DE562498C - Herstellung von praktisch eisenfreier Tonerde aus Ton - Google Patents

Description

• Herstellung von praktisch eisenfreier Tonerde aus Ton Unter den verschiedenen Verfahren, die Tonerde des einheimischen Tones der Aluminiumgewinnung zugänglich zu machen, sind bisher diejenigen am «-eitesten ausgebildet worden, welche darauf ausgehen, den Ton reit Salzsäure zu zersetzen, um die Kieselsäure, gegebenenfalls zusammen mit Titansäure, in den unlöslichen Rückstand zu bringen und die Tonerde zusammen mit dem Eisen in die Lösung überzuführen. Aus dieser Lösung kann entweder nach Herbeiführung einer hinreichenden Konzentration der Salze unter Einleiten von HCI-Gas oder durch weitgehendes Eindämpfen das Aluminiumchlorid als kristallisiertes Hexahy drat ausgeschieden -werden, während das Eisen zum größeren Teil in Lösung bleibt, so daß eine Mutterlauge anfällt, die noch erhebliche Mengen Aluminiumchlorid enthält. Das durch Auskristallisieren gewonnene Aluminiumchlorid kann durch einen sorgfältigen Waschprozeß so weit gereinigt werden, daß die daraus gewonnene Tonerde unter o,1 °;o Fe.03 enthält. Auf diese Weise entstehen jedoch durch die Mutterlauge, die ausgeschieden «-erden muß, Tonerdeverluste, die 2o °;o und mehr der gesamten Produktion betragen, wenn man nicht von besonders eisenarmen Tonen ausgeht. Jede Verringerung der Verluste durch Ausscheiden geringerer Mengen Mutterlauge führt aber zu einer Tonerde mit wesentlich höherem Eisengehalt. Eine solche wird aber heute nicht mehr als brauchbar angesehen, nachdem sich in der Aluminiumindustrie die Ansicht eingebürgert hat, daß die Entfernung des Eisens bis auf mindestens o,o5 °jo unbedingt erforderlich ist.
• Man hat daher verschiedentlich vorgeschlagen, nach an sich bekannten Verfahren Tonerden mit geringem Eisengehalt einer Nachbehandlung im Salzsäure- oder Chromstrom zu unterwerfen, wobei das Eisenoxyd unter Umwandlung in Eisenchlorid verflüchtigt wird. Diese überführung gelingt indessen mit technisch befriedigender Geschwindigkeit bei eisenoxydhaltiger Tonerde nicht ohne weiteres in ausreichendem Maße, bei der Behandlung mit Chlor nur in Gegenwart von Reduktionsmitteln bei höheren Temperaturen und- ist dann ebenfalls mit Tönerdeverlusten verbunden.
• Die Erfindung setzt an dieser Stelle ein. Es ist gefunden worden, daß es gelingt, durch Anwesenheit einer gewissen -Senge von Chloriden oder anderen Verbindungen der Alkalien, des Calciums oder Magnesiums, die Einwirkung des mit der Tonerde in Berührung gebrachten Chlorwasserstoffes oder Chlors auf das Eisenoxyd in der Weise zu verstärken, daß eine praktisch restlose Verflüchtigung des Eisens, auch bei höheren Fe203 Gehalten, ohne Zuhilfenahme reduzierender Stoffe und daher auch ohne Tonerdeverluste durchführbar ist.
• Wie umfangreiche Untersuchungen gezeigt haben, ist die Menge der zuzusetzenden Chloride abhängig vom Eisengehalt der Tonerde, und zwar etwa so. daß bei Gehalten bis io % auf ioo Teile A120, und für je 3 °%o Fe-0, etwa 1 °1'o K Cl oder Na Cl oder C a Cl@ oder Mg Cl. mindestens anwesend sein müssen, während zwischen io und 12 010 Fe2O3, nach Maßgabe der Zunahme des Eisengehaltes, zwischen 3 und 12 °;o KCl mindestens erforderlich sind. Man erhält unter diesen Bedingungen bei Temperaturen von 750° C und darüber bei der Behandlung der eisenhaltigen Tonerde im Salzsäurestrom als Enderzeugnis eine Tonerde, welche als praktisch eisenfrei zu bezeichnen ist, da sie weniger als o,o5 °f, Fe_03 aufweist und hiermit allen Anforderungen der Aluminiumindustrie genügt.
• Tone mit mehr als 12 Teilen Fe, 03 auf ioo Teile A1203, welche noch größerer Zusatzmengen von Chloriden bedürfen; werden zweckmäßig in Mischung mit eisenärmeren Tonen verarbeitet, um die Zusätze in praktisch brauchbaren Grenzen zu halten.
• Der Zusatz der Chloride kann zu verschiedenen Zeitpunkten im Verlauf des Verfahrens erfolgen. Manche Tonsorten enthalten schon von Natur ausreichende Kalk- oder Kalimengen; soweit dies nicht der Fall ist, kann Kalk oder Alkali dem Ton zugesetzt werden, oder es können kalkarme mit kalkreichen Tonsorten vermischt werden, oder es können CaCIA haltige Salzsäuren zum Aufschluß benutzt werden, wie sie bei der Kondensation von Salzsäuregas mit kalkhaltigen Wässern erhalten werden. Die Alkalisalze können beispielsweise vor dem Eindampfen der Lauge in fester Form zugesetzt werden. Statt der genannten Chloride können gegebenenfalls auch die entsprechenden Sulfate oder Nitrate zugesetzt werden.
• Zur Verarbeitung der mit den Zusätzen versehenen eisenhaltigen Tonerde verwendet man einen sauerstofffreien, möglichst hoch konzentrierten Chlorwasserstoff strom, der auch einen Chlorgehalt aufweisen kann. Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von syntlietiscliem Chlorwasserstoff, bei dessen Erzeugung man vorteilhaft einen Chlorüberschuß anwendet, und wobei man die entstehende Reaktionswärme im Verfahren nutzbar machen kann.
• Nach der Entfernung des Eisens wird das Enderzeugnis durch Waschen mit eisenfreiem Wasser von dem noch in der Tonerde verbliebenen Salzgehalt befreit; es bildet nach dem Trocknen eine rein weiße Tonerde. Das überschüssige Chlorwasserstoffgas wird durch Abkühlen von seinem Gehalt an absublimierten Chloriden befreit und einer Verdichtungsanlage zugeführt; die gewonnene Salzsäure dient zum Aufschluß neuer Tonmengen. Beispiele i. Ein geglühter Ton lieferte beim Aufschließen mit Salzsäure nach Filtration vom Unlöslichen eine Lösung von Chloriden, die, auf ioo g Al; 03 berechnet, enthielt: 8,8 g Fe203, 2,4. g Ca C12, 1,65 g K Cl, also ausreichende Mengen von K Cl und Ca C12. Diese Lösung wurde direkt zur Trockne eingedampft, bei 8oo° C thermisch zersetzt und dann bei der gleichen Temperatur mit sauerstöfffreiemHCl-Gas behandelt. Das abgehende Gas führte einen Teil des Alkalichlorides und das Eisenchlorid fort und konnte nach Abkühlung zur Abscheidung der Sublimate einer Verdichtungsanlage zugeführt werden zwecks Wiedergewinnung der Salzsäure für das Aufschließen weiterer Tonmengen. Nach dem Auswaschen mit Wasser und Trocknen enthielt die Tonerde weniger als o,o2 °/o Fe20,.
• 2. Aluminiumeisenchloridlösungen ohne Gehalt an Hilfschloriden ergaben bei gleicher Behandlung bei i o Teilen Fee 03 auf i oo Teile A120, Tonerden mit durchschnittlich 0,3 0;'o Fee O3. Fe, O,- Werte unter o, T % konnten selbst bei bedeutend niedrigerem Fe. 03 Gehalt der Ausgangslösungen nicht erreicht werden. Dieselben Lösungen, mit den durch die Versuche ermittelten Mengen an Alkali-, Calcium-oder Magnesiumchlorid versetzt, ergaben stets Tonerden mit unter 0,05 0% Fe20,.
• Das neue Verfahren gestattet, den Weg der Tonerdegewinnung aus Ton vermittels Salzsäure als Aufschlußmittel erheblich zu vereinfachen, da die Verluste, die dadurch entstdhen, daß man die noch aluminiumchloridhaltige Mutterlauge entweder verloren geben muß oder zwecks Gewinnung des darin enthaltenen A12 03 und der HCl auf künstlichen, verhältnismäßig wertlosen Bauxit verarbeiten muß, vermieden werden können. Dazukommt, daß die Kosten sowohl in der Anlage als im Arbeitsverfahren selbst stark vermindert werden können. Außerdem fällt der kostspielige Waschprozeß fort. Man kann nunmehr, da viele Tone weniger als 12 Teile Fe203 auf Joo Teile A120, enthalten, die bei dem Aufschluß erhaltenen Lösungen, evtl. unter Zusatz der nötigen Alkali-, Calcium- oder Magnesiumverbindungen, restlos eindampfen, da es auf die Gewinnung eines eisenarmen Aluminiumchloridhexahydrates nicht mehr ankommt, die Chloride thermisch zersetzen und unmittelbar auf reine Tonerde verarbeiten.

Claims (6)

1. PATE \TAI`SPRICHR: i. Verfahren zur Herstellung von praktisch eisenfreier Tonerde durch Aufschließen von Ton mit Salzsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man die von dem Kieselsäurerückstand abgetrennte Lösung der Chloride vollständig zur Trockne oder nur zum Salzbrei eindampft (wobei die anfallende Mutterlauge in das Verfahren zurückgeführt wird), daß man das hierbei erhaltene Salzgemisch der thermischen Zersetzung unterwirft, daß man spätestens hiernach die entstandenen Gemische von Tonerde und Eisenoxyd, welche bereits Chloride enthalten können, mit einem Zusatz von Chloriden der Alkalien, des Calciums oder des Magnesiums oder Gemischen derselben versieht, der die Chloridmenge auf eine bestimmte, vom Eisengehalt des Oxydgemisches abhängige Mindestmenge bringt und,das man mit einem Strom von sauerstofffreiem Salzsäuregas, «-elches auch Chlor enthalten kann, bei Temperaturen oberhalb 750' C behandelt, worauf man nach der Verflüchtigung des Eisens die gewonnene Tonerde auswäscht und trocknet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der in den Aufschlußlösungen anwesenden Chloride, bei einem Eisengehalt unter io Teilen Fe., 0, auf ioo Teile Al. 03, auf wenigstens etwa 0,3 Teile Alkali- oder C alcium- oder Magnesiumchlorid für jeden Teil Eisenoxyd einstellt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis der in den Aufschlußlösungen anwesenden Chloride bei Eisengehalten zwischen io und 12 Teilen Fe. 03 auf i oo Teile Ah 03 von 3 bis i a °1o Alkali-, Calcium- oder Magnesiumchlorid proportional dem Eisengehalt steigert. .
4. 4. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Tone verschiedenen Kalk-, Alkali- und Eisengehaltes mit der Maßnahme auswählt und gattiert, daß einerseits das Verhältnis von Eisenoxyd zu Tonerde auf höchstens 12 : i oo zu stehen kommt, und daß andererseits der Zuschlag der stärker kalk-oder alkalihaltigen Tone, gegebenenfalls unter Zusatz von weiteren Mengen Kalk oder Alkalien oder von Chloriden derselben, so bemessen wird, daß die nach Ansprüchen i bis 3 erforderlichen Mindestinengen von Chloriden entstehen.
5. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis d., dadurch gekennzeichnet, daß man an Stelle der Chloride andere Halogenide, Sulfate oder Nitrate der Alkalien, des Calciums oder Magnesiums verwendet.
6. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung des Oxy dgemisches mit unmittelbar aus den Elementen erzeugtem Chloru-asserstoffgas vornimmt und dabei die in der Chlorwasserstoffflamme erzeugte Reaktionswärme nutzbar macht.