DE962523C

DE962523C - Verfahren zur Beschleunigung und Beeinflussung der Kristallisation von Tonerdeverbindungen

Info

Publication number: DE962523C
Application number: DEZ710D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Theodor Hennig
Original assignee: Zschimmer and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Zschimmer and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1944-08-01
Filing date: 1944-08-01
Publication date: 1957-04-25

Description

Verfahren zur Beschleunigung und Beeinflussung der Kristallisation von Tonerdeverbindungen Tonerdehydrat (A1 (O H) 3) und Aluminiumtriformiat (Al (H C O 0), 3 H2 0) und zum Teil auch Aluminiumacetat werden technisch durch »Ausrühren« zur Kristallisation gebracht. Bei den Verfahren zur Herstellung von Tonerdehydrat nach Bayer wird eine heiß hergestellte Aluminatlösung bei Temperaturen von 30 bis 400 etwa 4 Tage in Gegenwart von Tonerdehydrat als Impfstoff gerührt. Dabei scheidet sich das gelöste Aluminiumoxydhydrat zum Teil in feinkörniger, kristallisierter Form ab. Als Mutterlauge bleibt eine verhältnismäßig alkalireiche Aluminatlauge, die nach Eindampfung wieder zum Aufschluß von Tonerdemineralien verwendet wird.
In ähnlicEler Weise werden Alumsiniumtriformiat und Aluminiumacetat aus übersättigten Tonerdeformiat- und -acetatlösungen abgeschieden.
Temperatur, Rühren, Konzentration der Lösungen, Fremdstoffe sowie das Molverhältnis der in Frage kommenden Bestandteile (pa20 zu Al2 03 bzw. Al203 zu HCOOH) beeinflussen dabei die Geschwindigkeit und den Umfang der Kristallabscheidung. Eine rasche und möglichst weitgehende Abscheidung der zu gewinnenden Stoffe ist besonders erstrebenswert, um die Ausrührräume sowie die Menge der im Kreislauf benötigten Laugen klein zu halten.
Es ist bekannt, durch Art und Menge des Impfstoffes den Ausrührvorgang und damit die Kristallisation der Tonerdeverbindungen in gewisser Richtung zu beeinflussen, doch haben die Bemühungen auf Grund dieser Erkenntnis bisher nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt, obwohl erhöhte Ausbeuten, verringerte Flüssigkeitsmengen, kleine Ausriihrräume und Abkürzung des Kristallisationsvorganges von großer technischer Bedeutung sind.
Es ist weiterhin bekannt, den jeweils zur Kristallisation zu bringenden Lösungen Impfstoffe zuzusetzen, ohne daß jedoch mehr erreicht wurde, als daß die Kristallisation überhaupt in Gang kam.
Es wurde nun gefunden, daß die Kristallisation von Tonerdeverbindungen, insbesondere Tonerdehydrat, -formiat und -acetat, bei erhöhten Ausbeuten wesentlich beschleunigt werden kann, wenn die Impfstoffe vor ihrer Verwendung in an sich bekannten Vorrichtungen zerkleinert werden.
Die Zerkleinerung der Impfstoffe geschieht in einfacher Weise durch Mahlung in feuchtem oder in Wasser suspendiertem Zustand in Kolloid- und Schwingmühlen oder auf einem Kollergang. Die Zerkleinerung der Impfstoffe kann auch in trockenem Zustand vorgenommen werden.
Die gemahlenen Impfstoffe lassen sich durch Schlämmen oder Sichten trennen, wobei im allgemeinen die feindispersen Anteile die wirksamsten Keime bilden.
Etwa vorhandene, an sich bekannte, kristallisationshemmende Verunreinigungen, hauptsächlich organischer Natur, sind überraschenderweise fast ohne jeden Einfluß, so daß eine sonst notwendig werdende Reinigung der zur Kristallisation zu bringenden Lösungen unterbleiben kann. Die Kristallisationshinderung durch diese Verunreinigungen wird durch die besondere Art der Impfstoffe praktisch aufgehoben.
Die Größe der bei der Ausrührung abgeschiedenen Kristalle der Tonerdeverbindungen ist proportional der zugesetzten Impfstoffmenge. Das vorliegende Verfahren ist daher besonders zur Erzeugung feinkörniger Substanzen geeignet. Durch Anwendung gröberer Impfkeime nach vorliegendem Verfahren, die durch Fraktionierung der zerkleinerten Impfstoffe erhältlich sind, lassen sich indessen auch gröbere Kristalle erzielen. Naturgemäß können die nach vorliegendem Verfahren abgeschiedenen Kristalle auch ohne weitere Zerkleinerung, besonders wenn sie feinkörnig und wohl ausgebildet sind, in üblicher Weise als Impfstoff benutzt werden.
Das vorliegende Verfahren ist hervorragend geeignet, den bisher nur wenig beeinflußbaren Kristallisationsvorgang, der durch unbekannte Vorgänge gehemmt wird und dadurch in seiner technischen Durchführung mancherlei Schwierigkeiten bietet, in einfachster Weise zu regeln und zu lenken, um so mehr, als die dabei benötigten Mengen Impfstoff gering sind.
Auch die Abscheidung kristallinen Tonerdeacetats ist nach vorliegendem Verfahren beeinflußbar.
Zur Deutung des Verfahrens kann angenommen werden, daß es im Verlaufe der Kristallisation zu Gitterstörungen an der Oberfläche der Kristalle kommt, die ein Weiterwachsen der Kristalle verhindern bzw. diese als Keime ungeeignet machen.
Hierfür könnten vor allem Hydrolyseprodukte, wie z. B. basische Formiate oder alkaliarme Aluminate, in Betracht kommen, die sich auf der Kristalloberfläche anreichern. Für derartige Kristallisationshemmungen spricht, daß es nicht gelingt, größere Kristalle der genannten Stoffe zu züchten.
Weiter spricht dafür, daß z. B. aus wohlausgebildeten, kleinen Aluminiumtriformiatkristallen beim Weiterwachsen knollige Körnchen entstehen, die keine klare Kristallform mehr erkennen lassen.
Beispiele I. Zu je I 1 ameisensaurer Tonerde, die 460 g/l Aluminiumtriformiat gelöst enthielt, wurden a) I,25 g normales Aluminiumtriformiat und andererseits b) I,25 g Aluminiumtriformiat, das 30 Minuten in einer Schwingmühle gemahlen wurde, zugesetzt. Die Ansätze wurden zum Vergleich zusammen mit einer ungeimpften Lösung c) 3 Tage bei normaler Temperatur gerührt. Es waren danach auskristallisiert: a) 20 g Aluminiumtriformiat mit einer durchschnittlichen Korngröße von 5 bis 6 Il, b) 305 g Aluminiumtriformiat mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 0,5 bis I i, c) I5 g Aluminiumtriformiat mit einer durchschnittlichen Korngröße von 5 bis 6 Il.
2. Je I 1 einer Lösung von 460 g/l Aluminiumtriformiat wurde mit I, 3 und 9 cm3 der nach Versuch 1, b), erhaltenen milchigen Suspension von feinkörnigem Aluminiumtriformiat versetzt und 3 Tage bei Zimmertemperatur gerührt. Dabei schieden sich 59, 97 und 125 g Aluminiumtriformiat mit einer Korngröße von rund 4 bis 5 , 3 und 2,5 ab..
3. Aus einer technisch hergestellten Natriumaluminatlauge, die 96 g/l A1203 enthielt, wurden nach einer Riihrzeit von 65 Stunden nach der Impfung folgende Ausbeuten erhalten:

hllpfstoff g/l ausknstaflisiertes

gil Tonerdehydrat Tonerdehydrat

a) O 0,0

b) 2 ungemahlen 25,1

c) 4 " 49,3

d) 1 gemahlen 30,3

e) 2 " 64,5

f) 4 " 74,3

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Beschleunigung und Beeinflussung der Kristallisation von Tonerdeverbindungen, insbesondere von Tonerdehydrat, -formiat unld -acetat, in wäßrigen Lösungen durch Zusatz von Impfstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Impfstoffe in an sich bekannten Vorrichtungen zerkleinert und in dieser zerkleinerten Form verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlung der Impfstoffe in Suspension, gegebenenfalls während des Ausrührens, durch eine Kolloidmühle oder eine andere geeignete Vorrichtung erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 43 977; Gmelin, »Handbuch der anorgan. Chemie«, Aluminium, System-Nr. 35, Teil B, I924, S. 35.