DE451523C

DE451523C - Process for cleaning highly refractory oxides, in particular aluminum oxide contained in bauxite or the like

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Publication number: DE451523C
Application number: DEH92127D
Authority: DE
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Priority date: 1922-12-16
Filing date: 1922-12-16
Publication date: 1927-10-28

Description

Verfahren zum Reinigen von hochfeuerfesten Oxyden, insbesondere von in Bauxit o. dgl. enthaltenem Aluminiumoxyd. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen von hochfeuerfesten Oxyden, wie Aluminium-, Chrom-, Magnesium- oder Zirkonoxyd, z. B. Bauxit.Process for cleaning highly refractory oxides, in particular aluminum oxide contained in bauxite or the like. The invention relates to a method for cleaning highly refractory oxides such as aluminum, chrome, magnesium or Zirconium oxide, e.g. B. Bauxite.

Gemäß diesem Verfahren werden die Rohstoffe im elektrischen Ofen zusammen mit Reduktionsmitteln geschmolzen, wobei dem Beschickungsgut ein oder mehrere Sulfide der Alkali-, Erdalkali-, Erd- oder Schwermetalle in solchen Mengen beigemischt werden, daß die beim Schmelzen nicht reduzierten Oxyde sich in den beigemischten Sulfiden oder in den durch Umsetzung dieser mit den reduzierten Oxyden entstandenen Sulfiden lösen. Die resultierende Sulfidoxydschmelze wird zweckmäßig so abgekühlt, daß ihr Oxydgehalt im wesentlichen in kristallisiertem Zustande in der erkalteten Schmelze erhalten wird, worauf man gegebenenfalls eine Trennung zwischen Sulfid und Oxyd durch Lösung oder Zersetzung der Sulfide vornimmt,sodann die gegebenenfalls noch vorhandenen Metall- und andere magnetische Bestandteile magnetisch abtrennt und schließlich das gewonnene Oxyd von etwa noch zurückgebliebenen Verunreinigungen mittels Säuren, Alkalien o. dgl. befreit.According to this process, the raw materials are put together in the electric furnace melted with reducing agents, with the charge one or more sulfides the alkali, alkaline earth, earth or heavy metals are added in such quantities, that the oxides not reduced during the melting are in the admixed sulfides or in the sulfides formed by reacting these with the reduced oxides to solve. The resulting sulfide oxide melt is advantageously cooled so that you Oxide content essentially in the crystallized state in the cooled melt is obtained, whereupon a separation between sulfide and oxide is optionally available undertakes by dissolving or decomposing the sulfides, then the possibly also separates existing metal and other magnetic components magnetically and and finally the oxide obtained from any remaining impurities freed by means of acids, alkalis or the like.

Sollte die Sulfidoxydschmelze nicht hinreichend rein werden, so kann sie einer Umschmelzung, beispielsweise zusammen mit Reduktionstnitteln und gegebenenfalls mit weiteren Zusätzen von schwefelhaltigem Gut, unterzogen werden.Should the sulphide oxide melt not be sufficiently pure, so can they are remelted, for example together with reducing agents and optionally with further additions of sulphurous material.

Das Verfahren ist zur Darstellung von reinem Aluminiumoxyd besonders geeignet. Da bei dem Verfahren das Aluminiumoxyd in kristallisierter Form erhalten wird, kann es auch zu Schleifzwecken, beispielsweise zur Herstellung von Schleifscheiben o. dgl., angewendet werden. Auch ist nach dem Verfahren dargestelltes Aluminiumoxyd ein sehr zweckmäßiger Rohstoff zur Herstellung von feuerfesten Ziegeln.The method is special for the preparation of pure aluminum oxide suitable. Because in the process the aluminum oxide is obtained in crystallized form it can also be used for grinding purposes, for example for the production of grinding wheels o. The like., Can be used. Also produced by the process is aluminum oxide a very useful raw material for making refractory bricks.

Auch für die Darstellung anderer hochfeuerfester Oxyde ist das Verfahren zweckmäßig. So kann man danach kristallisiertes Magxnesiumoxyd entweder rein oder mit einem gewissen gewünschten Gehalt an anderen Oxyden darstellen. Da nach dem Verfahren dargestelltes kristallisiertes Magnesiumoxyd nicht die große Neigung des amorphen Oxyds besitzt, bei hohen Temperaturen zu schwinden, ist es besonders geeignet zur Darstellung von feuerfesten Ziegeln.The process is also suitable for the preparation of other highly refractory oxides expedient. So you can then either pure or crystallized magnesium oxide with a certain desired content of other oxides. Since after Crystallized magnesia represented not the great propensity of the process amorphous oxide has to shrink at high temperatures, it is particularly suitable for the representation of refractory bricks.

Als aluminiumoxydhaltiger Ausgangsstoff können verschiedene tonerdehaltige Massen, z. B. Bauxit, Kaolin, Feldspat, Alaunschiefer, Ton u. dgl., dienen.Various alumina-containing Masses, e.g. B. bauxite, kaolin, feldspar, alum slate, clay and the like., Are used.

Als schwefelhaltiges Rohgut zur Erzielung des Sulfidgehaltes der Sulfidaluminiumoxydschmelze eignen sich besonders Sulfide, sowohl von Leichtmetallen, wie ALS3, CaS, 125S, BaS, als .auch von Schwermetallen, wie FeS, Cu.S, NiS, und sulfidhaltigen Stoffen, z. B. Magnetkies, Pyrit, Kupferkies, Kupferglanz, Bleiglanz, Zinkblende; jedoch können auch Sulrate oder Sulfite, z. B. CaS04, BaS04, unter entsprechender Erhöhung des Zusatzes an Reduktionsmitteln verwendet werden. Wenn solche schwefelhaltigen Stoffe, z. B. Pyrit, angewendet werden, welche schon bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen Schwefel abspalten, werden zweckmäßig Zusätze von solchen Stoffen, z. B. Eisenspänen, gemacht, welche bei den betreffenden Temperaturen Schwefel binden können.As sulfur-containing raw material to achieve the sulphide content of the sulphide aluminum oxide melt Sulphides are particularly suitable, both from light metals such as ALS3, CaS, 125S, BaS, as .also of heavy metals such as FeS, Cu.S, NiS, and sulphide-containing substances, e.g. B. magnetic pebbles, pyrite, copper pebbles, copper luster, lead luster, zinc blende; however can also sulrates or sulphites, e.g. B. CaS04, BaS04, under appropriate Increasing the addition of reducing agents can be used. If such sulphurous Substances, e.g. B. pyrite, which are used at relatively low Temperatures split off sulfur, additives of such substances are expedient z. B. iron filings, which bind sulfur at the temperatures concerned can.

Als Reduktionsmittel kommen für das vorliegende Verfahren beispielsweise in Betracht: Koks, Anthrazit, Holzkohle, Calciumcarbid USW. Possible reducing agents for the present process are, for example: coke, anthracite, charcoal, calcium carbide, etc.

Die Menge Sulfid in der Sulfidah,miniutnoxydschmelze kann man natürlich innerhalb weiter Grenzen verändern. Am zweckmäßigsten dürfte .es sein, mit einem Sulfidgehalt von 2o bis 40 Prozent zu arbeiten, doch kann man sich in gewissen Fällen auch mit einem bedeutend niedrigeren Gehalt, beispielsweise bis zu ro Prozent oder darunter, begnügen. Bei einem höheren Gehalt an Sulfid werden die Kristalle größer, weshalb man, wenn große Kristalle gewünscht werden, hohen Sulfidgehalt anwendet, wobei man beispielsweise bis zu 75 Prozent oder darüber gehen kann. Die Kristallgröße kann auch durch Veränderungen in der Abkühlungsgeschwindigkeit der Sulfidaluminiumoxydschmelze beeinflußt werden. Zweckmäßig werden solche Mengen Reduktionsmittel und Schwermetallsulfid verwendet, claß ein Teil des Aluminiumoxyds in Aluminiumsulfid überführt wird.The amount of sulfide in the sulfidah, miniutnoxydschmelze can of course change within wide limits. It should be most useful with one Sulphide levels of 2o to 40 percent work, but you may find yourself in certain cases also with a significantly lower content, for example up to ro percent or below, be content. With a higher content of sulphide, the crystals become larger, therefore, if large crystals are desired, a high sulphide content is used, where you can go up to 75 percent or more, for example. The crystal size can also be caused by changes in the cooling rate of the sulphide alumina melt to be influenced. Such amounts of reducing agent and heavy metal sulfide are expedient used, claß a part of the aluminum oxide is converted into aluminum sulfide.

Verunreinigungen, wie SiO, Fe.03, Fe0, TiO2, werden hauptsächlich durch Reduktion ausgeschieden, wogegen Verunreinigungen durch CaO in CaS überführt werden.Impurities such as SiO, Fe.03, Fe0, TiO2 become main excreted by reduction, whereas impurities are converted into CaS by CaO will.

Es wird hierbei eine Schmelze gewonnen, die als Hauptbestandteil eine Mischung von A1203 und einem oder mehreren Sulfiden, beispielsweise A4S3, enthält, die die Fähigkeit besitzen, in geschmolzenem Zustand Aluminiumoxyd zu lösen; aus dieser Oxydsulfidschmelze kristallisiert aber bei Abkühlung das Aluminiumoxyd aus. Durch Reduktion ausgeschiedenes Metall geht in eine als Nebenprodukt erhaltene Legierung über. Die Sulfidaluminiumoxydschmelze scheidet sich leicht von der gleichzeitig dargestellten Legierung. Das Abstechen des Metalls und der Sulfidoxydschmelze kann gleichzeitig geschehen; man kann jedoch auch jedes für sich abstechen, z. B. durch verschiedene Abstichlöcher.A melt is obtained here, the main component of which is a Contains a mixture of A1203 and one or more sulphides, e.g. A4S3, which have the ability to dissolve aluminum oxide in a molten state; the end but this oxide sulfide melt crystallizes out the aluminum oxide on cooling. Metal precipitated by reduction goes into an alloy obtained as a by-product above. The sulphide alumina melt easily separates from that at the same time shown alloy. The tapping of the metal and the sulphide oxide melt can happen at the same time; however, you can also cut each one for yourself, e.g. B. by different tap holes.

Die Sulfidaluminiumoxydschmelze wird nach dem Abkühlen zweckmäßig auf reines A1203 verarbeitet. Dies kann beispielsweise so ausgeführt werden, daß das Schmelzgut, zweclnnäßig nach. Zerkleinerung, mit irgendeiner Säure, beispielsweise H.SOr, HCl, HN03 oder Essigsäure, oder einer Mischung derartiger Säuren behandelt wird. Hierbei wird das Sulfid zersetzt und gelöst.The sulphide alumina melt becomes expedient after cooling processed on pure A1203. This can for example be carried out so that the melt material, slightly after. Comminution, with any acid, for example H.SOr, HCl, HN03 or acetic acid, or a mixture of such acids will. Here the sulfide is decomposed and dissolved.

Statt mittels Säure kann man das Sulfidaluminiumoxydschmelzgut, wenn das Sulfid ganz oder teilweise aus einem durch Wasser leicht zersetzbaren oder im Wasser löslichen Sulfid, wie A12S3, MgS, BaS, besteht, zuerst mit Wasser oder Wasserdampf behandeln. Besteht das Sulfid beispielsweise aus Na2S, K2S oder BaS, so geht es bei Behandlung mit Wasser in Lösung über. Besteht es aus A12S3, so wird es unter Entwicklung von H.S und Bildung von Aluminiumoxydhydrat zersetzt. Die Behandlung des Sulfidalurniniumoxydschmelzguts wird am zweckmäßigsten in einem geschlossenen Gefäß unter Ableitung vom gebildeten Schwefelwasserstoff vorgenommen. Das Aluminiumoxydhydrat kann durch Behandlung in Spitzkästen o. dgl. von den A1203-Kristallen getrennt werden. Die ;dabei -erhaltenen Produkte werden dann zweckmäßig auf Aufbereitungsherden weiter verarbeitet, um einerseits eine bessere Scheidung zwischen Aluminiumoxydhydrat und Aluminiumoxydkristallen und anderseits eine Trennung der Alurniniumoxydkristalle nach ihrer Korngröße zu bewirken. Die A1.,03-Kristalle werden dann zweckmäßig zur Entfernung etwa vorhandener Verunreinigungen, wie FeS, mit Säure oder Alkali behandelt. Das abgetrennte Aluminiumoxydhydrat kann nach Trocknen und Glühen als Rohgut für die erneute Darstellung einer Sulfidaluminiumoxydschmelze oder auch zur Darstellung von reinem A1203 oder Aluminiumsalzen benutzt werden.Instead of using acid, the sulphide aluminum oxide melt can be used, if the sulfide in whole or in part from an easily decomposable by water or im Water soluble sulfide, such as A12S3, MgS, BaS, is made up first with water or steam treat. If the sulfide consists of Na2S, K2S or BaS, for example, then it works in solution when treated with water. If it consists of A12S3, it will be under Development of H.S and formation of aluminum oxide hydrate decomposed. The treatment Sulphidalurniniumoxydschmelzguts is most conveniently in a closed Made vessel with the discharge of the hydrogen sulfide formed. The aluminum oxide hydrate can be separated from the A1203 crystals by treatment in pointed boxes or the like. The products obtained in this way are then expediently passed on to treatment stoves processed to provide a better differentiation between alumina hydrate and the one hand Aluminum oxide crystals and, on the other hand, a separation of the aluminum oxide crystals to effect according to their grain size. The A1., 03 crystals are then expediently used for Removal of any impurities, such as FeS, treated with acid or alkali. The separated aluminum oxide hydrate can be dried and calcined as raw material for the renewed representation of a sulphide aluminum oxide melt or for representation of pure A1203 or aluminum salts can be used.

Mit der Aluminiumoxydkristallmasse oder mit dem Aluminiumhydrat etwa vermischtes Metall, magnetisches Sulfid o. dgl. kann gewünschtenfalls nach gebräuchlichen Aufbereitungsverfahren, z. B. durch magnetische Aufbereitung, Schwimmaufbereitung o. dgl., abgeschieden äverden.With the aluminum oxide crystal mass or with the aluminum hydrate, for example mixed metal, magnetic sulfide or the like may be used according to customary ones, if desired Processing methods, e.g. B. by magnetic processing, swimming pool processing or the like, deposited averden.

Beispiel r.Example r.

Bauxit wird, nötigenfalls nach vorhergehendem Trocknen und Glühen, im elektrischen Ofen mit Schwefeleisen und Kohle zusammengeschmolzen. Die Kohle wird in solcher Menge zugesetzt, daß sie zum Reduzieren der Eisen-, Kiesel- und Titanverbindungen und von etwa 25 Prozent des in dem Bauxit enthaltenen Aluminiumoxyds hinreicht. Reduziertes Eisen, Silicium und Titan legieren sich zum größten Teil miteinander; die Legierung sinkt in Ofen zu Boden. Das reduzierte Aluminium setzt sich mit FeS zu @U.=Si und Eisen um, das in die Legierung übergeht. Das ALS3 löst das zurückbleibende Aluminiumoxyd des Bauxits auf. Man kann die FeS-Menge so wählen, daß ein Teil des reduzierten r'11uminiummetalls in der Legierung erhalten bleibt. Man vermeidet damit einen zu hohen Schwefelgehalt in dieser. Das Schmelzen wird zweckmäßig ununterbrochen betrieben. Beim Zapfen des Ofens erhält man einerseits eine Eisenlegierung o. dgl. und anderseits eine Sulfidaluminiumoxydschmelze; in der beim Abkühlen A1=03 kristallisiert. Beispiel halzinierter Bauxit wird im elektrischen Ofen zusammen mit Reduktionsmitteln in hinreichender Menge, um außer Al=03 im Bauxit vorkommende Oxyde, wie Fe0, SiO, T10=, im wesentlichen zu reduzieren, und mit A1=03 geschmolzen. Hierbei wird das Al_ 03 des Bauxits im Sulfid gelöst und kristallisiert dann beim Abkühlen. Außerdem wird eine Eisenlegierung erhalten. Um das gesamte Silicium zu reduzieren und in Form einer Legierung gebunden zu erhalten, kann man der Beschickung Eisenspäne u. dgl. zusetzen.Bauxite is, if necessary after previous drying and annealing, melted together in an electric furnace with sulphurous iron and coal. The coal is added in such an amount that it reduces the iron, silica and Titanium compounds and about 25 percent of the aluminum oxide contained in the bauxite sufficient. Reduced iron, silicon and titanium alloy for the most part together; the alloy sinks to the floor in the furnace. The reduced aluminum sets changes with FeS to @ U. = Si and iron, which is converted into the alloy. The ALS3 solves the remaining aluminum oxide of the bauxite. One can choose the amount of FeS so that part of the reduced aluminum metal in the alloy preserved. This avoids too high a sulfur content in this. That Melting is expediently operated continuously. Receives when tapping the stove on the one hand an iron alloy or the like and on the other hand a sulphide aluminum oxide melt; in which A1 = 03 crystallizes on cooling. Example of halinated bauxite is used in electric furnace together with reducing agents in sufficient quantity to save Al = 03 to substantially reduce oxides occurring in bauxite, such as Fe0, SiO, T10 =, and melted with A1 = 03. Here, the Al_ 03 of the bauxite is dissolved in the sulfide and then crystallizes on cooling. An iron alloy is also obtained. To reduce all of the silicon and keep it bound in the form of an alloy, iron filings and the like can be added to the charge.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for cleaning highly refractory oxides, in particular of aluminum oxide contained in bauxite or the like, by melting the Raw materials with reducing agents in an electric furnace, characterized in that one or more sulfides of the alkali or alkaline earth metals, the magnesium or the earth or heavy metals are added in such quantities, that the oxides not reduced during the melting are in the accompanying sulphides or in the sulfides formed by reacting these with the reduced oxides solve, whereupon the oxides of the Sulphides separates, then any remaining metal components and the like magnetically separates and finally the recovered oxide of any remaining impurities freed by means of acids, alkalis, or the like. ' a. Method according to claim i, characterized characterized in that in place of the sulfides sulfates or sulfites under corresponding Increasing the addition of reducing agents to the melt can be used. 3rd, procedure for cleaning aluminum oxide according to objection i, characterized in that the Melt, the sulfide content of which consists entirely or partially of aluminum sulfide, with Water is decomposed, whereupon the aluminum oxide before cleaning with acids separates from the aluminum oxyhydrate formed during the decomposition. 4 .. Execution of the method according to claim i to; for cleaning vauxite, characterized by the use of sulfides and the like in such an amount that part of the aluminum in the metallic state into those of iron oxide, silicic acid and titanic acid resulting alloy passes over.