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Verfahren zur Entfernung von Eisensalzen aus solche enthaltenden Aluminiumsalzlösungen
Bekanntlich wird nur aus alkalisch oder neutral reagierenden Lösungen von Eisensalzen
durch Schwefelwasserstoff hinreichend schnell und reichlich Eisensulfid gefällt.
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Es wurde nun gefunden, daß eisensalzhaltige Lösungen von Aluminiumsalzen,
auch wenn sie infolge Hydrolyse sauer reagieren, von ihrem Eisensalzgehalt weitgehend
oder völlig befreit werden können, wenn man den Lösungen, die das Aluminium in Form
seiner basischen Salze enthalten (die bekanntlich ebenfalls noch sauer reagieren),
lösliche Kupfersalze zusetzt, die Lösung mit Schwefelwasserstoff behandelt und den
Niederschlag von der Lösung abtrennt. Wenn man die Eisensalze aus den Lösungen restlos
entfernen will; muß man eine genügend große Menge des Kupfersalzes anwenden; kommt
es auf eine völlige Entfernung der Eisensalze nicht an, so kommt man mit geringerer
Menge Kupfersalz aus und erhält einen Niederschlag, der eisenreicher ist und gegebenenfalls
bis zu ron;ö Eisensulfid enthält.
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Es ist zwar bekannt, daß in sauren Lösung@en fäll bare Metallsulfide
gelegentlich die gen solcher Sulfide veranlassen, die für sich nur in alkalischer
Lösung ausfallen. Es handelt sich in diesen Fällen jedoch um die Mitfällung kleinster
Mengen, und es war nicht vorauszusehen, daß die Reinigung von eisensalzhaltigen
Aluminiumsalzlösungen durch gleichzeitige Fällung von Kupfersulfid und Eisensulfid
in sauer reagierender Lösung in technisch befriedigender Weise möglich sein würde.
Die Durchführbarkeit eines solchen technischen Verfahrens war auch nicht ohne weiteres
auf Grund einer bekannten Beobachtung gegeben, nach der Eisen bei der Fällung von
Kupfer in saurer Lösung durch Schwefelwasserstoff mitgefällt werden kann.
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Es genügt, die Aluminiumsalze in Aluminiumsalze mit einer Basizität
von etwa 3 0,fo zu überführen, d. h. daß in den basischen
Aluminiumsalzen
auf ein Äquivalent Aluminium mindestens etwa 0,03 Äquivalente Hydroxyl und
höchstens etwa o,97 Äquivalente Säurerest enthalten sind. Auch stärker basische
Aluminiumsalze, beispielsweise solqhe mit einer Basizität von 4o0,%, die demei@r:'
sprechend auf ein Äquivalent Aluminium 0,q.0 Äquivalente Hydroxyl und o,6o Äquivalente
Säurerest enthalten, die in Lösung noch sauer reagieren, lassen sich nach dem vorliegenden
Verfahren von Eisensalzen befreien. Die Herstellung der basischen Aluminiumsalze
aus den normalen Aluminiumsalzen, die auf ein Äquivalent Aluminium ein Äquivalent
Säurerest enthalten, kann in an sich bekannter Weise erfolgen, z. B-. durch Elektrolyse,
durch Einwirkung von Metallen, Oxyden, Hydroxyden, Carbonaten, Silicaten, Aluminaten
oder Alkylenoxyden oder durch Kochen der Lösungen von Aluminiumsalzen flüchtiger
Säuren.
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Das Kupfer kann in beliebiger Form zugesetzt «:erden, vorausgesetzt,
daß sich in den Lösungen eine zur Bildung von `Kupfersulfid hinreichende Menge von
Kupferionen bildet. Zweckmäßig setzt man den Aluminiumsalzlösungen ein Kupfersalz
mit gleichem Anion zu, um die Lösungen nicht mit Fremdionen zu verunreinigen.
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Die erforderliche Menge Kupfersalz richtet sich nach dem Eisensalzgehalt,
der Basizität, dem pH, der Konzentration und der Temperatur der Aluminiumsalzlösungen
und dem Grad, bis zu welchem das Eisensalz entfernt werden soll. Bei hohem Eisensalzgehalt
in stark, basischen Aluminiumsalzlösungen kann man vorteilhaft einen erheblichen
Teil der Eisensalze vor Zusatz der Kupfersalze durch Behandlung der Lösungen mit
Schwefelwasserstoff ausfällen und - nach Zusatz von Kupfersalzen die Ausfällung
der Eisensalze bis zu dem gewünschten Grade vornehmen. Bei dieser Arbeitsweise kommt
man mit einer geringeren Menge Kupfersalz aus. Zur völligen Entfernung der Eisensalze
aus konzentrierten Lösungen schwach basischen Aluminiumchlorids genügt beispielsweise
ein Zusatz von zehn Gewichtsteilen Kupfer in Form von Kupferchlorid auf :ein Ge@vichtsteil
Eisen in Form von Eisensalz. Im allgemeinen erfolgt die Fällung bei Raumtemperatur,
es lassen sich jedoch auch gekühlte oder erhitzte Lösungen verwenden. Gelegentlich
empfiehlt es sich, warme Lösungen zu benutzen, um den Sulfidniederschlag besser
filtrierbar zu machen. Etwa kolloidal fein verteilte Sulfide können durch Adsorption,
wie an Tierkohle, abgeschieden werden. Der Kupfer- und Eisensulfid enthaltende Niederschlag
kann in bekannter Weise aufgearbeitet und das vom Eisen abgetrennte Kupfer wiederum
dem Verfahren zugeführt werden.
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Beispiel i Zoo Gewichtsteile einer 3o@`oigen Lösung von Aluminiumchlorid
mit einer Basizität von 2o,60,ö und einem Gehalt von o,18 Gewichtsteilen Eisen als
Salz wurden mit einer Lösung von 1,34. Gewichtsteilen Kupferchloriddihydrat in wenig
Wasser versetzt und bei Raumtemperatur mit Schwefelwasserstoff behandelt. Die vom
Niederschlag durch Filtration abgetrennte Lösung enthielt o,o36 Gewichtsteile Eisen
als Salz.
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Wurde die gleiche Menge der obengenannten Lösung von basischem Aluminiumchlorid
mit einer Lösung von 5,36 Gewichtsteilen Kupferchloriddihydrat in wenig Wasser versetzt,
bei Raumtemperatur mit Schwefelwasserstoff behandelt und der Niederschlag abgetrennt,
so war die Lösung frei von Eisensalz. Beispiel 2 Zoo Gewichtsteile einer 2oooigen
Lösung von Aluminiumsulfat mit einer Basizität von 16,50;ö, einem PH von 2,97 und
einem Gehalt von o,ooa Gewichtsteilen Eisen als Salz wurden mit einer Lösung von
o,5 Gewichtsteilen Kupfer in Form von Kupfersulfat versetzt. Nach Einleiten von
Schwefelwasserstoff bei 2o° wurde der Niederschlag durch Zentrifugieren abgetrennt.
Die Lösung enthielt kein Eisensalz mehr. Beispiel 3 Zoo Gewichtsteile einer 300,'oigen
Lösung von Aluminiumnitrat mit einer Basizität von 16, 5 0,'o und einem Gehalt von
o,oo.l Gewichtsteilen Eisen als Salz wurden mit 0,5
Gewichtsteilen Kupfer
in Form von Kupferchlorid versetzt. Nach Ausfällen des Kupferuni Eisensulfids durch
Behandeln mit Schwefelwasserstoff, Abtrennen des Niederschlags und Oxydation der
Lösung zeigte diese keine Rotfärbung bei Zusatz von Ammoniumrhodanidlösung.