DE564059C - Manufacture of clay - Google Patents

Manufacture of clay

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DE564059C DES78555D DES0078555D DE564059C DE 564059 C DE564059 C DE 564059C DE S78555 D DES78555 D DE S78555D DE S0078555 D DES0078555 D DE S0078555D DE 564059 C DE564059 C DE 564059C
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    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/16Preparation of alkaline-earth metal aluminates or magnesium aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
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Description

Es ist bekannt, tonerdehaltige Rohstoffe, die bekanntlich immer Eisen und Kieselsäure als Verunreinigung enthalten, auf nassem Wege mit Ätzalkalien bei hoher Temperatur und erhöhtem Druck aufzuschließen und die erhaltene und gegebenenfalls noch gereinigte Alkali-Aluminat-Lösung auf Tonerde weiterzuverarbeiten. It is known, alumina-containing raw materials, which are known to always be iron and silica Contained as an impurity, wet with caustic alkalis at high temperature and to open up increased pressure and the obtained and possibly cleaned Further processing of alkali aluminate solution on alumina.

Es ist auch bekannt, bei diesem Verfahren entsprechend dem Kieselsäuregehalt geringe Mengen Kalk neben dem Alkalicarbonat oder Hydroxyd anzuwenden. Es wurde auch schon vorgeschlagen, tonerdehaltige Stoffe mit Alkali- oder Erdalkalibasen allein aufzuschließen. Man erhält auf diese Weise lösliche Alkali- oder Erdalkalisilikate und freie Tonerde, welch letztere dann durch Ätznatron oder Ätzkali löslich gemacht werden soll. Die hierüber in der Literatur gemachten unklaren Angaben haben jedoch bisher zu keiner praktischen Verwendung geführt.It is also known to use low levels of silicic acid in this process Apply amounts of lime alongside the alkali carbonate or hydroxide. It was already proposed to dig up alumina-containing substances with alkali or alkaline earth bases alone. In this way, soluble alkali or alkaline earth silicates and free alumina are obtained, the latter then by means of caustic soda or caustic potash is to be made soluble. The unclear ones made about this in the literature However, information has so far not led to any practical use.

Erfindungsgemäß erhält man sehr reine Tonerde, wenn man die halogenfreien Ausgangsstoffe (ζ. Β. Bauxit oder Ton) zunächst feucht im Autoklaven mit einer so großen Menge Erdalkalibase, z.B. Kalk und Wasser, behandelt, daß das gesamte Aluminium als bestimmtes kristallwasserhaltiges Erdalkalialuminat, z. B. unlösliches Calciumaluminat, und die Kieselsäure als unlösliches Erdalkalisilikat, z. B. Calciumsilikat, gebunden wird, dann das gebildete Erdalkalialuminat mit Alkalicarbonat oder Alkali-Sulfat-Lösung in der Wärme umsetzt und aus der so erhaltenen und abgetrennten Alkali-Aluminat-Lösung die Tonerde in bekannter Weise fällt.According to the invention, very pure alumina is obtained if the halogen-free starting materials are used (ζ. Β. bauxite or clay) initially moist in the autoclave with such a large Amount of alkaline earth base, e.g. lime and water, treats all of the aluminum as certain alkaline earth aluminate containing water of crystallization, e.g. B. insoluble calcium aluminate, and the silica as an insoluble alkaline earth silicate, e.g. B. calcium silicate, is bound, then the alkaline earth aluminate formed with alkali carbonate or alkali sulfate solution in converts the heat and from the alkali aluminate solution thus obtained and separated the clay falls in a known manner.

Die Reaktionen werden dadurch erleichtert, daß das Material vor oder während der Behandlung im Autoklaven sehr fein zermahlen wird.The reactions are facilitated by the fact that the material before or during the Treatment in the autoclave is ground very finely.

Die Erdalkalibase und das Mineral werden zusammen zermahlen, und man fügt dann die erforderliche Menge Wasser hinzu; man kann auch mit Vorteil in der Weise verfahren, daß man die Base und das Mineral in Gegenwart von Wasser zerkleinert, beispielsweise in einer Kolloidmühle. Das Verfahren kann noch dadurch verbessert werden, daß die Kolloidmühle im Innern des Autoklaven selbst angeordnet wird, so daß die innigeVermischung und die Erwärmung gleichzeitig vorgenommen werden können, wodurch die Dauer der Behandlung im Autoklaven und der Brennstoffverbrauch verringert werden.The alkaline earth base and the mineral are ground together and the add required amount of water; you can also proceed with advantage in such a way that the base and the mineral are comminuted in the presence of water, for example in a colloid mill. The process can be further improved by keeping the colloid mill inside the autoclave itself is arranged so that intimate mixing and heating occur simultaneously can be made, whereby the duration of the treatment in the autoclave and the fuel consumption can be reduced.

Wenn das Mineral außer freier Tonerde noch Tonerdeverbindungen enthält, so werden diese zweckmäßig im voraus durch Rösten zerlegt. Handelt es sich beispielsweise um die Verarbeitung von Ton, so wird durch eine Erhitzung auf etwa 650 bis 7500 das Alumi- 6cIf the mineral contains alumina compounds in addition to free alumina, these are expediently broken down in advance by roasting. If, for example, clay is to be processed, heating to around 650 to 750 0 will make the aluminum 6c

niumsilikat zerstört und damit die Tonerde viel leichter angreifbar gemacht. Bei einem Bauxit führt man die Röstung bei etwa 500 oder 6oo° C durch, jedoch geben manche Bauxite bessere Tonerdeausbeuten, wenn man sie ungeglüht verwendet. Wenn die zum Aufschluß des Minerals benutzte Erdalkalibase ein lösliches Erdalkalialuminat ergibt (bei Verwendung von Baryt), so kann man dieses lösliche Aluminat in unlösliches Erdalkalialuminat umsetzen, indem man es beispielsweise mit Kalk behandelt. Man erhält so einen Niederschlag aus unlöslichem Calciumaluminat, der dann mit einem Alkalisalz behandelt wird und wodurch ein Alkalialuminat und eine Lösung von Baryumoxydhydrat erhalten werden, welche zum Aufschluß einer neuen Menge Tonerdemineral benutzt werden kann.nium silicate is destroyed, making the clay much more vulnerable to attack. At a Bauxite is roasted at around 500 or 600 ° C, but some give it Bauxite has better alumina yields when used unannealed. When the Digestion of the mineral used alkaline earth base gives a soluble alkaline earth aluminate (when using barite), this soluble aluminate can be converted into insoluble alkaline earth aluminate implement, for example, by treating it with lime. This gives a precipitate of insoluble calcium aluminate, which is then treated with an alkali salt and thereby an alkali aluminate and a solution of barium oxide hydrate can be obtained, which is used to digest a new amount of clay mineral can be used.

Wie bereits angegeben, ist es wichtig, daß der Aufschluß des Tonerdeminerals in Gegenwart einer genügenden Menge Wasser durchgeführt wird, damit ein bestimmtes kristallwasserhaltiges Erdalkalialuminat erhalten wird.As already stated, it is important that the digestion of the clay mineral is present a sufficient amount of water is carried out so that a certain crystal water-containing Alkaline earth aluminate is obtained.

Bei Verwendung von Kalk haben die kristallwasserhaltigen Aluminate die eine oder andere der folgenden Formeln:When using lime, the aluminates containing water of crystallization have one or any of the following formulas:

Al2O3-2 CaO-7 H2O;Al 2 O 3 -2 CaO-7 H 2 O;

Al2O3-3 CaO-21 H2O; AUO3-4 CaO-12 H2O.Al 2 O 3 -3 CaO-21 H 2 O; AUO 3 -4 CaO-12 H 2 O.

Es geht daraus hervor, daß, wenn Kalk als Base für den Aufschluß benutzt wird, eine Menge Wasser angewendet werden muß, die wenigstens 50% des Gewichtes der in Reaktion tretenden Tonerde und des Kalkes beträgt.It follows that when lime is used as the base for the digestion, a Amount of water applied must be at least 50% of the weight of the reaction stepping clay and lime amounts.

BeispieliExample i

Behandlung eines Bauxits der folgenden Zusammensetzung mit Kalk:Treatment of a bauxite of the following composition with lime:

Dieser Bauxit wird mit Kalk im Verhältnis \-on 180 kg gelöschtem Kalk je 100 kg Bauxit (oder der äquivalenten Menge ungelöschtem Kalk) vermählen und dann mit 150 1 Wasser auf je 300 kg Bauxit und Kalk versetzt.This bauxite is mixed with lime in the ratio of 180 kg slaked lime per 100 kg Grind bauxite (or the equivalent amount of quicklime) and then with 150 liters of water are added to every 300 kg of bauxite and lime.

Man könnte übrigens auch sehr vorteilhaft den Bauxit und den Kalk zusammen in Gegenwart des Wassers vermählen.Incidentally, one could also use the bauxite and the lime together very advantageously The presence of the water.

Das so angesetzte Gemisch wird dann in den Autoklaven gebracht und etwa 3 Stunden bei 10 Atmosphären zwecks Bildung von Calciumaluminat gekocht.The mixture prepared in this way is then placed in the autoclave for about 3 hours boiled at 10 atmospheres to form calcium aluminate.

Al2O3 Al 2 O 3 56,9556.95 TiO2 TiO 2 3.063.06 SiO2 SiO 2 2,562.56 H2OH 2 O 12,2012.20 Fe2O3 Fe 2 O 3 25.2325.23

Dabei werden zur Bildung eines Calciumaluminates vom Typus Al2O3 · 4 CaO 12H2O für 100 kg des vorliegenden Bauxits obiger Zusammensetzung 170 kg des angewandten gelöschten Kalks verbraucht, während der Rest sich mit der vorhandenen Kieselsäure usw. umsetzt.To form a calcium aluminate of the type Al 2 O 3 · 4 CaO 12H 2 O for 100 kg of the present bauxite of the above composition, 170 kg of the slaked lime used are consumed, while the rest is reacted with the existing silica, etc.

Das erhaltene Produkt läßt man absitzen, worauf es von der Flüssigkeit getrennt und mit 10 "/(,iger, Natrium-Karbonat-Lösung bei 800C unter Rühren ausgelaugt wird.The product obtained is allowed to settle, whereupon it is separated from the liquid and leached with 10% sodium carbonate solution at 80 ° C. with stirring.

Das erhaltene Natriumaluminat wird dann abgezogen und der Rückstand mit einer 5 o/o*§en Lauge bei der genannten Temperatür gewaschen.The sodium aluminate is then stripped off and the residue is washed with a 5 o / o * § en liquor at said temperature door.

Aus den so erhaltenen Laugen wird dann die Tonerde in bekannter Weise durch Kohlensäure ausgefällt.The alumina is then processed in a known manner from the alkalis obtained in this way Carbon dioxide precipitated.

Man erhält auf diese Weise eine Ausbeute von 90% des in dem Mineral enthaltenen Al2O3 bei einem Gehalt an Kieselsäure von 0,05 je 100 kg Al2O3, d.h. die erhaltene Tonerde hat die Zusammensetzung:In this way, a yield of 90% of the Al 2 O 3 contained in the mineral is obtained with a silica content of 0.05 per 100 kg of Al 2 O 3 , ie the alumina obtained has the composition:

85 Al2O3 99,85 85 Al 2 O 3 99.85

SiO2 0,05SiO 2 0.05

Beispiel 2Example 2

Man kann dasselbe Rohmaterial auch mit Baryt aufschließen, indem man für den Aufschluß 400 kg Bariumhydroxyd, je 100 kg Bauxit und 8000 1 Wasser benutzt.The same raw material can also be opened up with barite by using for the digestion 400 kg of barium hydroxide, 100 kg each Bauxite and 8000 l of water used.

Diese Mengen entsprechen analog wie bei Bildung des CaO-Al2O3 den Substanzmengen, die zur Bildung von Verbindungen vom Typus Al2O3 '4 BaO notwendig sind. Das überschüssige, für die Aluminatbildung nicht mehr benötigte Ba (OH)2 wird zur Bildung von Bariumsilikaten usw. verbraucht.Similar to the formation of CaO-Al 2 O 3, these quantities correspond to the substance quantities that are necessary for the formation of compounds of the Al 2 O 3 '4 BaO type. The excess Ba (OH) 2 , which is no longer required for the formation of aluminate, is used to form barium silicates, etc.

Nachdem die Masse etwa 3 Stunden bei 8 Atmosphären im Autoklaven gekocht worden ist, wird sie von der Flüssigkeit getrennt, wobei Bariumaluminat in Lösung erhalten wird; der Rückstand wird dann ausgewaschen. After the mass has been boiled for about 3 hours at 8 atmospheres in the autoclave it is separated from the liquid, barium aluminate being obtained in solution will; the residue is then washed out.

Das abgezogene Filtrat und die Auslaugwässer werden für sich mit Kalk behandelt, wodurch Calciumaluminat ausfällt,- das dann wie nach Beispiel 1 weiterbehandelt wird. Die Filtrate, welche das Bariumhydroxyd enthalten, kehren unmittelbar in den Betrieb zurück, die Auslaugwässer kehren nach dort erst zurück, nachdem sie auf den Anfangsgehalt konzentriert worden sind.The withdrawn filtrate and the leaching water are treated separately with lime, whereby calcium aluminate precipitates - which is then treated further as in Example 1. The filtrates, which contain the barium hydroxide, are returned to the plant immediately back, the leaching waters return to there only after they have reached the initial level have been concentrated.

Das gewonnene Calciumaluminat wird, wie vorstehend, mit Natriumcarbonat behandelt.The calcium aluminate recovered is treated with sodium carbonate as above.

Man erhält eine Ausbeute von 87%, d.h. eine etwas kleinere als bei Verwendung von Kalk.A yield of 87% is obtained, i.e. a slightly lower yield than when using Lime.

Nach dem beschriebenen Verfahren könnenAccording to the procedure described, you can

Xatriumaluminatlaugen mit sehr geringen Mengen Verunreinigungen hergestellt werden.Sodium aluminate liquors can be produced with very small amounts of impurities.

Der Brennstoffverbrauch ist auf das äußerste beschränkt, da die angewandten Temperaturen niedrig sind und die üblichen Verdünnungen und Konzentrationen vermieden werden können.The fuel consumption is limited to the utmost as the applied Temperatures are low and the usual dilutions and concentrations are avoided can be.

Endlich ist die Verwendung der Erdalkalibasen viel wirtschaftlicher als die der Alkalibasen, und die Verluste durch Silikoaluminatbildung sind bei den niedrigen angewendeten Temperaturen und dem geringen Wert der von der Kieselsäure gebundenen Base unbedeutend, so daß auch kieselsäurereiche Mineralien, wie Bauxite geringer Qualität oder Tone, nach dem beanspruchten Verfahren verarbeitet werden können.Finally the use of the alkaline earth bases is much more economical than that of the alkali bases, and the losses from silicoaluminate formation are at the low levels used Temperatures and the low value of the base bound by the silica are insignificant, so that also high-silica minerals, such as low-quality bauxite or clays, according to the claimed process can be processed.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Tonerde durch nassen Aufschluß der Rohmaterialien, z. B. Bauxit u. dgl., vorzugsweise im Autoklaven, mit einer Erdalkalibase, z. B. Kalk, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß mit mindestens ι Mol. Erdalkalibase, z. B. Kalk, je ι Mol. Tonerde und etwa 2 bis 3 Mol. Erdalkalibase je ι Mol. Kieselsäure unter Bildung eines kristallwasserhaltigen Erdalkalialuminates durchgeführt wird und die gebildeten Erdalkalialuminate vor der bekannten Weiterverarbeitung mit einer Lösung von Alkalicarbonat oder Alkalisulfat zu Alkalialuminat umgesetzt werden.Process for the production of alumina by wet digestion of raw materials, z. B. bauxite and the like, preferably in an autoclave, with an alkaline earth base, e.g. B. lime, characterized in that that the digestion with at least ι mol. Alkaline earth base, z. B. lime, per ι mol. Alumina and about 2 to 3 mol. Alkaline earth base per mol. Silica to form one alkaline earth aluminates containing water of crystallization is carried out and the alkaline earth aluminates formed before the known Further processing with a solution of alkali carbonate or alkali sulfate to alkali aluminate implemented.
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