-
Verfahren zur Herstellung von in Wasser kolloidal löslichen Hydroxyden
oder haltbaren kolloiden Lösungen dieser Es ist bekannt, in Wasser kolloidal lösliche
Tonerde (reversibles Tonerdegel oder festes Tonerdesol) in der Weise herzustellen,
daß man wäßrige Lösungen von Aluminiumsalzen mit Ammoniak oder Ammoniaklösungen
umsetzt, das gebildete Tonerdehydrat alsdann von den bei der Umsetzung entstandenen
Ammonsalzen durch Waschen- befreit, es sodann durch Erhitzen am Rückflußkühler unter
Zugabe von Säure peptisiert, das Gemisch sodann filtriert und die -erhaltene Tonerdelösung
darauf zur Trockne eindampft. Zur Erzielung eines leicht und verlustlos auswaschbaren
Tonerdehydrates glaubte man bi§her stets einen größeren AmmoniaküberscÜuß benutzen
zu müssen. Ein derartig erzeugtes Tonerdehydrat altert nun unter dem Einfluß der
alkalischen Reaktion sehr rasch, wodurch die Peptisation, z. B. mit- Säuren, sehr
erschwert wird, so daß man nur eine -sehr kleine Ausbeute an hochdispersem Sol erhält.
Wird umgekehrt ein größerer Unterschuß an Ammoniak verwendet, so -ist das erhaltene
Hydrat nur sehr schwer zu waschen, wobei ferner die Verluste an Tonerde bei längerem
Waschen ganz erheblich sind. Man erhält dann zwar ein nicht alterndes und daher
peptisierbares Tonerdehydrat, die Gesamtausbeute an löslicher Tonerde bzw. kolloider
Tonerdelösung ist aber auch hier sehr gering. Ähnliche Verhältnisse liegen vor,
wenn an Stelle flüchtiger Alkalien, wie Ammoniak oder dessen Abkömmlingen, fixe
Alkalien, z. B. Natronlauge, verwendet werden oder wenn man von Aluminaten und Säuren
bzw. Aluminiumsalzen ausgeht, ebenso bei Verwendung von Eisen- oder Chromsalzen
an Stelle von Aluminiumsalzen.
-
Es wurde nun gefunden, daß man diese Schwierigkeiten vermeiden und
in Wasser kollodial lösliche Oxyde oder Hydroxyde bzw. deren Lösungen in vorzüglicher
Beschaffenheit mit nahezu quantitativer Ausbeute erhalten kann, wenn man Salze der
dreiwertigen Metalle, z. B. des Eisens oder Chroms, insbesondere aber des Aluminiums,
und Mittel, welche.diese Salze unter Hydroxydbildung zu zersetzen geeignet sind,
in etwa stöchiometrischem Verhältnis, zweckmäßig in mehreren, gegebenenfalls durch
eine
verfestigende Behandlung unterbrochenen Stufen, aufeinander
einwirken läßt. die Hydroxyde bzw. hydroxydhaltigen Genfische einer Behandlung mit
Peptisationsmitteln und einer schonenden Wasserentziehung unterwirft und eine Befreiung
der erhaltenen Produkte von bei der Zersetzung entstandenen Salzen in irgendeinem
auf die Fällung folgenden Abschnitt des Verfahrens vornimmt.
-
Zur Gewinnung wasserlöslicher Tonerde bzw. haltbarer Lösungen dieser
arbeitet man vorteilhaft in der Weise, daß man entweder Aluminiumsalze und Basen,
insbesondere Alkalien einschließlich des Atnntoniaks und der Amine, z. B. Anilin,
oder Aluminäte und Säuren in etwa stö chiontetrischem Verhältnis, gegebenenfalls
in mehreren Stufen, aufeinander einwirken läßt und das entstandene Tonerdehvdrat,
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer schonenden Trocknung, sodann wäscht
und peptisiert. Die Peptisation läßt sich durch eine schonende Wasserentziehung.
die bis zur Bildung einer Gallerte oder sogar eines festen, löslichen (reversiblen)
Gels gehen kann, unterstützen; doch kamt eine schonende @-Vasserentziehung bei Temperaturen
unterhalb aoo=, zweckmäßig bei 80
bis j 2o=, auch nach erfolgter Peptisation
vorl;enommen werden. In jedem Falle muß mindestens eine der genannten Wasserentziehungen
erfolgen.
-
Von besonderem Vorteil ist es, salz-, vorzugsweise aber salpetersaure
Lösungen von durch alkalischen Bauxitaufschluß erhaltenem. insbesondere noch wasserhaltigem
Tonerdelivdrat mit etwa stöchiometrischen -Mengen Ammoniak umzusetzen, so daß das
Reaktions-_getnisch ein zwischen b und S liegendes pit besitzt, dann das erhaltene
Hydroxyd, gegebenenfalls nach Abtrennung von :Mutterlauge. gründlich zu waschen,
es sodann mit etwa bis 15 °`o der theoretisch zur Salzbildung erforderlichen Menge
Salzsäure oder Essigsäure zu vermischen und es hierauf bei mäßiger Temperatur. vorzugsweise
im Vakuutn. auf einen Gehalt von etwa d.o bis So °/o Tonerde einzudicken. Bei der
Peptisation cines gut gewaschenen Gel: mit beispielsweise io °jo Salzsäure erhält
man nach dein Eindampfen des Gemisches unter gleichzeitigem Umrühren reversible
Gele, die rasch schon in kaltem Wasser in eine kolloide Lösung übergeführt werden
können. Bei Anwendung von nur 5
% Salzsäure ist die Lösungsgeschwindigkeit
des Gels etwas geringer, so dar man zweckmäßig heiles Wasser ztun Lösen verwendet.
Die dann erhaltenen Sole sind gegen koagulierende Einflüsse aber beständiger als
jene Sole, die durch Peptisation finit io °% Salzsäure erhalten sind. Ist der Gehalt'
des Ii3-droxyds an Salzen, z. B. Atnntonimnnitrat,
| verhältnismäßig hoch, so muß in der Reg@_°1 |
| etwas mehr, z. B. 15 "/p der theoretischen |
| Sätiretnenge, verwendet werden. damit gut |
| lösliche Produkte entstehen. Die I'eptisation |
| der Hvdroxvde des Eisens oder Chroms, zu |
| deren @Ilerstellung vorteilhaft Chloride oder |
| Nitrate dienen. erfolgt zweckmäßig unter |
| Vet"wc-ndutig von 1o bis 2o °o der theoretisch |
| zur Salzbildung erforderlichen ,Menge Salz- |
| Vorzügliche Produkte lassen sich auch er- |
| balten, wenn inan beim alkalischen Aufschluß |
| künstlicher oder natürlicher aluminiumhalti- |
| ger Materialien, insbesondere von Bauxit |
| oder Schlacken, erhaltene Alkali-Aluminat- |
| Lösungen nach Abtrennung des Eisenhydro- |
| xvds mit der praktisch stöchiotnetrischea |
| Menge Säure, vorzugsweise Salpetersäure, |
| umsetzt. die dabei entstehende Salzlösung ab- |
| trennt und (-las 7'onerdehvdt"at gründlich |
| wäscht, trocknet und peptisiert. Man kann |
| dabei ferner so arbeiten. (-laß inan (-lie Aus- |
| fällung der hydratischen- Tonerde in an sich |
| bekannter Weise mit Kohlensäure oder durch |
| A.usrühren finit '1'otterdeliydrat bewirkt, so- |
| dann die |
| der entstandenen Soda- |
| lösung bzw. Natronlauge rasch abtrennt, um |
| sie zusammen finit denn durch kurzes -Nach- |
| waschen der Tonerde erhaltenen Wasch- |
| wasser, gegebenenfalls nach dem Eindampfen, |
| zum Aufschließen neuer Bauxitmengen zu |
| verwenden, worauf man das noch frische Ton- |
| erdehydrat seiner noch vorhandenen Alkalität |
| entsprechend mit einer starken Mineralsäure, |
| insbesondere Salzsäure, oder einem Cber- |
| sclttil' davon %-ersetzt. in welchem Dalle der |
| Cberschufl nachträglich mittel: Soda, Natron- |
| iattge. Altirninat oder Ammoniak wieder prak- |
| tisch entfernt wird, worauf man sodann das |
| Hydrat nach gründlichem Waschen peptisiert, |
| wobei an gewünschter Stelle eine Trocknung |
| einzuschalten ist. Es ist dabei zweckmäßig, |
| die Peptisation in der Wärme unter Druck |
| vorzunehmen, weil dann die Ausbeute an |
| kolloidlöslichetn Anteil steigt. |
| Man kann ferner wasserunlösliches Ton- |
| erdeltvdrat mit einer zur völligen Auflösung |
| ungenügenden Menge Säure bzw. Alkalihydt- |
| oxyd. zweckmäßig in einer Kugelmühle, ver- |
| arbeiten, die -lasse sodann mit der in bezug |
| auf die Säure bzw. das Alkalihvdroxvd |
| praktisch stöchiometrischen Menge AlkaIi- |
| ltvdroxv<1 bzw. Säure behandeln, das Gemisch |
| sodann waschen und in Gegenwart von Pep- |
| tisationsinitteln schonend trocknen. Der |
| Waschprozeß läßt sich dann besonders |
| leicht durchführen. da das Unlösliche als |
| Substrat für die Kolloide wirkt. Das Gel löst |
| sich dann weniger zu einer klaren Lösung als |
| vielmehr zu einer schwer absetzbaren Sus- |
| pension, in welcher der kolloiddisperse Anteil |
für die gröberen Teilchen als Schutzkolloid dient, doch läßt sich
-mittels Zentrifuge eine weitgehende Klärung des Sals. erreichen.
-
Als vorteilhaft hat es sich ferner erwiesen, die Umsetzung in z Stufen
durchzuführen, d. h. die saure Komponente (Aluminiumsalz oder Säure).zunächst in
erstem. Stufe nur mit einem Teil der basischen- Komponente (Alkali oder Ammoniak
oder .Alkalialuminat), vorzugsweise mit 7o bis 9o °/o. der stöchiometrischen Menge,
umzusetzen, und zwar unter solchen Bedingungen der Konzentration und Temperatur,
daß ein leicht saures Sol entsteht, dessen Erstarren zur Gallerte man durch pH-Erhöhung
unter Zugabe von Koagulatoren, z. B. von Kaliumacetat, bewirkt. worauf die Gallerte
nach ihrer Verfestigung in Stücke zerlegt und in zweiter Stufe mit der Restmenge
der basischen Komponente behandelt, sodann gewaschen,.peptisiert und schonend getrocknet
wird..
-
Ein großer Vorteil der reversiblen Gele besteht natürlich schon darin,
daß man. sie billiger transportieren kann als wäßrige Lösungen. Man führt sie dann
am Verwendungsort mit Wasser oder Dampf in kolloide Lösungen oder Gallerten über.
Natürlich kann man auch bei der Peptisation. auf flüssige Produkte oder Gallerten
hinarbeiten,. indem man. eine zur Gewinnung einer Lösung bzw.. einer Gallerte ausreichende.
Wassermenge benutzt und von einem Eindicken der Lösungsmittel absieht.. Diese Arbeitsweise
hat den Vorteil, daß marl die kolloiden Lösungen. durch. Filtration, Absetzenlassen
oder Schleudern. von etwa vorhandenen unlöslichen.Anteilen befreien kann, weshalb
man in der Lage ist, bei der Herstellung einer, Aluminiumch.lorid- oder -nitratlösung
durch Auflösen von. Tonerdehydrat in Salz- oder Salpetersäure von einer Abtrennung
etwaiger unlöslicher oder in.feiner Suspension vorhandener und durch Filtration
schwer zu entfernender- Bestandteile zunächst abzusehen, da das gesamte Unlös-,
liche dann nachträglich aus dem Sol -abgeschieden werden kann. Die erhaltenen aminonchlorid-
oder ammonnitrathaltigen Mutterlaugen können auf Düngesalze verarbeitet werden,
wobei etwa in-ihnen vorhandene kleinste Mengen Tonerde- .oder- Eisensalze dazu-
beitragen, daß die Düngemittel nicht backen. In den -Fällen,. in denen das. Endprodukt
eisenhaltig sein darf, kann man mit Vorteil die beim sauren Aufschluß von Gesteinen
und Erden, z,-B. Ton, Bauxit, Glaukonit, Leucit, Feldspat; Nephelin, Phonolith,
Schlacken usw., erhältlichen Eisensalze enthaltenden Aluminiumsalzlösungen .verwenden.
_ Da die nach °dem vorliegenden Verfahren erhältlichen Produkte u. a. .als .Ersatzstoffe
für wohlfeile Tonerdesalze, z. B. Alaune, dienen sollen, ist aus wirtschaftlichen.
Gründen vielfach eine nahezu restlose Gewinnung der in der Mutterlauge enthaltenen
Salze erforderlich. Hierzu ist es nötig, daß das zu peptisierende Tonerdeh_vdrat
in leicht filtrier- und waschbarer Form vorliegt. Dies wird vorteilhaft dadurch
erreicht, daß man das bei der Fällung der Aluminiumsalzlösung mit Ammoniak oder
der Aluminatlösung mit Säure erhaltene Gemisch (oder die entsprechenden Chrom-,
Eisenhydroxyde usw.) einer starken mechanischen Behandlung: wie Mahlen, Schlagen,
Walzen, Kneten, Stoßen u. dgl., vorzugsweise unter Benutzung einer Kugelmühle, unterwirft,
sodann die entstandenen Alkalisalze; z. B. Ammonium- oder Natrium-`nitrat, auf der
Nutsche, dem Drehfilter oder mittels Zentrifuge abtrennt und die erhaltenen Hydroxyde,
gegebenenfalls unter ein- oder mehrmaliger Zwischenschaltung einer mechanischen
Behandlung, zweckmäßig in einer Kugelmühle, gründlich auswäscht. In diesem Falle
erhält man ein leicht waschbares und gut peptisierbares Hydroxyd. Von wesentlicher
Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist es, auch schon die Umsetzung=
der zu verarbeitenden Metallsalze, z. B. einer basischen Aluminiumnitratlösung mit
Ammoniaklösüng, in einer Kugelmühle vorzunehmen, wobei oft schon ein halb- bis ,einstündiges
Mahlen ausreicht, damit ein sehr ;gut filtrierbares Gemisch entsteht. Auch mit ;gasförmigen
Ammoniak läßt sich dabei die :Umsetzung, durchführen. Zweckmäßig wird dann der Hauptteil,
z. B. der Aluminiumsalzlösung, die zwecks Verhütung von Verstopfen-' gen der Rohrleitungen-
nicht zu konzentriert zu wählen ist, mit gasförmigem Ammoniak gesättigt und die
restliche Menge als Lösung 'zugegeben.
-
Noch .besser -filtrierbare Gemische als die eben-beschriebenen lassen
sich aber erhalten, wenn man anteilige Mengen beider Kornponenten, z. B. konzentrierte
Aluminiumnitratlösung und gelöstes oder gasförmiges oder flüssiges Amm¢niak in ein
mit einem Überlauf versehenes Rührgefäß fortgesetzt einträgt und die Filtration
anschließend in dünner Schicht, z..$. mittels Drehfilter oder Filterpresse, ..durchführt.
Durch anfängliche Zugabe kleiner Mengen Ammoniak oder Ammoniumbicarbonat (etwa z
% des Al, 0, an NH") zum Waschwasser läßt sich das Schleimig."verden
des Niederschlages weitgehend verhindern und eine wesentliche Abkürzung des Waschprozesses
erreichen.
-
In _ allen Fällen empfiehlt es sich, die Konzentration der- zu .peptisierenden
Masse und des Peptisationsmittels derart zu wählen, daß das Gemisch beider vor dem
Trocknen mindestens
309 wasserfreies Oxyd (z. B. AI.03,
Fez03, Cr_03) im Liter enthält.
-
Im allgemeinen kann ein Teil der bei der Umsetzung entstandenen Salze,
z. B. Aminonnitrat, im Gel zurückbleiben, ohne daß hierdurch die Löslichkeit und
Haltbarkeit der Gele beeinträchtigt wird. Für manche Zwecke können diese Salze aber
störend wirken.
-
Es wurde nun gefunden, daß man durch Extraktion der Gele mit vorzugsweise
organischen Lösungsmitteln, z. B. Äthyl- oder Methylalkohol oder flüssigem Ammoniak,
eine weitgehende' Befreiung der wasserlöslichen Gele von den Salzen oder Salzresten
vornehmen kann, z. B. in einem Soihletapparat, ohne daß dabei eine größere Menge
Gel durch die Extraktionsflüssigkeit gelöst wird. Man kann ferner vorteilhaft in
der Weise arbeiten, daß man die bei der U msetzung z. B. der Aluminiumsalze mit
Ammoniak in einer Kugelmühle erhaltene homogelie Masse von der Mutterlauge, z. B.
durch Schleudern, auf der Nutsche oder dein Drehfilter, #befreit und dann, gegebenenfalls
nach nur kurzem -Nachwaschen, peptisiert, sodann trocknet und extrahiert. Man braucht
den Waschprozeß hierbei nur so weit durchzuführen, als er mit den vorhandenen Apparaten
noch leicht vonstatten geht und kann dann die Restreinigung mittels organischer
Lösungsmittel vornehmen. Oder man peptisiert das bei der Umsetzung der Metallsalzlösung
finit Ammoniak erhaltene Hydroxyd ohne vorliergehende Abtrennung der Ämmonsalze,
trocknet und extrahiert sodann mit organischen Lösungsmitteln.
-
Eisensalze, die z. B. beim Arbeiten in eisernen Apparaten in :das
Tonerdegel gelangen, kann man nachträglich aus diesem durzli 1-Extraktion des Gels
mit Aceton entfernen. Man kann sogar von vornherein von eisenlialtigen Aluminiumsalzlösungen
ausgehen, wie man sie beine Aufschluß von geglühtem Ton. Leucit, Feldspat, Labradorit,
Glaukonit, Schlacken oder Bauxit mit Salz- oder Salpetersäure erhält, und für den
Fall, daß eisenfreies wasserlösliches Tonerdegel gewünscht wird. eine nachträgliche
Entfernung des Eisens aus demselben mit geeigneten Lösungsmitteln, -wie Aceton,
Cvcloliexanol, Äther tisw., vornehmen. Man kann auch Gemische von Lösungsmitteln,
z. B. Athylalkoho1. und Aceton, verwenden, um gleichzeitig z. B.* _Arnmonsalze und
Eisensalze aus dein löslichen fIvdroxvd oder seiner Lösung zu entfernen. hei stark
eisenhaltigen Tonerdegelen richtet sich die Menge an Peptisationsmittel, z. B. Salzsäure,
u. a., auch nach dem Eisengehalt. Sie soll möglichst so groß gewählt werden, daß
sie ausreicht, um- das Eisen in Eisensalze, z. B. Oxvchloride. überzuführen. Falls
in dein zu extrahierenden Produkt noch oxvdisches Eisen vorhanden ist, kann dem
Aceton Salzsäure bzw. Chlorwasserstoff zugesetzt werden oder der Extraktion eine
Salzsäurebehandlung vorausgehen.
-
Eine sehr weitgehende Entfernung der Alnmonsalze läßt sich auch mit
Wasser durchführen, wenn man das bei der Umsetzung erhaltene Gemisch, zweckmäßig
nach mechanischer Abtrennung der Mutterlauge, aber auch ohne eine Abtrennung dieser,
schonend, u. U. unter Verspritzen, trocknet und nun ein Auslaugen der in viel Wasser
löslichen -lasse, die nicht zu feinkörnig sein soll, vielmehr sogar gut in Form
von haselnußgroßen Stäkken benutzt werden kann. mit Wasser vornimmt. Man darf nur
dabei nicht zu viel Wasser auf einmal anwenden, weil sonst Gefahr besteht, daß die
gesamte Masse unter Bildung eines stark salzhaltigen Sols in Lösung geht. Es ist
jeweils nur so viel Wass:r zu verwenden, daß über der auszulaugenden Masse rasch
eine gesättigte Salzlösung entsteht, <ia in einer solchen eine Dispergierunn
der Masse zum Sol nicht erfolgt. Nachdem so die Salze weitgehend aus dem Gel entfernt
sind, wird dieses durch Absaugen oder Filtrieren von der zuletzt entstandenen Salzlösung
getrennt und sodann schonend getrocknet oder mit Wasser versetzt, wobei, falls das
Waschen unter Benutzung von ammoniakfreiem Wasser durchgeführt wurde, schon ohne
Zugabe von Peptisationsinitteln eine Dispergierung zum Sol erfolgt, an die man eine
Filtration und Trocknung im Bedarfsfalle anschließen kann. Man kann diese Dispergierung
bzw. die Peptisation in der Weise unterstützen, da:li man Peptisationsmittel, z.
B. Säuren, beispielsweise vor der schonenden Trocknung des primär entstandenen Gemisches
oder des aus diesem erhaltenen Filtrationsrückstandes, also nach erfolgter Abtren-,
nung eines Teiles der Salze, zufügt. Zweckmäßig arbeitet man aber in der Weise,
daß man erst die Mutterlauge aus dem bei der i-insetzung erhaltenen Gemisch absaugt,
dieses schonend trocknet und nun die trockene Masse zunächst mit der mit etwas Ammoniak
versetzten Mutterlauge oder Teilen dieser und dann mit reinem Wasser wäscht, sodann
peptisiert und erneut schonend trocknet. Die erhaltenen wasserlöslichen Gele können
in der bereits beschriebenen Weise (falls z. B. Eisensalze oder noch etwa vorhandene
andere, z. B. Ammonsalze, entfernt werden sollen, mit organischen Lösungsmitteln)
extrahiert werden.
-
Bei der Herstellung von wasserlöslicher Tonerde kommen als Ausgangsmaterial
auch Aluminiumsalzlösungen in Frage, wie sie z. B. bei organischen Katalysen und
Synthesen
als wertlose Abfallprodukte .erhalten werden.
-
Die durch schonendes Trocknen erhaltenen Gele lösen sich, oft nach
vorhergehendem Quellen, schon in kaltem, besser in warmem Wasser. Je nach der Konzentration
und dem Reinheitsgrad lassen sich dabei flüssige Sole, thixotrope Gele oder feste
Gallerten erhalten. .
-
Die wasserlöslichen Hydroxyde und ihre Lösungen können bekanntermaßen
für die meisten Zwecke Benutzung finden, für die man bisher Salze verwendet hat,
beispielsweise an Stelle der Sulfate des Aluminiums und Eisens bei der Reinigung
von Trink-, Gebrauchs- und Abwasser, ferner zu Färbereizwecken, in der Papierindustrie,
als Füllstoffe, als Schutzkolloide und auch für pharmazeutische Zwecke. Das Tonerdesol
ist insbesondere zum Imprägnieren von Tabak geeignet.
-
Die festen und flüssigen Sole und Gallerte hinterlassen bei Zusatz
geeigneter Elektrolyte oder bei sehr scharfem Trocknen, z. B. bei 4oo°, bei längerem
Trocknen auch unterhalb dieser Temperatur, z. B. bei 2oo°, poröse Trockenrückstände,
die sich im Wasser nicht mehr lösen, sogenannte irreversible Gele. Beispiel i i6o
kg eisenfreies Tonerdehydrat, das i o2 kg A1203 enthält und aus Bauxit durch alkalischen
Aufschluß gewonnen ist, werden unter gutem Rühren bei etwa go bis ioo° mit der zur
Herstellung von Aluminiumnitrat stöchiometrisch erforderlichen Menge einer 350/0igen
Salpetersäure in der Weise in einem geschlossenen Rührkessel gelöst, daß das Tonerdehydrat
zunächst mit 945 kg 4o0/0iger Salpetersäure zur Umsetzung gebracht wird, worauf
noch 135 kg Wasser in das Gemisch eingerührt werden. Es bleiben etwa 2 bis 3 kg
A1203 ungelöst zurück, so daß die durch Filtrieren und Absetzenlassen geklärte Aluminiumnitratlösung
(einschließlich der geringen zum Waschen des unlöslichen Rückstandes benutzten Waschwassermenge)
einen überschuß an Salpetersäure von etwa 2 bis 300 über die stöchiometrisch erforderliche
Säuremenge, also o,5 bis o,9 Gewichtsprozent freie Salpetersäure, enthält. Der ungelöste
Anteil wird bei einem neuen Ansatz wieder verarbeitet.
-
Die erhaltene Aluminiumnitratlösung wird sodann mit der für die Umsetzung
der angewandten Salpetersäure stöchiometrisch erforderlichen Menge Ammoniak (Sio
kg eines 2ogewichtsprozentigen Ammoniakwassers) in einer mit Aluminiumblech ausgekleideten
oder gummierten eisernen Kugelmühle behandelt, wobei das Gemisch sich unter weitgehender
Homogenisierung erwärmt. Es wird nun auf eine Nutsche oder auf ein Drehfilter gepumpt,
dort möglichst trockengesaugt und mit etwas Ammoniak enthaltendem, später mit reinem
Wasser gewaschen. Die Mutterlauge wird zusammen mit den zuerst anfallenden, verhältnismäßig
konzentrierten Waschwässern konzentriert und auf Düngemittel verarbeitet. Der gewaschene,
möglichst trockengesaugte Gallertkuchen wird nun unter kräftigem Kneten mit 73 kg
300/0iger Salzsäure erwärmt, wobei die Masse salbenartige Beschaffenheit annimmt.
War der Kuchen schon zu trocken, so gibt man zwecks rascher Erzielung einer besseren
Homogenität der Masse noch etwas Wasser zu. Wesentlich ist dabei, daß etwa vorhandene
Knollen weitgehend zerquetscht werden. Die Paste wird alsdann bei ioo bis 1201 bis
auf einen Wassergehalt von etwa So bis 55 0/0 getrocknet und hierauf zerkleinert.
Das erhaltene Produkt ist in kaltem Wasser löslich. Zweckmäßig wird die Peptisation
des trockengesaugten Niederschlages in einer mit einem Rührkreuz versehenen flachen,
mittels überhitzten Dampfes heizbaren Aluminiumpfanne durchgeführt, so daß unmittelbar
trockene Produkte erhalten werden. Beispiel a In einem mit Rührkreuz versehenen
Kessel aus Aluminium oder V@A-Stahl läßt man gleichzeitig anteilige Mengen Aluminiumnitratlösung
mit einem Gehalt von 4,71 Gewichtsprozent Al und 7,i6 Gewichtsprozent N und Ammoniakwasser,
das 2o Gewichtsprozent N H3 enthält, unter Verwendung eines 2°/oigen Ammomiaküberschusses
in dünnem Strahl einfließen. Der Kessel ist mit einem Überlaufrohr versehen, aus
dem fortgesetzt Teile des bei der Umsetzung entstehenden Gemisches 'über ein Walzenpaar
auf ein Drehfilter fließen. Die möglichst trocken gesaugte Masse wird mittels Transportbandes
zwecks Homogenisierung über ein zweites Walzenpaar geschickt, von wo sie nach Passieren
eines bei 8o bis i2o° arbeitenden Walzentrockners in eine Mischtrommel gelangt,'
in der sie mit der im Drehfilter gewonnenen, konzentrierten, leicht ammoniakalischen
Mutterlauge ausgelaugt wird, öder auf ein Siebband, auf dem das Auslaugen kontinuierlich
durch Bedüsen mit Mutterlauge erfolgt. Das Gemisch bzw. der ausgelaugte Rückstand
wird mittels Zentrifuge von anhaftender Mutterlauge befreit, mit möglichst wenig
Wasser, dem geringe Mengen Ammoniak beigemischt sind, gewaschen und weitgehend trockengeschleudert.
Das Filtrat enthält etwa 97 bis g80/0 des insgesamt aufgewandten Stickstoffs
in Form einer etwa 40- bis 42%igen Ammonnitratlösung. Der Zentrifugenrückstand stellt
ein nur geringe Mengen Ammonnitrat enthaltendes Tonerdehydrat
dar,
das sowohl in feuchtem Zustand als auch beim Trocknen bei 8o bis i2o7' nicht nennenswert
altert und daher auch nach dein Trocknen auf einen Gehalt von 65 bis ;o0/0
A'.03 sich durch hohe Reaktionsfähigkeit, leichte Peptisierbarkeit und große Säurelöslichkeit
auszeichnet und sich deshalb ganz. besonders zur Herstellung von Salzen organischer
Säuren, Iiatalvsatoren und Adsorptionsmitteln eignet. Die trockene, reaktionsfähige
Masse wird zwecks Herstellung einer kolloidalen haltbaren Lösung einer Behandlung
mit einer geringen Menge eines Peptisationsinittels, z. B. Salzsäure, Salpetersäure,
Ameisensäure, Essigsäure oder Oxalsäure, unter Zusatz einer ausreichenden Menge
Wasser unterworfen. Man kann aber auch in der Weise verfahren, daß man den Zentrifugenrückstand
zuletzt mit reinem Wasser nachwäscht, ihn sodann ohne vorhergehendes Trocknen finit
a bis 3 1,1, der theoretisch erforderlichen -Menge konzentrierter Säure kontinuierlich
verknetet, die 'Masse sodann mittels Schnecke über ein Walzenpaar und sodann über
einen auf `o bis 12o= geheizten Walzentrockner führt. Die so getrockneten Gele enthalten
etwa 6o bi: (50/0 A1=03 und sind unter vorhergehendem Ostellen in Wasser löslich.
Beispiel 3 Festes eisenfreies Aluminiumchlorid oder -nitrat (erhalten durch Aufschluß
von Ton, Leucit, Schlacken u. dgl. mit Salzsäure bzw. Salpetersäure unter Druck
und Kristallisation der erhaltenen Lösungen) wird finit etwa der stöchiotnetrisch
erforderlichen Menge 2o0/,i,-en AmmoniakwaSSers oder mit entsprechenden Mengen flüssigen
oder gasförmigen Ammoniaks behandelt. Der erhaltene Niederschlag bzw. das Reaktionsgemisch
wird getrocknet, mit Mutterlauge bzw. Wasser verrührt und in der Zentrifuge geschleudert,
zuletzt unter Nachwaschen, wobei die ersten Anteile des Waschwassers etwa i 0/0
NH3, bezogen auf die behandelte ':Menge A1,03, enthalten. Der sehr reaktionsfähige
Zentrifugenriickstand wird mit Peptisationsmitteln unter gleichzeitigem Trocknen
peptisiert.
-
Beispiel d.
-
Bei 60o bis ; oo' gebrannter, gemahlener Oder stückiger Ton wird mit
3o bis 40%iger Salpetersäure unter Rühren bzw. Berieseln oder Umpumpen bei i io
bis i20° aufgeschlossen. wobei eine den aus dein Ton malimal herauslösbaren basischen
Bestandteilen äquivalente Menge Säure angewandt wird. Zu der von dem Aufschlußrückstand
abgetrennten sauren Lösung der Nitrate des Aluminiums, Eisens, Calciums, Magnesiums
und der Alkalien läßt man alsdann 9o bis 95 0,!0 der stöchionietrisch zur
Umsetzung der insgesamt vorhandenen freien und gebundenen Salpetersäure erforderlichen
Menge 2ogewichtsproznitigeti Ammoniakwassers unter Rührest zufließen (r. Stufe),
worauf das Geinisch mittels Drehfilter filtriert und der R Rückstand bei
iao= getrocknet wird. Die trockene, harte Masse wird nun finit den noch fehlenden
io bzw. 50j0, besser.aber mit ii bis 1= bzw, hl'/" der insgesamt anzuwendendea ton
bis t02#'1', der theoretisch erforderlichen Menge Ammoniaktvasser versetzt (2. Stufe),
hierfür kann auch flüssiges oder gasförmiges Ammoniak benutzt «-erden, und sodann
tnit der bei der ersten Filtration abgeerneut filtriert und der Rückstand erst finit
etwas amnionialdialtigetn Wasser, dann mit reinem Wasser gewaschen; diese Filtration
und das Waschen sind, selbst bei Anwendung hoher I#-ilterschichten, in wenigen 'Minuten
beendet. C"ni auch die erste Filtration, die, ini Gegensatz zur zweiten I# iltration.
bei Anwendung eine: Unterschusses an Aninioniak in der ersten Stufe langsamer vor
sich geht als bei Benutzung eines Ammoniaküberschusses. zu beschleunigen, kann man
in drei Stuten arbeiten, wobei nian in der ersten Stufe Aluminiumnitratlösung und
Ammoniakwasser unter Verwendung eines 50%igen Aniinonialciibct-scliusses, aber sonst
in der in Beispiel 2 angegebenen Weise, gleichzeitig zusammenlaufen läßt, sodann
filtriert, wobei ein "feil des Ammoniaküberschusses in den Rückstand, ein Teil in
das Filtrat gebt, sodann clen t'\.ü clatatid mit
der ursprünglich benutzten Aluminiumnitratlösung verknetet bzw. verrührt oder ihn
auf Trockenblechen ausbreitet und damit bedüst, so daß in ilim nun ein io%iger Ammoniakunterschuß
besteht (2. Stufe), das Gemisch darauf bei 120'=, zweckmä ßig unter Verspritzen,
trocknet, es mit io bis 12'/, der ursprünglich stöchioinetrisch vorgesehenen Ammoniakmenge
bedeckt (3. Stufe); die -Masse sodann mit der aiumoniakaliscben Mutterlauge verrührt,
filtriert und wäscht, wobei man dem Waschwasser zunächst etwas Ammoniak beimischt.
Insgesamt werden also ioo bis 103 0/0 der stöchioinetrisch zur U insetzung der Säure
erforderlichen Aminoniakinenge angewandt. Der güwasclietie Rückstand wird bei ioo'
getrocknet und zerkleinert, in etwas Wasser aufgeschlämmt, mit der zur Peptisation
erforderlichen Säuremenge verrührt oder verknetet und dann bei ioo= getrocknet uni'
evtl. g e niali 1e n.
-
Beispiel 5 Eine. in der in Beispiel .4 'angegebenen Weise hergestellte
Tonaufschlußlauge wird nach teitwi°iser Ver,lampfung de: Wassers
zur
Kristallisation gebracht, worauf die trockengeschleuderten, verhältnismäßig eisenarmen
Kristallkörner mit 8o'/, der stöchior metrisch erforderlichen Menge flüssigen oder
gasförmigen Ammoniaks zur Umsetzung gebracht werden. Aus dem Reaktionsgemisch wird
sodann die darin enthaltene Flüssigkeit unter einem Druck von etwa Zoo kg/cm0 abgepreßt,
wobei etwa q.o bis So °/o des ursprünglich im Niederschlag vorhandenen Ammonnitrates
in die Preßlauge gehen und aus dieser durch Kristallisation oder Eindampfen der
mit Ammoniak neutralisierten Lösung gewonnen werden können. Der Preßling wird in
Stücke gebrochen und sodann mit der stöchiometrisch zur Umsetzung noch fehlenden
Menge Ammoniakwasser oder gasförmigen Ammoniaks behandelt. Nach Auswaschen mit etwas
"ammoniakhaltigem Wasser wird die Masse getrocknet und peptisiert.