DE734217C

DE734217C - Verfahren zur Gewinnung reiner Tonerde

Info

Publication number: DE734217C
Application number: DES118463D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-06-16
Filing date: 1935-05-28
Publication date: 1943-04-13

Description

Verfahren zur Gewinnung reiner Tonerde Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von reiner Tonerde, bei dem als Ausgangsprodukt rohe Calciumaluminate verwendet werden.
Man hat zwar bereits vorgeschlagen, solche durch thermische Umsetzung von tonerdehaltigen Rohstoffen mit Kalk oder magnesiahaltigen Kalken erhaltenen rohen Calciumaluminate mit einer io- bis iSoloigen Sodalösung zu kochen und nach Abtrennung der hierbei erhaltenen Natriu@maluminatlösung von dem unlöslichen Rückstand die Tonerde entweder nach dem Bayer-Verfahren, d. h. durch entsprechende Verdünnung der Lösung, oder durch Einwirkung von Kohlensäure auszufällen. ,Wie sich ,aber aus der vorbekannten Literatur eindeutig nachweisen läßt, gelingt ,es, durch Kochen der rohen Calciumaluminate mit io- bis 15%iger Sodalösung nennenswerte Mengen an Tonerde innerhalb brauchbarer Reaktionszeiten in Natriumaluminate überzuführen und damit in Lösung zu bringen, nur dann, wenn entweder mit außergewöhnlich hochkonzentrierten Lösungen gearbeitet wird oder.wenn die Sololösung unter Druck und damit unter entsprechend hoher Temperatur zur Einwirkung gebracht wird. Das Wesen der Erfindung beruht nun mit auf der Erkenntnis, daß es bei Anwendung eines tonerdehaltigen Materials, wie es durch Auflösung von rohen Calciumaluminaten sowie durch anschließende Behandlung der erhaltenen wässerigen Calciumaluminätlösüng mit einer ein unlösliches Calciumsalz bildenden Säure erhalten wird, möglich ist, so weit verdünnte Alkalilaugen zur Einwirkung zu bringen, daß beim Erkalten der Lösung die Alkalialuminate selbsttätig in Tonerde und Alkali zerfallen. Dabei hat es sich als wesentlich herausgestellt, eine Lösung von A.lkalihydroxyd und nicht etwa die schwächer wirkende Sodalösung anzuwenden. Durch diese Arbeitsweise erübrigt es sich, zwecks Fällung der Tonerde die Natriumaluminatlösung erst wieder zu verdünnen und die von der Tonerde abgetrennten Alkalilösungen durch Eindampfen der Lösung erst wieder .auf die notwendige Konzentration zu bringen, bevor sie erneut im Verfahrenskreislauf Verwendung finden können.
Die Erfindung sei noch an folgender beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert: Die unreinen Calciumaluminate, von denen man ausgeht, werden in Wasser oder in Salzlösungen in an sich bekannter Weise gelöst. Die so erhaltene Lösung wird von nicht gelösten Verunreinigungen befreit, die in erster Linie aus Eisen, Silicium und Rohaluminaten bestehen. Dann schlägt man in ihr gleichzeitig die Tonerde und den Kalk in an sich bekannter Weise mit Hilfe von Kohlensäure nieder. Der Niederschlag besteht aus einer Mischun- von Tonerde und Calcitumcarlaonat.
Man kann auch einen Teil der' Lösung mittels Kohlensäure und einen anderen Teil mittels Kalks niederschlagen, die beiden Niederschläge vereinigen und auf diese Weise eine :Mischung von Tonerde und Calciu-mcarbonat, C:alciumaluminat und gegebenenfalls überschüssigem Kalk erhalten.
Die Weiterbehandlung dieser Niederschläge richtet sich darauf, die Tonerde voll den übrigen Stoffen zu trennen, mit denen sie auf diese Weise gemischt war.
Der gesammelte Niederschlag wird voll jedem Wassergehalt auf üblichem 'fege befreit. Dann bringt man ihn in geeigneter Menge in einen Behälter, in dem er in heißem Zustande mit einer Alkalilösung, beispielsweise Natriumhydrozydlösung, oder einer Lösung behandelt wird, die aus einer Mischung dieses Alkalis mit alkalischen Aluminaten besteht.
Die in den gewonnenen Niederschlägen enthaltene Tonerde ist in Alkalilösungeii leicht löslich. Auf Grund dieser Eigens:--haft soll man erfindungsgemäß zum Lösen der Tonerde Lösungen benutzen, die schon derart verdünnt sind, daß die Tonerde ausfällt, wenn die Lösungen auf normale Temperatur zurückgebracht «-erden. Dadurch eriibrigen sich die im üblichen Bayer-Verfahren nötigen Verdünnungen und damit die Verfahrensgänge. die das- Wiedereindampfen der Allalilös"ingen nach der Abscheidung der Tonerde notwendig machen, wenn sie zu einer erneuten Behandlung wieder benutzt werden sollen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dieses Wiedereindampfen, das große Kosten verursacht, ausgeschaltet oder auf ein sehr geringes Maß zurückgeführt.
Außerdem kann die Behandlung der Tonerde in dem erfindungsgemäßen Verfahrenbei einer wesentlich niedrigeren Temperatur erfolgen und infolgedessen bei einem erheblich niedrigeren Druck als im Bayer-Verfahren. Beispielsweise ist es möglich, die Behandlung unter Atmosphärendruck durchzuführen tuid bei einer Temperatur, die in der Nähe der Siedetemperatur der Alkalilösungen liegt.
Es ist z. B. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die Tonerde mit einer Lösung voll N atriumhydroxy d von 125 g N a., O pro Liter bei einer Arbeitstemperatur Voll los- C und unter Atmosphärendruck zu behandeln, während man beim B;aver-Verfaliren für diese Reaktion Lösungen von 250g \a"0 pro Liter braucht und im Autoklaven unter 8 Atm. Druck kochen muß. Gemäß der Erfindung erübrigt sich also die Benutzung der Autoklaven- :Jan kann allerdings natürlich die Reaktion auch in Autoklaven unter überatmosphärischem Druck und infolgedessen bei einer höheren Tetnperatur als der vorstehend angegebenen vornehmen, wenn man die Reaktion beschleunigeil will. In jedem Falle aber kann man die "Temperatur und den Druck in den Autoklaven im Verhältnis zu den Erfordernissen beim Bayer-Verfahren herabsetzen. Einfacherweise wird man sich bei der Wahl der günstigsten Arbeitsbedingungen nach der Ge- schwindigkeit richten. die man dem l.cisungsvorg an- zu geben wünscht.
Benutzt man als Ausgangsstolf den @icdclschlag, den man durch die Einwirkung der Kohlensäure allein erhalten hat, dann wird man so .vorgehen müssen, daß inan wic-der den üblichen alkalischen Zustand der _1Lkalilösung herstellt, da diese sich, wie li,#kannt, allmählich mit Kohlensäure anreichert.
Aber auch diese Maßnahme erübrigt sich, wenn man ein geeignetzusammengesetztes (kmisch der einerseits mit Hilfe von Kohlensäure und der andererseits mit Kalk erhalteiien Niederschläge vornimmt. In diesem Falle wird das in dem Nied@ersclilag befindlich<, Calciumaluminat auf Kosten des gebildeten Alkali.carbonats in Alkalialuminat über-ehcn.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es notwendig, den Ausgangsstoli vor der Pehandlung mit Alkalihydrotvd weitgehend zu entwässern; denn das im Ausgangsstoff vorhandene Wasser bewirkt eine Verdünnung der Alkalilösung. Je geringer der Wassergehalt ist, um so geringer sind die Wärmemengen, die für eine etwaige Wiedereinenganb der Lösungen erforderlich sind.
Es ist daher erforderlich, den Niederschlag oder die Niederschläge, die als Ausgangsstoff dienen, bevor sie in die alkalische Lösung kommen, so zu behandeln, dal3 die größtmögliche Menge des in ihnen enthaltenen Wassers aus ihnen entfernt wird. hierzu kann man alle bekannten :Mittel aiii@-cnclcn, wie Abklärung, Trocknen oder Filtrieren mit oder ohne Druck.
Als wesentlich für die vorliegende Erfindung ist anzusehen, daß der durch Fällung der Calciumaluminatlösu@ng erhaltene tonerdehalti-e Niederschlag, der lieben der Tonerdie noch die unlöslichen Kalkverbindungen und gerin-e Mengen anderer Verunreinibtmgen enthält, in der Weise weiterverarbeitet wird, daß die Tonerde durch Herauslösung mittels einer Alkalihydrotydlösung von den übrigen Bestandteilen abgesondert wird. Dabei läl.>t sich die überführu-ng des tonerdehalti-c°n Materials in Natriumaluminat unter so g unsrigen Reaktionsbedingungen durchführen, d243 es weder eines Aufwandes an Reagenzien noch aber eines Verbrauches an Wärmemengen zwecks Konzentrierung der von der Tonerde abgetrennten Alkalilauge bedarf, da der ierfa11 des ,Natriumaluminats in Tonerde und Alkali selbsttätig beim Erkalten der Lösung eintritt und somit die dadurch regenerierte Alkalilauge ständig nach entsprechender Rufheizung wieder zur erneuten Auflösung des tonerdehaltigen Niederschlages verwendet werden kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Gewinnung reiner Tonerde aus durch thermische Umsetzung von tonerdehaltigen Rohstoffen mit Kalk erhaltenen rohen Calciumaluminaten, aus denen durch Auslaugung eine Calciumaluminatlösung hergestellt wird, die sodann mit einer ein unlösliches Calciumsalz_ bildenden Säure behandelt wird, worauf der durch Einwirkung der Säure auf die Calciumaluminatlösung erhaltene Niederschlag, bestehend aus Tonerde und der unlöslichen Kaakverbindung, mit einer heißen Lösung von Alkalihydroxyd behandelt wird, um die Tonerde als Alkalialuminat in Lösung zu bringen, aus der sodann die Tonerde durch Selbstfällung ausgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederschlag entwässert und bei atmosphärischem oder überatmosphärischem, jedoch nicht hohem Druck etwa bei der Siedetemperatur der Alkalilösung mit einer derart verdünnten Alkalilauge behandelt wird, daß die AlkKalialuminate nach Erkalten der Lösung ohne weitere Verdünnung unmittelbar in Tonerde und Alkali zerfallen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Einwirkung von Säure auf die Calciumalumina.tlösung erhaltene Niederschlag vor der Einwirkung der Alkalihydro_xydlösung mit mechanischen Mitteln entwässert wird, wobei gegebenenfalls die mechanische Entivässerung durch eine Entwässerung in der Wärme vervollständigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2-gekennzeichnet durch die Anwendung eines Ausgangsgemisches,. das neben den unlöslichen Kalkverbindungen und der Tonerde noch Calciumaluminate enthält, die vorzugsweise durch Zusatz von' Kalk zu der Calciumalum.inatlösnng durch Ausfällung erhalten werden. ,4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von dem durch Einwirkung der Säure auf die Calciumaluminatlösung erhaltenen Gemisch ein Teil der unlöslichen Kalkverbindungen bereits vor der Einwirkung der Alkalihy@lrosydlösung abgetrennt wird.