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Verfahren zur Herstellung eines z. B. .auf Tonerde zu verarbeitenden
Zwischenstoffes aus tonerdehaltigen Rohstoffen und Erdalkaliverbindungen In dem
Hauptpatent ist ein Verfahren zur Überführung von schwer aufschließbaren, im wesentlichen
alkalifreien, Tonerde, Kieselsäure und gegebenenfalls Fluor enthaltenden Rohstoffen
in leicht auf Tonerde oder Aluminiumdoppelfluoride zu verarbeitende Stoffe beschrieben,
bei dem Ausgangsstoffe, z. B. Letten oder Topas, mit fluorhaltigen und bzw. oder
in der Hitze zersetzlichen Erdalkaliverbindungen in solcher Menge geschmolzen werden,
daß eine glasärtige Schmelze erhalten wird von der Zusammensetzung der Formel r
Erdalkalioxyd # x Si 02 # y Al? O , # z Al (F, O H).." in der x einen Molenbruch
in der 'Nähe von i und y und z Molenbrüche zwischen
und bedeuten. Durch die Bemessung des Erdalkalis derart, daß die Tonerde nicht abgesättigt
wird, wird ein homogener Zwischenstoff von glasartigem Charakter, dessen Tonerdeanteil
in Mineralsäure vollkommen und leicht löslich ist, gewonnen.
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Es wurde nun gefunden, daß der Erdalkalianteil noch weiter gesenkt
werden kann und daß trotz der geringen Menge Erdalkali glasartige Zwischenstoffe
mit guten Löslichkeiten erhalten werden und daß die Anwesenheit von Fluor nicht
notwendig ist. Es wird also nach der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, derartige
Mengen von Erdalkaliverbindungen zuzusetzen, daß in der Formel x größer als i wird,
wobei z 0 sein kann.
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Die nach der Erfindung hergestellten glasigen Zwischenstoffe können
ebenfalls auf Tonerde
oder tonerdehaltige Verbindungen verarbeitet
werden. Auch die Verarbeitung von fluorhaltigen Tonerdeverbindungen ist z. B. dann
möglich, wenn die Aufschlußlösung mit Lösungen aus fluorhaltigen Gläsern vereinigt
wird. Als Erdalkalioxy d kann Kalk verwendet werden, z. B. als Kalkstein oder Karbidschlamin.
Die Calciulnverbindungen können durch die entsprechenden Verbindungen anderer Erdalkalimetalle,
wie z. B. von Barium oder Magnesium, ganz oder teilweise ersetzt werden. Zweckmäßig
wird das geschmolzene Produkt in Wasser oder :Mineralsäure abgeschreckt.
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Es ist bekannt, hvdratwasserfreie, stark alkalihaltige, tonerdelialtige
Gesteine einem bis zum Sintern, gegebenenfalls bis zum beginnenden Schmelzen getriebenen
Erhitzungsprozeß zwecks Löslichmachung des Tonerdegehaltes zu unterwerfen und das
erhitzte Gut in Wasser oder Säure abzuschrecken. Bei diesem Vorschlag, der nur bei
bestimmtem Tongestein brauchbar ist, wird die Erzielung einer flüssigen, absteclibaren
Schmelze ebensowenig erwähnt, wie die Herstellung eines glasigen Komplexes oder
die Zuführung von Erdalkali.
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Nach der Erfindung kann jeder tonerdehaltige Ausgangsstoff verwendet
werden, z. B. auch aus synthetischen Verfahren kommende Abfallstoffe, da die erfindungsgemäße
Beniessung des Erdalkali bei der Herstellung einer flüssigen, abstechbaren Schmelze
stets die Bildung eines bezüglich des Tonerdegelialts leicht löslichen Glases gewährleistet.
Der Fachmann ist also nicht beschränkt auf bestimmte Gesteine. Die Aufarbeitung
eines solchen Glases ist auf die einfachste Weise möglich, da der Kieselsäureanteil
und mit ihm der Erdalkalianteil, z. B. als Gips bei der Verwendung von Schwefelsäure,
ohne Schwierigkeiten von einer den Tonerdeanteil enthaltenden Lösung abfiltriert
werden kann, die von Verunreinigungen frei ist, weil im Gegensatz zu einem Sinterprozeß
während des Schmelzens sich die Verunreinigungen als legiertes Eisen am Ofenboden
ansammeln und getrennt abgestochen werden können. Diese Vorteile sind auch gegenüber
Verfahren vorhanden, bei denen tonerdelialt'ge Rohstoffe mit Kalkstein bis zum Beginn
des Schmelzens erhitzt wurden, um aus dein Sinterprodukt, das ebenfalls keinen glasigen
Komplex darstellt, mit verdünnterSchwefelsäure die Tonerde herauszulösen. Auch bei
einem solchen .'erfahren enthält das Endprodukt schwer aufschließbare oder nicht
bzw. ungenügend aufgeschlossene Bestandteile, so daß die Ausbeuten dieser Verfahren
zu wünschen übriglassen, während beim Arbeiten nach der Erfindung das er-' haltene
Glas bezuglich des Tonerdeanteils völlig und leicht gelöst werden kann. Außerdem
besteht bei diesem Verfahren der Sachteil der schweren Filtrierbarkeit des mit Säure
aufgeschlossenen Gutes.
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Im folgenden wird die Erfindung an Ausfiihrungsbeispielen näher erläutert,
hei denen verhältnismäßig sehr reine Rohstoffe angeivendet worden sind und die an
sich recht geringen Verluste durch Verdampfung und itTebenreaktionen (wenige Prozente)
nicht berücksichtigt wurden. -Beispiel 1 Zur Erzielung eines Zwischenstoffes, bei
dein das Verhältnis von Calcininoxvd zu Kieselsäure 0,7-5 : 1 beträgt, wurde eine
Beschilkkung aus iooo kg Tongestein ( Hirschfelder Letten) von der ungefähren Zusammensetzung
Al=Os - 2 Si O_ - 2 H. O Si O., und 555 kg Flusspat (CaF,) geschmolzen und abgeschreckt.
Es wurden erhalten- etwa 1430 kg glasiger Zwischenstoff, der eine komplexe glasige
Verbindung darstellt, etwa der Formel:
ferner etwa iiokg H. O (Wasserdampf). Beispiel e Das Verhältnis von Calciumoxvd
zu Kiesel- -säure wurde zu 0,5 : i gewählt. Zur Herstellung eines Zwischenstoffes
mit dieseln Verhältnis wurden iono kg Tongestein (Ton Nordwestsachsen) von der ungefähren
Zusammensetzung A1=03 - 2 S10=- 2 HGO a-- S10_ zusammengeschmolzen mit
370 hg Floßspat (CaF.). Es fällt etwa 1250 kg glasiger 7.wischenstoff, der
etwa der Formel:
entspricht, ferner etwa i 1o kg Wasserdampf an.
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Beispiel 3 Die Beschickung besteht aus iooo kg Tongestein (Hirschfelder
Letten) von der ungefähren Zusammensetzung Al.03 - 2 Si0.. -2 H20Si02 und
530 kg Kalk (Ca0). Man erhält einen glasigen- Zwischenstoff, etwa 1400 kg,
der etwa einer glasigen komplexen Verbindung entspricht, nach der Formel:
ferner etwa 1 1o kg Wasserdampf.
Beispiel q.
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Die Beschickung besteht aus iooo kg Tongestein (Ton Nordwestsachsen)
von der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 2 uxid .4oo kg Kalk (Ca0). Nach
dem Schmelzen und Abschrecken in wäßriger Lösung erhält man etwa 128o kg glasigen
Zwischenstoff, der eine komplexe glasige Verbindung darstellt, etwa entsprechend
der Formel:
ferner etwa i io kg Wasserdampf. Beispiel s Die Beschickung besteht aus iooo kg
Tongestein (Ton Nordwestsachsen) von der Zusammensetzung wie im Beispiel 2 und 265
kg Kalk (Ca 0). Man erhält etwa i1q.5kg glasigenZwischenstoff, der eine komplexe
glasige Verbindung _ darstellt, im wesentlichen entsprechend der Formel:
ferner etwa iio kg Wasserdampf.