DE893944C - Verfahren zur Herstellung von leicht peptisierbarem Tonerdehydrat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von leicht peptisierbarem Tonerdehydrat Unter peptisierbarem Tonerdehydrat versteht man wasserhaltige Tonerde, welche durch Zugabe einer kleinen Säuremenge, die zur Bildung eines normalen Aluminiumsalzes vom Typ AIX3 (X = einwertiger Säurerest) bei weitem nicht ausreicht, in Gegenwart von Wasser in eine kolloidale Lösung übergeführt werden kann. Zweckmäßig wird derartige Tonerde durch Fällung hergestellt. Zu diesem Zweck kann man Aluminiumverbindungen und Mittel, welche diese Verbindungen unter Bildung von Aluminiumhydroxyd zu zersetzen geeignet sind, in etwa stöchiometrischem Verhältnis, zweckmäßig in mehreren Stufen, aufeinander einwirken lassen und die Fällungen von den bei der Umsetzung gebildeten Salzen durch Filtration oder Extraktion befreien. Die technische Durchführung dieses Verfahrens gelingt ohne besondere Schwierigkeiten, wenn man als Aluminiumsalze Natriumaluminatlösungen verwendet, wie sie durch Auflösen von Tonerdehydrat in Natronlauge entstehen, und diese mit Salpetersäure fällt. Hierbei ist es möglich, von konzentrierten Alüminatlösungen mit beispielsweise 240 g A1203 im Liter auszugehen und diese mit starker Salpetersäure zu fällen, wobei unter bestimmten, allerdings sehr eng begrenzten Fällungsbedingungen ein vorzüglich peptisierbares Tonerdehydrat entsteht. Ungünstiger sind nach dem bisherigen Stande der Technik jedoch die Verhältnisse beim Fällen von mineralsauren Aluminiumsalzen mit basischen Mitteln, wie Ammoniak und Alkalilauge. Hier war es bisher nur möglich, verhältnismäßig dünne Aluminiumsalzlösungen für die Fällungen heranzuziehen, da aus konzentrierteren Lösungen im großen derartig dicke, gallertartige Niederschläge entstehen, daß ein genügendes Durchrühren der Fällungen, das für die Erzeugung homogener Produkte unbedingt erforderlich ist, technisch unmöglich wird. Man hat daher die Umsetzung der konzentrierten Lösungen in einer Kugelmühle vorgenommen, also in einem Apparat, der für ganz andere Zwecke gebaut ist. Die technischen Nachteile einer solchen Arbeitsweise haben dazu geführt, daß man sich mit der Fällung sehr verdünnter Aluminiumsalzlösungen begnügen mußte. Nach einem neueren Vorschlag soll man an Stelle gewöhnlicher Rührwerke ein Intensivrührwerk verwenden, wobei man aber ebenfalls sehr geringe Konzentrationen, und zwar solche von weniger als 2°/o A120" im Fällungsgemisch aufrechterhält.
• Es wurde nun gefunden, daß man die Schwierigkeiten bei der Umsetzung von konzentrierten Aluminiumsalzlösungen mit der hochprozentigen Lösung einer Base, vorzugsweise mit Natronlauge, unter Bildung peptisierbarer Tonerde dadurch beseitigen kann, daß man ein bereits umgesetztes Gemisch vorlegt und abwechselnd die Aluminiumsalzlösung und die Base unter Rühren in Anteilen einträgt. Es hat sich herausgestellt, daß der bei der Umsetzung auftretende große Viskositätsanstieg nur eine vorübergehende Erscheinung ist. Ist es mit einem sehr kräftigen Rührer, insbesondere bei kleinen Ansätzen, gelungen, die zähe Masse durchzurühren, so geht die Viskosität nach kurzer Zeit stark zurück, und nun ist es möglich, zu dem wieder verflüssigten Reaktionsgemisch abwechselnd kleine Mengen von Aluminiumsalz und Base zuzusetzen, ohne daß ein untragbarer Viskositätsanstieg auftritt.
• Das Verfahren wird an Hand der Zeichnung weiter erläutert.
• Hat man für eine Tonerdefällung in größerem Umfang kein Fällungsgemisch zur Verfügung, das bereits das Maximum der Viskosität überschritten hat, so ist es im -allgemeinen nicht möglich, eine derartige gereifte Fällung in größerem Umfang, z. B. in einem 2-cbm-Gefäß (vgl. Gefäß 16) herzustellen, da der plötzliche Viskositätsanstieg ein größeres Rührwerk derart belastet, daß mit Schäden zu rechnen ist. Man führt daher eine Vorfällung in dem 2o-1-Gefäß z durch, das mit einem kräftigen Rührer 2 ausgerüstet ist. Aluminiumsalzlösung und Natronlauge entnimmt man dabei aus den Leitungen 5 bzw, 6 über nicht gezeichnete Meßgefäße durch Öffnen der Hähne 7 und 8 in der Weise, daß man zunächst wenig Aluminiumsalzlösung mit wenig Natronlauge fällt. Nach anfänglichem Viskositätsanstieg tritt wieder Verflüssigung ein. Die Restmengen Aluminiumsalzlösung und Natronlauge werden hierauf abwechselnd zugegeben, wobei keine starke Verdickung mehr eintritt. Die flüssige Masse läßt man durch Hahn 3 und Leitung q. in das Gefäß g von Zoo 1 Inhalt laufen und setzt die Fällung durch abwechselnden Zulauf von je 2,51 Aluminiumsalzlösung aus Leitung 12 über Hahn 1q. und der äquivalenten Menge Natronlauge aus Leitung 13 über Hahn 15 mit Hilfe des Rührers zo fort, mit dem Erfolg, daß ein Viskositätsanstieg in diesem Gefäß nicht mehr eintritt. Darauf wird der Inhalt des Behälters g über Hahn zr und Leitung rz a in das eigentliche, für die Produktion vorgesehene Gefäß 16, das mit Rührer 17 ausgestattet ist, eingebracht. Der Zulauf von abwechselnd 25 1 Aluminiumsalzlösung und der äquivalenten Menge 9,5 n-Natronlauge erfolgt durch die Leitungen zg und 2o. Ist der Behälter 16 zu etwa einem Drittel mit dem Fällungsgemisch gefüllt, so kann die jeweils zulaufende Menge Aluminiumsalzlösung auf 5o 1 und dementsprechend auch die einfließende Menge Natronlauge erhöht werden. Nunmehr ist eine ununterbrochene Weiterarbeit in größerem Maßstab dadurch gesichert, daß ein Teil des jeweiligen Fällungsgemisches, etwa bis zur Linie a, stets im Behälter 16 verbleibt. Die entsprechende Anordnung kann so getroffen werden, daß entweder in passender Höhe ein Ablaufschieber 27 " angebracht wird, oder daß das Gefäß 22, welches als Druckfaß ausgebildet werden kann, so berechnet und aufgestellt wird, daß beim Öffnen der Hähne 18 und 18 ° sich über Leitung 21: Niveaugleichheit in beiden Gefäßen auf Linie a einstellt, worauf die Hähne 18 und 18 a geschlossen und der Inhalt des Gefäßes 22 mittels Aufpressen von Luft aus Leitung 23 über Hahn 24 nach Öffnen der Hähne 24 und 28 durch Leitung 29 auf eine nicht gezeichnete Filterpresse entleert wird. Die Entlüftung des Gefäßes 22 geschieht durch Leitung 25 nach Öffnen des Hahnes 26, worauf das Gefäß von neuem zur Aufnahme von Fällungsgemisch aus Gefäß 16 bereitsteht.
• Obwohl es im allgemeinen vorteilhaft ist, die Umsetzung bei gewöhnlicher Temperatur durchzuführen, so ist doch auch einArbeiten bei höheren Temperaturen möglich. Zu diesem Zweck kann man im Rührgefäß 16 eine Heizschlange anordnen, die auch als Kühlschlange dienen kann, wenn man die Temperatur des Fällungsgemisches erniedrigen will. Sehr gut peptisierbare Tonerdehydratfällungen werden erhalten, wenn man von gelöstem basischem Aluminiumchlorid der ungefähren Zusammensetzung Al, (OH)3C13 und Natronlauge ausgeht. Basische Aluminiumchloridlösungen etwa der angegebenen Zusammensetzung erhält man beim Auflösen von Hydrargilht (Al (0H)3), wie er beim Bayer-Verfahren erhalten wird, in entsprechenden Mengen Salzsäure, wobei man zweckmäßig mit Überschüssen von Hydrargillit arbeitet und höhere Temperaturen anwendet. Es ist ohne weiteres möglich, von basischen Aluminiumchloridlösungen mit einem A1203 Gehalt von Zoo g/1 auszugehen und g bis ro n-Natronlauge zur Fällung zu verwenden. An Stelle reiner Aluminiumsalzlösungen können auch die bei der Reaktion nach Friedel-Crafts in der chemischen Technik in großen Mengen anfallenden Aluminiumchloridlösungen zur Herstellung der peptisierbaren Tonerde benutzt werden. Auch aluminiumsulfathaltige Aluminiumchloridlösungen der gleichen Herkunft können benutzt werden.
• Die Base wird bei der Fällung zweckmäßig in geringem Überschuß angewandt, um eine gute Filtrierbarkeit des Tonerdehydrates zu gewährleisten. Nach dem vorliegenden Verfahren gewonnenes peptisierbares Tonerdehydrat ist zum Unterschied von Hydrargillit und Bayerit, welche Trihydrate darstellen, überwiegend ein Monohydrat der Tonerde von der Zusammensetzung A10 (OH). Bei der röntgenographischen Untersuchung findet man das rhombische Kristallgitter des Böhmits. Geringe Mengen Bayerit und Hydrargillit können als Nebenbestandteile vorliegen. Falls diese sich nach längerer Betriebsdauer infolge Keimwirkung der kleinen ursprünglich vorhandenen Mengen in unerwünschter Weise auf Kosten der Böhmitbildung vermehren, wird das gesamte Fällungsgemisch aus Rührbehälter 16 über Druckfaß 22 und Leitung 29 auf die nicht gezeichnete Filterpresse entleert. In den kleineren Rührbehältern i bzw. 9 wird in der oben geschilderten Weise sodann eine neue Vorfällung hergestellt. Läßt man diese in Behälter 16 ab und fährt mit der abwechselnden Zugabe von Aluminiumsalzlösung und basischem Fällungsmittel fort, so erhält man von neuem einwandfreie, leicht peptisierbare Tonerde.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von leicht peptisierbarem Tonerdehydrat durch Umsetzung einer konzentrierten Aluminiumsalzlösung mit einer hochprozentigen Lösung einer Base, vorzugsweise Natronlauge, dadurch gekennzeichnet, daß man ein bereits umgesetztes Gemisch vorlegt und abwechselnd die Aluminiumsalzlösung und die Base unter Rühren in Anteilen einträgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß man das vorzulegende Gemisch in besonderen kleineren Umsetzungsgefäßen herstellt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Beendigung des Eintragens nur einen Teil des Reaktionsproduktes zur Weiterverarbeitung entnimmt und in den Rest weitere Mengen Aluminiumsalzlösung und Base einträgt. q..
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aluminiumsalzlösung basische Aluminiumchloridlösung verwendet.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumchloridabfalllösungen von Friedel-Crafts-Reaktionen verwendet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumchloridabfalllaugen verwendet, die Aluminiumsulfat enthalten.
7. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Base in geringem Überschuß verwendet, so daß das Reaktionsgemisch schwach alkalisch reagiert. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base etwa io n-Natronlauge verwendet.