DE676192C - Gewinnung von Tonerde aus kuenstlichen oder natuerlichen Alkalialuminiumsilicaten - Google Patents

Gewinnung von Tonerde aus kuenstlichen oder natuerlichen Alkalialuminiumsilicaten

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DE676192C
DE676192C DEE47869D DEE0047869D DE676192C DE 676192 C DE676192 C DE 676192C DE E47869 D DEE47869 D DE E47869D DE E0047869 D DEE0047869 D DE E0047869D DE 676192 C DE676192 C DE 676192C
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silica
clay
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alkali
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DEE47869D
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Dr-Ing Anton Michels
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Englert & Dr F Becker Chem Fab
GALINA FINANZ AKT GES
Original Assignee
Englert & Dr F Becker Chem Fab
GALINA FINANZ AKT GES
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/20Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts
    • C01F7/28Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts with sulfurous acid

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  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

  • Gewinnung von Tonerde aus künstlichen oder natürlichen Alkahaluminiumsilicaten Es sind bisher zahlreiche Vorschläge bekanntgeworden, aus dem in der Natur reichlich vorkommenden Ton oder Kaolin reine Tonerde zu gewinnen. Keines dieser Verfahren konnte jedoch hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit an die alkalischen Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus Bauxit heranreichen.
  • Die zur Gewinnung von Tonerde aus Ton oder Kaolin vorgeschlagenen alkalischen Verfahren scheitern an dem hohen Kieselsäuregehalt der Ausgangsmaterialien. Bekanntlich sind auch Bauxite mit mehr als 3% Kieselsäure nicht mehr wirtschaftlich zu verarbeiten.
  • Bei den vorgeschlagenen sauren Verfahren sind nun zwei Umstände von grundlegender Bedeutung. Es muß einmal die angewandte Mineralsäure restlos und auf einfachstem Wege zurückgewonnen werden, ferner muß die Entfernung des Eisens ohne größere Schwierigkeit möglich sein. Die mit starken Mineralsäuren arbeitenden Verfahren zum Aufschluß von Ton oder Kaolin leiden meist an beiden Mängeln,. es ist schwierig, die Säure zurückzugewinnen, und schwierig, das Eisen abzuscheiden.
  • Das wiederholt vorgeschlagene Arbeiten mit wässeriger schwefeliger Säure bat hinsichtlich der Rückgewinnung der Säure und der Entfernung des Eisens wohl Fortschritte gezeigt, der Aufschluß selbst jedoch mußte in kostspieligen säurefesten Druckgefäßen bei langer Reaktionsdauer (z. B. 2o und mehr Stunden) vorgenommen werden, um eine Ausbeute an Tonerde von kaum 8o% zu erzielen.
  • Eine von Kieselsäure befreite Tonerde ist aber bei diesem Verfahren, das weiterhin mit teilweiser Abspaltung von SO. und folgendem Erhitzen im Druckgefäß zur Äbscheidung von monobasischem Aluminiumsulfit arbeitet, nur dann zu erhalten, wenn durch Auslaugung erhaltene Aluminiumbisulfitlösungen zur Verarbeitung gelängen, die nur geringe Mengen Kieselsäure enthalten.
  • Es ist auch bereits (bekanntgeworden, Alkalialuminiumsilicate mit Säuren, vornehmlich Salpetersäure, zur Tonerdegewinnung aufzuschließen. So wird beim trockenen Aufschluß von Bauxit mit Soda der in einer bestimmten Phase der Weiterverarbeitung entstandene künstliche Natrolith, Na. O . Ale 03 # 3 Si O . # 2 H. O, mit Salpetersäure im Autoklaven-bei einem überdruck von 5 bis 8 atü und einer Temperatur von i5 o bis 17 o° C innerhalb 2 bis 4 Stunden behandelt, um die Kieselsäure unlöslich abzuscheiden. . Es sind ferner Verfahren bekanntgeworden, Nepheline und Syenite, also Alkalialuminiumsilicat,e, mit schwefeliger Säure ohne Druck zu lösen und die gleichfalls gelöste Kieselsäure von der in Lösung befindlichen Tonerde durch Entsch-vefeln, d. h. durch Abspaltung von SO. bei 55' C, zu trennen. Die Trennung gelingt jedoch nicht beim ersten Male, sie muß mehrere Male wiederholt werden. Auch enthält die schließlich gewonnene Tonerde noch bis zu i o o/o Si02.
  • Es -wurde gefunden, daß man beliebig hergestellte Alkalialuminiumsilicate mit wässeriger schwefeliger Säure -ohne Druckgefäß bei Temperaturen unter i oo° C in Tonerde und Kieselsäure in einem Arbeitsgang zerlegen und den alkalischen Bestandteil der ternären Verbindung auf einfache Weise zurückgewinnen kann.
  • Für den Aufschiuß von Ton oder Kaolin wird nach dem neuen Verfahren auf bekanntem Wege durch Glühen von Alkaliverbindungen mit Ton ein Glühprodukt hergestellt. Dieses Glühprodukt entsteht immer dann, wenn das Verhältnis Na20 : A1203 : 2 Si O2 bzw. 3 Si02 in den Ausgangsstoffen gegeben ist. Diese so entstandenen Alkalialuminiumsilicate werden bekanntlich sehr leicht und vollkommen von wässeriger und schwefeliger Säure gelöst. Dabei entsteht Alkalibisulfit, Aluminiumbisulfit und lösliche kolloide Kieselsäure. Bisher hat die Trennung dieser gelösten kolloiden Kieselsäure von den Aluminiumsalzen Schwierigkeiten verursacht, sie konnte mit befriedigendem Erfolg nur beim Erhitzen im Autoklanen bewirkt werden.
  • Das Verfahren nach der Erfindung scheidet demgegenüber die Kieselsäure in einfacherer Weise ohne Autoklanen aus. Zum Verständnis der dabei ablaufenden Reaktionen sei folgendes angeführt. Erhitzt man die beim Behandeln von Alkalialuminiumsilicaten mit wässeriger schwefeliger Säure entstandene Lösung auf 95 bis ioo° C, dann fällt stets ein Niederschlag aus, der auf i A1203 2 Si02 und wechselnde Mengen SO2 enthält. Dieser Niederschlag ist hi schwefeliger Säure schon in der Kälte leicht -nieder löslich, wird .er jedoch bei ioo° C längere Zeit, z. B. z bis 3 Stunden, mit Wasser gekocht, dann -wird er in schwefeliger Säure allmählich unlöslich. Wenn man aber die Lösung von Alkalialuminiumsilicaten in schwefeliger Säure nicht bei ioo" C, sondern bei 80°C einige Zeit erhitzt, dann fällt überraschenderweise basisches Aluminiumsulfit und Kieselsäure nicht im Verhältnis i : 2 aus, es scheidet sich vielmehr überwiegend Kieselsäure ab. Erfolgt die Ausscheidung aus verdünnter Lösung, dann sind das ausgeschiedene Aluminiumsalz und die Kieselsäure wieder in wässeriger schwefeliger Säure löslich, erfolgt jedoch die Ausfällung bei 8o° C aus konzentrierter Lösung, dann wird nur das zum Teil ausgefallene Aluminiumsalz gelöst, die Kieselsäure bleibt unlöslich zurück. Eine quantitative Ausscheidung der Kieselsäure erfolgt aber auch in konzentrierter Lösung nicht, es bleiben etwa 5 bis 9% SiO. in Lösung. Wesentlich besser verläuft jedoch die Abscheidung der Kieselsäure, wenn man in konzentrierter Lösung bei 8o° C unter gleichzeitigem Einleiten von gasförmiger schwefeliger Säure arbeitet. Es fallen dann von der kolloid gelösten Kieselsäure 98 bis 990116 in gut filtrierbarer Form aus.
  • Nach Abfiltrieren der Kieselsäure kann die Lösung von Alkalibisulfit und von Aluminiumbisulfit in bekannter Weise aufgearbeitet werden. Da aber nach Abscheidung der Tonerde durch die häufigen Operationen des Filtrierens und Waschens verhältnismäßig verdünnte Lösungen von Alkalibisulfiten übrigbleiben, die kostspielig eingedampft werden müssen, so wurde ein neuer Weg gesucht, um Alkali auf ;einfachem Wege wiederzugewinnen.
  • Es wurde weiter gefunden, daß man das verwendete Alkali restlos als Bisulfit in konzentrierter Lösung erhalten kann, wenn man das fein gepulverte Glühprodukt in eine gesättigte Alkalibisulfitlösung einträgt, und dann unter *gleichzeitigem Einleiten von gasförmiger schwefeliger Säure so viel Wasser zusetzt, daß sich das aus- dem Glühprodukt hinzugekom= mene Alkali als Bisulfit lösen kann. Wird nun diese konzentrierte Lösung auf ioo° C .erhitzt, so wird das gesamte Aluminium mit der Kieselsäure ausgeschieden, während das Alkalibisulfit und gleichzeitig auch das aus dem Ton herrührende Eisen in Lösung verbleibt.
  • Die gesättigte Alkalibisulfitlösung braucht nur -wenig eingedampft zu werden, um das im Glühprodukt enthalten gewesene Alkali als Bisulfit abzuscheiden.. Da man bei dem Verfahren somit Alkalibisulfite zurückgewinnt, stellt man zweckmäßig die ternäre Verbindung, das Glühprodukt, unter Verwendung von Alkalibisulfiten und unter Zugabe von etwas Kohle her.
  • Das Verfahren nach der Erfindung besteht demgemäß darin, daß künstliche oder natürliche Alkalialuminiumsilicate mit wässeriger schwefeliger Säure behandelt werden, die erhaltene, gegebenenfalls vom Ungelösten befreite, konzentrierte Lösung auf Temperaturen über 70° C, jedoch unter ioo" C, zweckmäßig bei 8o° C erhitzt und während der Abscheidung der Kieselsäure SO2 durchgeleitet und/oder nach Abscheidung, der Kieselsäure eingeleitet -wird, worauf die nach Abtrennung der Kieselsäure erhaltene Lösung nach bekannten Verfahren auf Tonerde verarbeitet -wird, Das folgende Ausführungsheispiel gibt eine ausführliche Beschreibung der Erfindung.
  • Beispiel Es wird auf bekannte Weise aus- 5_g Ton (Zusammensetzung: 33% A1203, ¢9;300 SiO2, 2,20/10 Fee 03 ), 3,79 Natriumbisulfit und 0,49 Holzkohle nach gründlichem Vermischen durch Glühen bei 8oo° C ein Glühprodukt. hergestellt. Die erkaltete lockere Masse wird nun in 20 ccm einer gesättigte. Natriumbisulfitlösung aufgeschlämmt, mit 5 ccmWasser verdünnt und unter Einleiten von S 02 15 Minuten bei ioo° C erhitzt.
  • Die ausgeschiedene Aluminiumverbindung und die ausgeschiedene Kieselsäure werden ,abfiltriert, wenig nachgewaschen und die entstandene Lösung von Natriumbisulfit, die auch das gesamte Eisen enthält, auf kristallisiertes N.atriumbisulfit weiterverarbeitet.
  • Der Filterrückstand wird nun mit 5o bis 5 5 ccm Wasser aufgenommen und durch Einleiten von Schwefligsäuregas in Lösung ge- -bracht. Die entstandene Lösung von 2o bis 22' B6 hat eine Temperatur von 3o bis. ¢o° C. Die entstandene Lösung befreit man durch Filtrieren. von Kohle und Quarzsand und erwärmt sie unter Einleiten von Schwefligsäuregas auf 8o° C. Die Abscheidung der Kieselsäure ist in ganz kurzer Zeit beendigt, zweckmäßig wird während der Abscheidung gerührt. Unter dauerndem Einleiten von Schw efligsäuregas wird auf etwa 65° C abgekühlt, um kleine Mengen ausgeschiedenen basischen Aluminiumsulfites wieder in Lösung zu bringen. Hierauf -wird von der Kieselsäure abfiltriert und mit wässeriger schwefeliger Säure nachgewaschen. Die als Nebenprodukt erhaltene sehr reine Kieselsäure kann mannigfaltige Verwendung finden. Die Lösung von Aluminiumbisulfit kann in bekannter Weise aufgearbeitet werden, z. B. durch Erhitzen, wobei sich unter Entweichen von SO2 ein unlösliches basisches Aluminiumbisulfit abscheidet. Dieses filtriert und geglüht, ergibt eine Ausbeute von 97 bis 98 % Tonerde, die im Durchschnitt noch i bis 2% Kieselsäure enthält.
  • Der Einfluß der Konzentration geht bei obigem Beispiel .aus nachstehendem hervor. Wird der in konzentrierter Natriumbisulfitlösung ausgeschiedene Niederschlag, der das gesamte Aluminium und die Kieselsäure enthält, an Stelle in 5o ccm Wasser in 8o ccm gelöst, so enthält die zum SchluB gewonnene Tonerde statt, wie angegeben, i bis 2% SiO., etwa 8%. WWerden zum Lösen jedoch noch größere Mengen Wasser verwendet, beispielsweise ioo ccm, dann steigt der Gehalt an Kieselsäure bis auf i 2 o;o .
  • Nach der geschilderten Methode lassen sich ebenfalls natürlich vorkommende Alkalialuminiumsilicate, wie Sodalith, Nephelin, Leucit, auf Tonerde verarbeiten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Tonerde, dadurch gekennzeichnet, daß künstliche oder natürliche Alkalialuminiumsilicate mit wässeriger schwefeliger Säure behandelt werden, die erhaltene, gegebenenfalls vom Ungelösten befreite, konzentrierte Lösung ,auf Temperaturen über 70° C, jedoch unter ioo° C, zweckmäßig auf 8o° C erhitzt und während .der Abscheidung der Kieselsäure S02 durchgeleitet und/oder nach Abscheidung der Kieselsäure eingeleitet wird, worauf die nach Abtrennung der Kieselsäure erhaltene Lösung nach bekannten Verfahren auf Tonerde aufgearbeitet wird.
DEE47869D 1936-01-19 1936-01-19 Gewinnung von Tonerde aus kuenstlichen oder natuerlichen Alkalialuminiumsilicaten Expired DE676192C (de)

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