DE357833C

DE357833C - Process and device for the treatment of silicates with acids for the purpose of obtaining silicic acid-free salt solutions

Info

Publication number: DE357833C
Application number: DEB101923D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-06-14
Filing date: 1921-10-16
Publication date: 1922-08-31

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von Silikaten mit Säuren zwecks Erzielung kieselsäurefreier Salzlösungen Bei der Behandlung von Silikaten mit Säuren zum Zwecke, aus den Silikaten einen Teil ihrer Bestandteile herauszulösen, stößt man bekanntlich auf sehr große Schwierigkeiten, die Lösung von dem Rückstande der darin befindlichen Kieselsäure zu befreien. Diese Schwierigkeiten rühren daher, daß bei der Behandlung der Silikate mit Säuren kolloidale Kieselsäure entsteht, die nicht nur eine Verunreinigung der aus der Lösung gewinnbaren Salze bedeutet, sondern auch die Bildung von Gels veranlaßt, die ein .Filtrieren praktisch unmöglich machen.Method and device for treating silicates with acids for the purpose of obtaining silicic acid-free salt solutions when treating silicates with acids for the purpose of dissolving some of their constituents from the silicates, As is well known, one encounters very great difficulties in solving the residue to free the silica contained therein. These difficulties arise from that when the silicates are treated with acids, colloidal silicic acid is formed, which not only means contamination of the salts that can be obtained from the solution, but also causes the formation of gels, which are practically impossible to filter do.

Es sind nun zwar. mehrere Verfahren zur Entfernung der gelatinösen Kieselsäure aus solchen Lösungen vorgeschlagen worden, es scheint aber, daß keines dieser Verfahren ein zur Ausführung im Großbetriebe genügendes Ergebnis gezeitigt hat.There are now. several procedures for removing the gelatinous Silicic acid has been suggested from such solutions, but it appears that none this procedure produced a result sufficient for implementation in large-scale operations Has.

Die vorliegende Erfindung 1>--trifft ein Verfahren, durch das ider vorstehend erwähnte Übelstand beseitigt und es ermöglicht wird, bei der Behandlung von Silikaten mit Säuren auch im großen vollständig kieselsäurefreie Lösungen zu erhalten.The present invention 1> - encompasses a method by which ider The above-mentioned inconvenience is eliminated and made possible in the treatment of silicates with acids also to a large extent completely silicic acid-free solutions obtain.

Das Verfahren beruht auf folgenden zwei Tatsachen, die das Ergebnis praktischer Versuche darstellen: i. Es gibt gewisse Silikate, wie z. B. Leucit, bei denen, wenn das Aufschließungsverfahren unter Anwendung von gekörntem Material (in Größe von etwa i xnm) geschiebt, das Herauslösen der gebildeten Salze (beim Leucit sind dies Kalium- und Aluminiumsalze) sich ermöglichen läßt, ohne daß die bei dem Verfahren frei werdende Kieselsäure in den kolloidalen Zustand übergeht, wenigstens so lange nicht, als die Masse des der Behandlung unterworfenen gekörnten Materials während des Verfahrens nicht mechanisch aufgerührt wird.The procedure is based on the following two facts that determine the outcome represent practical experiments: i. There are certain silicates such as B. Leucite, at those when the digestion process using granular material (about i xnm in size) pushed, the dissolving out of the educated Salts (with leucite these are potassium and aluminum salts) can be made possible, without the silicic acid released during the process in the colloidal state passes over, at least not as long as the bulk of the subject to treatment granular material is not mechanically agitated during the process.

Mit anderen Worten gesagt, die saure Lösung bewirkt die Bildung der entsprechenden löslichen Salze, die in die Lösung übergehen, während die Gesamtmenge der gebildeten Kieselsäure mit der Hauptmasse des unlöslichen Materials zurückbleibt, ohne daß kolloidale Kieselsäure mit in die Flüssigkeit übergeht.In other words, the acidic solution causes the formation of the corresponding soluble salts that go into solution while the total amount the silicic acid formed remains with the bulk of the insoluble material, without colloidal silicic acid passing over into the liquid.

z. Es kann bei einer durch die Behandlung eines Silikates auf dem vorstehend beschriebenen Wege erhaltene Salzlösung aus irgendeiner Veranlassung einmal vorkommen, daß kolloidale Kieselsäure mit in die Lösung übergeht. So z. B. kann man es in der Praxis schwer vermeiden, daß sich in der Filterschicht ein gewisser Gehalt an nicht faßbarem gepulverten Material befindet. In solchen Fällen genügt es, die Lösung durch die Masse des bereits zersetzten kieselsäurehaltigen Rückstandes zirkulieren zu lassen, um die Flüssigkeit vollständig von jeder Spur kolloidaler Kieselsäure zu befreien, da diese in der Schicht des unlöslichen Materials, durch das man :die Lösung hat fließen lassen, absorbiert bleibt.z. It can be achieved by treating a silicate on the ways described above obtained saline solution for any cause it may happen once that colloidal silica passes into the solution. So z. B. it is difficult in practice to avoid a certain Content of undetectable powdered material is located. In such cases it is sufficient it, the solution through the bulk of the already decomposed silicic acid residue to circulate the liquid completely from any colloidal trace Get rid of silica, as this is in the layer of insoluble material, through that one: has let the solution flow, remains absorbed.

Um gemäß vorliegender Erfindung die Bedingungen zu schaffen, unter denen die vorstehend erwähnten Erscheinungen eintreten, muß eine Schicht aus dem zu behandelnden gekörnten Material gebildet werden, worauf die saure Lösung langsam durch diese Schicht hindurchfiltriert wird. Hierbei wird das Silikat durch die Säure unter Bildung der entsprechenden löslichen Salze zersetzt, die in Lösung übergehen und die entsprechende Menge Silikat in einer Form zurücklassen, die man als eine Masse von kleinkristallinischer Form aus gelatinöser Kieselsäure ansprechen kann, die, solange sie nicht mechanisch aufgerührt wird, für die Salzlösung durchlässig bleibt, die dagegen die kolloidale Kieselsäure, die die Flüssigkeit infolge des Vorhandenseins von etwas fein gepulvertem Ausgangsmaterial in Suspension mit sich führen könnte, absorbiert und bindet.In order to create the conditions under the present invention the phenomena mentioned above occur, a layer of the granular material to be treated is formed, whereupon the acidic solution slowly is filtered through this layer. Here the silicate is replaced by the acid decomposes to form the corresponding soluble salts which go into solution and leave the corresponding amount of silicate behind in what is known as a Can address mass of small crystalline form of gelatinous silica, which, as long as it is not mechanically stirred, is permeable to the saline solution which remains, on the other hand, the colloidal silica, which the liquid as a result of the Presence of some finely powdered starting material in suspension with it could lead, absorbs and binds.

Die filtrierte Lösung, die erforderlichenfalls wieder auf ihren ursprünglichen Säuregrad gebracht wird, wird dann abermals auf die zu zersetzende Filterschicht gebracht, um aus ihr alle noch vorhandenen Spuren von Kieselsäure auszuscheiden und das Ausziehen der löslichen Salze zu vollenden. Diese Methode, die saure Lösung durch die Schicht gekörnten Materials während des Zersetzungsverfahrens zirkulieren zu lassen, verhindert jedes mechanische Aufrühren der kieselsäurebaltigen Filterschicht, das die Schicht in ihrer Struktur ändern und ihre hier wertvollen besonderen Eigenschaften, also einerseits die Durchlässigkeit für die Salzlösung, und anderseits die Fähigkeit, die kolloidale Kieselsäure zu absorbieren und zurückzuhalten, zerstören würde.The filtered solution, if necessary, return it to its original Acidity is brought, is then again on the to be decomposed filter layer brought to excrete all traces of silica that are still present and to complete the exhaustion of the soluble salts. This method, the acidic solution circulate through the layer of granular material during the decomposition process prevents any mechanical agitation of the silica-containing filter layer, that change the structure of the layer and its special properties that are valuable here, so on the one hand the permeability for the saline solution, and on the other hand the ability absorbing and holding back the colloidal silica would destroy.

Die Erfindung umfaßt ferner Vorrichtungen zur praktischen Ausführung der vorstehend beschriebenen Behandlungsweise.The invention also includes apparatus for practicing it the treatment described above.

In der Zeichnung sind zwei Arten von Vorrichtungen schematisch dargestellt.Two types of devices are shown schematically in the drawing.

Abb. z zeigt im senkrechten Schnitt eine Vorrichtung zur Behandlung von Silikaten mit sauren, vorher zurechtgestellten Lösungen.Fig. Z shows a device for treatment in vertical section of silicates with acidic, previously prepared solutions.

Abb.2 zeigt im senkrechten Schnitt eine zweite Vorrichtung zur Behandlung von Silikaten mit Säuren für den Fall, daß die Flüssigkeit während des Verfahrens ständig von neuem zur Sättigung gebracht wird.Fig. 2 shows a second device for treatment in vertical section of silicates with acids in the event that the liquid during the procedure is constantly brought to saturation anew.

Der Gang des Verfahrens verläuft wie felgt: Der gekörnte Leucit, am besten ein von feinem Pulver soweit wie irgendmöglich befreiter Leucit, wird in einen Behälter t (Abb. z) eingeführt, worin er eine Schicht von je nach der Größe und der Form des Behälters veränderlicher Stärke bildet. Der Behälter besitzt obern eine Einfüllöffnung 2 und unten einen gelochten Boden 3; er besitzt ferner eine seitliche Entleerungsöffnung zur Entfernung des Rückstandmaterials.The course of the process is as follows: The granular leucite, am best a leucite freed as far as possible from fine powder is used in a container t (Fig. z) is introduced, in which he has a layer of depending on the size and the shape of the variable thickness container. The container has top a filling opening 2 and below a perforated base 3; he also has one lateral emptying opening for removing the residue material.

Der Leucit wird dann der Einwirkung einer geeignet konzentrierten Säurelösung unterworfen, die aus der Öffnung 4 eines Zuführungsrohres 5 fließt.The leucite is then appropriately concentrated to the action Subjected to acid solution flowing from the opening 4 of a supply pipe 5.

Eine geeignete Pumpe oder ein Flüssigkeitsheber 6 treibt die in dem Trichter 9 gesammelte Flüssigkeit zum Umlauf in dem Rohre 5 und zum wiederholten Durchfließen der Leucitschicht, bis das vollständige Herauslösen des Kalis und der Tonerde erreicht, und die Lösung von der Kieselsäure vollständig befreit worden ist.A suitable pump or liquid siphon 6 drives the in the Funnel 9 collected liquid for circulation in the tube 5 and repeated Flow through the leucite layer until the potash and the Alumina reached, and the solution has been completely freed from the silica is.

Darauf wird der Ablaßhahn 7 geöffnet und die von Kieselsäure befreite Lösung in den Behälter 8 fließen gelassen, worauf dann die Abtrennung des in der Lösung enthaltenen Kalis und der Tonerde vorgenommen wird.The drain cock 7 is then opened and the silica is removed Solution allowed to flow into the container 8, followed by the separation of the in the Solution containing potash and clay is made.

Bei der Zirkulation der sauren Löbung durch die gekörnte Masse des Minerals wird das Kali und die Tonerde nach und nach aufgelöst, und -die mit in Lösung übergegangene kolloidale Kieselsäure bleibt durch die nicht gelöste gelatinöse Kieselsäure absorbiert und festgehalten. Die Erfahrung hat gezeigt, daß, wenn man dieses Zirkulieren der sauren Lösung durch die Schicht des unlöslich zurückbleibenden Kieselsäurematerials genügend lange fortsetzt, die Lösung von jeder Spur kolloidaler Kieselsäure befreit werden kann und vollkommen klar und rein hindurchgeht.In the circulation of the sour praise through the granular mass of the Minerals, the potash and clay are gradually dissolved, and -the with in Colloidal silica that has passed over into the solution remains through the undissolved gelatinous Silicic acid is absorbed and retained. Experience has shown that when one sees this circulating the acidic solution through the layer of the insoluble Any remaining silica material long enough to continue dissolving each one Trace of colloidal silica can be freed and goes through perfectly clear and pure.

Abb. z zeigt eine abweichende Ausführungsform der Vorrichtung, bei der das Rohr 5, anstatt unmittelbar in das Filtergefäß zu enden, in einen Sättigungsturm io einmündet, der mit einer Tropfvorrichtung i i, einer Öffnung 12 zum Einlaß der .gasförinigen Säure in den Turm io und mit einer üffnung 13 zum Austreten des überschüssigen Gases nach der Sättigung der Flüssigkeit, die von dem Tropfer i i hinabtropft, versehen ist.Fig. Z shows a different embodiment of the device in which the pipe 5, instead of ending directly in the filter vessel, in a saturation tower io opens, with a drip device i i, an opening 12 for the inlet of the .gasförinigen acid in the tower io and with an opening 13 for the escape of the excess Gas after the saturation of the liquid that drips down from the dropper i i provided is.

Die Vorrichtung wirkt in ähnlicher Weise wie die in Abb. i veranschaulichte Vorrichtung, mit der Ausnahme jedoch, daß die von dein Generator kommende gasförmige Säure durch die von dem Tropfer i i tropfende Flüssigkeit aufgesogen wird, und daß die heiße Lösung dazu dient, die Flüssigkeit bei der Siedetemperatur zu erhalten.The device operates in a manner similar to that illustrated in Fig. I Device, with the exception, however, that the gas coming from your generator Acid is absorbed by the liquid dripping from the dropper i i, and that the hot solution serves to keep the liquid at the boiling point.

Auf diese Weise wird es ermöglicht, mit Hilfe einer geringen Menge Ffüssigkeit in sehr kurzer Zeit die Gesamtmenge der in den Silikaten enthaltenen löslichen Bestandteile herauszulösen. Da ferner die von Kieselsäure befreite Salzlösung in den Behälter 8 mit einer hohen Temperatur gelangt, so gelingt es, durch ein einfaches Kühlverfahren, die Hauptmienge der darin enthaltenen Materialien zu gewinnen und zu trennen.In this way it is made possible with the help of a small amount Liquid in a very short time the total amount contained in the silicates dissolve soluble components. There is also the salt solution freed from silicic acid enters the container 8 with a high temperature, so it is possible by a simple Cooling process to extract the majority of the materials contained therein and to separate.

Das vorstehende Verfahren ist besonders in den Fällen geeignet, in denen die Zersetzung des TZinerals mit Salzsäure oder Salpetersäure bewirkt wird; weil die durch das Rohr 1z eingeführte gasförmige Säure die im Innern des Turmes zirkulierende Flüssigkeit sättigt und damit diejenige Säuremenge ersetzt, die bei der Zersetzung des Minerals bereits verbraucht worden ist. Das Verfahren kann auch dort angewendet werden, wo statt einer gasförmigen Säure eine flüssige Säure, so 7.B. Schwefelsäure, benutzt wird, das in dem Innern des Turmes auf den gewünschten Verdünnungsgrad gebracht wird und hierbei die Lösung erhitzt.The above method is particularly suitable in cases where the decomposition of the mineral is effected with hydrochloric acid or nitric acid; because the gaseous acid introduced through the tube 1z saturates the liquid circulating inside the tower and thus replaces the amount of acid that has already been consumed in the decomposition of the mineral. The method can also be used where, instead of a gaseous acid, a liquid acid, see 7.B. Sulfuric acid, is used, which is brought to the desired degree of dilution in the interior of the tower and thereby heats the solution.

Claims

PATENT CLAIMS i. Process for treating silicates with acids for the purpose of obtaining silicic acid-free salt solutions, consisting in that by a Layer of the granular, to be decomposed silicate repeats a certain amount of liquid Acid is allowed to flow, which after each passage also serves as a filter Layer is enriched in dissolved salts and a corresponding amount of acid loses the circulation until the acid is completely consumed and until continued to completely exhaust the treated mass of soluble salts is, while the colloi, d'ale silicic acid carried along by the liquid in suspension is completely retained in the layer of insoluble material. Embodiment of the method according to claim i, characterized in that after passing the layer of decomposed material is depleted of acidic solution by the addition of fresh Acid in turn @ becomes saturated with it, for the purpose of the dissolution or dissolution heat to use to heat the solution used to decompose the mineral. 3. Device (Fig. I) for carrying out the method according to claim i, in which the silicic acid-containing Mineral with an acidic, up to the complete consumption of the acid continuously circulating solution is treated, consisting of a pierced one Bottom (3) having container (i), which is switched into a line (5), in. of a certain amount of liquid with the help of pumps or liquid siphons can circulate. Device (Fig. Z) for carrying out the method according to claim z, at which d'as siliceous mineral with an acidic solution whose acidity is continuously replenished, is treated, consisting in a container (i) with a perforated bottom (3), a line (5) for receiving the at the bottom of the container collected liquid, and in means, e.g. B. a pump (6) to induce a circulating flow in the line (5) which ends in a saturation tower (io), in which the dripping liquid is passed in through a feed pipe (iz) Acid absorbed.