als Ausgangs-Rohprodukt werden a) ein aus der Ferroslllzium (FeSi)-Produktion anfallender Flugstaub mit folgenden analytischen und physikalischen Daten:

SiO2	89,55%	97,50%
Fe2O,	0,90%	0,10%
AIjOj+MgO+CaO	3,90%
+Na2O+-KjO
SiC	0,40%
C	1,40%
GlQhverlust	3,20%
(bei 1000° C)
Schüttgewicht	250 g/l
Teilchengröße	60 Mikron
ι aus der Slliziur	nmetallprodu
ugstaub mit den Daten:
SiO2
Fe2O,

50

55

60 AUOn-MgO+CaO

Na₂O+K₂O
SiC
C
Glühverlust

(bei 1000° C)
Schüttgewicht
Teilchengröße

2,10%

0,30% 1,40% 3,20%

250g/l 90 Mikron

eingesetzt.

In ein 2000 Ltr. fassendes Gefäß aus V2A-Stahl und Abdeckung, das mit einem Doppelmantel für Flüssigkeitsbeheizung und mit schneilaufendem Rührer und ßodenauslaßventil ausgerüstet ist, werden 750 ltr. Wasser eingefüllt und darin 150 g NaOH/I aufgelöst. Man erhitzt auf 70 bis 90° C und trägt unter Rühren 127,5 kg des Produktes a) mit 89,6% SiO₂ ein. Man erhitzt diese Mischung bei 90 bis 100° C für 40 bis 60 Minuten, wobei sich die amorphe Kieselsäure des Rückstandes sichtbar löst. Danach werden weitere 127,5 kg des Produktes b) mit einem SiO.-Gehalt von 97,5% eingetragen. Nach einer weiteren Reaktionszeit von 2 bis 3 Stunden wird die Aufschlußmischung aus dem Reaktionsgefäß gepumpt und mittels einer geeigneten Flltratiorisvorrichtung (Drehfilter, Bandfilter oder Filterpresse) unter Verwendung von Filtriertüchern aus Perlon noch heiß vom kohlenstoffhaltigen, nicht aufschließbaren Rückstand abfiltriert. Dazu ist es ratsam, die Aufschlußlösung vor der Filtration mit 650 ltr. heißem Wasser zu verdünnen. Zur Feinfiltration arbeitet man mit Hilfs der Anschwemmtechnik. Es werden 1300 I einer wassserhellen Natriumsilikatlösung erhalten, die 171,2 g SiO₂/l und 86,77 g Na₂O/l enthalten (d = 1,235) und die einen Modul von SiO₂ : Na₂O = 2,04 : 1 aufweist.

Zur Entfernung organischer Verunreinigungen wird der Aufschlußlösung etwa 1 Stunde vor Beendigung der Reaktion des Aufschlusses 5,0 kg Aktivkohle zugegeben. Um den Reinigungseffekt zu verbessern, wird der Aufschlußlösung nach dem A-Kohlezusatz noch Natriumperoxid in einer Menge von 0,5 g/l zugesetzt (375 g Na₂O₂). Als alternative Vefahrensweise können anstelle von Natriumperoxid auch 10 ml Wasserstoffperoxidlösung (35%ige) pro Liter Wasserglas, vorzugsweise nach der Filtration, zugesetzt werden.

In einem gummierten lOOO-Lite^-Behalier mit Abdekkung, Doppelmantel für Flüssigkeitsbeheizung, Rührwerk und Bodenauslaufventil versehen, werden 420 Liter Wasser und 200 Liter einer Nalriumaluminatlösung, die 240 g Al₂Oj/l und 336 g Na₂O/l enthält, vorgelegt. Zu dieser Lösung werden 215 Liter der durch Aufschluß hergestellten, gereinigten Wasserglaslösung (171 g SiO₂/l und 87 g Na₂O/l, Modul 2,04, Dichte 1,235 g/n!) unter Rühren zugegeben. Unter ständigem Rühren wird die Reaktionsmischung (2,9 Na₂O : 1,0 Ai₂Oj : 1,3 SiO₂ : 95 H₂O) 12 Stunden lang auf 90 bis 95° C gehalten. Es bilden sich zeolithlsche Kristalle vom Typ A. Durch anschließende Filtration, Waschen auf pH von 10 bis 11 und Trocknung erhält man ein weißes Pulver mit einem Weißgrad ns"h Berger bei 460 ηιμ von 91,5%.

Beispiel 2

Herstellung und Reinigung der Natriumsilikatlösung (d = 1,235 g/ml; Modul = 2,04 und 171 SlO₂/l sowie 87 g Na₂O/I erfolgt gemäß Beispiel 1.

In einem 4060 Ltr.-Behälter werden 100 I Natronlauge mit einem Gehalt von 60 g Na₂O/! vorgelegt. Unter Rühren, werden gleichzeitig mit einer Geschwindigkeit von 21,6 Itr/mln. 542 I der obigen Wasserglaslösung und mit

einer Geschwindigkeit von IO l/mln. 250 I Natrlumaluminatlösung, die 60 g Na₁O/! und 20 g AI_;O/I enthalt, bei Raumtemperatur zu der vorgelegten Natronlauge dosiert. Aus der zunächst klaren Lösung füllt nach kurzer Zeit ein gelförmlges Produkt aus. Dazu werden unter fortgesetztem Rühren 1800 1 einer 80⁰C heißen Natrlumaluminatlösung(51,8 g AI₁Oj/! und 71,1 g Na,O/l) gegeben. Die Reaktionsmischung wird bei 93° C 3,5 Stunden lang kristallisiert. Das erhaltene Produkt besitzt die Rffätgenstruktur eines Zeolithen vom Typ A. Das felntelllge Produkt besitzt eine Weißgrad nach Bergerbei 460 mn von 92%.

Beispiel 3

Bei der Herstellung von Molekularsieb Typ Λ gemäß Beispiel 1 fällt eine Mutterlauge an, die noch Teile der für den Waschprozeß erforderlichen Waschwüsser enthalt. Der Gehalt an NaOH betragt 54 g/l.

In einem V2A-Behälter mit einem Volumen von 20 I werden 10 I dieser verdünnten Natronlauge mit 460 g festem NaOH versetzt. Nach dem Auflösen des festen NaOH wird die Lösung auf 90 bis 95° C erhitzt und nach und nach 850 g des FeSl-Flugstaubes a) (Beispiel I) unter

Tabelle

Rühren eingetragen, es wird 45 Minuten lang Im abgedeckten Gefäß erhitzt. Danach werden 850 g des Sl-Metall-Flugstaubes b) (Beispiel 1) zugegeben und die Aufschlußmischung bei 95" C weitere 3,5 Stunden lang -> erhitzt. Der Rückstand wird mittels Druckfilter Ober ein Perlontuchflltcr abgetrennt, wonach 6,6 Liter einer Natrlumslllkailösung mit einem Gehalt von 203 SlO,/I und 104 g NajO/l entsprechend einem Modul von SIO₂ : Na₁O = 2,02 : I gewonnen werden. Die Reinigung der

ίο Aufschlußlösung wird nach Maßgabe des Beispiels I durchgeführt.

Nach der Reinigung werden In einem 5O-LHer-V2A-Behaiter 10 Liter Wasser und 5 Liter einer Natrlumalumlnatlösung. die 240 g AI₁O,/! und 335 g Na,O/l enthalt,

i> vorgelegt. Zu dieser Lösung werden 5,5 Liter der oben durch Aufschluß hergestellten, gereinigten Wasserglaslösung (203 g SlO₁Zi; 104 g Na₁OZl, Modul : 2,02) unter Rühren zugesetzt. Unter weiterem Rühren wird die Reaktionsmischung (3,i Na₁O : i,ö Ai₁Oi : i,6 SiO₁ : 92

:» HiO) IO Stunden lang auf 94 bis 96" C gehalten, der kristalline Zeollth vom Typ A wird nach dem Filtrieren und Waschen auf pH IO getrocknet. Das erhaltene Produkt weist einen Weißgrad nach Berger bei 460 mn von auf.

Energiebedarf, Vergleich von Schmelz- und Naßverfahref, A = Schmelz- oder Wannenverfahren aus Sand und Soda mit anschließender Zeolith

A-Herstellung B ~ Naßaufschlußverfahren aus FeSi-Flugstaub und Natronlauge mit anschließender

Zeolith A-Herstellung Verfahrensvariante: A B Emergiebedarf für Flüssigwasssrglas

kcal/kg SiO₂ in Flüssigglas 1310 (31%)

Emergiebedarf für zeolithisches Molekularsieb des Typ A

kcal/kg zeolithisches Molekularsieb des Typs A*) 2970 (69%)

Gesamtenergiebedarf **)

kcal/kg zeolithisches Molekularsieb des Typs A 4280 (100%)

412 (12,0%)

2970 (88,0%)

3382 (100%)

*) Zeolith A, berechnet aufgetrocknete Substanz = 100%ig; als sprühgetrocknetes Pulver mit 20% H₁O *·) Einsprang an Energie beim erfindungsgemäßen Verfahren B 21% gegenüber dem konventionellen Verfahren A

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Aufbereitung von Siliciumdioxid enthaltenden Abfaliflugstäuben aus der Herstellung von Siliciummetall und Slliciumleglerungen zu kristallinem zeollthischem Molekularsieb vom Typ A, bei dem man den Fingstaub in Alkailmetallhydroxldlösung unter Bildung von Alkalimetallsilikatlösung bei Temperaturen von 60 bis 110° C auflöst, die so erhaltenen Alkallmetallsliikatlösung von organischen Bestandteilen durch Behandlung mit Aktivkohle und/oder Oxydationsmitteln und Abtrennen des nicht aufschließbaren Rückstandes von der Lösung reinigt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Flugstaub in Alkallmetalihydroxldlösung unter Bildung von Alkallmetallsillkatlösung mit einem Modul SiO₂:. Me₂O im Bereich von 2,0: 1 bis 3,5: 1 auflöst, daß man vorgelegte Alkallmetallalumlnailösung mit der verdünnten, gereinigten Alkallmetallsillkatlösung bei Raumtemperatur umsetzt, anschließend die Reaktionsmischung (2,0 bis 4,4) Na₂O : AI₂O,: (1,3 bis 1,8) SiO₂: (90 b.!s 120) H₂O bei Temperaturen von 90 bis 95° C für die Dauer von 6 bis 12 Stunden kristallisiert, filtriert, anschließend die Kristalle auf pH-Wert von 10 bis 11 wäscht und trocknet und daß man die anfallende, verdünnte, alkallmetallhydroxld-haltige Mutterlauge der Molekularsleb-Krlstallisatlon mit 45 bis 50%iger Natronlauge vermischt und In den Aufschlußprozeß zur Gewinnung von Alkalimetallslllkatlösung zurückfahrt oder daß man In der anfallenden, verdünnten, alkallmetallhydroxidhaltlgen Mutterlauge festes Natriumsilikat mit einem Modul SlO₂ : Na₂O von 3,3 zu 1 auflöst, die so erhaltene Lösung so lange einer Modulsenkung unterzieht, bis das Modul den Wert 2: 1 erreicht hat, und diese dann In den AufschlußprozeB zurückführt.