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Verfahren zum nassen, alkalischen Aufschluß von Bauxit Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum, nassen, alkalischen Aufschluß von Bauxit.
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Bei .den neueren'Verfahren zur Herstellung von Tonerde durch alkalischen
Aufschluß von Bauxit wird bekanntlich so verfahren, daß die aus dem Aufschluß kommenden
starken Laugen mit Waschwasser verdünnt werden. Dann werden sie in geeigneter Weise,
z. B. in einem Eindicker, größtenteils vom Rotschlanun durch Absitzen ,getrennt.
Dieser Rotschlamm läßt sich von der ihm noch anhaftenden starken alkalischen Lauge
nur außerordentlich schlecht und unwirtschaftlich abfiltrieren. Er wird deshalb
zweckmäßig mit heißem Wasser noch ein oder mehrere Male angerührt und einem oder
mehreren derartigen Eindickprozessen unterworfen. Erst dieser Rotschlamm, der infolge
der geringen Konzentration der anhaftenden Lauge nur noch sehr wenig Alkali enthält,.
wird filtriert. Die beim zweiten und den weiteren Eindick-Prozessen anfallenden
dünnen Laugen werden wieder zum Verdünnen der Aufschlußlaugen benutzt.
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Der bei diesem Verfahren entstehende Verlust an Alkali muß .durch
Natronlauge ersetzt werden. Diese Natronlauge wird z. B. durch Kaustizierung von
Soda mit Kalk in bekannter
Weise hergestellt. Die dabei anfallende
dünne Natronlauge mit einem mehr oder weniger hohen Gehalt an nicht umgesetzter
Soda wird durch Filtration, der auch ein Eindickprozeß vorausgehen kann, vom Kalkschlamm-getrennt.
Die Lauge wird dann eingedampft, und zwar so hoch konzentriert, daß die noch darin
enthaltene Soda ganz oder teilweise ausgeschieden wird. Die hochkonzentrierte Natronlauge
wird dann dem Aufschlußgefäß zugeführt.
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Es ist ohne weiteres einzusehen, daß diesem Verfahren wegen der ungenügenden
Umsetzung der Soda, des notwendigen Eindampfens der anfallenden dünnen Lauge, der
Filtration des Kalkschlammes usw. eine Reihe von Nachteilen anhaften. Die Erfindung
bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile und darüber hinaus eine Verbesserung des
ganzen Aufschlußverfahrens. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß das
zu ersetzende Alkali in dünner Lösung dem zu waschenden, von der Aluminatlauge getrennten
Rotschlamm zugegeben wird.
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In der beiliegenden Zeichnung ist ein Schema des Verfahrens gemäß
der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Der Aufschluß des Bauxits findet in üblicher Weise im Autoklaven statt,
dem die konzentrierte Aufschlußlauge, die aus dem Kreislaufverfahren stammt, zugesetzt
wird. Die entstehende Aluminatlauge wird, wie bisher, mit dem Rotschlamm zusammen
in ein großes Gefäß gebracht, wo das Gemisch verdünnt wird. Danach gelangt die Aluminatlauge
mit dem Rotschlamm z. B. in einen Eindicker, von dem aus der Rotschlamm zwecks Waschens
abgeführt wird. Diesem Wasch- oder Mischgefäß wird nun gemäß der Erfindung das Alkali
in verdünnter Lösung zugesetzt, das zum Ersatz des im Verlauf des Kreislaufverfahrens
in Verlust gehenden Alkalis bestimmt ist. Das Alkali wird in Form von Natronlauge
zugeführt, die zweckmäßig in bekannter Weise, also durch Kaustizierung von Soda
vermittels Kalk, hergestellt wird; doch wird die so entstandene Natronlauge nicht
wie bisher vorbehandelt, z. B. eingedickt, filtriert und eingedampft, sondern zusammen
mit dem Kalkschlamm in das Mischgefäß eingeführt. Hinter das Mischgefäß kann ein
zweiter Eindicker geschaltet werden, und dann geht der Rotschlamm zusammen mit der
Lauge zum Filter, wo er von dieser getrennt und aus dem Kreislauf genommen wird.
Die verdünnte Lauge wird vom Filter in das hinter dem Autoklaven geschaltete Gefäß
zur Verdünnung der Aluminatlauge eingeführt.
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Neben den obengenannten Vorteilen werden gegenüber den bisherigen
Verfahren noch eine Reihe von weiteren Fortschritten erzielt, von denen nur folgende
erwähnt seien: Bekanntlich läßt sich der aus dem Bayer-Verfahren stammende Rotschlamm
schwer filtrieren. Ist er jedoch, wie beim Verfahren gemäß der Erfindung, mit Kalkschlamm
gemischt, dann läßt er sich sehr leicht dekantieren und filtrieren, so daß man wesentliche
Ersparnisse .an Zeit und Filtern erreicht. Allerdings ist dieser Vorteil des Kalkzusatzes
schon früher erkannt worden, doch hatte man den Kalk in den Autoklaven ge@geb.en,
um eine leichtere Ausfällung der Kieselsäure zu erreichen. Dabei wird jedoch Caleiumaluininiumsilicat
gebildet, d. h. die Tonerdeausbeute wird verschlechtert.
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Eine beträchtliche Verlustquelle von Tonerde ergibt sich weiterhin
bei den bisherigen Aufschlußverfahren dadurch, daß die verdünnten Aluminatlaugen
zur Ausscheidung von Tonerde neigen; sie sind um so instabiler, j e weniger Na.,
0 im Verhältnis zu Ah O ; in ihnen enthalten ist. Durch den Zusatz von Alkali in
das Gefäß, in dem die Verdünnung der Aluminatlauge stattfindet, wird aber dort das
Molverhältnis von Na.# O:ALO.i z. B. auf z :1 bis 3 : i heraufgesetzt, und solche
Laugen sind auch bei großer Verdünnung stabil.
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Aus den vorgenannten Vorteilen folgt unmittelbar ein weiterer wichtiger
Vorteil für den Aufschluß im Autoklaven selbst: Beim üblichen Verfahren muß ein
Molverhältnis voii 1,75:1 bis 2:1 in der Lauge im Autoklaven benutzt werden, weil
sonst beim Verdünnen der anfallenden konzentrierten Aluminatlauge Tonerde ausfällt
und in den Rotschlamm gelangt. Das hohe Molekularverhältnis bedeutet aber, daß man
mit einem Laugenüberschuß im Autoklaven arbeiten und diese überschußmenge ständig
im Kreislauf führen und behandeln muß. Beim Verfahren gemäß der Erfindung kann man
jedoch das Molverhältnis im Autoklaven erniedrigen, und zwar z. B. auf 1,75:1 bis
1,5:1. Dies ist möglich, weil die aus dem Autoklaven kommende Äluminatl.auge mit
Waschwasser verdünnt wird,, das erhebliche Mengen von freiem.Na,0 enthält und das
im Verdünner ein solches Molverhältnis von Na.O:A1..0.# schafft, daß die Lauge stabil
bleibt. Daraus ergibt sich, daP; man der zum Aufschluß dienenden Lauge wesentlich
mehr Bauxit zuführen kann, wodurch Ersparnisse an Anlage und Betriebskosten erzielt
werden.
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Ein weiterer Vorteil wird bezüglich der Herstellung der zum Ersatz
des Alkalis dienenden Natronlauge erzielt: Beim Kaustiz1eren von Soda mit Kalk arbeitet
man bekanntlich im allgemeinen mit einer Konzentration von i oo bis 12o g/1. Obgleich
bei dieser Konzentration die Umsetzung zwischen Soda und Kalk nur
zu
go bis 93 % möglich ist, wählt man sie
doch, weil sonst das Verfahren
durch die hohen Eindampfkosten unwirtschaftlich wird. Beim Verfahren gemäß der Erfindung
kann man jedoch bei jeder beliebigen niedrigeren Konzentration kaustizieren und
so läicht zu Umsetzungsgraden von über 98 % gelangen.
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Arbeitet man dabei noch mit einem kleinen überschuß an Kalk, so ist
es leicht möglich, die Soda aus der Lauge restlos oder fast restlos zu Natronlauge
umzusetzen. Diese sog. Nachkaustizierung wird durch die lange Berührungszeit des
noch unverbrauchten Ätzkalks mit der Lauge während der Weiterbehandlung des Rotschlammes
erreicht.