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Verfahren zur Herstellung von Tonerde aus Tonerdesilikaten. Es sind
zahlreiche Verfahren bekannt, Tonerdesilikate, wie z. B. Ton, durch Säuren aufzuschließen,
aus dem Reaktionsprodukt durch Auslaugen die Kieselsäure von den entstandenen Aluminiumsauen
zu, trennen und aus letzterem Tonerde zu gewinnen.
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Diese Verfahren bieten bektanntlich mancherlei Schwierigkeiten, die
darinbestehen, daß die Kieselsäure, welche außerdem häufig noch unaufgeschlossenen
Ton enthält, sehr schlecht filtrierbar ist, und daß die Überführung der Salze in
reine Tonerde und wiederzugewinnende Säure an die Apparatur große Anforderungen
stellt.
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Es wurde nun ein neuer Weg gefunden, die Kieselsäure von der Tonerde
zu trennen, der wesentlich einfacher ist als der bisherige. Man verfährt zunächst
in bekannter Weise derart, daß man den Ton mit einer starken Mineralsäure, z. B.
Salzsäure oder mäßig verlünnter Schwefelsäure, aufschließt. Nun entfernt man die
freie und gebundene Säure aus denn Reaktionsprodukt, z. B. thermisch, indem man
eindampft und auf etwa 3oo bis 6oo° nacherhitzt. War Salzsäure zurAufschließung
verwendet worden, so kann man zweckmäßig zur leichteren Abspaltung, der Säure Wasserdampf
durch das Reaktionsprodukt leiten, bei Anwendung von Schwefelsäure dem gemahlenen
Produkte reduzierende Stoffe, etwa Kohle, zumischen. Anstatt die Säure thermisch
zu entfernen, kann man sie auch z. B. mit Ammoniak neutralisieren und die gelösten
Ammonsalze abfitrseren.
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Besonders vorteilhaft gestaltet sich der Tonaufschluß mit starker
Schwefelsäure, da hierbei unmittelbar ein festes Produkt entsteht unid die hohen
Verdampfungskosten des Wassers fortfallen. Das Produkt wird gemahlen, mit Kohle
gemischt und zur Austreibung der Schwefelsäure auf etwa. 5oo° erhitzt. Die entstandenen
Gase wverden in bekannter Weise wieder zu Schwefelsäure verarbeitet und diese zu
neuem Aufechluß verwandt.
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In allen Fällen entsteht auf diese Weise aus dem Ton das mechanische
Gemenge seiner Bestandteile.
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Die Verarbeitung dieses Gemenges kann auf verschiedene Weise erfolgen:
entweder umechänisch oder durch Eektroosmose, wobei die Kieselsäure und die Tonende
an verschiedene Pole wandern, oder auf chemischem Wege. Versuche haben nämlich dass
überrascheude Ergebnis gezeitigt, daß ein Gemisch von Tonerde ünd Kieselsäure bei
der Behandlung mit Natronlauge zum weitaus größten Teile nur die Tonerde in Lösung
gehen läßt; die Kieselsäure mit dem Rest der Tonerde bleibt ungelöst zurück und
kann von 'der entidtandenen Al-inatlauge leicht getrennt werden. Dies Ergebnis war
in keiner Weise vorau5zusehen, @da sowohl Tonerde für sich als auch Kiesed.säure
für sich allein in Alkalilagge löslich ist, @udd zwar auch dann, wenn
sie
einer dem vorliegenden Verfahren analogen Wärmevorbehandlung unterworfen wurden.
Da auch das Eisenoxyd ds Tons im Rückstand verbleibt, so kann auf diesem Wege eine
Aluminatlösung gewonnen werden, aus welcher reine Tonerde nach dem Bayerverfahren
ausgerührt oder auf andere bekannte Weise gewonnen wenden kann.
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Nach dem beschriebenen Verfahren kann in einem Ofen und Arbeitsgang
der Aufschluß und die Säureabspalung durchgeführt und in einem Löseapparat eine
reine, eisenfreie Alunninatlauge nach einmaliger Filtration erhalten werden. Die
technischen und insbesondere wärmewirtschaftichen Vorteile dieser Arbeitsweise liegen
auf 'der Hand.
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Bei sp iel e z. Ioo kg Ton (trocken und urgeglüht) und I5dkg Schwefelsäure
(8o prozentig) werden gut verrührt und kurze Zeit auf 35o' erhitzt. Die feste, kalte
Masse wird gepulvert, mit etwa 2o Prozent Braunkohlepullver vermischt und 4 bis
6 Stunden auf 6oo° erhitzt, wodurch die Schwefelsäure als SO2 entveicht. Das so
erhaltene feinpulverige Produkt stellt das mechanische Gemenge der Komponenten des
Tons dar.
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Zur Trennung dieser Komponenten wind die Masse ewa 6 Stunden lang
mit dünner Natronlauge gerührt oder geschüttelt.
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Nach' dem Abfiltrieren des Rückstandes waren gelöst: 27,3 kg Al2O3;
0,42 kg Si O2; o,86 kg H2 S O4 Der Rückstand enthielt: Io,3 kg Ale 03; 43,2 kg Si
O2; 4,0 kg Fe2 O3. Es sind also 73 Prozent der im Ton vorhandenen Tonerde in Form
einer Alumunatlösung gewonnen worden.
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2. Ioo kg Ton (geglüht) und 4oo kg Salzsäure (2o prozentig) wurden
3 Stunden lang gekocht, zur Trockne eingedampft, gepulvert und 4 Stunden lang auf
35o bis 4oo° erhitzt, während gleichzeitig Wasserdampf durch den Ofen geleitet wurde.
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Unter Abspaltung von Salzsäure entsteht das mechanische Gemenge der
den Ton bilden-,den Bestandteile.
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Dieses wurde, wie in Beispiel I, mit Natronlauge geschüttelt. In Lösung
waren 62 Prozent der im Ton vorhandenen Tonerde.
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3. Ein nach Beispiel z oder 2 hergestelltes mechanisches Gemenge der
Bestandteile des Tons wird fein Bemnahlen, gegebenenfalls durch Naßmahlung, und
in einem Rührtroge mit Wasser aufgeschlämmt, welchem geringe Mengen eines Elektrolyten,
wie Spuren von Alkali, Kochsalz oder Säure, zugesetzt sind.
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In den Trog tauchen zwei rotierende Hartbleiwalzen etwa zur Hälfte
ein, welche mit Schabern versehen und mit den Polen eines Gleichstromerzeugers von
etwa I2o Volt verbunden sind.
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Beien Einleiten des Stromes wandern in bekannter Weise infolge der
elektroosmotischen Vorgänge die elektronegative Kieselsäure n abst dem unaufgeschlossenen
Ton zur Anode, die elektropositive Tonerde und Eisenoxyd zur Kathode und bilden
auf den Elektroden einen Belag, welcher durch die Schaber dauernd entfernt wind,
wodurch die Trennung von Kieselsäure und Tonerde erreicht ist. Letztene kann dann
in bekannter Weise einem Reinigungsprozeß, etwa durch Auflösen in Natronlauge, unterzogen
werden.