DE744818C - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd aus Ton - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd aus Ton -Bei der Herstellung von Aluminiumoxyd aus Ton durch Behandlung dieses Auisgangsmaterials mittels Sch@vefelsäure und durch Auslaugung des ,dabei ;gebildeten Aluminiumsulfats entstehen große Schwierigkeiten, und zwar einerseits durch eine ungenügende Aufschließbarkeit des Tons mittels Schwefelsäure und andererseits durch die Notwendigkeit einer weitgehenden Beseitigung des Eisens aus der Aufschlußmasse.
• Es wurde bereits versucht, die Löslichkeit des Aluminlumoxydanteils durch Erhitzen des Rohtons in Rotglut als auch durch Verivendung von Schwefelsäure mittlerer Konzentration, d.h. einer 6o- bis 7oofoigen Säure, zu erhöhen. Dadurch kann jedoch nicht verhindert werden, daß bei dem Aufschluß auch das Eisen des Tons mitgeläst wird und daß die erzielten Aluminiumsulfatlaugeneinen beträchtlichen Eisengehalt aufweisen, der erst durch besondere Behandlung entfernt werden muß. Zu dieser Beseitigung des Eisens wurden bereits zahlreiche Verfahren vorgeschlagen, die jedoch immer eine weitgehende Verdünnung der Aluminium:sulfatlaube@ mittels Wasser herbeiführten. Die nachfolgende Verdampfung :dieses Wassers verlangt sodann einen hohen- Brennstoffaufwand und macht dadurch das Verfahren unwirtschaftlich.
• Als weiteres Verfahren wurde bereits vorgeschlagen, zur Verarbeitung von tonerdehaltigen Materialien ebenso wie zum Digerieren von Alunit oder Bauxit mittels Schwefelsäure einen mehrstufigen E,rhitzungsvorgang zu verwenden, wobei in der ersten Stufe die leicht zum Anbacken neigende breiige Masse an einem biegsamen Transportband nur so. weit erhitzt wird, daß ein festes Produkt entsteht, das sodann leicht z. B. in einer rotierenden Trommel fertiggebrannt und weiterverarbeitet werden kann. Schließlich ist ein weiteres Verfahren zur Gewinnung von schwefelsaurer To-nerdelösung bekanntgeworden, nach welchem heiße, schwefelsäurehaltige Lösungen durch unverwitterten, grubenfeuchten, ungebrannten, tonerde- und kohlehaltigen Schiefer im Kreislauf nach dem Gegenstromprinzip geleitet werden, um klare Extraktionslösungen zu erhalten. Soweit eisenfreie Materialien zur Veraxb-e,itung gelan-"en, sind diese beiden Verfahren :gangbar. Sobald aber Eisen vorhanden ist, wird es mitextrahiert und muß nachträglich mühsam entfernt werden.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilde dagegen ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd durch Aufschluß von kohlenstoffhaltigen Materialien mittels Schwefelsäure, das darin besteht, daß die unau.sgebrannten, mit Schwefelsäure eingeteigten kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, insbesondere Kohlenschiefer oder Schieferkohle in Form von festen Kuchen., einer Erhitzung auf Temperaturen von 16o bis 6oo° C ausgesetzt werden, die zweckmäßig in zwei Stufen vorgenommen wird, indem die Kuchen zuerst auf 16o bis 25o und sodann auf 4oo bis 6oo° C gehalten werden, bis sämtliches Eisen in unlösliche Form überführt wird, worauf die aus der Aufschlußmasse durch Auslaugen erhaltene Aluminiumsulfatlösung in üblicher Weise zu Aluminiumoxyd z. B. durch Verdampfen und nachfolgendes Ausglühen des Rückstandes weiterverarbeitet wird, während der Auslaugerücks.tand als Brennstoff zur teilweisen Deckung des Wärme-und Energiebedarfes dieses Verfahrens dient.
• Auf diese Art und Weise gelingt es, kohlenstoffhaltige Tone oder tonhaltige Kohlenarten, ohne vorherige Erhitzung bis zur Rotglut, mittels Schwefelsäure, vorzugsweise einer konzentrierten Schwefelsäure, die z. B. 6o oder 66°B6 aufweist, weitgehend aufzuschließen und gleichzeitig das vorhandene Eisen in unlösliche Form zu überführen, wodurch unter vorzüglicher Ausnutzung der Aufschlußsäure reine Aluminiumsulfatlaugen :erhalten werden, die sodann in üblicher Weise Aluminiumoxyd einer hervorragenden Beschaffenheit für die elektrolytische Aluminiumerzeugung ergeben.
• Ferner wurde festgestellt, daß durch dasselbe Verfahren gleich vorteilhaft auch gewöhnliche ungebrannte Tonarten verarbeitet werden können, falls ihnen noch vor der Schwefelsäurebehandlung ein 5% übersteigender Kohlenstoffzusatz zugemischt wird. Zweckmäßig werden fein gemahlene Tongemische mit Holzkohle; Braunkohle, Steinkohle, Kreidekohle, Koks, Petroleumkoks u. dgl. angewendet, wobei die zuzusetzende Kohlenstoffmenge je nach der Beschaffenheit des zu verwendenden Tons und der Art bzw. Stniktur des Kohlenstoffs bemessen wird.
• Zweckmäßigerweise wird aus dem Aufschlußmaterial direkt eine genügend eisenfreie Aluminiumsulfatlauge in der Weise erhalten, daß dieses Material vor dem Laugen einer Erhitzung auf mittlere Temperaturen, z. B. auf q.oo bis 6oo' C, unterworfen wird, bis die in dem Aufschlußmaterial enthaltenen Eisensalze in unlösliche Form, d. h. basische Sulfate, überführt sind. Auf diese Weise werden konzentrierte Alutniniumsulfatlaugen erhalten, die nicht verdünnt werden müssen und die bei der nachfolgenden Verarbeitung ein Aluminiumoxyd ergeben, das sämtlichen Anforderungen der fabriksmäßigen Aluminiumerzeugung gewachsen ist. Ausführungsbeispiele i. ioo kg Kohlenschiefer oder Schieferkohle aus dem Gebiet Mährisch Trübau-Boskowitz mit einem etwa 26%igen Kohlenstoffgehalt, dessen Analyse -die nachfolgenden Resultate zeigt.
• 34#4 % Glühverlust (Nässe und Kohlenstoff), 34,2% Kieselsäure, -28,8011o Tonerde, 1,7 0,'o Eisenoxyde.
• 1,3 0,'o Calcium- und Magnesitimoxyde, werden fein gemahlen, mit 7 8 kg Sch«@.efelsäure von 66°B6 und S kg Wasser gemischt, geknetet und etwa 2 Stunden lang auf einer Temperatur von 16o bis 25o"C gehalten. Darauf wird die Temperatur gesteigert und wieder etwa 2 Stunden auf 5oo bis 6oo" C gehalten, damit das darin in Ferroform vorliegende Eisen in unlösliche Form, d.li. in basische Sulfate, hauptsächlich Ferrisulfate, überführt wird. Die hart gewordene Aufschlußmasse wird sodann mit Wasser aufgelöst und filtriert. Das Filtrat wird zum Trocknen verdampft und das erhaltene Aluminiumsulfat in üblicher Weise zu Aluminiumoxyd weiterverarbeitet. 2. 1 oo kg Ton mit 36,4 % Tonerde, 1,4 % Eisenoxyde, 1,3 % Ca- und MB-Oxyde, 45,5 % Kieselsäure, 15,5 % Glühverlust werden in fein zermalmtem Zustande mit etwa 8 kg feinem Steinkohlenstaub innig vermischt und sodann mittels 97,5 kg Schwefelsäure von 6o'B6 angeteigt und das aufzuschließende Material etwa 2 Stunden lang .auf einer Temperatur v an etwa, i 6o bis 25o' C gehalten. Darauf wird die Temperatur etwa 2 Stunden auf 5oo bis 6oo° C gehalten und das hart gewordene Aufschhxßmaterial mit Wasser ausgelaugt. Die filtrierte Lösung der Aufschlußmass@e ist praktisch ,eisenfrei. und kann durch einfaches Verdampfen und nachheriges Abrösten des so erhaltenen: Aluminiumsulfats in Aluminiumoxyd überführt werden.
• 3. Die gleiche Kohlenstofftonmenge wie im vorhergehenden Beispiel wird mittels 97,5 kg Schwefelsäure von 6o° B6 aufgeschlossen. Das Aufschlußmaterial wird etwa 2 Stunden auf 350 bis 450'C erhitzt und nachher mit Wasser ,ausgelaugt. Die erhaltene Aluminiumsulfatlauge enthält weder freie Säure noch. aufgelöstes. Eisen und kann in üblicher Weise leicht verarbeitet werden.
• Zur Durchführung des Verfahrens können außer des in Beispiel i erwähnten Kohlenschiefers oder Schieferkohle nach Art der mährischen Rohmaterialien auch sonstige in der Natur vorkommende tonhaltige Kohlen mit ausreichendem Aluminiumoxydgehalt verwendet werden. Vorteilhafterweise kann Material mit einem genügenden Kohlenstoffgehalt Verwendung finden, damit dadurch die aufgewendete Betriebswärme gedeckt werden kann. Zu diesem Zweck wird der kohlenhaltige Rückstand nach dem Aufschluß mittels Schwefelsäure als Brennstoff verwendet, wozu er besonders geeignet ist, da er bei dem Aufschluß an Kohlenstoff angereichert und dadurch in bezug auf den Heizwert beträchtlich verbessert wird. Bei Verarbeitung von kohlenreicheren Ausgangsmaterialien gemäß der Erfindung können die Rückstände nach dem Aussaugen des Tonerdesulfats, die Kieselsäure, Eisenverbindungen und Kohlenstoff in reichlicheren Mengen als das Ausgangsmaterial enthalten, zur Deckung ides Euer, ebedarfs des Verfahrens mit herangezogen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd aus Ton durch Aufschluß von kohlenstoffhaltigen Materialien mittels Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß die unausgehr annten, mit Schwefelsäure eingeteigten kohlens-toffhaltigen Ausgangsmaterialien, insbesondere Kohlenschiefer oder Schieferkohle in Form von festen Kuchen, einer Erhitzung auf Temperaturen von i 6o bis 6oo' C ausgesetzt werden, .die zweckmäßig in zwei Stufen vorgenommen wird, indem die Kuchen zuerst auf i6o bis 25o und sodann auf q.oo bis 6oo° C erhitzt werden, bis sämtliches Eisen in unlösliche Form überführt wird, worauf die aus der Aufschlußmasse durch Auslaugen erhaltene Alumi.ni;umsulfatlösung in üblicher Weise zu Aluminiumoxyd z. B.. durch Verdampfen und nachfolgendes Ausglühen des Rückstandes weiterverarbeitet wird, während der Auslaugerückstandals Brennstoff zur Deckung des Wärme- und Energiebedarfes dieses Verfahrens mit herangezogen wird. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind. im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: britische Patentschrift ... Nr. 402410; USA.-Patentschrift ....... - - 1457787.