DE854500C - Verfahren zur Gewinnung von eisenarmem Aluminiumsulfat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gewinnung von eisenarmem Aluminiumsulfat Werden tonerdehaltige Mineralien, wie Ton, Bauxit od. dgl., mit Schwefelsäure aufgeschlossen, so erhält man Aluminiumsulfatlösungen mit mehr oder minder hohem Gehalt an Eisensulfat. Zur Erzeugung eines eisenarmen oder praktisch eisenfreien Aluminiumsulfates ist die Entfernung dieses Eisens aus den Laugen das schwierigste Problem. Die Fülle der Vorschläge, die in dieser Richtung gemacht worden sind und bis in die neueste Zeit hinein ihren Niederschlag in der Patentliteratur gefunden haben, zeigen indessen, daß es bisher nicht gelungen ist, eine befriedigende Lösung dieses Problems zu finden. Gemeinsam ist allen Vorschlägen die Anwendung von fremden Chemikalien, z. B. von Salzen der Ferrocyanwasserstoffsäure, durch die das Eisen als Berliner Blau gefällt wird, oder von Verbindungen des Bariums, Bleis, Mangans, Zinns, Antimons, Arsens und Titans, die das Eisen als basisches Eisen-(III)-sulfat fällen sollen, und in jüngster Zeit von Kupfersalzen, mit denen gemeinsam das Eisen als Sulfid entfernt wird. Alle diese Verfahren verlangen eine mehr oder weniger weitgehende Verdünnung der Laugen mit Wasser, dessen nachträgliche Verdampfung einen hohen Brennstoffaufwand bedingt.
• Im Gegensatz zu allen diesen Verfahren vermeidet das vorliegende die Anwendung fremder Chemikalien, arbeitet in hochkonzentrierten Laugen und macht dar-über hinaus ein Eindampfen von Lösungen überflüssig. Es besteht in einem Kreisprozeß, der folgendermaßen verläuft.
• Ton, Bauxit od. dgl. werden in bekannter Weise mit annähernd der berechneten Menge Schwefelsäure aufgeschlossen. Aus den nach Abtrennung des unlöslichen Rückstandes erhaltenen konzentrierten Aluminiumsulfatlaugen, die ioo bis 120 g/1 AI,0, enthalten können, wird durch Zugabe von Schwefelsäure kristallines, eisenarmes Aluminiumsulfat gefällt. Nach Ab- trennung dieser Kristalle durch Filtrieren oder Schleudem erhält man saure Mutterlaugen, die ohne weiteres zum Aufschluß neuer Rohstoffmengen Anwendung finden.
• Die bei wiederholter Rundführung an Eisensulfat angereicherten Mutterlaugen werden schließlich mit einem Überschuß des tonerdehaltigen Rohstoffes zur Reaktion gebracht und in der Wärme mehrere Stunden in Gegenwart des unlöslichen Rückstandes gerührt. Alles Eisen muß dabei in dreiwertiger Form vorliegen. Durch diesen Ausrührprozeß wird der Eisengehalt der Laugen stark herabgesetzt.
• Das nach der Fällung mit Schwefelsäure von den Mutterlaugen abgetrennte Aluminiumsulfat wird zwecks Verdrängung der anhaftenden sauren, eisenhaltigen Lauge mit einer bei Raumtemperatur gesättigten Aluminiumsulfatlauge gedeckt, die durch Auflösung eines Teiles des in einem vorhergehenden Arbeitsgang erhaltenen Fertigproduktes hergestellt wird.
• Es ist bekannt, tonerdehaltige Mineralien mit dem doppelten der theoretischen Menge Schwefelsäure aufzuschließen und, nach Abtrennen des Rückstandes, das aus den stark sauren Laugen durch Abkühlung erhaltene Aluminiumsulfat nochmals aus heißer Schwefelsäure umzukristalli#ieren. In der Beschreibung dieses Verfahrens ist über eine etwaige Rundführung der dabei anfallenden Mutterlaugen nichts offenbart, da das Verfahren anscheinend für die Gestaltung eines Kreislaufverfahrens ungeeignet ist.
• Die Anwendung so großer Säureüberschüsse beim Aufschluß bedingt überdies bei Rundführungen eine zu schnelle Anreicherung des Eisens in den Laugen. Im Gegensatz hierzu wird im vorliegenden Verfahren der Aufschluß so geleitet, daß man schwach saure, neutrale oder vorzugsweise schwach basische Aufschlußlaugen erhält, indem man mit annähernd berechneten Schwefelsäuremengen aufschließt oder vorzugsweise mit einem Tonüberschuß arbeitet. Dadurch wird es je nach dem Eisengehalt des Tonminerals erst nach beispielsweise acht bis fünfzehn Rundführungen nötig, die Laugen zwecks Entfernung des Eisens einem längeren (io- bis 2ostündigen) Ausrührprozeß zu unterwerfen. Ausführungsbeispiel Es wurde ein calcinierter Ton folgender Zusammensetzung angewendet: Gesamt-A1,0, 37,4'/", säurelösliche A120, 33,60/" Fe20, 2,9'/" SiO, 54,4'/", Glühverlust 1,91/,. io kg dieses Rohstoffes wurden in der Wärine Mit 28,8 kg Schwefelsäure von 301/, aufgeschlossen. Nach Abtrennung des unlöslichen Rückstandes erhielt man neben etwa io 1 Waschlauge (mit etwa 15 g/1 Al, 0,) 25,9 1 Starklauge mit i io g/1 Al, 0, und 4,0 g/1 Fe,O,. Zu dieser Lauge wurden in der Wärine 7,35 kg H, SO, von 6o' B6 gegeben. Bei etwa 70' begann die Kristallisation des Aluminiumsulfates, die man durch langsames Abkühlen bis auf Raumtemperatur zu Ende führte. Man hätte die Fällung des Salzes auch in der Kälte durch allmähliches Zufügen von Schwefelsäure durchführen können.
• Nach Abtrennung der ausgeschiedenen Kristalle von der Mutterlauge auf einer Nutsche wurde mit etwa 4,2 1 einer gesättigten Aluminiumsulfatlösung gedeckt. Diese Lösung ist anfänglich mit reinem Aluminiumsulfat hergestellt worden, während man für die weiterhin folgenden Operationen das im Laufe des Kreisprozesses anfallende Salz selbst nimmt, von dem pro Liter Lösung etwa 770 g benötigt werden.
• Man erhielt nach dem Decken etwa 14 kg nutschenfeuchtes Salz von der Zusammensetzung: AI,0, 14,3'/" Fe 0,04"/" freie H, SO, 0,2'/". Zu den 24 1 Filtrat, das 55 g/1 Al, 0, und 238 9/1 freie Schwefelsäure enthielt, wurden nunmehr für den nächsten Aufschluß 6,6 kg Ton gegeben. Man erhielt etwa 28,5 1 Starklauge, aus der das Aluminiumsulfat mit der gleichen Menge Schwefelsäure wie anfangs (7,35 kg 6o' BA) gefällt wurde. Die dabei erhaltene Mutterlauge diente wiederum zum Aufschluß neuer Tonmengen. Hierbei ergab sich während des Kreisprozesses, daß bei gleichbleibender Schwefelsäuremenge (7,35 kg 6o' B6) nur geringe Schwankungen im Volumen der Starklaugen auftraten, die durch Wechsel in den Konzentrationen verursacht wurden. Enthielten nämlich die Laugen mehr als io8 bis iio gl/1 AI,0" so wurde mehr als die äquivalente Menge Al. (SO,), - 18 H, 0 gefällt, waren die Laugen weniger konzentriert, so fiel weniger als die äquivalente Menge aus.
• Der Eisengehalt der Laugen stieg während der Rundführungen allmählich an. Bei dem hohen Eisengehalt des in diesem Beispiel angewandten Tones ergab sich nach etwa acht bis neun Rundführungen ein Anwachsen des Fe,0,-Gehaltes bis auf etwa 23 bis 25 9/1. Der Eisengehalt des im Kreisprozeß anfallenden Sulfates stieg ebenfalls allmählich an und erreichte nach der achten Rundführung der Laugen den Wert von 0,1i0/0.
• Die Mutterlauge dieser letzten Produktionscharge wurde nun mit einem größeren Übersch ' uß an Ton versetzt, derart, daß für den nächsten Ansatz nicht 6,6 kg, sondern z. B - 7,5 kg Ton zur Anwendung kamen. Die gesamte Aufschlußmasse wurde nun 15 bis 20 Std. bei 8o bis go' gerührt, wobei dafür Sorge zu tragen war, daß alles gelöste Eisen in dreiwertiger Form vorlag. Nach Abtrennung des unlöslichen Rückstandes enthielt die Lauge im Liter neben iog bis iio g AI,0, nur noch 7 bis 8 g Fe,O,. Das nunmehr aus dieser Lauge gefällte Aluminiumsulfat hatte die Zusammensetzung: AI,0, 14,4"/", Fe o,o6'/", freie H,SO, 0,20"/".

Claims (2)

1. PAT EN TA NS PR Ü C H E: i. Verfahren zur Gewinnung von eisenarrnem Aluminiumsulfat aus tonerdehaltigen Mineralien, wie Ton, Bauxit u. dgl., durch Aufschluß mit Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Kreisprozeß den tonerdehaltigen Rohstoff gegebenenfalls nach einer Vorbehandlung durch Calcinieren in bekannter Weise mit Schwefelsäure aufschließt, worauf man die von dem kieselsäurehaltigen Rückstand getrennte Lösung, die neben schwefelsaurer Tonerde Eisensulfat als wesentliche Verunreinigung enthält, mit der für den folgenden Aufschluß notwendigen Menge Schwefelsäure versetzt, das dabei sich abscheidende Aluminiumsulfat von der Lauge trennt und letztere erneut zum Aufschluß des Ausgangsmaterials verwendet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man beim jeweiligen Aufschluß Rohstoffmengen anwendet, die im Verhältnis zur eingesetzten Schwefelsäure überschüssig sind. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch wiederholte Rundführung in Eisensulfat angereicherte Tonerdesulfatlauge nach letztmaliger Abscheidung des Tonerdesulfates mit einem Überschuß des tonerdehaltigen Ausgangsmaterials unter längerem Rühren zwecks Verminderung ihres Gehaltes an Eisensulfat zur Reaktion bringt. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die durch Abscheidung mit Schwefelsäure aus den Aufschlußlaugen erhaltene schwefelsaure Tonerde mit einer bei Zimmertemperatur gesättigten Lösung von schwefelsaurer Tonerde, die durch Auflösen eines Teiles des bei einem vorhergehenden Arbeitsgang erhaltenen Fertigproduktes im Wasser erhalten wird, ausdeckt und die erhaltene Decklauge nach einmaliger oder wiederholter Verwendung der sauren Aufschlußlauge zusetzt.