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Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxyd Dic vorliegende Erfindung;
bezieht sich auf ei» Verfahren, durch welches Kaolin, :iferglel und diesen verwandte
Stoftc in wertvolle Produkte umgewandelt werde» können.
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Ein großer Teil der Erdkruste besteht aus Stoffen, die meist Verbindungen
des Aluminiums, Calciums und Siliciums sind und die im allgemeinen mit Namen bezeichnet
werden, die mehr ihre physikalischen als ! ihre chemischen Eigenschaften kennzeichnen.
Große Landgebiete, im allgemeinen als öde bezeichnet, enthalten gewaltige Lager
dieser Stoffe, und da das Land an sich von geringem Wert ist, entstehen die Kosten
für diese Stoffe hauptsächlich durch ihre Förderung und ihren Transport. Diese Materialien
enthalten nun nicht nur da; wertvolle Aluminium, Calcium und Silicium in Verbindung
untereinander oder mit anderen Elementen, sondern sie enthalten auch andere Stoffe,
wie z. B. Eisensalze, Natrium- und Kaliumverbindungen, sowie organische Bestandteile,
und keine dieser Isomponenten kann ohne kostspielige Arbcitsvor.angge abgetrennt
werden.
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Der Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren, durch welches solche
Stoffe wirtschaftlich und ohne vorherige Reinigung in wertvolle Materialien umgewandelt
werden können. Unter den Stoffen, die nach diesem \"erfahren behandelt werden können,
befinden sich fast alle natürlich vorkommenden Mineralien tind_ Mineralverbindungen,
die Silicium, Alu;niniiim
und Calcium enthalten, wie z. B. Feldspat,
insbesondere Anorthosit, Tone, Tonschiefer usw. sowie unreiner Bauxit.
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Das Verständnis des Arbeitsvorganges wird durch das Arbeitsschema
erleichtert, das einen Satz von Apparaten zeigt, wie er in einer Anlage gebraucht
wird, welches nach der vorliegenden Erfindung arbeitet. In dieser Skizze ist nicht
der Versuch gemacht worden, Einzelheiten der verwandten Apparate darzustellen, da
jedes einzelne hier verwandte Gerät dem Fachmann bekannt ist und jederzeit von einem
auf dem Gebiete Bewanderten nach Kenntnis der Beschreibung gehandhabt werden kann.
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Die vier Hauptstoffe unter den durch dieses Verfahren gewonnenen :Materialien
sind Aluminium, Natrium, Calcium und Silicium. Silicium wird in Mineralien nicht
nur als Siliciumdioxyd (Si0,),sondern auch in Form von Aluminium- und anderen Silicaten
gefunden. Aluminium kann als Aluminiumoxyd oder -hydroxvd oder als Aluminiumsilicat
vorkommen. Calcium kann als Carbonat, Oxyd oder Hydroxyd vorliegen. Allgemein gesagt,
kann jedes Mineral verwendet werden, das den erforderlichen Gehalt an Aluminium
und Calcium aufweist und außerdem noch Kieselsäure oder Silicate enthält. Kaolin
und Mergel stellen eine ausgezeichnete Kombination dar, aber auch andere Kombinationen,
wie Feldspat (z. B. Anorthosit) und Kalkstein, können verwandt werden. In der nachfolgenden
Beschreibung wird eine Anlage behandelt, die Kaolin und Mergel verwendet, Stoffe,
die überall reichlich vorhanden und billig sind und die zusammen in dem vorliegenden
Verfahren gut zu verwenden sind.
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Es können die verschiedensten Mineralmischungen verwendet werden,
die die erforderlichen Anteile an Aluminium, Calcium und Silicium enthalten, und
es ist ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens, daß nicht eine bestimmte Mischung
zum Gelingen des Prozesses erforderlich ist aus Gründen, die später hier noch aufgezeigt
werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, daß, wenn die Rohmaterialien zu
ungefähr passenden Anteilen gemischt sind, nur eine sehr geringe Abfallmenge entsteht
und durchaus im Handel verkäufliche Produkte gewonnen werden.
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Viele Stoffe können als Ausgangsmaterial für Aluminium benutzt werden,
und die Kaoline sind hier eine reichhaltige und billige Quelle. Bei der Beschreibung
der Arbeitsweise einer solchen Anlage wird von einem Kaolin ausgegangen, dessen
Zusammensetzung, mehr oder weniger typisch, folgende ist: Si O,45,8" ", Fe-,
0, 0,4" ", A1,03 39,5° .>> Verlust 14,3°u.
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Unter Verlust verstehen wir diejenigen Stoffe im Kaolin, die für das
Verfahren wertlos sind und auf dasselbe auch keinen Einfluß haben. Der Verlust beim
Kaolin ist hauptsächlich chemisch gebundenesWasser.
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Zur Herstellung der annähernd passenden ':Mischung mit dem Kaolin,
die für die Herstellung der gewünschten Produkte erforderlich ist, kann man Kalkstein
oder anderes hoch calciumhaltiges Material verwenden. In der im folgenden zu beschreibenden
Anlage wird ein Mergel folgender Zusammensetzung verwandt: SiO, 12,5°/0, Fe,03 2,3°/o,
A1,03 2,3°/0, Ca0 45,0°;o, Verlust 37,9°/o. Bei Angabe von Analysen wird hier der
Einfachheit chemischer Berechnung halber jedes der Metalle sowie auch Silicium so
aufgeführt, als wenn es in der Form seines Oxyds vorläge. Tatsächlich kann es die
Form eines Hydroxyds, Carbonats oder eines anderen Salzes haben, oder zwei Metalle
können ein Doppelsalz bilden. Auf die speziellen chemischen Umsetzungen wird weiter
unten eingegangen werden.
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Der Verlust beim Mergel ist zum großen Teil CO"
da das Calcium
meist als Carbonat vorliegt.
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Die Rohmaterialien Kaolin und Mergel, die, wie gesagt, zahlreiche
Verunreinigungen enthalten, werden mit Baggern gefördert und nur ganz grob sortiert,
zu handlicher Form zerkleinert und in Vorratsbehälter i und 2 gegeben. Flußspat
kann im Behälter i ° bereitgestellt werden. Diese Materialien werden dann zu entsprechenden
Teilen in die Schlammühle 3 gebracht, wo sie gemahlen und mit der sogenannten tauben
Lösung in Verbindung gebracht werden. Die für den Prozeß erforderlichen Natriumverbindungen
werden in einer Lösung, die hier als taube Lösung bezeichnet wird, beigegeben. Die
Entstehung dieser Lösung wird weiter unten behandelt werden. Bei dem Betrieb der
Anlage, die etwa 6o t Aluminium per 24 Stunden liefert, müssen der Schlammühle in
dieser Zeit folgende Materialmengen zugeführt werden: in Kaolin SiO, 63,87 t, Fe,03
o,62 t, A1,03 55,i7 t, Verlust 19,93 t; in Mergel SiO, 65,1o t, Fe,03
11,97 t, A1,03 11,97 t, CaO 234,34 t, Verlust 197,36 t; in der tauben
Lösung A1,03 4,47 t, Na,0 49,55 t, SiO, 0,07 t, H20 555,93 t.
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Einer der Vorteile des Verfahrens ist, daß die Stoffe zu. einem Brei
oder Schlamm gemischt werden, dessen Zusammensetzung sehr leicht bestimmt und kontrolliert
werden kann. Ebenso ist ein solcher Schlamm mittels Pumpen und Röhren leicht zu
transportieren.
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Das Natrium in der tauben Lösung wird im Anfang durch beigegebenes
Natriumcarbonat gestellt, jedoch ist der Verlust an Natrium während des Prozesses
sehr gering, und das Zurückgewonnene wird wiederverwandt. Der rohe Schlamm soll
jedoch genügend Natrium enthalten, um allem vorhandenen Aluminium die Gelegenheit
zur Verbindung zu Nätriumaluminat zu geben, wobei kleine Verluste an Natrium berücksichtigt
werden müssen. Bei der Verarbeitung natriumhaltigen Materials kann der Sodagehalt
der tauben Lösung reduziert werden, und in Fällen, wo die Rohmaterialien einen beträchtlichen
Natriumgehalt aufweisen, kann Natriumcarbonat als Nebenprodukt gewonnen werden.
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Es ist empfehlenswert, dem Schlamm auch Flußspat beizugeben, und zwar
in einer Menge von ';', bis 3°,..'o des Gewichts der anderen darin enthaltenen Stoffe
(Trockengewicht). Dieses Calciumfluorid wirkt als Flußmittel und Katalysator und
erleichtert die verschiedenen Reaktionen während des Prozesses, besonders bei der
Bildung von Dicalciumsilicat. \'ie unten noch gezeigt werden wird, wird es im Sinterofen
zum großen Teil wieder entfernt. Bei der praktischen Handhabung des Vorganges hat
sich gezeigt, daß nicht alles Fluor im Sinterofen 6 entfernt wird, jedoch trägt
alles Fluor, das während der Calcinierung des Aluminiums im Calcinierofen ig im
Ver-
| fahren verbleibt, dazu bei, den Siliciumgelialt des |
| :Muminiums züi verringern, da das Silicium in der |
| 1#orm von Siliciumtetraflulirid verdampft. Es wird |
| sich weiter zeigen, daß etwa ' ";, des Fluors im |
| Zementofen 14 im Verfahren verbleibt und so zur |
| Ab(hampfung der Alkalien ;ins (lern Zementklinker |
| beiträgt. |
| In den hier an-efiilirten Analysen sind die Mengen |
| der verschiedenen Metallsalze als äquivalente Oxyde |
| angegeben, und es wird deshalb nicht zwischen |
| Oxyden, Carbonaten ()der Fluoriden unterschieden. |
| Der gemahlene Schlamm aus der '.-,chl;immiilile 3 |
| ist in fo@lgendern \1<ilekularverh;iltni; zusammenge- |
| setzt: CaO |
| lind |
| Na_0 |
| _i,0 bis r,-i. |
| :11_0;; |
Er wird dann in einem Sclilammischcr .l gründlich gemischt und züi einem ersten
Trockenofen 5 geleitet, von wo er zum Sinterofen 6 gelangt. Der Ofen 5 soll innerhalb
von 2.1 Stunden folgende Stoffe in Form von Sclilamin zugeführt erhalten: SiO2 130,10
t, Fe20.; i',5o t, A1203
76,56 t, CiiO 23d,+7 t, Va., 0 5'-,56 t, Verlust
217,20 t, H._,0 560,66 t.
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obgleich der Einfachheit det chemischen Berechnung Halber in den Analysen
die Oxyde der verschiedenen Elemente genannt sind, soll noch einmal gesagt werden,
daß dieselben nicht stets als Oxyde selbst vorliegen müssen. Zttm Beispiel können
Aluminium und Silicium in der Form eines Aluminiumsilicats vorliegen und ebenso
das Calcium als Carbonat.
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Die Millde 3 kann jede beliebige Form haben, die der Zerkleinerung
des Schlammes dienlich ist. In der hier besprochenen Anlage sind die Öfen 5 und
finnengeheizte Drelirohröfen, wie sie auch bei der Zementlierstellung verwendet
werden. Im Trockenofen 5 wird (las freie Wasser de; Schlammes zum größten Teil verdampft.
Ein in der Handhabung dieser Öfen erfahrener Mann kann die Zufuhr, die Rotation
und die Feuerung so regulieren, daß das Material in einem bratlchh.ir trockenen
Zustand von Ofen 5 nach Ofen6gebracht wird, ohne daß (las Material an den Ofenwänden
haftet oller im Ofen Ringe ansetzt. Sollten sich Ringe bilden, befinden sie sich
an einer leicht zugänglichen Stelle nahe beim Auslaß des Ofen;. Der Ofen 6 muß sorgfältig
reguliert werden, da es im Interesse der Wirtschaftlichkeit wiin;chenswert ist,
daß alles Aluminium in Natriumaluminat übergeht. Verbleibt das Material züi lange
im Ofen oder ist die Temperatur züi hoch, so wird ein Teil des Aluminiums in andere
Produkte, z. B. Natriuin-Aluniinium-S'licat oder Aluminiumsilicat, umgewandelt.
Bei richtiger Temperatur entsteht ein ziemlich glasfreier schlackenloser Sinter,
dessen typische Analyse wie folgt ist: SiO2 25,470:" Fe203 2.-I()0"., .-11_()3 1.l,()70,0,
('a0 46,#4o" \a20 to,2go, o@ Alle 24 Stunden werden so im Sinterofen erzeugt:
S'02 i30,io t, Fe,0" 12,5() t, A1203 76,56 t, CaO 239,47 t, Na2O 52,56t.
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In den Ofen 5 und ti wird (las Aluminium im wesentlichen ganz in Natriumaluminat
umgewandelt, welches wasserlöslich ist. Das Siliciuin(lioxvd verbindet sich mit
dem Kalk zu wasserunlöslichem Dicalciumsilicat. Die 566,66 t Wasser des Schlammes
sind natürlich bereit: zum größten Teil im Ofen 5 verdampft worden. Vorzugsweise
«-erden Öl, Gas, Kohle oder Koks zur Feuerung dieser Öfen verwandt, und die heißen
Abgase des Ofens 6, die meist aus CO., bestehen, werden zu einem Reiniger
7 geleitet, in welchem die Produkte zur Kondensierung der Dämpfe gekühlt und Teer
und feste Stoffe durch Waschen entfernt werden. Das CO,; wird anschließend zu einem
Carbonisator R geleitet. \N erden zwei Öfen verwandt und wird dem Schlamm
das Wasser im ersten Ofen 5 entzogen, so enthalten die Verbrennungsprodukte des
zweiten Ofens nicht den aus der Verdampfung des Schlammwassers stammenden Dampf,
und der Reiniger 7 hat nicht so viel Dampf zu verarbeiten, als wenn ihm auch das
Schlammwasser in Form von Dampf zugeleitet würde.
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Der Sinter aus Ofen 6 wird in eine Sintermühle d gebracht und so gemahlen,
daß er ein Sieb mit 576 -Maschen je Quadratzentimeter passiert und dann mit tauber
Lösung befeuchtet, die alle 24 Stunden folgende Mengen an Material liefert: S: O=
o,o2 t, A1_,03 1,51 t, '_`a20 16,76 t, 1120 233,07 t.
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Es ist wichtig, daß an dieser Stelle genug Natrium zugeführt wird,
um die Entstehung einer beständigen Natriumaluminatlösung zu gestatten. Es soll
dabei so viel Natrium zugeführt werden, daß ein Molverhältnis von nicht weniger
als
entsteht, das bis auf i,d steigen kann. Befindet sich kein überschüssiges Natrium
in der so entstandenen Lösung, so wird Tonerde ausfallen und in den Zement gelangen,
was nach der weiteren Beschreibung des Vorganges verständlich sein wird. Das Natrium
kann in erster Linie der tauben Lösung entnommen werden, aber da es sich oft als
notwendig erweist, zum Auffüllen de; Verlustes Natrium zuzugeben, sei kann die Beigabe
des Natriumcarbonats oder anderer Natriumverbindungen praktischerweise an dieser
Stelle erfolgen.
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Es wurde festgestellt, daß, wenn der Sinter aus Ofen 6 einfach mit
Wasser oder gar mit einer überschüssige: Natrium enthaltenden Lösung vermischt wird,
ein Gel entsteht, das dem nun folgenden Auslaugprozeß entgegenwirkt. Deshalb wird
dein Sinter zweckmäßig o,i bis 20,'o seines Gewichts eines geeigneten Zuckers zugesetzt,
z. B. Melasse oder Maissirup. Dieser hindert das Natriumaluminat am Gelieren und
ermöglicht den nun züi beschreibenden Auslaugvorgang.
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Natriumcarbonat oder andere Natriumverbindungen führen der Sintermühle
d in 24 Stunden zii: \a20 .1,31 t, Verlust 3,13 t.
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Der Schlamm aus der Sintermühle d gelangt in eine Lauganlage io, die
in der Skizze als einfacher Tank dargestellt ist, in Wirklichkeit jedoch aus einer
Reihe von Rührwerken und Absetztanks besteht, die eine Mischung des Schlammes mit
Wasser ermöglichen sowie die Herauslösung aller wasserlöslichen Bestandteile und
den Transport des unlöslichen Rückstands in einen Zementschlammtank i1. Eine tN-pische
Analyse
dieses Rückstands wäre z. B. SiO, 32,6o°/'0, Fe20, i,800,/0, A1203 3,20°l0, CaO
60,5o°,10, Na20 i,loo,'0, Verlust o,8o0,/0.
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In den Zementschlammtank ii sollten alle 24 Stunden gelangen: 5i02
128,03 t, Fe20, l2,59 t, .-1110s 7,33 t, CaO 239,47 t, `a20 4,I5 t, Verlust
3,i3 t, H20 233,o7 t.
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Dieser Rückstand ist zu silicatreich und zu calciumarm, um guten Portlandzement
abzugeben, da Silicium und Calcium als Dicalciumsilicat vorliegen, während zur Zementherstellung
Tricalciumsilicat erforderlich ist. Deshalb wird Mergel in den Zeinentschlammtank
i i zugegeben, und zwar 462,o6 t in 24 Stunden. Dieser Mergel kommt vom Mergelbehälter
12 durch eine Mergelmühle 13 zum Zementschlammtank 1r. Der verwandte Mergel hat
folgende Zusammensetzung: SiO2 12,50;0, Fe20., 2,30;'0, A1203 2,3°,'0, Ca() 45,0010
Verlust 37,9o:'0.
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Der Schlamm des Rückstands aus der l.auganlage 1o und der Mergel von
der Mühle 13 ergeben zusammen eine gute Portlandzementmischung, und nachdem diese
im Zementofen 14 gebrannt und in einer Klinkermühle 13 gemahlen worden ist, entsteht
ein ausgezeichneter Portlandzement mit besonders niedrigem Tonerdegehalt. Die hier
besprochene Anlage kann innerhalb von 24 Stunden etwa 360o Fässer dieses Zements
produzieren.
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Die durch die Lauganlage io extrahierte Lösung enthält in der Hauptsache
Natriumaluminat mit einigen Siliciumdioxyden oder Silicaten. Der Zucker wird noch
in der Lösung geführt, um vorzeitiges Absetzen oder Gelieren zu verhindern. Alle
24 Stunden sollen folgende '-Materialmengen von der Lauganlage io zu einem Autoklaven
16 gelangen: Si02 i,ig t, A120, 70,74 t, Na20 69,48 t, H20 962,07 t.
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Der Prozentsatz an Silicium in dieser Lösung ist niedrig, aber für
die vorliegenden Zwecke immer noch zu hoch. Deshalb wird zweckmäßig die Lösung,
der gelöschter Kalk beigegeben wird, einer Behandlung im Autoklaven 16 unterworfen.
Während 24 Stunden wird so viel Ca(OH)2 gebraucht, wie für 5,13 t CaO notwendig
sind. Es ist wünschenswert. (laß der Kalk frisch gebrannt und frisch gelöscht ist.
Der Autoklav wird mit Dampf unter einem Druck #, an etwa 7 atü gespeist und unter
diesem Druck un,__ der bei diesem Dampfdruck herrschenden Tempe-"tur mindestens
i Stunde lang gehalten. Im Aut:)klaven befindet sich ein Überschuß an Ca(OH), Di:;es
ist nur wenig löslich, und der Rest ist in Suspension in der Lösung. Der Hauptzweck
der Autoklavbehandlung ist die Umwandlung des Siliciumdioxyds in unlösliche Verbindungen,
insbesondere Calciumsilicat. Es empfiehlt sich, dem Material im Autoklaven 16 ungefähr
dieselbe '-Menge an Bentonit wie an Kalk beizumischen. Dieser Bentonit absorbiert
feine Siliciumdioxydteilchen, die von ihm zurückgehalten werden, wenn er im Abscheider
17 abgeschieden wird. Nach der Autokl-av behandlung wird die Lösung zum Abscheider
17 gebracht, wo ihr unlösliche Rückstände entzogen werden, und dann zurück zur Schlammmühle
3. Im Abscheider 17 werden alle 24 Stunden 4,73 t Spülwasser zugefügt und die von
dem Siliciumdioxyd befreite Lösung nach dein (arbonisator 8 gebracht. Diesem gehen
in 24 Stunden zu: Alz0" 65,79 t, Na20 66,47 t, SiOz 0,i3 t, H20 962,07 t.
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Natrium und Tonerde sind in der dem Carbonisator 8 zugeleiteten Lösung
als Natriumaluminat enthalten, das in einer Zucker enthaltenden alkalischen Lösung
vorliegt. Im Carbonisator 8 wird Kohlendioxyd, das vom Sinterofen 6 stammt und in
einem Reiniger 7 gereinigt worden ist, durch die Lösung geblasen und gut mit ihr
vermischt. Der Verbrauch von C02 ist 44,4 t in 24 Stunden. Die Carbonisierung verwandelt
das Natrium;iltimin;;t in wasserlösliches Natriumcarbonat und wasserunlösliches
Aluminiumhvdroxyd. Es wurde gefunden, daB, w,eitn die Carbonisierung zu weit getrieben
wird, Siliciiimdioxyd ausfällt, so daß vorzugsweise mir 6o bis go0/'o des Aluminiums
der Lösung carbonisiert werden. Dies kann durch die Beobachtung der Wasser;toffionenkonzentration
im Carbonisator reguliert werden, wobei die Carbonisierung beendet wird, wenn das
PH auf etwa 13 reduziert ist. Vom Carbonisator 8 wird die Lösung, die suspendierte
Teilchen enthält, zu einem Sortierer 18 gebracht. In diesem Sortierer wird die taube
Lösung vom festen Rückstand getrennt und der Rückstand selbst in kleine und grobe
Teilchen sortiert. Die kleinen Partikel schwimmen wieder mit der Lösung zum Carbonisator,
und die groben Teilchen werden in eine Waschanlage 21 gebracht. Die groben Partikel
führen noch immer Wasser mit sich, und es ist deshalb nötig, den festen Rückstand
von Sortierer 18 in der Waschanlage 21 zti waschen, und zwar mit destilliertem Wasser,
welches als Kondensat aus dem Verdampfer 2o anfällt. Von Maschanlagc 21 wird das
Waschwasser mit den gelösten Verunreinigungen zum Sortierer i8 zurückgeleitet. Beim
Betrieb werden in 24' Stunden 277,3 t diese; 1Vaschwassers verbraucht.
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Es wurde festgestellt, daß trotz der bereits beschriebenen Schritte
zur Entfernung von Siliciumdioxyd etwas Siliciumdioxyd in dem Material verbleibt,
das von dem Sortierer 18 zur Waschanlage 21 gelangt. Es können bis zu 7,3 kg Siliciumdioxyd
pro Tonne Aluminiumhvdroxvd in diesem Material anwesend sein. Läßt man diese Menge
Silicitimdioxyd in dem Aluminiumhydroxyd, das zum Calcinierofen i9 gebracht werden
soll, so würde der Siliciumdioxydanteil in dem Aluminiumoxyd zu hoch sein, um dessen
Verwendung für die Herstellung von Aluminium zu gestatten. Um ein hochgradiges Aluminium
herzustellen, sollte das Oxyd nur Spuren von Siliciumdioxyd enthalten, und zwar
vorzugsweise nicht mehr als 0,o20/0, bezogen auf (las Aluminiumoxyd. Um den Prozentsatz
des Siliciumdioxyds so weit herunterzudrücken, wird dem Schlamm beim Verlassen der
Waschanlage 21 und vor Eintritt in den Calcinierofen i9 eine wäßrige Lösung von
Aluininiumfluorid aus dem Behälter 23 zugegeben. In einer Anlage, die auf die Herstellung
von 6o t Aluminiumoxyd am Tage eingestellt ist, können bis zu 1,26 t Aluminiumfluorid
in 24 Stunden verbraucht werden. Das mit Aluminiumfluorid versetzte Aluminiumhydroxyd
wird dann zum Calcinierofen ig gebracht, in dem sich (las Fluor mit dem Siliciumdioxyd
zti Siliciumtetrafluorid verbindet, das im Calcinierofen verdampft. In diesem Ofen
wird dis Hydroxyd in Aluminiumoxyd umgewandelt, von
| (lcin (tw.i ():, t iii =4 Simiden erzeugt w-erdeii.
Bei |
| (liescr erialirenswci,e linden ,ich nur Spuren von |
| Silicitundioxv(1 in dem Altiminiumoxvd. Eine Analvse |
| dieses Produkt, zeit lediglich die folgenden Verun- |
| reinigungen: Si0_ (y)r11 o, Fe_O" o,oi,5(' ', TiO@ |
| (),()I()°.0, K_0 (),((2(-(° (a,
\a,0 o,3oo°,u, CaO o,()ij° o. |
| #lL() o,()o@° (r. |
| Diese Verunreinigungen sind zweifellos durch die |
| Rollmaterialien in den Prozeß gelangt. Da kein Ver- |
| such gemacht worden ist, die Rohmaterialien zui |
| reinigen, und da die Menge der Verunreinigungen in |
| im Handel vertretbaren Grenzen liegt, ist die Ermitt- |
| lung ihre, Ursprungs ohne besonderes Interesse. l:in |
| Aluminiumoxyd mit solch geringen Verunreinigungen |
| ist ein ohne weiteres verwertbares Produkt und als |
| itiet:illtirgiscli(,Tonerde sehr gefragt. |
| Die h(i,un g ans dem S<irtierer wird im Verdampfer |
| 2(i ver(lampft, wobei alle ?.l Stunden .1(>() t Wasser |
| verdampfen. Diese Verdarnpfung ist wünschenswert, |
| um den Prozentsatz an \._O in der tauben Lösung |
| so zui erlii')licir, daß ein Schlamm mit der richtigen Zti- |
| saminensetzmil- in die Mühlen 3 und 9 gelangt. Das |
| Natrium der taubrn Lü,ung, obgleich in der Analvse |
| als Na#M anL(-eben, verläßt den Verdampfer in der |
| Form von Cai b(mat und Ahiminat, verliert aber ,ein |
| C,0, in den Ofen j# und t). |
| \Vie rnan sieht, arbeitet die Anlage mit geringen |
| Betriebskosten; Kaolin, Mergel oder andere Mine- |
| ralien können ohne vorherige Reinigung verwendet |
| werden, und das ganze billige Rohmaterial wird ent- |
| weder in Altitnininnioxy(1 oder in Portlandzement um- |
| gewandelt. Das bei derlei Anlagen allgemein akute |
| Problem der Wegräumung der Abfälle kommt hier |
| kaum in Frage. Obwohl Natriumcarbonat oder andere |
| Natriurnverbindungen am Anfang beigegeben werden |
| müssen, um (lern Prozeß (las notwendige Natrium |
| zuzuführen, so wird dieses Natrium doch wieder- |
| gewonnen und wiederverwandt, und der Verlost an |
| Natrium ist gering, _so daß nur kleine Mengen zum |
| Auffüllen der Verluste nachgc@`eben werden müssen. |
| Die chemischen Vorgänge des Prozesses sollen hier |
| mir kurz Beschrieben werden. Die in dem als Beispiel |
| erwähnten Verfahren verwendeten Rohmaterialien, |
| Kaolin und Mergel, enthalten Aluminium, Silicium und |
| Calcium, sind aber ziemlich frei von Kalium und |
| Natrium. Durch das Zusetzen der (las nötige Natrium |
| enthaltenden tauben Lösung zum Schlamm im |
| Schlammischer .1 wird ein Schlamm geschaffen, in |
| dein, in den Ofen 5 und 6 gebrannt, das Alkali, das |
| im obigen Beispiel Natriumcarbonat ist, dazu gebracht |
| wird, sich mit dein gesamten Aluminium zu dem |
| wasserlöslichen Natriumaluminat zu vereinigen, das |
| aus dem @unlö,baren Rückstand in der Lauganlage io |
| ausgelangt wird. Dieser Rückstand ergibt noch keinen |
| einwandfreien Zement. Wenn er jedoch mit Mergel |
| oder anderen calciumreichen Stoffen angereichert |
| wird, ergibt er einen Schlamm, der, im Ofen 14 |
| gebrannt und durch Mühle 1j gemahlen, einen sehr |
| guten Zement mit geringem Aluminiumgehalt ergibt. |
| Die Natriumaluminatlösung aus der Lauganlage io |
| ist kein besonders gutes Rohmaterial für die Her- |
| stellung von @ltiminitimoxy(1, da sie beträchtliche |
| Mengen :an Siliciuni(li<@xv(1 enthält. Durch den Zusatz |
voll Kalk Lind Bentonit zu dieser I.@istiri und durch die Autoklavbehandlung, 1b,
wird dieses Siliciriindioxvd zti Calciumsilicat, das von der @ö.sun@ ab-eson<@ert
und zur Schlammühle 3 oder zum Sclllannntank f zurückgeleitet werden kann.
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Die Natriurnaluminatlösung aus dem Autoklaven wird dann zum Carbonisator
h geleitet, wo der größte Teil in Altiminiumhydroxyd und Natriumcarbonat vcrw-andelt
wird. Im Sortierer iN werden kleine Partikel Aluminiumhydroxvd von der Lösung abgeschieden
und zum Carbonisator zurückgeleitet, wo sie als Kerne für die Bildung von Aluminiumtiv(lroxv(1
dienen. Der Rückstand wird dann gewaschen und Altiminiumfltiorid zur Entfernung
von Silicium-(lioxvd bis auf Spuren zugegeben. Dann wird die Natriumcarbonatlösung
im Verdampfer 2o verdampft, um eine taube Lösung von Natriumcarbonat und Natriumalutninat
zu erhalten, die im allgemeinen genügend N;itrium für die Durchführung des Prozesses
enthält.
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Da, Verfahren hat den Vorteil, daß sehr billige Rohmaterialien verwendet
werden und selbst von (fiesen w-cniL Abfall entsteht, wobei alle in wertvolle, Altiminitrnioxv(1
oder Portlandzenlent umgewandelt werden. Für das \-erfahren werden Vorrichtungen
verwendet, wie sie auch bei der Herstellung von Portlandzenient gebraucht werden,
und die leicht von ungelernten Arbeitern ohne besondere Aufsicht bedient werden
können. Durch das Verfahren können Kaolin und Nlerg(#1 dazu verwandt werden, Aluminitrmoxvd
herzustellen, aus dem metallisches Aluminium Newonnen werden kann, das infolge des
Mangels an hoctiwertigeni Bauxit sehr gefragt ist. Das Verfahren kann nicht nur
für Rohmaterialien, wie l1";tolin, Mergel und Feldspat, Anwendung finden, sondern
auch bei vielen anderen Stoffen, die Calcium, Aluminium und Silicium enthalten.
Enthalten die Rohmaterialien Natrium oder Kalium in größeren Mengen, :(> kann aus
Gründen der Wirtschaftlichkeit Soda oder Pottasche als Nebenprodukt durch Eindampfen
der iiherschüssigen tauben Lösung gewonnen wc rden.