DE31357C - Verfahren zur Darstellung von Thonerde unter gleichzeitiger Gewinnung von Salzsäure - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Um eine zur Fabrikation von Aluminium taugliche Thonerde darzustellen, hat man bis jetzt den Weg eingeschlagen, aus den Lösungen der Thonerde entweder in Säuren oder auch in Alkalien Thonerdehydrat zu fällen. Da solche Thonerdesalze wie schwefelsaure Thonerde und Alaun gewöhnlich Eisen enthalten, ist- vor der Ausfällung des Thonerdehydrats die Entfernung dieser Verunreinigung geboten. Dies geschieht durch mehr oder weniger umständliche und kostspielige Operationen. Um andererseits Thonerdehydrat aus alkalischen Verbindungen der Thonerde zu erhalten, stehen zwar einfache Methoden zu Gebote, jedoch ist die Wiedergewinnung des Alkalis kostspielig. Es erschien mir daher von Wichtigkeit, ein Verfahren zu finden, welches sowohl die Darstellung wasserfreier Thonerde in einer ihre leichte Trennung von Verunreinigungen gestattenden Form als auch ihre Ueberführung in Hydrat ermöglicht. Dies Verfahren basirt auf der Beobachtung, dafs die schwefelsaure Thonerde schon beim Eindampfen mit Chlormagnesium den gröfsten Theil ihrer Schwefelsäure an die Magnesia unter Freiwerden von Salzsäure abgiebt. Eine kleine, in diesem Stadium des Verfahrens an Thonerde noch gebunden bleibende Menge Schwefelsäure läfst sich leicht später davon entfernen, so dafs schliefslich Aluminiumoxyd und schwefelsaure Magnesia als Endproducte verbleiben. Die folgende Formel veranschaulicht die Reaction Al₂ (SOJ₃ + 3 Mg Cl₂ + 3 H₂O = Al₂ O₃ + 3MgSO, + 6HCl.

Wenn man gewöhnliche schwefelsaure Thonerde des Handels oder eine selbst bereitete Lösung von Bauxit in Schwefelsäure mit festem oder gelöstem Chlormagnesium im Verhältnifs von 3 Aequivalenten an reinem Magnesiumchlorid zu ι Aequivalent gelöster schwefelsaurer Thonerde oder, auf Schwefelsäure bezogen, gleiche Aequivalente von Magnesiumchlorid und Schwefelsäure in offenen Gefäfsen erhitzt, so entwickelt sich, nachdem die gröfsere Menge des Wassers verdampft ist, Salzsäure, anfangs wenig, allmälig mehr und schliefslich, wenn man das Zusammenballen und Festbacken der Masse durch kräftiges Umrühren verhindert, eine reichliche Menge Salzsäure. Man mufs darauf sehen, dafs nicht durch frühzeitiges Trockenwerden der Masse die Reaction aufgehalten wird. Dieselbe mufs daher in lockerem Zustande und die Temperatur niedrig gehalten' werden. Die entweichende Salzsäure wird condensirt und gesammelt.

In der nun nach Aufhören der Salzsäureentwickelung im Gefäfs befindlichen Mischung befindet sich sämmtliche Thonerde in unlöslicher Form, sie enthält jedoch noch eine kleine Menge von Schwefelsäure in chemischer Verbindung. Dieselbe beträgt 4 bis 7 pCt. der gesammten ursprünglich mit Thonerde in Verbindung gewesenen Schwefelsäure. Der Rest ist in Verbindung mit Magnesia getreten. Um nun die letzten Antheile Schwefelsäure von der Thonerde zu trennen, wird in geschlossenen Gefäfsen, wie Cylindern, Muffeln, Retorten, überhitzter Wasserdampf durch die Masse ge- ' leitet. Die Gefäfse, in denen dies geschieht, können aufserdem von aufsen erhitzt werden, jedoch soll die Temperatur immer eine mäfsige sein; etwa 300⁰ genügen. Ehe man die Masse in die zur Behandlung mit Dampf bestimmten Behälter bringt, wird eine kleine Menge Aetzkalk, die nicht mehr als Y₄ bis ^a/₃ der der unabgeschiedenen Schwefelsäure äquivalenten

theoretischen Menge zu betragen braucht, innig mit derselben gemischt. Hierdurch wird die vollständige Abscheidung der Schwefelsäure erleichtert. '

Wenn der durch die Behälter streichende Dampf keine Salzsäure mehr entführt, ist die Operation beendigt. Aus dem Product kann man die schwefelsaure Magnesia durch Auslaugen gewinnen. Die zurückbleibende Thonerde enthält jedoch alles Eisen, das ursprünglich in der schwefelsauren Thönerde vorhanden war, dessen Trennung ist der nächste Schritt. Wie bekannt, sind sich Thönerde- und Eisensalze in ihrem chemischen Verhalten äufserst ähnlich, und so zersetzen sich auch die schwefelsauren Salze des Eisens, ob Oxydul oder Oxyd oder Oxyduloxyd, mit Chlormagnesium der Thönerde analog. Jedoch besteht ein Unterschied insofern, als sich bei meinen Versuchen ergeben hat, dafs die Zersetzung der Eisenerze schon im ersten Stadium des Verfahrens ohne Inanspruchnahme von überhitztem Wasserdampf vollständig ist. Sie geben alle ihre Schwefelsäure beim Erhitzen mit Chlormagnesium bei Gegenwart von Wasser an die Magnesia ab. Enthält die Thönerde beträchtliche Mengen von Eisensalzen, so hat man natürlich bei Bemessung des zur Anwendung kommenden Chlormagnesiums zu beobachten, dafs auf je ι Aequivalent mit einem Oxyd des Eisens verbundener Schwefelsäure ι Aequivalent Chlormagnesium erforderlich ist. Der erwähnte Unterschied erleichtert die nachfolgende Trennung, namentlich dann, wenn das Eisen in gröfserer Menge vorhanden ist, so dafs mechanische Mittel sich zur Trennung empfehlen. Da Eisenoxyd ein viel höheres specifisches Gewicht als Thönerde hat, so läfst sich die Trennung durch Schlemmen bewerkstelligen. Wenn man das Eisen vor der Behandlung mit Chlormagnesium in das Oxyduloxydsalz übergeführt hat, so kann man es nachher auch durch einen Magneten oder Elektromagneten von der Thönerde trennen. Welche von diesen genannten oder anderen mechanischen Trennungsweisen im einzelnen Falle zur Anwendung kommt, mufs von der relativen Menge und Beschaffenheit der Bestandtheile, sowie auch von den besonderen Umständen ihrer Darstellung abhängen. Will man dagegen die Thönerde als Hydrat erhalten, z. B. zur Darstellung von Thonerdepräparaten, so empfiehlt es sich, das Gemenge einer chemischen Behandlung nach bekannten Methoden zu unterwerfen, so dafs die Thönerde gelöst wird und Eisenoxyd ungelöst bleibt. Es hat sich nämlich gezeigt, dafs die nach dem beschriebenen Verfahren dargestellte Thönerde sich mit Wasser schon beim Kochen zu einem Hydrat vereinigt. Sie wird durch diese Vereinigung chemischer Einwirkung zugänglicher und verbindet sich z. B. mit Alkalien und alkalischen Erden bedeutend leichter und mit weniger Aufwand von Wärme, als bei natürlicher Thönerde erforderlich ist.

In dem oben beschriebenen Verfahren kann man sich statt des reinen oder technisch reinen Chlormagnesiums solcher Laugen bedienen, die zwar schon viel Chlormagnesium doch nebenbei auch noch Chlorkalium enthalten, wenn man Vorsorge trifft, dieses Chlorkalium durch schwefelsaure Thönerde wegzuschaffen. Die Mutterlaugen, wie sie in der Kali-Industrie; bei der Darstellung von schwefelsaurer Kali-1 magnesia (Schönit) und von Kaliumsulfat aus Chlorkalium sich ergeben, oder auch Lösungen von Carnallit selbst, bilden ein billiges Roh-¹ material hierzu. Von der Zersetzbarkeit des Carnallits durch schwefelsaure Thönerde ist bisher technisch keine Anwendung gemacht worden, und dieselbe wäre auch nicht von Bedeutung, wenn nicht die daraus sich ergebenden Lösungen in der Darstellung von Thönerde und Salzsäure nutzbar zu machen wären. Laugen, die schon viel Chlormagnesium und wenig Chlorkalium enthalten, die also für die ökonomische Darstellung von Kalisalzen nicht mehr verwendbar sind, können von , Chlorkalium befreit werden, wenn man sie mit einer heifsen, concentrirten Lösung von schwefelsaurer Thönerde versetzt oder auch letztere in fester Form einträgt und bis zur Lösung zum Kochen erhitzt. Es bildet sich alsdann Kalialaun, der auskrystallisirt, und die resultirende Lauge enthält nun hauptsächlich Chlormagnesium und etwas Chloraluminium, welches aber die nachfolgende Verwendung des Chlormagnesiums zu dem beschriebener Verfahren nicht beeinträchtigt. ;

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche: '

   ι. Die Darstellung von Thönerde unter gleichzeitiger Gewinnung von Salzsäure unc schwefelsaurer Magnesia durch Erhitzer · von schwefelsaurer Thönerde mit Chlormagnesium oder chlormagnesiumhaltiger Laugen. j
2. 2. Das Verfahren, Chlorkalium aus damit ! vereinigten, stark chlormagnesiumhaltigen I Laugen und Carnallitlösungen durch Alu- ! miniumsulfat als Alaun abzuscheiden, zum i Zweck, die so erhaltenen Chlormagnesiumlaugen zur Gewinnung von Thönerde nach Anspruch i. zu verwenden.