DE752739C

DE752739C - Verfahren zur Entkieselung von Aluminatloesungen

Info

Publication number: DE752739C
Application number: DEI66486D
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr Hornig; Walter Dr Habil Noll
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1940-02-14
Filing date: 1940-02-14
Publication date: 1952-08-28

Description

Bekanntlich haben alle Aluminatlösungen, die aus tonerde- und kieselsäurehaltigen Rohstoffen gewonnen werden, einen mehr oder weniger großen Gehalt an Kieselsäure, der

. 5 beim Ausfällen des Tonerdehydrates aus der Lösung dieses in höchst unerwünschter Weise verunreinigt. Der Kieselsäuregehalt der Lösung macht sich besonders unangenehm dann bemerkbar, wenn die Tonerde durch

ίο Einleiten von Kohlensäure gefällt wird, weil auf diese Weise ein sehr großer Teil, der Kieselsäure mit in das Produkt eingeht.
Da nun heute an die Reinheit, insbesondere

den Kieselsäuregehalt metallurgischer Tonerde sehr scharfe Anforderungen gestellt werden, ist eine möglichst weitgehende Entfernung von Kieselsäure aus den Aluminatlösungen erwünscht. Dies gilt um so mehr, als bei der Verarbeitung kieselsäu rereicher Erze, zu der man über kurz oder lang infolge Verknappung kieselsäurearmer Rohstoffe übergehen muß, auch, der Kieselsäuregehalt der Lösungen ansteigt.

Ein gebräuchliches Verfahren zur Entfernung¹ von Kieselsäure aus Aluminatlösungen besteht darin, daß man die Lösungen mehrere

Stunden unter Druck erhitzt. Es ist ferner auch vorgeschlagen worden, bei der Druckerhitzung verschiedene Zusätze zu machen. Als solche sind Calciumverbindungen, wie gebrannter Kalk, Calciumhydroxyd oder CaI-ciumaluminat, ferner Barium-, Magnesium-, Zinkverbindungen, Phosphate u. a. angeraten worden.

Bei allen diesen Verfahren kommt man be- - ίο kannterwei.se nicht unter Kieselsäuregehalte von 0,15 bis 0,25% (bezogen auf die gelöste Tonerde) herunter. Demgegenüber wurde nun gefunden, daß man den Kieselsäuregehalt noch weiter senken, kann, wenn man die Druckerhitzung in Gegenwart ganz bestimmter Magnesiumverbindungen, vornimmt, und zwar entweder basischer Carbonate oder Oxyde, die durch Erhitzen der basischen Carbonate hergestellt worden sind. Es zeigte: sich, daß bei dieser Arbeitsweise nicht nur die Kiesels äuregeh al te der Lösungen, noch niedriger werden als nach den üblichen Arbeitsmethoden, sondern auch die Kieselsäuregehalte der entkieselten Laugen gleichmäßiger ausfallen, als wenn die Lösungen, in anderer Weise behandelt werden.

Es ist der wesentlichste Inhalt dieser Erfindung, daß nur mit bestimmten Magnesiumverbindungen diese Wirkungen erreicht werden. Dies wird in sehr überzeugender Weise deutlich, wenn man eine Lauge einmal mit einem Magnesiumoxydpräparat entkieselt, das gemäß Anspruch hergestellt, also« aus einem basischen Carbonat gewonnen wurde, zum anderen dieselbe Lauge mit einem Magnesiumoxyd behandelt, das beispielsweise durch Glühen von Magnesiumhydroxyd dargestellt ist. Im letzteren Fall erzielt man Werte·, die nicht merklich niedriger sind als die ohne irgendwelchen Zusatz erhaltenen; im ersteren Fall erhält man Zahlen, die nur etwa ein Drittel von diesen betragen.

Zur Herstellung der aktiven basischen Carbonate sind die verschiedensten Verfahren geeignet. Man kann Lösungen von Magnesiumsalzen mit Natriumcarbonat fällen; man kann Magnesiumoxyd oder Hydroxyd, z. B. gebrannten Magnesit, bei 50⁰ in wäßriger Suspension unter Einleiten von Kohlensäure *5o in basisches Carbonat überführen; man kann Magnesiumcarbonattrihydrat durch Kochen in basisches Carbonat verwandeln oder auch von Magnesiumhydrocarbonatlösung ausgehen. Nach diesen, oder anderen Methoden lassen sich praktisch gleich geeignete Präparate gewinnen. Werden die basi- | sehen Carbonate in Oxyde übergeführt, so darf zweckmäßig die Erhitzungstemperatur nicht zu hoch liegen. Glühtemperaturen von etwa j 6oo° wurden als besonders geeignet befunden. 1 Der Zusatz ist bei Verwendung dieser Prä- | parate zweckmäßig so groß zu wählen, daß ' mindestens 3 Mol MgO auf 1 Mol SiO₂ j kommen. Bei kleineren Zusätzen wird die Wirkung geringer, bei Steigerung des Zusatzes immer größer.

Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens wird derart gearbeitet, daß man die Magnesiumverbindungen nicht vor dem Beginn der Erhitzung, sondern während, eventuell unter Unterbrechung der Erhitzung, zusetzt. Da nämlich ein großer Teil der Kieselsäure sich bekanntermaßen bereits ohne die Gegenwart von Magnesiumverbindungen ausscheidet, kann der Zusatz der Magnesiumverbindungen, wenn er später erfolgt, entsprechend dem nunmehr niedrigeren Kieselsäuregehalt der Lösungen kleiner bemessen werden.

Die Entkieselung erfolgt bei Temperaturen über ioo°, zweckmäßig etwa 150 bis i6o°. Man kann dabei entweder in den üblichen Rührautoklaven oder aber kontinuierlich in Druckrohren arbeiten. Der Magnesiumzusatz hat sich hierbei auch insofern als vorteilliaft erwiesen, als die lästigen Verkrustungen, die beim Erhitzen der Laugen sonst leicht durch Abscheidung des kieselsäurehaltigen Bodenkörpers an den Gefäßwandungen entstehen, in sehr viel geringerem Ausmaß in Erscheinung treten.

Die Entkieselungseffekte sind unter den genannten Bedingungen derart gut, daß leicht Kieselsäuregehalte in den Lösungen erreicht werden, die unter 0,1% SiO₂, bezogen auf die in Lösung \Orhandene Tonerde, liegen. Aus solchen Lösungen läßt sich ohne weiteres durch Ausfällen mit Kohlensäure ein den heutigen Anforderungen genügendes Tonerdehydrat abscheiden. ioo

Beispiel 1

Eine Aluminatlauge mit einem Gehalt von etwa 80 g Al₂O₃ und 1,71 g SiO₂ im Liter wurde 1 Stunde bei i6o° und 4,5 atü im Rührautoklaven teils ohne, teils mit verschiedenen Zusätzen erhitzt. Als Zusätze wurden verwendet: 1. Mg(HO)₂, gefällt aus Mg-SaIz-Lösung mit Kalkmilch, nitriert, nutschenfeucht, 2. MgO, durch Glühen des vorgenannten Produktes bei 6oo° hergestellt, 3. ein basisches Magnesiumcarbonat mit einem Gehalt von 42,3% MgO, 4. ein durch Glühen bei 6oo° aus dem unter 3 genannten basischen Carbonat hergestelltes Oxyd, das noch, einen Glühverlust von 3,2% besaß.

Der Zusatz wurde in allen Fällen derart bemessen, daß auf 1 Mol SiO, in der Lauge Mol MgO im zugesetzten Produkt kamen.

Nach der Druckbehandlung wurden die folgenden Kieselsäurewerte in der Lauge festgestellt:

Präparat

ohne Zusatz

1.Mg(OH)₂ frisch

2. MgO aus ι

3. basisches Magnesiumcarbonat

4. MgO aus 3

gsicyi

0,23
0,24
0,22

0,OQ₁

Ergebnis

SiO₂% von Al₂O₃

0,29 0,30 0,27

0,11

o,oa₇

Entfernt % SiO₂

83,0 82,5 84,2

93.6 94.3

Bei der Arbeitsweise gemäß der Erfindung

ergiibt sich mithin eine wesentlich bessere Entkieselungswirkung, als wenn, die Laugen ohne Zusatz oder mit anders hergestellten Magnesiumpräparaten erhitzt werden.

Beispiel 2

Zur Entkieselung von Aluminatlaugen wurden vergleichsweise 2 MgO-Präparate verwendet, die beide aus ein und demselben Magnesiumhydroxyd gewonnen waren. Das eine Magnesiumoxyd (Präparat A) war durch einfaches Glühen des Hydroxyds bai 6oö'°' hergestellt worden, das andere (Präparat B) war in der Weise gewonnen, daß das Magnesiumhydroxyd zunächst in basisches Carbonat übergeführt und dieses ebenfalls bei 6oo° zu MgO verglüht worden war. <

Mit diesen Präparaten wurden unter Erhitzen auf i6o° bei 4,5 atü zwei verschiedene Aluminatlaugen mit verschiedenem SiO₂-Gehalt entkieselt. Der Zusatz war jeweils so bemessen, daß auf 1 Mol SiO₂ in der Lauge 3 Mol MgO im Zusatzprodukt kamen.

	g im Liter	g SiO₂/l	Ergebnis	Entfernt V₀SiO₂
40 Präparat	Si O₂ vor der Be handlung		SiO₂ % von Al₂O₃
A. MgO
aus		0,22		84,2
45 Mg(OH).			0,27
B. MgO
aus basi
schem		o,o6₉		97.7
Carbonat SO	3.04	O,O8₇

Das aus basischem Magnesiumcarbonat gewonnene Präparat erwies sich also* in seiner entkieselnden Wirkung dem aus Hydroxyd gewonnenen stark überlegen.

Beispiel 3

Eine Aluminatlösung mit 84 g Al₂O₃ und

1,6 g SiO₂ im Liter wurde in stets gleicher

Weise (1 Stunde bei i6o° und 4,5 atü), jedoch mit verschiedenen Zusätzen, erhitzt,

Eingesetzt wurden verschiedene Mengen eines aus basischem Carbonat gewonnenen MgO, ferner zum Vergleich Kalk. Ferner wtirde vergleichshalber ohne Zusatz erhitzt.

Die Ergebnisse sind die folgenden:

	Mol R'O:SiO₂	g SiO₂Zl	Ergebnis	Entfernt % SiO₂
Zusatz	5:i	0,03	SiO₂ % von Al₂O₃	98
MgO ...	3:i	0,06	0,04	96
MgO ...	i:i	0,12	0,07	92,5
MgO ...	3·Ί	0,19	0,14	88
CaO ...			0,23
ohne		0,23		85,5
Zusatz		0,27

Das angewandte MgO ist also an Wirksamkeit auch dem Kalkzusatz überlegen. Es wirkt in Zusätzen von 3 Mol MgO auf 1 Mol SiO₂ schon befriedigend, die Wirkung· wird in größeren Zusätzen noch gesteigert.

Beispiel 4

Die gleiche Aluminatlauge, wie sie in Beispiel 3 verwendet wurde, wurde unter Zusatz von 3 Mol MgO auf 1 Mol SiO₂ in einer Druderohrapparatur in kontinuierlichem Betrieb erhitzt. Die Strömungsgeschwindigkeit war so eingestellt, daß die Lösung etwa go ι Stunde bei, einer Temperatur von i6o° (Druck über 4,5 atü) verweilte. Die die Apparatur verlassende Lösung wurde bei 70⁰ mit 20⁰/oiger Kohlensäure behandelt. Es wurden Laugen mit 0,05 g/l Si O₂ erhalten, aus denen durch Carbonisieren Tonerdehydrate ausgefällt wurden, deren Kieselsäuregehalt zwischen 0,02 und 0,03 °/o lag.

Claims

Patentansprüche: 1oo

1. Verfahren zur Entkieselung von AIuminatlösungen durch Druckerhitzung unter Zusatz von Magnesiumverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnesiumverbindungen basische Magnesiumcarbonate oder durch Erhitzen aus ihnen gewonnene Magnesiumoxyde verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Magnesiumverbindung während der Erhitzung der Aluminatlösung, gegebenenfalls unter Unterbrechung der Erhitzung, zusetzt.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 221 376,

522 251. iäö