DE654557C - Herstellung reiner Tonerdeverbindungen aus unterhalb etwa 1000íÒC gegluehtem Ton - Google Patents

Description

• Herstellung reiner Tonerdeverbindungen aus unterhalb etwa 1000 ° C geglühtem Ton Man hat für den Aufsckiluß von Ton bereits früher anorganische Säuren, z. B. Salzsäure, verwendet und in diesem Zusammenhang auch erwogen, aus der erhaltenen mit Eisen verunreinigten Alunlin:iunichloridlösung durch Hydrolyse reine Tonerde zu erhalten. Man hat jedoch gleichzeitig erkannt, claß diese 1Tetho;le keine praktische Bedeutung besitzt, da die Zersetzung unter hohen Drucken (entsprechend mindestens 2-[o') vorgenommen werden muß und die hierfür erforderlichen Druckgefäße, ganz abgesehen von der Baustofffrage, das Verfahren wirtschaftlich tinmöglicli machen. Für die Verarbeitung von mit Schwefelsäure erhaltenen Aufschlußlösungen kornrot eine Druckzersetzung dagegen schon deshalb nicht in Frage, weil sich hierbei neben basischem Tonerdesulfat auch basisches Eisensulfat abscheidet.
• Es wurde nun beobachtet, daß auch Lösungen, die durch Auslaugen von unter 1000° C geglühtem Ton mit Ameisensäure erhalten wurden, unter Abscheidung basischer Tonerdesalze einer Hydrolyse unterliegen, deren Umfang in erster Linie von der Konzentration der Lösungen, weitgehend aber auch von der Zeit abhängt. Beispielsweise setzt die Hydrolyse von Alumin.iumforiniat in kochender 6o °/oiger Ameisensäure nach etwa 30 Minuten, in 9o °/oiger Ameisensäure jedoch schon nach etwa 3 Minuten ein.
• Erfindungsgemäß wird daher zwecks I-Ierstellung reiner Aluminiumforiniatlösungen aus unterhalb etwa iooo° C geglühtem Ton derselbe mit siedender, etwa :>o- bis 6o°/oiger Ameisensäure behandelt. Zweckmäßig ist es, den Aufschluß in mehreren Stufen vorzunehmen und die Aufschlußlösun.gen jeweils nach Erreichung einer bestimmten I-Conzentration von dein Aufschlußrückstand zii trennen, urn die im Hinblick auf die Möglichkeit der Hydrolyse erwünschte kurze Einwirkungsdauer mit einer möglichst vollständigen Unisetzung der Tonerde zu vereinigen.
• Die so erhaltene, noch geringe Mengen Eisen enthaltende Lösung von Aluminiumformiat kann erfindungsgemäß auf basisches Aluminiumformiat weiterverarbeitet werden, indem sie nach vorheriger Überführung des dreiwertigen Eisens in die zweiwertige Form zwecks Herbeiführung der Hydrolyse erhitzt wird, worauf man das sich abscheidende basische Salz von der #Jutterlauge abtrennt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Durchführungsform wird kleinstückiger Glühton in einem Gefäß, dessen Temperatur auf etwa 9o bis ioo° C gehalten wird, mit Ameisensäure, die aus einem besonderen Gefäß in das Extraktionsgefäß überdestilliert wird, behandelt. Die gebildete, geringe Eisenmengen enthaltende Aluminiumformiatlösung fließt vom unteren Ende des Extraktionsgefäßes in (las Destillationsgefäß zurück und wird dort nach Erreichung der Sättigungsgrenze unter Abscheidu:,g von basischem Aluminiumformi.at hydrolysiert, wobei die frei werdende Säure in den Kreislauf zurückkehrt. Zweckmäßig ist es, die Höhe des Extraktionsgefäßes im Verhältnis zu seinem Durchmesser möglichst groß zu wählen, um einen möglichst langen Reaktionsweg und damit eine weitgehende Ausnützung der Ameisensäure zu gewährleisten.
• Das Verfahren liefert bei erschöpfender Extraktion des Glühtones mit Ameisensäure Ausbeuten, die sich etwa in gleicher Höhe mit den in bekannter Weise mit Salzsäure erzielbaren bewegen und je nach der Zusammensetzung des Tones und seiner Vorbehandlung zwischen etwa 65 und 95 % betragen. Beispiele i. Zur Herstellung von Aluminiumformiatlösung werden ioo kg eines bei 700° geglühten Tones (mit 6o °/o- Si 02 und 32 °% Al. 03) in vier Stufen je i Stunde mit je 200 kg a0 °/,iger Ameisensäure zum Kochen erhitzt. Die vereinigten Filtrate enthalten 28 kg Ale 0, als Formiat.
• 2. Zur Herstellung von basischen Aluminiumformiat verwendet man die drei letzten Extraktionslösungen gemäß Beispiel i zur Behandlung frischen Tones, so daß im Dauerbetrieb eine gleichmäßige Endlösung mit 5o bis 7o g A12 0"ii anfällt. Nachdem durch Zugabe von Aluminiumpulver (las dreiwertige Eisen in die zweiwertige Form übergeführt worden ist, fällt nach mehrstündigem Kochen aus der Lösung etwa die Hälfte des Tonerdegehaltes als praktisch eisenfreies basisches Formiat der Zusammensetzung Al(OH) # (HCOO)1" # H.,0 aus, während die Mutterlauge in den rLösungsprozeß zurückgeht. Zweckmäßig benutzt man aber den Kochvorgang zur gleichzeitigen :Udestillierung von Ameisensäure, da durch die Verringerung des Flüssigkeitsvolumens und die Erniedrigung der Säurekonzentration der zurückbleibenden Lösung eine im gleichen Sinne gerichtete Verstärkung der Hydrolyse eintritt, so daß bis go°/a der Tonerde als basisches Formiat ausfallen.
• 3. ioo kg des bei 70o° geglühten Tones werden mit 300 kg 40 °Jpiger Ameisensäure in einem Heißextraktionsapparat bis zur Erschöpfung des Tonerde:g.ehaltes behandelt. Die Ausbeute an gelöster Tonerde beträgt auch hier 28 kg Al. 0g, von denen bei einmaliger Beschickung etwa 24kg als basisches Formiat ausfallen. Durch Nachbeschickung mit Ton und Ameisensäure wird in kontinuierlichem Verfahren die gesamte gelöste Tonerde in basisches Formiat verwandelt.
• Die Verarbeitung von Ton über reines gemäß Erfindung hergestelltes basisches :Ilumin.iumformiat auf reine Tonerde mit Hilfe von Ameisensäure nach dein beschriebenen Verfahren macht es also erforderlich, die in der Extraktionslösung enthaltenen Ferrisalze zu nicht zur Hydrolyse neigenden Ferrosalzen zu reduzieren, was zweckmäßig in an sich bekannter Weise durch Zugabe von metallischem Eisen oder Aluminium in Pulverform erfolgt. Die Lösung wird hierauf erhitzt, wobei sich basisches Aluininiumformiat abscheidet, und die überschüssige Ameisensäure abdestilliert. Das von der Mutterlauge abfiltrierte basische Aluminiumformiatwird zur Entfernung etwa anhaftender Eisenlösung ausgewaschen und einer Behandlung mit auf vorzugsweise etwa i5o bis 200° C überhitztem Wasserdampf unterworfen, wobei die an Tonerde gebundene Ameisensäure zurückgewonnen wird, während reine Tonerde hinterbleibt, die nach Kalzination ohne weiteres verkaufsfähig ist. Die in der Mutterlauge enthaltene, an Tonerde und Eisen gebundene Ameisensäure wird dagegen in an sich bekannter Weise durch Zersetzung mit Schwefelsäure in Freiheit gesetzt und abdestilliert.
• Das Verfahren weist gegenüber den bekannten Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus Ton durch Aufschluß derselben mit Salz-, Salpeter- oder Schwefelsäure den wesentlichen Vorteil auf, daß für die Wiedergewinnung der Ameisensäure niedrige Temperaturen von etwa ioo bis i .5o' C zur Anwendung gelangen, während bei der Verwendung von Schwefelsäure für den Tonerdeaufschluß eine Rückgewinnung der Aufschlußsäure überhaupt unmöglich ist, und bei der Verwendung von Salzsäure die Anwendung von Temperaturen in der Gegend von 6oo° C für die Rückgewinnung der Säure erforderlich ist, denen die bisher bekannten Gefäßbaustoffe in Berührung mit Salzsäure nicht standhalten. Gegenüber diesem erheblichen Vorteil der Anwendung niedriger Temperaturen für die Rückgewinnung der Ameisensäure nach dein vorliegenden Verfahren fällt die Tatsache, daß eine übrigens nur geringe Menge Schwefelsäure zur Rück= gew,innung der in der Mutterlauge verbleibenden, an Tonerde und Eisen gebundenen Ameisensäure benötigt wird, weniger ins Gewicht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls auf reine Tonerde weiterzuverarbeitenden Tonerdeverbinclungen aus unterhalb etwa iooo° C geglühtem Ton durch Behandlung desselben mit Säure, vorteilhaft unter Hydrolyse des entstandenen Aluminiumsalzes, dadurch gekennzeichnet, daß man den Aufschluß mit siedender, etwa 2o- bis 6o°/Qiger Ameisensäure vornimmt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß in mehreren Stufen erfolgt, wobei die Einwirkungsdauer der einzelnen Stufen so bemessen wird, daß die erreichte Alüminiumformiatkonzentration für den Eintritt der Hydrolyse noch nicht ausreicht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumformiatlösung bis zur Hydrolyse vorzugsweise unter Abdestillation von Amedsensäure erhitzt wird, worauf das gebildete basische Formiat abgetrennt wird, während die Ameisensäure, zweckmäßig laufend, in den Aufschluß zurückgeführt wird. a. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 3 zum Kreislaufverfahren in Anwendung auf die Herstellung von reiner Tonerde, dadurch gekennzeichnet, daß das nach Reduktion der in der Lösung enthaltenen Ferriverbindungen gemäß Anspruch 3 erhaltene basische Formiat einer Behandlung mit auf vorzugsweise etwa i5o bis ?oo° C überhitztem Wasserdampf unterworfen wird und daß die hierbei durch thertnische Zersetzung entstehende Ameisensäure für einen neuen Aufschluß verwendet wird.