DE579488C - Verfahren zur Herstellung von einbasischem Aluminiumsulfat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von einbasischem Aluminiumsulfat. Unter einbasischem Aluminiumsulfat werden Verbindungen verstanden, die auf i Mol Al. 03 2 Mol S 03 neben Kristall- und Hydrat-« assen enthalten.
• Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung von einbasischem Aluminiumsulfat aus einbasischem Aluminiumsulft durch Oxydation' mittels Sauerstoff oder Luft bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck.
• Es ist bereits bekannt, Aluminiumsulfitlösungen mittels Luft unter höherem Druck und bei erhöhter Temperatur in Aluminiumsulfat zu verwandeln. Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich das neue Verfahren dadurch, daß es nicht von Aluminiumsttlfitlösungen, sondern von einer festen, nicht nennenswert wasserlöslichen Verbindung ausgeht, die zu einem wasserlöslichen Produkt oxydiert wird. Das Arbeiten mit Aluminiumsulfitlösungen bereitet insofern keine Schwierigkeiten, als sich die Reaktionen nur zwischen flüssiger und gasförmiger Phase abspielen. Es ist aber nicht ohne weiteres vorauszusehen, daß sich feste Verbindungen, selbst in wäßriger Suspension, glatt oxydieren lassen, da. die feste Phase neben der flüssigen und gasförmigen meist einen ganz anderen Reaktionsverlauf zeigt.
• Ein weiterer Unterschied besteht darin, d aß Aluminiumsulfitlösungen stets mehr oder minder große Mengen freies, überschüssiges, nicht an A1203 gebundenes S02 enthalten, das leicht flüchtig ist. Die Oxydation führt also zu Verbindungen, die auf i Mol Tonerde mindestens 3 Mol SO, enthalten müssen. Bei der Oxydation des festen, einbasischen Aluminiumsulfats, das das SO. fest gebunden hält, ist die Gefahr von SO,-Verlusten kaum vorhanden. Man erhält durch die Druckoxydation von einbasischem Aluminiumsulfit ein S-0, -armes Aluminiumsulfat, das auf i Mol Al, 0, stets 2 Mol SO, enthält. Dieses S 03-arme Aluminiumsulfat ist auf andere Weise nur sehr schwierig darzustellen.
• Im Gmelin-Kraut, Handbuch der organischen Chemie, 7. Auflage, Bd. ID2 (i909), S.607, ist gesagt, daß sich das zweibasische Aluminiumsulfit (A1,0,-SO.) an der Luft oxydiere und dann an Wasser Aluminiumsulfat (A12 [S 04J 3) abgäbe. Die Reaktion verläuft hier folgendermaßen 3 (A1203 # SO.) -I- 3 0 - A1203 # 3 S03 4-- 2 (A1_03). Also selbst bei quantitativem Verlauf der Reaktion wird nur ein Drittel der Tonerde des Ausgangsstoffes .in Sulfat umgewandelt und als solches gelöst, zwei Drittel bleiben ungelöst.
• Geht man. nun bei dieser Reaktion nicht vom zweibasischen Aluminiumsulfit (A12 03 . S 0y), sondern vom einbasischen (A12 0, # 2 §0.) aus, so ist zu erwarten, daß die Reaktion den gleichen Verlauf nimmt wie im vorigen Falle, daß sich also das einbasische Aluminiumsülfit ebenfalls zu Aluminiumsulfat (AI, [S04J3) oxydiert, .das von dem Wasser gelöst wird; denn nach der Gleichung 3 (AI. O, # S 02) -; 3 02 - 2 (A1208 # 3 S 03) -f- A1203 müßten zwei Drittel der Tonerde des Ausgangsstoffes -wasserlösliches Aluminiumsulfat (AIDS O4]3) - ergeben, während ein Drittel ungelöst zurückbliebe.
• Überraschenderweise hat sich aber herausgestellt, daß die Oxydationsreaktion bei der Benutzung einbasischen Aluminiumsulfits als Ausgangsstoff ganz anders verläuft als bei der bekannten Benutzung des mehrbasischen Sulfits. Das oxydierte einbasische Aluminiumsulfit gibt nicht, wie eigentlich zu erwarten war, an Wasser Al. [S 04J, unter Hinterlassung eines ungelösten Tonerderestes ab, sondern geht vollkommen in Lösung. Diese Lösung enthält dann auf i Mol A1203 genau 2 Mol S Os, also das einbasische Aluminiumsulfat. Die Reaktion verläuft nach der Gleichung AI203#aS02+02=A120g#2S03. Das einbasische Aluminiumsulfit, von dem man ausgeht, ist eine genau definierte chemische Verbindung, in der zwei SO.-Gruppen fest gebunden sind. Diese beiden §0.-Gruppen werden, ohne sich vom Molekül zu trennen, oxydiert, und es entsteht dann das lösliche einbasische Aluminiumsulfat. Das einbasische Aluminiumsulfat hat gegenüber dem neutralen Salz A1_, [S 04J, besondere wirtschaftliche Vorzüge. Einmal enthält es weniger Schwefelsäure als das bisher verwandte normale Aluminiumsulfat. Dieses bedeutet eine beträchtliche Rohstoffersparnis, da die Schwefelsäure als solche in den Aluminiumverbindungen wertlos ist und nur den Zweck hat, die Tonerde wasserlöslich zu machen. Außerdem hat das einbasische Aluminiumsulfat die Eigenschaft, daß es sich auf ein Produkt mit höherem Tonerdegehalteindampfen läßt. Das normale Aluminiumsulfat kann höchstens bis auf 18 % A1208 konzentriert werden. Beim einbasischen Aluminiumsulfat erreicht man Konzentrationen bis 25 °f, Al, 03. Dies bedeutet eine beträchtliche Frachtersparnis bei der Verwertung des neuen Produktes gegenüber dem bisher gebräuchlichen normalen Aluminiumsulfat. Man kann bei der Oxydation des festen einbasischen Aluminiumsulfits entweder das trockene oder feuchte kristallwasserhaltige Salz ohne- besonderen Wasserzusatz verwenden oder auch das Salz in wäßriger Suspension der Einwirkung von sauerstoffhaltigen Gasen unterwerfen.
• Weiter wurde festgestellt, daß sich die Oxydation katalytisch beschleunigen läßt. Als Katalysatoren sind sauerstoffübertragende Verbindungen, insbesondere Metallverhindungen, geeignet, z.B. solche der Eisen-Z, Beispiel i 230 g einbasisches Aluminiumsulfit mit 25 11, A120,- Gehalt werden mit 500 g Wasser in einem ausgebleiten Autoklaven bei i000 und 4 bis io atü Druck mit Sauerstoff behandelt. Nach 7 Stunden ist die Sauerstoffaufnahme beendet. Erhalten werden 62o ccm Lauge mit 9,54°1o A120, und 15°1o S03 Gehalt. Die Ausbeute an einbasischem Aluminiumsulfat beträgt 97,5 %. Die Lauge enthält nur geringe Mengen Ungelöstes. Durch Eindampfen kann aus ihr ein hochprozentiges festes einbasisches Aluminiumsulfat gewonnen werden. . Beispiel e Zoo g einbasisches Aluminiumsulfit mit 26,3 °/o A1203 Gehalt, die als Katalysator o, i 01, Fe, 03 enthalten, werden mit 50o ccm I320 bei ioo° und 4 bis io atü Druck mit Sauerstoff behandelt. Die Sauerstoffaufnahme ist schon nach 2g4 Stunden beendet. Erhalten werden 60o ccm einer Lauge mit 8,:I3 A1203 und 12,8 % S03-Gehalt, die, wie in Beispiel i angegeben, weiterkonzentriert wird.
• Das einbasische Aluminiumsulfat ist für die Papier-, Färbereiindustrie, Wasserreinigung usw. geeignet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren .zur Herstellung von einbasischem Aluminiumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß man einbasisches A1uminiumsulfit mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck behandelt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydationsreaktion katalytisch beschleunigt.