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Verfahren zur Trennung schwerlöslicher Metallhydroxyde und -oxyde
von den zu deren Herstellung verwendeten Ausgangsstoffen Bei der Fällung von hietallhydroxyden
aus deren wäßrigen Salzlösungen mittels anderer Basen, beispielsweise der Erdalkalimetalle
mittels Ammoniak, erhält man im allgemeinen keine reinen Hydroxydniederschläge,
sondern solche, die mit erheblichen Anteilen der !lusgangssalze behaftet sind. Diese
Ausgangssalze lassen sich meistens durch Auswaschen nicht oder nur unzureichend
entfernen. Es mag dahingestellt bleiben, ob zwischen Hydroxyd und Ausgangssalz Bindungen
vorliegen, oder ob es sich nach neueren Anschauungen nur um eine Adsorption handelt.
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Bei derAusfällungvon beispielsweiseMagnesiumltydroxyd mittels Ammoniak
aufs einer Magnesiumsulfatlösung wird eine Magnesia mit folgender "Zusammensetzung
erzielt: 36°/o Mg0; 2,7°/o \1gS0@; 61% IIz0. Es ist unmöglich, eine Reinigung dieses
Produktes durch heiße oder kalte Auswaschung zu erreichen und auch nicht durch Kochen
unter Druck, ohne daß dadurch nicht gleichzeitig eine Strukturänderung hervorgerufen
wird, wobei schleimige, stark wasserhaltige Produkte entstehen.
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Es ist demgegenüber Gegenstand der Erfindung, ein nur ein Oxyd oder
Hydroxyd enthaltendes Produkt von gebundenen oder adsorbiertem Salzen, die in ihm
aus seiner Ausgangslösung noch enthalten sind, zu befreien. Die Abtrennung der a,dsorbierten
oder gebundenen Neutralsalze von den schwerlöslichere Hydroxyden oder Oxyden, wie
z. B. Magnesia, erfolgt erfindungsgemäß durch Einwirkung gasförmiger Kohlensäure
ohne oder mit Druck 'bis vorzugsweise 3 Atm. auf eine kalte Suspension dieser Oxyde
oder Hydroxyde, wobei
die Temperatur durch Reaktionswärme vorzugsweise
nicht über .5o° C ansteigen soll. Es hat sich dabei überraschend gezeigt, daß für
eine Auflösung dieser Oxyde und Hydroxyde diese niedrige Temperatur und ein so geringer
Druck bereits ausreichen, da es nicht darauf ankommt, einen genau definierten Körper
zu erzeugen. Es ist anzun'e'hmen, daß nach der Aufsättigung dieser Suspension mit
Hydrocarbonat sogleich wieder eine Abscheidung eines basischen Carbonates erfolgt,
welches in der Kälte nicht wieder mit dem gebildeten Keutralsalz reagiert. Auf diese
Weise wird ein Oxyd oder Hydroxyd höchster Reinheit erzielt, aus dem die gebundenen
oder adsorbierten Salze vollständig abgetrennt sind.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, unreine Carbonate oder Hydroxyde,
wie z. B. Mg C 0;3, über das Tribydrat des Carbonats durch Behandlung mit Kohlensäure
unter Druck zu reinigen. Dafür wurden C02-haltige Gase von 20°/o und höher bei mindestens
3 Atm. Druck zwecks Verhinderung der Bildung von basischen oder weniger als 3 Moleküle
Wasser -enthaltenden Carboneten vorgeschlagen. Ä'hnlic'h liegen die Verhältnisse
hei der Einwirkung von C02 unter Druck auf eine Suspension von Mg(OH)2 bei Temperaturen
von i 5o bis i8o°C. Es ist ferner vorgeschlagen worden, lockeres und reines Magnesiumcarhonat
zu erzeugen, indem von der Mutterlauge befreites Mg C 03 # 3 H2 O mit Wasser gekocht
wird. Ebenso wurde vorgeschlagen, eine Magnesiasuspension durch Einleiten von C02
in Lösung überzuführen und aus dieser durch Erhitzen ein basisches Carbonat zu fällen.
Basisches Magnesitimcarbonat wurde bereits dadurch abgeschieden, daß eine unter
Druck filtrierte Hydrocarbonatlösung unter Rühren zum Sieden erhitzt oder daß eine
solche Lösung mit Magnesia zersetzt wurde. Bei den in der Siedehitze aus Hydrocarbonat
gefällten basischen Carbonaten, nach einem weiteren Vorschlag, bleiben noch etwa
15°/o des Magnesiumsalzes in der Lösung, die dann mit Hydroxyd ausgefällt werden
sollen.
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Alle diese Verfahren sind jedoch dazu angewandt worden, um eine Trennung
des Magnesiums von Calcium zu erreichen, da beide Metalle z. B. im Dolomit nebeneinander
vorliegen, oder sie dienten dazu, die genannten Verbindungen herzustellen, wobei
aber auf den Reinheitsgrad der erzeugten Produkte nicht weiter Rücksicht genommen
wurde. Diesen alten Verfahren gegenüber ist das neue Verfahren auch durch Arbeiten,
bei Temperaturen bis zu 5o° C und lediglich bis zu 3 Atrn. Druck gekennzeichnet;
gerade dadurch wird trotz der niedrigen Temperatur eine lohe reine Magnesia erzeugt.
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Es ist zwar noch der Vorschlag gemacht worden, verdünnte Kohlensäure
bei einem Partialdr.uck von 0,4 Atm. zwischen 20 und 50° C auf magnesiahaltige Kalkmilch
einwirken zu lassen, doch soll dazu nur 2o°/oige Kohlensäure verwendet werden.
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Abgesehen davon, daß in einem Kreislaufverfahren eine so hohe Verdünnung
der Kohlensäure völlig unwirtschaftlich ist, behandelt dieses Verfahren die liers"llun<#
eitief- C;tlcitiin-\lagnesium-1'erlnindtui<r ohne IZiickfiiiirtitig der Kohlensäure.
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Beispiele I. 200 kg frisch gefällte Magnesia finit der auf den Trockenzustand
berechneten Zusammensetzung 93°/° \1g0, 7°/0 M> -S O, wird tititer Rühren
bei Raumtemperatur in ein:r Stispensinn mit iooo 1 Wasser 20 Minuten bei 2 Atin.
Druck mit Kohlensäure behandelt. Der Prozeß wird dabei so geleitet, daß die Temperatur
nicht über 5o = C ansteigt. Es entstehen bei dieser Umsetzung 16o kg eines gut filtrierbar-en
Produktes nnit der Zusammensetzung 41,6°/o M90, 36,1 °/o C O 2 und 0,02010 S 0.3.
Es verbleiben 85o 1 einer Mutterlauge mit 3,7 g/1 S 03 und 8 g/1 Mg0. Aus dem Produkt
kann in bekannter Weise, z. B. durch Trocknen in einem Muffeldrehofen bei 6oo bis
700e C, eine Magnesia mit einem Reinheitsgrad von 99,g°;o 11g0 erzeugt werden.
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Il. 5o kg llagnesiumlivdrowd finit der Analyse 52°/o\Zg(OH)2, 4j°ioIL,O,
2,9°i"o11gS04 wenden in i5o 1 Wasser suspendiert und bei i Atin. Druck mit einem
etwa 251)/o Kohlensäure enthaltenden C02-Luft-Gemisch i Stunde behandelt, wobei
die Temperatur nicht über 30° C ansteigt. Es entstehen dabei 4o kg eines Carbonates
niit der Zusammensetzung 42,80/0 11g O, 37.3",/o CO- 0,03"/() S 03
und 120 1 einer Mutterlange finit 0,5 g/1 M-0 und 8,1 g/1 S 0;3.
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Erfindungsgemäß soll die durch Trocknung abgespaltene Kohlensäure
evtl. nach Kondensation des Wassers erneut wieder dein Prozeß in der nächsten Fällungsstufe
zu;-efiilirt werden, wodurch sich ein wirtschaftlicher Vorteil tind eine Vereinfachung
des Verfälirens in apparativer Hinsicht ergibt.
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Die Mutterlauge kann erfindungsgemäß bis zu einer erheblichen Anreicherung,
beispielsweise bis auf 5o g/1 SO", erneut wieder als Reaktionsmedium für
die Umsetzung mit Kohlensäure verwendet werden, ohne daß dadurch die Trennung dieser
Verbindungen beeinfiußt wird. Auf diese Weise wird der Verlust an ?@lagnesiuni in
der Mutterlauge kleiner als i % gehalten. Es ist jedbch ebenso möglich, diese Mutterlauge
wieder zur Fällung des Ausgangsproduktes zu verwenden, so daß ein Verlust daran
vollständig verhindert wird.