DE2807850A1 - Verfahren zur herstellung reiner tonerde - Google Patents
Verfahren zur herstellung reiner tonerdeInfo
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Description
DH. ING. V. WU
I)It-K. v. IMCCII MANX
DR. IN«. I). IJKIIKKNS DIPI>. ING. H. GOKTZ
PATENTANWÄLTE r.ooo ^1 UN a ir ε ν j, ο
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π j.Kl'iiK (OSD) GGUOSl
TKLKX 5 2·ί 070
ΤΚΙ.ΚΠΙίΛΜΜΚ !
1·1ΙΟΤΚΟΤΙ·ΑΤΕΝΤ ΜΟΚΟΠΕΙί
1·1ΙΟΤΚΟΤΙ·ΑΤΕΝΤ ΜΟΚΟΠΕΙί
1Α-50 101
Anmelder: Aluminiiam Pechiney
28, rue de Bonnel 69ΟΟ3 Lyon, Frankreich
Titel: Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde
B0983B/0786
DR. INO. V. WUESTITOFF
«H.H. v. I'KCII MANN
UK. IN«. J). HKIlKKNS DIPL. ING. It. GOETZ
SOOO ΜύΚΟΠΕΝ 90
SCH WHIG KIiKTHASSK 3
TBMTOIf (089) OO 20 Sl TEtEI ö 24 070
TEI1EGHABtME ;
pnOTHCTPATENT ϊΐΟΐίΟΠΕίΓ
pnOTHCTPATENT ϊΐΟΐίΟΠΕίΓ
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Anm.: Aluminium Pechiney
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von reiner Tonerde mittels Schwefelsäureaufschluß von Tonerdemineralen,
die Begleitstoffe bzw. Verunreinigungen enthalten, anschließende Behandlung des beim Aufschluß erhaltenen
Produktes mit Schwefelsäure/Salzsäure bzw. Chlorwasserstoff, Ausfällen eines Aluminiumchlorsulfat-hydrats, pyrolytische
.Umwandlung in Aluminiumsulfathydrate und abschließende Zersetzung in der Wärme zu der angestrebten reinen Tonerde.
Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Rückgewinnung verschiedener im Ausgangsmaterial enthaltener Stoffe wie Eisen,
Titan. Alkalimetalle und Erdalkalimetalle in beträchtlichem Anteil, um sie einer wirtschaftlichen Verwertung zuzuführen.
Der Schwefelsäureaufschluß von Tonerde-führenden Mineralen ist seit langem bekannt. Gemäß der FR-PS 574 983 wird ein
Tonerde-Ausgangsmaterial mit Schwefelsäure aufgeschlossen, die erhaltene Lösung mit Chlorwasserstoff (Säure) behandelt
und das erhaltene Aluminiumchlorid-hexahydrat in der Hitze zersetzt. Diese Druckschrift enthält aber keinerlei Hinweise
darauf, wie die Begleitstoffe des Aluminiums in den Mineralen bzw« Ausgangsstoffen entfernt werden sollen, wobei diese Begleitstoffe
von einem Mineral oder Ausgangsmaterial zum anderen sehr verschieden sein können. Außerdem läßt sich mit Hilfe
dieses bekannten Verfahrens keine reine Tonerde im Rahmen eines Kreisprozesses herstellen.
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In jüngeren Veröffentlichungen, beispielsweise den FR-PSen
1 558 3^7 und 2 160 74-3 werden Kreisprozesse für den Schwefelsäureaufschluß
(von Tonerdemineralen) beschrieben. Diese Druckschriften geben Mittel an, mit deren Hilfe bestimmte
Begleitstoffe oder Verunreinigungen abgetrennt werden können und eine reine Tonerde der angestrebten metallurgischen Qualität
als Endprodukt erhalten v/ird. Um dieses Ergebnis zu erreichen, muß aber die saure Aluminiumsulfatlösung, die ebenfalls
die Begleitstoffe Eisen, Magnesium, Alkalimetalle u.a.m. enthält, mit Wasser oder mit einer Salzsäurelösung verdünnt,
auf adäquate Temperatur abgekühlt und mit Chlorwasserstoffgas gesättigt werden, so daß dann das Aluminiumchlorid-hexahydrat
ausfällt. Dieser Niederschlag wird von der Mutterlauge abgetrennt und dann durch Auflösen und erneutes Auffällen mittels
Sättigen der Lösung mit Chlorwasserstoff gas geMnigt, wobei dieser Reinigungsvorgang mehrere Male wiederholt werden kann.
Zwar bieten diese Kreisprozesse bereits zahlreiche Vorteile, darunter die Möglichkeit eine reine Tonerde herzustellen. Es
besteht aber weiterhin Bedarf nach einem Verfahren, das hinsichtlich des Verbrauches an HCl bzw. Salzsäure wirtschaftli-
das zu
eher ist und dennoch einer besonders reinenTonerde mit den angestrebten
metallurgischen Eigenschaften führt.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst. Dieses beruht auf der überraschenden Feststellung, daß
man eine schwefelsaure Aluminiumlösung bei Atmosphärendruck mit einer Schwefelsäure/Chlorwasserstofflösung bei einer Temperatur
unterhalb, aber nahe des Siedepunktes behandeln kann, ohne daß durch Abgabe von Chlorwasserstoffgas Verluste eintreten.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende wesentlichen Merkmale:
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Aufschluß des Tonerde-führenden Minerals, das noch weitere Komponenten wie Eisen und Titan enthält, mit einer wäßrigen
Schwefelsäurelösung, die 40 bis 60 Gew.-% freie Schwefelsäure
und 6 bis 12 Gew.-% verschiedene als Begleitstoffe vorhandene Metalle enthält, die aus der Rückführung dieser Lösung
stammen, wodurch man nach dem Aufschluß eine an gelöstem Aluminiumsulfat reiche Lösung enthält, deren Konzentration
bis zu 12 Gew.-% AIpO^ ausmachen kann; die beim Aufschluß
erhaltene Suspension wird während des Arbeitsganges, der mindestens 1/2 Stunde, jedoch nicht mehr als 5 Stunden dauert, bei
einer Temperatur unterhalb ihres Siedepunktes gehalten;
das Aufschlußgemisch wird getrennt und zwar in einen Rückstand, der im wesentlichen aus nicht-aufgeschlossenen Oxiden, überwiegend
Kieselsäure sowie unlöslichen Sulfaten besteht und in eine schwefelsaure Lösung, die reich ist an Tonerde bzw. gelöstem
Aluminium;
der Rückstand aus der Aufschlußstufe wird ausgewaschen, um
die darin zurückgehaltenen Mutterlaugen zu gewinnen und zwar mit einer adäquaten Menge umlaufender Schwefelsäure, die noch
eine sehr kleine Menge Tonerde enthält und die mit der tonerde- bzw. aluminiumreichen Lösung vereinigt wird;
dann wird der Rückstand aus der Aufschlußstufe mit einer
schwach schwefelsauren Lösung gewaschen, wobei die unlöslichen Sulfate in Lösung gehen und der inerte Anteil des Rückstandes
zurückbleibt; die Lösung, die die Sulfate der Begleitstoffe enthält, wird dann zur Nutzbarmachung der enthaltenen Stoffe
weiterbehandelt;
die tonerde- bzw. aluminiumreiche schwefelsaure Lösung wird mit
einer aus dem Kreisprozeß stammenden Schwefelsäure/Salzsäurelösung sowie mit ebenfalls aus dem Kreisprozeß stammendem HCl-Gas
behandelt;
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die Schwefelsäure/Salzsäurelösung, die die gelöste Tonerde und die Begleitstoffe enthält, wird abgekühlt, bis ein Aluminiumchlorsulf
at-hydrat der Formel AlSO^Cl.6-7H2O ausfälltj
dieser Niederschlag, getränkt mit Mutterlaugen wird von der
Schwefelsäure/Salzsäurelösung, die den Hauptteil der Begleitstoffe enthält, getrennt; der Niederschlag aus Aluminiumchloridsulfat-hydrat
wird mit einer aus dem Kreisprozeß stammenden Salzsäure gewaschen, wobei die Kristalle zurückbleiben und
die Mutterlaugen von der Salzsäurelösung mitgenommen werden;
das Aluminiumchlorsulfat wird in einer ersten Stufe zu Aluminiumsulfat
versetzt, das dabei abgegebene HCl-Gas sowie Wasserdampf rückgeführt;
in einer zweiten Stufe werden die erhaltenen Aluminiumsulfate zu Al2O, zersetzt und die dabei freigesetzte Gasphase bestehend
aus einem Gemisch aus SO2 und SO, sowie HpO in den Prozeß zurückgeführt
;
die beim Wiederauflösen der Sulfate der Begleitstoffe erhaltene Lösung wird mit einer umlaufenden konzentrierten Schwefelsäurelösung
vermischt, wodurch die Sulfate der Begleitstoffe ausfall-en (Aussalzen);
die Sulfate der Begleitstoffe und die schwefelsaure Lösung werden voneinander getrennt und letztere nach Konzentrieren
mit der beim Abtrennen des Aluminiumchlorsulfats erhaltenen Schwefelsäure/Salzsäurelösung vereinigt (SuIfochlorierung)j
die Sulfate der Begleitstoffe werden thermisch zersetzt, wobei
man Eisenoxid, Titanoxid und ein Gasgemisch aus SO2, SO3
und Wasser erhält;
das Gemisch aus Schwefelsäure/Salzsäurelösung und schwefelsaurem Filtrat, das bei der Abtrennung der Sulfate der Begleit-
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stoffe erhalten wurde, wird entgast und in die Aufschlußstufe
zurückgeführt.
Die zum Aufschluß des Ausgangsmaterials verwendete Lösung besteht aus rückgeführten wäßrigen Lösungen, die freie Schwefelsäure
enthalten, deren Menge oder Konzentration durch Zufuhr von außen unter Ausgleich der Verluste eingestellt wird, sowie
verschiedene Metallsulfate in geringem Anteil, der für jedes Metallsulfat von dessen Löslichkeit in derartigen sauren Lösungen
abhängt.
Das Ausgangsmaterial wird heiß aufgeschlossen und zwar bei einer Temperatur etwas unterhalb, aber nahe des Siedepunktes
(der Aufschlußlösung bzw, des Aufschlußgemisches), bei Atmosphärendruck; die Aufschlußzeit schwankt von 1/2 Stunde bis
zu 5 Stunden.
Nach dem Schwefelsäureaufschluß des Ausgangsmaterials wird das Aufschlußprodukt, das aus einer flüssigen Phase, die
Aluminiumsulfat und lösliche Sulfate anderer Begleitstoffe enthält und aus einer festen Phase, nämlich den suspendierten
Inertstoffen und bestimmten unlöslichen Salzen von Begleitstoffen
besteht, in die beiden Phasen getrennt.
Die flüssige Phase wird dann bei Atmosphärendruck und in der Hitze mit einer Schwefelsäure/Salzsäurelösung behandelt (SuI-fochlorierung),
die beispielsweise die rückgeführte Lösung ist, welche beim späteren Waschen des Aluminiumchloridsulfathydrats
nach dessen Abtrennung von der Mutterlauge anfällt. Außerdem wird die flüssige Phase mit zusätzlicher Chlorwasserstoff
lösung bzw. Salzsäure versetzt, die die im Kreisprozeß aufgetretenen Verluste kompensiert, sowie mit dem aus einer
späteren Entgasungsstufe stammenden Chlorwasserstoff.
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Die Schwefelsäure/Salzsäurelösung wird dann in geregelter Weise mater Rühren auf eine Temperatur von etwa 400C abgekühlt,
in Gegenwart von Impfkristallen aus einem vorherigen Produktionsgang; die für die Kristallisation erforderliche Zeit
macht höchstens 5 Stunden aus. Der Hauptanteil des in der Aufschlußlösung enthaltenen Aluminium fällt in Form des Aluminiumchloridsulf
at-hydrats der Formel AlSO^Cl.6-7H2O aus, während
die Begleitstoffe in der Schwefelsäure/Salzsäurelösung gelöst verbleiben.
Gemäß einer Variante des Verfahrens wird der kristalline Niederschlag
aus Aluminiumchloridsulfathydrat nach Abfc-rennen und
Waschen des Filterkuchens mit einer rückgeführten Salzsäurelösung aus dem Produktionscyclus ausgetragen, um in dieser Form
weiterverwendet zu werden. In diesem Falle werden äquivalente Mengen Schwefelsäure und Salzsäure in Form von Lösungen in den
Kreisprozeß eingeführt, um die entsprechenden Verluste auszugleichen.
Im allgemeinsten Fall werden die erhaltenen Aluminiumchloridsulf at-hydratkristalle thermisch bei einer Temperatur von höchstens
6000C, vorzugsweise 300 bis 40O0C zersetzt; hierbei erhält
man ein Gemisch von Sulfaten und gasförmigen Abströmen, die aus Wasserdampf und HCl bestehen und später gewaschen und
absorbiert werden.
Gemäß einer Variante des Verfahrens wird das Gemisch der Aluminiumsulfate,
das überwiegend aus basischem Sulfat der Formel
3AIpO-^.4SO-Z,O-2HoO und zu geringem Teil aus neutralem Sulfat
)
), besteht und der allgemeinen Formel Al2O-*.2SO^ entspricht,
aus dem Produktionskreislauf ausgetragen; die beiden Formen können anschließend in an sich bekannter Weise getrennt
werden. In diesem Falle werden äquivalente Mengen Schwefelsäure in Form ihrer Lösung in den Kreislauf eingebracht, um die aufgetretenen
Verluste zu kompensieren.
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Im allgemeinsten Fall wird das Gemisch der heißen neutralen und basischen Aluminiumsulfate auf eine Temperatur von 1O5O°C
gebracht; hierbei werden die Sulfate zu reiner Tonerde und einem Gasgemisch bestehend aus SOp, SO^ und HpO zersetzt;
letzteres wird in HpSO. umgewandelt (regeneriert).
Die beim Abtrennen des kristallinen Niederschlags aus Aluminiumchloridsulfat
erhaltene Mutterlauge, die noch die Begleitstoffe wie Titan, Eisen usw. gelöst enthalten kann, wird durch Erhitzen
entgast. Der dabei abgegebene Chlorwasserstoff wird rückgeführt und die erhaltene schwefelsaure Lösung durch Abdampfen
von Wasser konzentriert. Danach können die Begleitstoffe Eisen, Titan usw. in Form ihrer Sulfate oder auch in
Form der Doppelsulfate wie dies in der französischen Patentanmeldung 75/32 026 beschrieben wird, abgetrennt. Die schwefelsaure
Lösung wird dann in die Aufschlußstufe zurückgeführt.
Ein Teil dieser schwefelsauren Lösung kann zum Waschen des Rückstandes aus der AufSchlußstufe verwendet werden.
Wie bereits gesagt, wird der Rückstand aus der Aufschlußstufeder
aus inertem Material und aus unlöslichen Sulfaten der Begleitstoffe
besteht, mit einer schwach schwefelsauren Lösung behandelt, wobei die Sulfate in Lösung gehen. Diese Lösung bzw.
das Filtrat wird dann mit konzentrierter Schwefelsäure versetzt, wodurch die Sulfate der Begleitstoffe ausfallen (Aussalzen);
sie werden dann abgetrennt und später zersetzt, wobei man die entsprechenden Oxide sowie ein Gasgemisch aus SO2, SO^ und
Wasserdampf erhält, das in Schwefelsäure rückumgewandelt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Kreisprozeß, mit dessen Hilfe eine reine Tonerde und ein Gemisch aus komplexen Salzen
isoliert werden kann, die hauptsächlich Eisen und Titan sowie die anderen Begleitstoffe enthalten. Der Verbrauch an Reaktionspartnern ist gering und betrifft lediglich den Ausgleich oder
Ersatz von Verlusten an Schwefelsäure und Salzsäure, die zum großen Teil mechanisch bedingt sind.
*"βΓά8η 809835/0786
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sieh auf beliebige Tonerdeführende Stoffe natürlicher oder künstlicher Herkunft anwenden,
die Begleitstoffe enthalten. Hierzu gehören aluminiumsilicatische
Minerale wie Kaoline, kieselsäurehaltige Bauxite, kaolinische Tone, Zechenrückstände, Schieferkohle und andere
Schiefer oder auch unreine Tonerden oder Aluminiumsulfate aus anderen Primärprozessen,,
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren 1 und
2 der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Schema wird der Aufschlußreaktor A mit tonerdehaltigem Ausgangsmaterial und mit rückgeführter
Schwefelsäurelösung L2, beschickt. Die nach dem Aufschluß erhaltene
Aufschlämmung wird in B mit einer in Umlauf geführten Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung L-- behandelt, worauf in G die
Trennung in einen Kuchen oder Rückstand S^ und in die flüssige
Phase L-, die das gelöste Aluminium und die in Lösung gegangenen Begleitstoffe enthält, erfolgt. Die Mutterlaugen des
Kuchens S- werden in D extrahiert und zwar mit Hilfe eines
Teils L22 der Schwefelsäurelösung, die für die Aufschlußstufe
bestimmt ist. Die auf diese Weise ausgewaschenen Mutterlaugen Lo werden mit der Lösung L- gemischt und ergeben, gegebenenfalls
nach Zusatz von HCl, die flüssige Phase L1-. Der erhaltene
Kuchen oder Rückstand S2 wird dann in E mit Wasser gewaschen,
wobei man einen im wesentlichen aus Kieselsäure bestehenden inerten Rückstand S, erhält, der bei U ausgetragen
wird, sowie eine Waschlösung L^, die in 2? durch Abdampfen
eines Teils des Wassers konzentriert wird; die dabei erhaltene Schwefelsäurelösung L. wird in die Aufschlußstufe A zurückgeführt.
Phase
Die flüssige L5 besteht aus dem Gemisch der beiden Lösungen L- und L2, sowie Salzsäure, die zum Ausgleich der Verluste zugegeben wurde. Dieses Gemisch wird in G geführt; gleichzeitig wird HClJiG-^ eingeblasen, das beim Entgasen in der Stufe i erhalten wurde; weiterhin wird gleichzeitig unter
Die flüssige L5 besteht aus dem Gemisch der beiden Lösungen L- und L2, sowie Salzsäure, die zum Ausgleich der Verluste zugegeben wurde. Dieses Gemisch wird in G geführt; gleichzeitig wird HClJiG-^ eingeblasen, das beim Entgasen in der Stufe i erhalten wurde; weiterhin wird gleichzeitig unter
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Rühren in Gegenwart von Impfkristallen auf 400C abgekühlt.
Dabei fällt ein Niederschlag aus Aluminiumchloridsulfathydrat der Zusammensetzung AlSO,Cl χ 6 oder 7 H2O aus.
Dieser kristalline Niederschlag S10 wird in der Stufe H
abgetrennt; die dabei erhaltenen Mutterlaugen L1n, die
noch die gelösten Begleitstoffe, wie Eisentitan usw., enthalten, werden in die Stufe I geführt.
Der kristalline Niederschlag S1n wird in der Stufe L mit
einer in der Stufe M mittels Kondensation und Absorption erhaltenen Salzsäurelösung L12 gewaschen. Man erhält einen
kristallinen Niederschlag S11, der keine Mutterlaugen L10
mehr enthält; die beim Auswaschen der Mutterlaugen L10 mit
Lösung L12 erhaltene Waschflüssigkeit L11 ist eine Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung,
die wenig Begleitstoffe enthält und in der Stufe B wieder eingesetzt wird.
Der reine kristalline Niederschlag S11 aus Aluminiumchloridsulf
a t-hydrat, der noch mit Waschlösung imprägniert ist, wird in der Stufe N bei einer Temperatur von 500 bis 4000C
thermisch zersetzt; dabei erhält man ein Gemisch aus Aluminiumsulfaten und gasförmigen Abströmen G1,-, die aus Wasserdampf
und HCl bestehen und in der Stufe M absorbiert werden.
Das bei dieser ersten thermischen Zersetzung erhaltene feste Produkt besteht aus einem Gemisch aus basischem und neutralen
Aluminiumsulfatenund wird in der Stufe 0 bei 1 0500C gebrannt
bzw. thermisch zersetzt. Die hierbei erhaltene reine Tonerde wird bei Q ausgetragen; das Gasgemisch aus SO2, SO, und H2O
wird in der Stufe P in Schwefelsäure umgewandelt; diese Schwefelsäurelösung L27 wird in die Stufe I geführt. Die Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung
L17 besteht aus einem Gemisch der
Lösung oder flüssigen Phase L1n und zusätzlicher Schwefelsäure
und wird in die Stufe I geführt und hier entgast. Dabei erhält man eine praktisch nur schwefelsäure Lösung oder flüssige
Phase L18, die noch Begleitstoffe enthält sowie HCl-Gas,
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OBiGlHAL
IA-50 101 10T-
das als G1* und G1. χα die Stufen G und M geführt wird.
Die flüssige Phase lug, gegebenenfalls versetzt mit zusätzlichen
Kationen, damit mit Eisen und Tita Komplexe Sulfate
gebildet werden, wird in die Stufe J verbracht und dort durch Abdampfen von Wasser konzentriert«
Die aus der Stufe J austretende Suspension L1Q ist eine Auf-*
einer festen Phase in Form der komplexen Sulfate der Begleitstoffe, welche entfernt werden sollen und aus einer flüssigen
Phase in Form einer Schwefelsäure-Lösung. Diese beiden Phasen werden in der Stufe K in einem Kuchen oder Rückstand S20,
Gemisch der komplexen Sulfate von Eisen, Titan uswe, die einer
nutzbarmachung zugeführt werden können, sowie in eine flüssige· Phase L20 getrennt, die gemäß L21 und L25 in die Aufschlußstufe
A zurückgeführt und gemäß L21 und L22 zum Waschen des
inerten Rückstandes in der Stufe D eingesetzt wird.
Bei dem Verfahrensschema gemäß Fig. 2 wird die in der Aufschlußstufe
erhaltene Aufschlämmung in die Stufe C geführt und hier in Filterkuchen S1 und FiItrat L1, das die in
Lösung gegangene Tonerde und bestimmte Begleitstoffe enthält, getrennt. Das Filtrat L1 wird mit der flüssigen Phase
Lp zur flüssigen Phase Lp- kombiniert, die gegebenenfalls mit
HOl (bzw. Salzsäure) behandelt wird, wenn beim Kreisprozess aufgetrene entsprechende Verluste kompensiert werden müssen.
Die flüssige Phase L1- wird dann in die Stufe G geführt und
hier mit der Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung L11 aus der
Stufe L behandelt. Da die Aufnahme in oder Behandlung mit Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung nach der Abtrennung des unlöslichen
Anteils aus der Aufschlußstufe erfolgt, besteht der Kuchen oder Rückstand S1 aus inertem Material und aus den in
der Aufschlußlösung unlöslichen Sulfaten der Begleitstoffe und enthält noch etwas Mutterlauge. Diese Mutterlauge wird
*schlämmung aus .,
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ia der Stufe D mit der flussigen Phase L25 ausgewaschen,
wobei ein Rückstand oder Kuchen Sp und eine flüssige Phase L?
erhalten wird, die,wie oben angegeben, mit der flüssigen Phase L., kombiniert wird.
Der Rückstand S2 wird dann in die Stufe R verbracht; hier
werden die in der Aufschlußstufe unlöslich gebliebenen Sulfate zu einem großen Teil in der schwach sauren rückgeführten
Lösung L. gelöst, die beim Waschen des sterilen bzw.
inerten Rückstandes erhalten wird.
Das in R erhaltene Gemisch wird dann in die Stufe E geführt und hier in eine flüssige Phase L, und in einen Rückstand
oder Kuchen S, getrennt; letzterer wird in der Stufe Y mit
Wasser gewaschen; dabei bleibt ein inerter oder tauber Rückstand zurück, der im wesentlichen aus Kieselsäure besteht;
die erhaltene flüssige Phase L, wird in die Stufe R zurückgeführt
und dient zum Auflösen einiger Komponenten im Rückstand S2.
Die flüssige Phase L^, welche die gelösten Sulfate der Begleitstoffe
enthält, wird in Stufe Έ geführt und hier mit einer konzentrierten Schwefelsäure-Lösung L27 aus Stufe P behandelt.
Dadurch fallen in Stufe Έ die Sulfate der Begleitstoffe aus
( aussalzen) und das hier erhaltene Gemisch wird in der Stufe K in den Rückstand S25, bestehend aus Sulfaten der Begleitstoffe,
sowie in eine Mutterlauge oder Lösung L2^ getrennt.
Die Sulfate der Begleitstoffe S2* werden dann in der Stufe W
gebrannt, wobei man einerseits die Oxide der Begleitstoffe Eisen, Titan usw. enthält, sowie andererseits -ein Gasgemisch
G91, bestehend aus H9O, SO9 und SO,, das in die Stufe P ge-
Cm \ C- Cm J
führt und hier zu Schwefelsäure regeneriert wird.
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Die aus E austretende flüssige Phase L2-* wird in Stufe T
geführt und hier durch Abdampfen von ¥asser konzentriert; die erhaltene starke Schwefelsäure-Lösung L24 wird oberhalb
der Stufe I in den Kreislauf zurückgeführt und mit der flüssigen Phase I10 vermischt.
Die in der Regenerierstufe P erhaltene Schwefelsäure L27
wird gegebenenfalls durch zusätzliche Schwefelsäure aufgefüllt, um die im gesamten Kreisprozess aufgetretenen Yerluste
zu kompensieren.
Wie bereits angegeben, wird die flüssige Phase L5, ein Gemisch
aus L1 und L2, gegebenenfalls mit Zusatz von HCl bzw. Salzsäure zur Kompensation der im Kreisprozess aufgetrenen Verluste
in die Stufe G- geführt und hier sulfochloriert durch gleichzeitige Zufuhr von HCl-Gas Go, aus der Entgasungsstufe I und einer Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung L11 aus
der Trennstufe L. Dann wird das Gemisch unter Rühren abgekühlt,
auf etwa 40 C beispielsweise, in Gegenwart von Impfkristallen, um die Ausfällung von Aluminiumchloridsulfathydrat
der Formel AlSO., Cl χ 6 bis 7 H2O hervorzurufen.
Der Niederschlag S10 aus Aluminiumchloridsulfat wird in H
abgetrennt; das dabei erhaltene Piltrat L1o*wird in der
Stufe I entgast.
Der kristalline Niederschlag S10 wird in der Stufe L mit
einer Salzsäure-Lösung aus der Absorptions-Kondensationsstufe M gewaschen. Man erhält hier reine Chloridsulfatkristalle
S1^ und eine Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung L11, die in G
wieder eingesetzt wird und aus L10 sowie L12 besteht.
Der gewaschene Niederschlag S11, der noch etwas Waschflüssigkeit
enthält, wird in N bei einer Temperatur von 300 bis 4000C thermisch zersetzt; bei dieser Zersetzung des Alumiaium-
*Mutterlauge - 13 -
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ORlGlMAL INSPECTED
chloridsulfat-hydrats erhält man ein Gemisch aus Aluminiumsulfaten
sowie gasförmige Abströme G-.. ^, die aus Wasserdampf
und HCl bestehen und in M absorbiert werden.
Die aus IT abgezogenen feststoffe stellen ein Gemisch aus
/basischem und neutralem Aluminiumsulfat dar und werderi? in
der Stufe O bei 1 050 C gebrannt bzw. thermisch zersetzt. Hierbei erhält man die angestrebte reine Tonerde, die bei Q
ausgetragen wird, sowie ein Gasgemisch aus SOp, SO^ und H2O,
das in P zu Schwefelsäure regeneriert wird; letztere stellt die Schwefelsäure-Lösung L25 dar, die über L26 in die Stufe T
und als L2^ in die Stufe Ί? gespeist wird.
Die Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung Ji*ηt bestehend aus einem
Gemisch aus L10 und I2/» wird in die Stufe I geführt und hier
entgast; dabei erhält man eine praktisch nur schwefelsaure Lösung L^g, aowie HOl-Gas, das entsprechend G1^ und G1, in
die Stufen G und M geführt wird.
Die flüssige Phase L1 ο wird in der Stufe J durch Abdampfen
von Wasser konzentriert.
Die aus der Stufe J austretende konzentrierte Lösung L1Q
wird unmittelbar gemäß L20 in die Aufschlußstufe A geführt
und gemäß L22 sum Waschen des Rückstandes aus inertem Material
und Sulfaten von Begleitstoffen in Stufe D eingesetzt.
Beispiel 1 (erläutert durch Fig. 1)
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde ein Kaolin,
folgender Zusammensetzung aufgeschlossen:
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25 23,23 1ο
Fe2O5 0,79 1ο
TiO2 1,81 %
SiO2 und verschiedene 39,92 %
Wasser (Feuchtigkeitsanteil und Konstitutionswasser des Ausgangsmaterials) 29,25 %
Wasser (Feuchtigkeitsanteil und Konstitutionswasser des Ausgangsmaterials) 29,25 %
4034 kg dieses Minerals wurden in der Aufschlußstufe A mit
8 943 kg heißer schwefelsaurer Lösung L25 gemischt, die
folgende Zusammensetzung aufwies:
65,22 Gewe-$ Gesamtschwefelsäure, davon 53,99 1° freie H2SO4
0,87 Gew.-^ ΑΐρΟ·ζ in 3?orm eines Sulfats,
0,06 Gew.-$ TiO2 in Form eines Sulfats,
2,99 Gew.-1» HH5 in Form eines Sulfats,
30,86 Gew.-^ Wasser.
Die beim Aufschluß erhaltene Aufschlämmung wurde in einen anderen Behälter verbracht und in Stufe B mit 7380 kg einer
Schwefelsäure/HCl Lösung L^ behandelt, die sich wie folgt
zusammensetzte:
| Al2O5 | 0,47 | Gew. |
| Pe2O5 | 0,12 | Gew. |
| TiO2 | 0,05 | Gew. |
| NH5 | 1,45 | Gew. |
| HgSO, gesamt | 22,56 | Gew. |
| HOl | 20,08 | Gew. |
| H2O | 55,27 | Gew. |
Die Aufschlämmung in der Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung mit
Temperatur 80 bis 900C wurde dann in die Stufe C verbracht
und hier in die feste Phase S1 und in die flüssige Phase L^,
die Aluminium und bestimmte Begleitstoffe gelöst enthielt, getrennt.
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Der Rückstand bzw. Kuchen S^ wurde dann in Stufe D mit
5000 kg eines Anteils L22 gleicher Provenienz wie die
Schwefelsäurelösung L23 für den Aufschluß des Ausgangsmaterials
gewaschen.
Die Mutterlaugen aus dem Kuchen S-, wurden auf diese Weise extrahiert
und dann mit der Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung L-],
die aus der Stufe C austrat, vereinigt.
Der Kuchen S2 wurde in die Stufe E verbracht und dort mit
Wasser gewaschen; hierbei fiel die flüssige Phase oder Lösung L3 an in einer Menge von 4722,20 kg sowie ein inerter
Rückstand S3, Trockengewicht 1996 kg mit einem Restanteil
flüssiger Phase imprägniert entsprechend dem Verlust an Waschlösung von 277,80 kg.
Der trockene Rückstand S3 wies folgende Zusammensetzung auf:
Al2O3 5,71 Gew.-96
Fe2O3 . 0,30 Gew.-%
TiO2 3,30 Gew.-?£
und verschiedene 90,69 Gew.-%
Die flüssige Phase L3 wurde dann in Stufe F geführt und hier
durch Eindampfen konzentriert; dabei wurden 1500 kg Wasser abgetrieben; zurückblieben 3222 kg Lösung oder flüssige Phase
L^, die wie oben bereits erwähnt, in die Aufschlußstufe für
das Ausgangsmaterial zurückgeführt wurde und folgende Zusammensetzung aufwies:
Al2O3 0,87 Gew.-%
TiO2 0,06 Gew.-%
NH3 3,01 Gew.-^
H2SO^ gesamt 65,24 Gew.-%
H2O 30,82 Gew.-%
809835/0786
- 16 -
1A-50 101
Das Gemisch aus L1 + L~, das 19 859 kg wog und zum Ausgleich
der aufgetretenen Verluste mit 27 kg 37 i^iger Salzsäure versetzt
worden war, wurde in die Stufe G geführt und hier unter Einblasen von HCl und unter Rühren in Gegenwart von Impfkristallen
auf etwa 4O0C abgekühlt; dabei fiel Aluminiumchloridsulfat-hydrat
aus.
Die durch diese Ausfällung erhaltene Suspension wurde in die
Stufe H verbracht und dort in einen Rückstand oder Kuchen S^q mit Trockengewicht 5 636 kg und in eine Mutterlauge oder
flüssige Phase L1Q getrennt, die die Begleitstoffe wie Eisen,
Titan usw. gelöst enthielt und 10 993 kg wog.
Der kristalline Rückstand S1Q wurde in der Stufe L mit
6 038 kg einer 32 folgen Salzsäurelösung L-, ο aus der Absorption-Kondensationsstufe
M gewaschen.
Nach dem Waschen erhielt man.^8 051 lcg^ 7 380 kg Lösung L11
der oben angegebenen Zusammensetzung, die in Stufe B zurückgeführt
wurde, sowie kristallines Aluminiumchlorsulfathydrat in Form des Eilterkuchens S11, der trocken folgende
Zusammensetzung aufwies:
| Al2O5 | 17,92 | - | 34,83 | Gew. | -io |
| H2SO4 | 34,43 | Gew. | -io | ||
| HCl | 12,82 | Gew. | -io | ||
| H2O (Konstitutions | |||||
| wasser) | Gew. | -io |
Der Rückstand S11 wurde in die Stufe Ή verbracht und dort
thermisch bei 300 bis 4000C zersetzt; dabei erhielt man
ein Gemisch aus Aluminiumsulfaten sowie 5 592 kg gasförmige Abströme G15, die sich aus Wasserdampf und HCl zusammensetzten
und in der Stufe ET absorbiert wurden.
809835/0786 - 17 -
•■A-50 101
Das Gemisch aus Aluminiumsulfaten wog 2 589 kg und wurde
in Stufe O bei einer Temperatur von 1 05O0C thermisch zersetzt.
Dabei erhielt man 1000 kg reines Al2O5, sowie 2 019 kg
eines Gasgemisches G1 r, das aus Wasserdampf,SO9 und SO, be-
Brenn ^
standjunter Berücksichtigung des /Verlustes von 20 kg,
sowie von mit dem Brennstoff zugeführten 450 kg Wasser·
Das Gasgemisch G^g wurde in die Stufe P geführt und hierzu
Schwefelsäure regeneriert· Die aus dieser Stufe P abgezogene flüssige Phase entsprach der Menge an 95 $-iger HpSO., die
in die Entgasungsstufe I eingebracht wurde.
- 18 -
609835/0786
1A-50
Die Mutterlauge oder flüssige Phase L1 ~ machte 10 993 kg
aus und wurde mit 362 kg rückgeführter 95,8 $-iger H2SO,
versetzt. Außerdem wurden 84 kg Ammoniumsulfat zugesetzt, damit nachfolgend die vorhandenen Begleitstoffe mit Hilfe
des in der I1R-AS 75 32 026 beschriebenen Verfahrens abgetrennt
werden konnten.
Das Gemisch aus L1Q, HpSO1, und (HH^)2SO, machte die flüssige
Phase L1 γ aus und wurde in den Entgasungsreaktor I geführt;
das Gewicht dieser flüssigen Phase L17 machte 11 439 kg aus;
ihre Zusammensetzung lautete:
^O5 0,90
Pe2O5 0,23 Gew.-?
TiO2 0,10
NH5 2,93
H2SO, gesamt 46,16 Gew,-$
HCl 8,27 Gew.-$
H9O 41,41 Gew.-#
Diese flüssige Phase L17 wurde in der Stufe I entgast, wobei
man die gasförmigen Abströme G15 und G14 erhielt, die zusammen
946 kg HOl ausmachten und in die Stufen G und M geführt wurden, sowie 12 512 kg einer praktisch schwefelsauren
Lösung L18 der folgenden Zusammensetzung:
Al2O3 0,82 Gew.-jS
Pe9O^ 0,21 Gew,-%
TiO2 0,09 Gew.-$
NH5 2,68 Gew.-$
H2SO4 frei 47,05 Gew.-^
H2SO4 gesamt 57,63 Gew.-#
H2O 38,57 Gew.-#
- ig -
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Die Lösung L18 v/urde in die Stufe J geleitet und hier durch
Abdampfen von 1 469 kg Wasser konzentriert; man erhielt 11 043 kg Suspension L1g, die in die Stufe K geführt und
dort in 322 kg (Trockengewicht) Rückstand S20 und in 10 721 ki
schwefelsaure Lösung L20 getrennt wurde; der Rückstand S20
wurde über R ausgetragen; die schwefelsaure Lösung L20 wurde
zum überwiegenden Teil in die Aufschlußstufe A zurückgeführt.
Der Rückstand S20 bestand aus komplexen Sulfaten der Begleitstoffe,
die abgetrennt werden sollten und die beim Eindampfen in der Stufe J ausfielen; die Zusammensetzung lautete:
Al2O5 3,10 Gew.-^
ΡβρΟ^ 8,07 Gew.-$
TiO2 2,17 Gew.-^
NH5 4,04
H2SO4 frei 29,50
H2SO4 gesamt 68,01 Gew.-$
H2O 14,61 Gew.-jS
Die schwefelsaure Lösung L20 wurde als L25 in die Aufschlußstufe
und als L22 in die Stufe D zum Waschen des inerten
Rückstandes zurückgeführt.
Die Analyse der erhaltenen reinen Tonerde ergab, daß diese weniger verunreinigende Begleitstoffe enthielt als die nach
üblichen großtechnischen Verfahren erzeugte Tonerde.
]?e < 200 ppm
Si < 150 ppm
Ti < 25 ppm
Na < 800 ppm
-20 „
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1A-50
Beispiel 2 (erläutert durch Pig. 2)
Pur das erfindungsgemäße Aufschlußverfahren wurde eine gebrannte
Schieferkohle folgender Zusammensetzung (bezogen auf Trockengewicht), eingesetzt:
Al2O5 26,90 Gew«-$
Pe3O5 7,21 Gew.-#
TiO2 1,01 Gew.-$
Na2O 0,25 Gew.-^
K2O 4,00 Gew.-$
MgO 1,91 Gew.-^
P2O5 0,20 Gew.-76
V2O5 0,04 Gew.-$
CaO 0,54 Gew.-fo
SiO2 und verschiedene 56,72 Gew.-^
H2O 1,22 Gew.-?$
4 452 kg dieses gebrannten und zerfallenen Ausgangsmaterials
wurden in der Aufschlußstufe A mit 12 112 kg heißer Schwefelsäurelösung
L20 versetzt, die enthielt:
0,87 Gew.-$ Al2O5 als Sulfat
0,10 Gew.-56 Pe2O5 als Sulfat
0,02 Gew.-% TiO2 als Sulfat 1,10 Gew.-# Ha2O als Sulfat
0,80 Gew.-76 K2O als Sulfat 0,75 Gew.-^ MgO als Sulfat
0,20 Gew.-fo P2O5
0,08 Gew.-% Vp05
51,80 Gew.-^ H2SO4 frei
58,97 Gew.-^έ H2 S04 gesamt
37,11 Gew.-56 H2O
51,80 Gew.-^ H2SO4 frei
58,97 Gew.-^έ H2 S04 gesamt
37,11 Gew.-56 H2O
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Die beim Aufschluß erhaltene 110 bis 1250G heiße Aufschlämmung
wurde in die Stufe C geleitet und dort in die feste Phase S1 und in die flüssige Phase L1, welche Tonerde
enthielt, getrennt.
Der Rückstand oder Kuchen S1 wurde in Stufe D mit 8 942 kg
Anteil L22 ä.er Schwefelsäurelösung für den Aufschluß des Ausgangsmaterials
gewaschen; die Zusammensetzung dieser Lösung ist oben angegeben.
Die im Rückstand S1 enthaltenen Mutterlaugen wurden auf diese
Weise verdrängt bzw. ausgewaschen und die Waschlösung L2 wurde
mit der Lösung L1 aus Stufe C vereinigt. Das Gemisch der
Lösungen L1 und Lp machte insgesamt 15 048 kg aus und wurde
nach Zusatz von Ξ01 in Stufe G- der SuIfochlorierung bzw.
Behandlung mit Schwefelsäure/Salzsäure-Lösung unterworfen.
Der Rückstand So wurde nach der ersten Wäsche in die Stufe R
verbracht und dort mit 8 530 kg rückgeführter, schwachschwefelsaurer Lösung L, gewaschen, die beim Waschen des
sterilen Rückstandes in der Stufe V anfiel; dabei gingen die in der Aufschlußlösung zunächst unlöslichen Sulfate
der Begleitstoffe in Lösung. Zusammensetzung der Lösung L.:
5 0,15
5 0,66
2 0,01 Gew.-^
Ha2O 0,15 GeWe-$
K2O 0,47 Gew.-^
MgO 0,34 Gew.-^
P2O5 0,03 Gew.-$
Y2O5 0,01 Gew.-#
H2SO4 frei 6,75 Gew.-#
H2SO, gesamt 10,20 Gew.-$
H2O und verschiedene 87,98 Gew.-$
-22J -
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Der Inhalt der Stufe bzwo des Reaktors R wurde dann in
Stufe E geführt und dort in eine/flussige Phase L^ und einen
Rückstand S, getrennte
Der Rückstand S5 betrug 5 554 kg und wurde in der Stufe Y
mit 6 000 kg Wasser gewaschen; dabei erhielt man die oben genannte Lösung ~L. und einen Rückstand S, mit Trockengewicht
2 888 kg und folgender Zusammensetzung:
Al2O5 5,40 Gew.-76
Fe2O5 0,90 Gew.-$
TiO2 1,38 Gew.-^
Fa2O 0,03 Gew.-<fo
K2O 0,41 Gew.-$
MgO 0,73 Gew.-36
P2O5 0,21 Gew. -fo
CaO 0,83 Gew.-^
H2SO. gesamt 1,38 Gew.-$
H2O und verschiedene 3,84 Gew.-$
SiO9 84,89 Gew.-^
Die flüssige Phase I5 aus Stufe E wog 13 434 kg und setzte
sich wie folgt zusammen:
Al2O5 0,50 Gew.-^
2,22 Gew.-^
2 0,04 Gew.-#
Fa2O 0,48 Gew.-%
Z2O 1,58 Gew.-$
MgO 1,17 Gew.-$
P2O5 0,11 Gew.-$
Y2O5 0,04 Gew.-56
H2SO4 frei 22,75 Gew.-56
H2SO4 gesamt 34,37 ffew.-#
H2O und verschiedene 59,49 Gew.-^
- 23 8098 35/0 786
1A-50
Diese flüssige Phase wurde in der Stufe Έ ausgesalzt, nachdem
sie mit 3 695 kg einer rückgeführten 96 $-igen Schwefelsäure
Lp7 vermischt worden war. Die au# I1 austretende Aufschlämmung
wurde dann in K geführt und dort in den Rückstand S25, bestehend
aus den Sulfaten der Begleitstoffe, und in die flüssige Phase L25 getrennt.
Der Rückstand S25 wog feucht 2 595 kg und hatte folgende
Zusammensetzung:
Al2O5 1,19 Gew.-j6
Fe2O5 11,25 Gew.-$
TiO2 0,19 Gew.-?S
Fa2O 0,38 Gew.-56
K2O 6,32 Gew.-fo
MgO 2,39 Gew.-$
P2O5 0,12 Gew.-^
T2O5 0,08 Gew.-56
H2SO4 frei 17,38 Gew.-%
H2SO. gesamt 58,53 Gew.-36
H2O und verschiedene 19f55 Gew.-^
Dieser Rückstand S25 wurde in der Stufe ¥ bei 1 000 bis
1 05O0C gebrannt bzw. thermisch zersetzt; dabei erhielt
man eine feste Phase, bestehend im wesentlichen aus den Oxiden der Begleitstoffe, sowie eine Gasphase G2.., die
Wasserdampf, SO2 und SO5 enthielt und in Stufe P zu Schwefelsäure
H2SO4 regeneriert wurde.
Die aus K austretende flüssige Phase L25 machte 14 534 kg
aus und setzte sich folgendermaßen zusammen:
- 24 -
809835/078Ö
1A-50
^ 0?25
5 O8O4
2 0s01 Gew.-?i
Ma2O 0,58 Gew.-jS
K2O 0,33 aew»-j5
MgO 0,65
P2O5 0,08 Gewo-jS
V2Oc 0,02 Gewe-$
H2SO4 frei 42,33
H2SO4 gesamt 45,72
H2O 52,52 Gew.-Jt
Die flüssige Phase wurde dann in Stufe T geführt und hier
durch Abdampfen von 4 888 kg Wasser konzentriert; zurück blieben 9 645 kg einer flüssigen Phase L24, die zwischen
den Stufen H und' I mit der flüssigen Phase L^0 vereinigt
wurde. Die Zusammensetzung der flüssigen Phase L24 lautete:
Al2O5 0,38 Gew.-Ji
Pe2O5 . 0,06 Gew."fo
TiO2 0,01 Gew.-Jß
Na9O 0,57 Gew.-Ji
K9O 0,50
MgO · 0,98
P2O5 0,12 Gew.-jS
Y2Oc 0,03 Gew.-?S
H2SO4 frei 63,79 Gew.-#
H2SO4 gesamt 68,89 Gew.-$
H2O 28,46 Gew.-$
Die konzentrierte Schwefelsäure-Lösung L2Y wurde aus der
Stufe P abgezogen und mit frischer Schwefelsäure versetzt, um die im Kreisprozess aufgetrenen Verluste zu kompensieren«
- 23 -
809835/,078'S
1A-50
Wie bereits gesagt, bestand die flüssige Phase L5 aus dem-Gemisch
der fluss igen Phase L.. und L2 mit Zusatz von etwas
HCl. Diese flüssige Phase L^ machte 15 075 kg aus und hatte
folgende Zusammensetzung:
Al2O3 7,67 Gew.-^
0,10 Gew.-^
2 0,01 Gew.-%
Na2O 1,17 Gew.-#
K2O 0,80 Gew.-#
MgO 0,42 Gew.-^
P2O5 0,20 Gew.-^
Y2O5 0,09 Gew.-Ji
H2SO4 frei . 25,07 Gew.-#
H2SO. gesamt 51,18 Gew.-$>
HOl 0,07
H2O 38,29 Gew.-36
Diese etwa 1000C heiße Masse L,- wurde in die Stufe G geführt
und dort mit. Schwefelsäure/Salzsäure behandelt durch gleichzeitige Zugabe von 500 kg HCl-Gas &13 und 7 380 kg Schwefelsäure/Salzsäure-lösung
I^ folgender Zusammensetzung:
Al2O5 0,54 Gew.-#
Ee2O5 0,05 Gew.-36
Na2O 0,66 Gew.-#
K2O 0,46 Gew.-^
MgO 0,23 Gew.-Ji
P2O5 0,11 Gew.-56
Y2O5 0,05 Gew.-^
H2SO4 gesamt 21,68 Gew.-^
HCl 19,25 Gew.-#
H2O 56,97 Gew.-^
- 26 -
809835/0786
1A-50 101
Das Gemisch wurde unter Rühren bis auf 4O0C gekühlt in
Gegenwart von Impfkristallen; dabei fiel Aluminiumchloridsulf a t-hydrat der !Formel AlSO.Gl χ 6 - 7HpO aus.
Die aus G austretende Aufschlämmung wog 22 955 kg und wurde in Stufe H geführt und hier in 9 393 kg Aluminiumchloridsulfat-hydrat
S10 und in 13 562 kg Mutterlauge oder flüssige
Phase L10 getrennt.
Der Rückstand S1Q wurde in der Stufe L mit 6 038 kg einer
32 $-igen Salzsäurelösung L12 aus der Absorptionsstufe M
gewaschen. Man erhielt den Rückstand S.. aus reinem Aluminiumchloridsulfat
und eine Lösung L11, deren Einsatz in Stufe G
bereits oben beschrieben worden ist.
Der reine kristalline Niederschlag S11 wurde in der Stufe N
bei 300 bis 4000G thermisch zersetzt. Dabei erhielt man
einen gasförmigen Abstrom G1 c in einer Menge von 5 592 kg,
bestehend aus "Wasserdampf und HCl, der in M absorbiert wurde
und daneben ein Gemisch aus Aluminiumsulfaten.
Der Rückstand aus basischem und neutralem. Aluminiumsulfat wurde dann in der Stufe 0 bei 1 0500C gebrannt; dabei blieben
1 000 kg reine Tonerde zurück; außerdem erhielt man 2 019 kg Gasphase G1^ in Form eines Gemisches aus SO21 SO, und Wasserdampf.
Dieses Gasgemisch G1 g wurde in der Stufe P zu Schwefelsäure
regeneriert.
Die flüssige Phase L10 machte, wie gesagt, 13 562 kg aus und
wurde mit 9 646 kg flüssiger Phase L2/, gemischt. Dieses Gemisch
aus Jj*Q und L24 wurde in die Stufe I geführt und entgast;
dabei erhielt man die Gasphasen G1, (500 kg) und G1^ (446 kg),
sowie eine flüssige Phase L18, die 22 262 kg wog und folgende
Zusammensetzung aufwies:
- 2 7,-809835/0736
| TiO2 | frei |
| K2O MgO |
gesamt |
| P2O5 τ2ο5 xlfi Uv a |
|
| H2SO4 | |
1A-50
0,82 Gew.-^έ
0,09 Gew.-^ 0,02 Gew.-^ 1,04 Gew.-^
0,76 Gew.-^ 0,71 Gew.-jS
0,19 Gew.-$ 0,07 Gew.-^ 48,98 55,78 H2O 40,52 Gew.-^
Die flüssige Phase L18 wurde dann in die Stufe J geführt
und durch Abdampfen von 1 208 kg Wasser konzentriert. Die aus J abgezogene flüssige Phase L.^ wurde unmittelbar entsprechend
L20 in die Aufschlußstufe A und entsprechend
L22 in die Stufe D zum Waschen des Rückstandes aus inertem
Material und Sulfaten von Begleitstoffen geführt.
Die erhaltene Tonerde zeichnete sich durch gute Reinheit aus.
Die Analyse ergab, daß sie weniger Begleitstoffe enthielt als die nach üblichen technischen Verfahren hergestellte
Tonerde:
Pe < 200 ppm
Si <! 150 ppm
Ti < 25 ppm
ITa < 850 ppm
Ca < 70 ppm
809835/(3736
Leerse ite
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde, die weniger als 200 ppm Eisen, weniger als 150 ppm Silicium, weniger als
25 ppm Titan, weniger als 850 ppm Natrium und weniger als 70 ppm Calcium enthält, ausgehend von einem aluminiumhaltigen
Ausgangsmaterial, das Begleitstoffe enthält, mittels Schv/efelsäureaufSchluß des Ausgangsmaterials, Trennen der
Aufschlußmasse in einen Rückstand und eine/flüssige Phase, Behandeln
des Rückstandes, Umwandeln der AufSchlußlösung in eine
Schwefelsäure/Salzsäurelösung, Ausfällen eines Gemisches aus Aluminiumsulfaten, thermische Zersetzung dieses Gemisches und
Rückführen der Abströme sowie Aufarbeiten der beim Waschen des Rückstandes aus der AufSchlußstufe erhaltenen Lösung, dadurch
gekennzeichnet , daß man
a) die beim Aufschluß erhaltene flüssige Phase heiß und bei Atmosphärendruck mit einer Schwefelsäure/Salzsäurelösung vermischt,
derart, daß die Temperatur des Gemisches 80 bis 900C
beträgt,
b) nach Einleiten von HCl-Gas das Gemisch abkühlt und Aluminiumsulfatchloridhydrat
der Formel AlSO,Cl„6-7HpO ausfällt,
c) diesen Niederschlag von der Mutterlauge abtrennt, mit der nachfolgend in Stufe g) durch Absorption-Kondensation erhaltenen
Lösung wäscht und bei einer Temperatur unterhalb 60O0C zu
einem Gemisch aus Aluminiumsulfaten sowie HCl-Gas zersetzt,
d) das Gemisch der Aluminiumsulfate bei einer Temperatur unterhalb
1 05O0C zu reiner Tonerde und (SO2 + SO^ + H2O), zersetzt,
die Dampfphase regeneriert und in den Kreisprozeß zurückführt,
809835/0788
— 2 —
1A-50 101
e) die in Stufe c) erhaltene Mutterlauge entgast und das gewonnene
HCl zum Teil als Gas zur Herstellung des Aluminiumsulfatchloridhydrats
und zum Teil nach Absorption-Kondensation
zum Waschen dieses Salzes wiederverwendet, die erhaltene HCl-freie Lösung einengt, von den Begleitstoffen befreit
und in die Aufschlußstufe rückführt,
f) die restliche Dampfphase aus Wasser und HCl aus der Zersetzung
gemäß c) und Entgasung gemäß e) kondensiert,
g) mit dem Kondensat, das bei der thermischen Zersetzung von Aluminiumchloridsulfat in Stufe a) freigesetzte HCl absorbiert
und die in Stufe c) beim Waschen des ausgefällten Aluminiumchloridsulfats erhaltene Lösung als Schwefelsäure/Salzsäurelösung
für die Behandlung der Aufschlußlösung einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die beim Aufschluß erhaltene flüssige
Phase in Gegenwart des beim Schwefelsäureaufschluß unlöslich gebliebenen Anteils mit der Schwefelsäure/Salzsäurelösung behandelt.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial aluminiumsilicatische
Minerale, kieselsäurehaltige Bauxite, kaolinische Tone, Schieferkohle und andere Schiefer, unreine Tonerden und unreine
Aluminiumsulfate aus Primärverfahren einsetzt.
809835/0786
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