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Verfahren zur Gewinnung von reinem Aluminiumoxyd. Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Gewinnung von reinem Aluminiumoxyd aus aluminiumhaltigen Abfallstoffen,
insbesondere der Steinkohlengruben, wie Waschberge, Kohlenschlamm, sowie aus kieselsäurereicheil
Bauxiten aller Art unter Aufschließung mittels Salzsäure durch Anwendung hoher Temperaturen
und hoher Drucke.
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Nach der Erfindung wird der die Aluminiumverbindungen enthaltende,
von, gebundener Salzsäure mehr oder weniger befreite Teil mit einer Soda-, Kalium-
oder Ammoniumcarbonatlösung oder auch mit wasserlöslichen Phosphaten unter erhöhter
Temperatur behandelt und anschließend aus dem unlöslichen Rückstand mit starker
_Natronlauge in an sich bekannter Weise eine.Aluminatlösung gebildet.
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Es ist bekannt, daß die durch Aufschließen von Silicaten und auch
von Aluminium enthaltenden Verbindungen durch Salzsäureunter Druck erhaltene Salzsäurelösung
noch kleine Mengen gelöster Kieselsäure enthält, welche nur durch wiederholtes Eindampfen
der Lösung quantitativ zu entfernen ist. Durch das wiederholte Eindampfen der sauren
Aufschlußlösungen wird ein solcher Säurenaufschluß unwirtschaftlich. Für die Aluminiumgewinnung
ist ein kieselsäurefreies Aluminiumoxyd Grundbedingung, da sonst die Kristallisation
des Al(OH)3, je nach dem Prozentsatz an Kieselsäure, mehr oder weniger früh
unterbrochen werden muß. In der Patentschrift 369 233 wird ausgeführt, daß
Versuche das überraschende Ergebnis gezeitigt haben, daß ein Gemisch von Tonerde
und Kieselsäure, wie es durch Behandlung von Ton mit starker Mineralsäure und Erhitzung
des Gemisches auf 3oo bis 6oo" C erhalten wurde, bei der Behandlung mit Natronlauge
zum weitaus größten Teil nur die - Tonerde in Lösung gehen läßt; die Kieselsäure
mit dem Rest der Tonerde bleibt dabei ungelöst zurück und kann daher von der entstandenen
Aluminatlauge leicht ge-
trennt werden. Da auch das Eisenoxyd des Tons
im Rückstande verbleibt, so kann auf diesem Wege eine Aluminatlösung gewonnen
werden, aus welcher reine Tonerde nach dem Bayerverfahren ausgerührt oder auf andere
bekannte Weise gewonnen werden kann. Nach dem in der genannten Patentschrift ausgeführten
Beispiel sind aber neben 27, 3 kg
Al.0, auch noch 0,42kg S'02 in Lösung gegangen.
Die Trennung ist also keine quantitative, und die Kristallisation des
Al (0 H)3
aus der kieselsäurehaltigen Aluminatlauge muß, je nach. dem
gewünschten Reinheitsgrade, mehr oder weniger frühzeitig unterbrochen werden.
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Ferner ist eine Trennung auf alkalischem Wege von Tonerde einerseits
und Eisenoxyd und Kieselsäure anderseits bekannt; aber auch an diesem Verfahren
haftet dasselbe übel, nämlich, daß die Trennung der Tonerde von der Kieselsäure
nicht quantitativ ist.
In der Zeitschrift für Elektrochemie Bd.
2g,
igig, Seite 2oo bis 207 sind verschiedene solcher Verfahren beschrieben.
Aus dem hierbei angeführten Ergebnis ist zu ersehen, daß wechselnde Mengen Kieselsäure
mit der Ton-'-erde in Lösung gehen.
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Auch die bekannten gemischten Verfahren (Zeitschrift für Elektrochemie
Bd. 2 5, 19 19,
Seite 207) liefern keine kieselsäurefreie Tonerde,
wie aus den dort ang nissen hervorgeht. geführten Ergeb-Nach dem vorliegenden Verfahren
werden die unerwünschten kleinen Mengen Kieselsäure vollständig entfernt, und zwar
durch Behandlung mit einer Sodalösung.
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Nach dem Salzsäureaufschluß wird nämlich der erhaltene Eindampfrest
auf etwa 3oo'C erhitzt, und zwar so lange, bis kein Chlorwasserstoffgas mehr entweicht,
der Rückstand mit Wasser behandelt, wobei das Calcium
' chlorid in Lösung
geht und durch Filtrieren entfernt wird. Der so erhaltene Rückstand wird einer Sodabehandlung
unterzogen, gegebenenfalls unter.Druck. Die noch im Rück-stand anwesende Kieselsäure
geht dabei in Lösung und wird durch Filtrieren entfernt. Die Umsetzung erfolgt nach
folgender Formel:
| si 09, + Na"*C 0, Na. Si 03 + C 02 |
Diese Sodabehandlung hat den weiteren Vor-teil, daß noch im Rückstand vorhandenes
Ü,alciumchlorid in unlösliches Calciurncarbonat umgewandelt wird, ferner noch vorhandene
Oxychloride oder Chloride in unlösliche Verbindungen umgesetzt werden.
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Bei der späteren Behandlung des endgültig verbleibenden Rückstandes
mit Natronlauge bildet sich eine reine Aluminatlauge, woraus reines Aluminiumhydroxyd
auskristallisiert und reine Lauge im Kreislauf bleibt.
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Daß durch die Sodabehandlung eine Bildung von Natriumaluminat nicht
eintritt, geht schon daraus hervor, daß die durch Aufschließen von Bauxit mit Soda
bei iooo bis 12C)0'C und Auslaugen der erhaltenen Schmelze entstehende Aluminatlauge
sich sehr leicht zersetzt und Tonerde abscheidet, und .weiter durch die Tatsache,
daß die restliche Lösung der nach diesem Verfahren erhaltenen Aluminatlaugen nach
dem Ausrührprozeß noch mit Kohlensäure weiter behandelt wird, wobei Soda sich zurückbildet
und die Tonerde vollständig ausfällt. Es entsteht sogar eine konzentrierte Sodalösung
neben Al (C) H)3-Weiter ist noch zu bemerken, daß bei der Sodabehandlung
beim Herauslösen der Kieselsäure Kohlensäure frei wird, die eine Bildung von Natriumaluminat
verhindert.
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In der'Mischung der Oxyde vor der Sodabehandlung wurde in der Regel
o, i % Si 02 gefunden. Nach der Sodabehandlung wurde in,denselben Oxyden überhaupt
keine Kieselsäure oder nur noch Spuren festgestellt.