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Verfahren zur Herstellung von praktisdi alkalialuminat- und alkalisilicatfreiem
Alkalichromat Irn Jahre 1894 wurde der Vorschlag gemacht, zum Aufschluß von Chromeilzen
Alkalicarbonat in Mischung mit Eisenoxyd an Stelle des bisher üblichen Kalkes anzuwenden.
Zweck und Sinn dieses Vorschlages war, an Stelle des praktisch wertlosen Kalkschlammes
ein reines Eisenoxyd, das entweder in den Aufschlußprozeß zurück- oder der Verhüttung
zugeführt wird, als 'Nebenprodukt neben dem Alkalichromat zu erhaften. Dies ist
nur möglich, wenn der Alkaligehalt der Aufschlußmischung so groß ist, daß neben
dem Chrom auch die Begleitstoffe, wie Tonerde und Kieselsäure, in wasserlösliche
Form übergeführt werden. Der Vorschlag stößt bei der technischen Durchführung auf
Schwierigkeiten desha,lb, weil einma.1 der alkalische Aufschluß des gesamten Chromerzes
einschließlich der Gangart sehr hohe Aufwendungen an Alkali erfordert und weiterhin
die Reinigung der Tonerde und Kieselsäure enthaltenden Chroma-täauge sehr schwierig
ist.
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In der Folgezeit wurden auf Grund des eingangs erwähnten Vorschlags
zahlreiche spezielle Arbeitsweisen beschrieben., Chromerze mit Alkali unter Zusatz
von Eisenoxyd aufzuschließen; bei einem dieser Verfahren wird ein Alkaliüberschuß
von 4o%, bei einem anderen von 5:2% und einem dritten von :2oo bis 25o0/e eingesetzt,
wobei naturgemäß nicht nur das Chrom, sondern auch die
Tonerde und
die Kieselsäure in. lösliche Alkaliverbindungen übergeführt werden. Bei anderen
Vorschlägen wird ausdrücklich angegeben, daß die Tonerde in die Lösung übergehen
soll. In der Praxis haben -sich diese Verfahren nicht einführen lassen., da die
Reinigung der Chromatlösungen von Tonerde und Kieselsäure schwierig und kostspielig
ist.
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Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein Verfahren, zur Herstellung
von praktisch alkalialuminat- und a.lkalisilicatfreiem Alkalichromal durch alkalisch
oxydierenden Aufschluß von Chromerz bzw. chromoxydhaltigen Stoffen in Gegenwart
von Eisenoxyd als Magerungsmittel, das darin besteht, daß etwa io bis :2o% Überschuß
über die theoretische Menge an Alkali eingesetzt wird, die dem Chromgehalt des aufzuschließenden
Stoffes stöchiornetrisch entspricht und Eisenoxyd oder vorwiegend Eisenoxyd enthaltende
Stoffe in einer auf die Gangart des Chromerzes abgestimniten Menge von etwa io bis
4o0/a des Chromerzes zugesetzt wird. Es ist vorteilhaft, bei hohen. Temperaturen
geröstetes Eisenoxyd einzusetzen und ebenso das Eisenoxyd in feingemählenern Zustand
zu verwenden. Das Eisenoxyd kann auch zusammen mit Auslaugtingsräckständen benutzt
werden. Das Eisenoxyd kann der chromoxydhaltigen. Substanz auf einmal zugefügt werden,
wenn der Aufschluß, sei es im Dreh-, Schacht- oder Telleroferi, in einem einzigen
Prozeß durchgeführt wird. Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens ist die Möglichkeit,
in einem Einstufenverfahren, bei guter Chromausbeute zu praktisch reinen Chromatlösungen
zu kommen.
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Arbeitet man aber in einem Mehrstufenverfahren, so kann man den Zuschlag
des Eisenoxyds auch erst in dem Endaufschluß vornehmen. Der Vorteil der neuen Arbeitsweise
ist, daß eine ausgezeichnete Ausbeute an Chromat erhalt-en wird und daß bereits
beim Auslaugen des Ofengutes eine Chromatlösung erhalten wird, die praktisch keine
Tonerdeenthält. Man hätt - e erwarten müssen., daß bei der Verwendung einer
AlkaJimenge, die über der stöchiometrisch erforderlichen liegt, zumindest ein Teil
der Tonerde, Kieselsäure- u. dgl. in Alkalisalz übergeführt wird, die das Chromat
verunreinigen können. Das ist auch tatsächlich der Fall, wenn ohne oder mit unzureichendern
Zusatz von. Eisenoxyd gearbeitet wird.
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Beispiele
| i. 2oo g Chromerz von der folgenden Zusammen- |
| setzung |
| C r2 03 ........... 50,:2'/0, |
| Fe#,- 0.i ........... 19,30/0- |
| A12 02 ........... 11,81/0 |
| M90 ............ 12,50/0 49,3 0/0 Gangaxt |
| Cao ............ 3,:2 0/1) |
| S'02 ............ :2,5 0/0 |
| 99,50/0 |
wurden mit 8o
kg Kiesabbrand, der einen
S chwefelgehalt von etwa i%
aufweist, und 148 kg Soda, fein 'gemahlen und gemischt. Diese Mischung wurde i Stunde
bei iooo' unter gutem Luftzutritt geglüht. Durch Extraktion mit Wasser wurden über
go%. des ursprünglich vorhandenen Chrornoxyds in Form einer Notriumchrornatlösung
gewonnen, die in bekannter Weise zu festem Natriumchromat bzw. -b-ichromat aufgearbeitet
werden konnte-. Die Filterform des Rückstandes war ausgezeichnet und die anfallende
Natriumehromatlösung frei von Natriumaluminat. Wurde ein Kiesabbrand mit o,5 O/o
S eingesetzt, so, wurde bei sonst gleichen Bedingungen eiiie -Ausbeute von.
92 0/ü erzielt.
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:2. Eine Mischung von i5oo kg Chromerz mit 46%. Cr"0, und 541/e
Gangart, 966 kg Soda und 450 kg eines gut abgerösteten Kiesabbrandes wurden
in feinstgemahlenern Zustand in einen Drehofen. eingegeben, der durch eine eingeführte,
offene Gasflamme auf ioool geheizt war. Die Aufschlußzeit des Ofengutes war so berechnet,
daß dieses bei gleichzeitiger guter Belüftung sich etwa 11/2 Stunden in der Heizoxydationszone
befand. Die Ausbeute an gebildetem Chromat betrug 861/o" bezogen auf den in der
Mischung vorhandenen GehaIt an Chrornoxyd. Die Filterform des Filterrückstandes
war ausgezeichnet und die anfallende Natriumch:romatlösung frei von Natriumaltiminat.
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3. ioo kg Chromerz (Chromoxydgehalt 4404, Gangart 56%)
wurden mit 65 kg Soda" 2o kg eines hochgerösteten Kiesabbrandes und io
kg eines Chromerzäufsch#lußrückstandes, welches nach dem vorliegenden Verfahren
gewonnen war, gut gemischt und in einem Glühofen 2 Stunden, lang bei 96o' bei guter
Luftzufuhr geglüht. Die Ausbeute an gehildetein Chromat (wasserlöslich) betrug
88,5 1/o,. Die Filter-form des Filterrückstandes war ausgezeichnet und die
anfallende Natriumchromatlösung frei von Natriumaluminat.
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4. 1 oo kg Chromerz feinst gepulvert (44 %. Cr2 0.,
Gangart
5611/@) wurden mit einer 2.5 kg Fe20, entsprechenden Menge kristallwasserhaltigen
Eisensulfates vermischt und unter Zusammenschmelzen der Masse getrocknet und nunmehr
bei hoher Tempera,tur geröstet. Die so, entstandene Mischung von Chrotnerz mit Eisenoxyd
wurde mit 66 kg Soda feins.t vermahlen und :2 Stunden bei 970' unter
guter Luftzilfuhr aufgeschlossen. Die Ausbeute an wasserilöslichem Chrotnat betrug
88%,. Die Filterform des Filterrückstandes war ausgezeichnet und die anfallende
Natriumehromatlösung frei von Natriumaluminat.
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5. 1 oo kg Chromexz (43,5 0/0 Cr2 Oj wurden mit
:28 kg Eisenoxyd, welches durch Abrösten. von Ferrosulfat bei hoher Temperatur
gewonnen worden war, und mit 65 kg Soda feinst gepulvert und gemischt. Nach
einem Aufschlußprozeß entsprechend dem vorherigen Beispiel wurde eine Ausbeute von,
88%# an wasserlöslichern Chrc>mat erhalten. Die Filterform des Filterrückstandes
war ausgezeichnet und die anfallende Natriumchromat:-lösung frei von. Natriumalu#ainat.
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6. Entsprechend den Ausführungen der deutschen Pa.tentschrift
8:2 98o wurden ic)o kg eines Chromerzes mit einem Gehalt von Cr.0.
und
16,5 % Al. 03 mit einer für beide, Oxyde zum Aufschluß
ausreichenden Menge Soda, (i5o kg) unter Zuschlag von 40 kg Purpurerz
feinst gemahlen, gemischt und i Stunde bei iooo' unter gutem Luftzutritt geglüht.
Durch Extraktion mit Wasser wurden über gol/o des ursprünglich vorhandenen Chromoxyds
und etwa 75%, des ursprünglich vorhandenen Aluminiumoxyds in Lösung gebracht. Die,
Lösung filtrierte nur langsam. Sie bedurfte einer Trennung von Natriumehromat und
Aluminiumoxyd, welche nur durch einen zeitraubenden Filtrationsproz,eß durchgeführt
werden konnte. Die zum Aufschluß des Aluminiumoxyds verbrauchte Sodamenge mußte
beim Ab#säuern mit Schwefelsäure zur Natriumbichromatstufe praktisch verlorengegeben.
werden.
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7. 1 oo kg Chromerz (43,5 % Cr2 03, 3,5 0/0 S
i 02, 10,9'/o- M90, :25,71/o Fe0, 17,6% A1203 und 0,2'10 V) wurden mit
72 kg Soda und 4o kg Purpurerz feinst gemahlen vermischt und i Stunde
bei ioooo unter gutem Luftzutritt geglüht. Bei der an# schließenden Extraktion mit
Wasser zeigte der Filterrückstand eine hervorragende Filterforrn, so daß er sehr
leicht fast quantitativ mit wenig Wasser von dem anhaftenden Chromat befreit werden
konntc. Die filtrierte-. Lösung, welche 9.2% des ursprünglich vorhandenen,Chromoxydes
alsNa-triumchromat enthielt, war frei von Ahiminiumoxyd.
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8. 1 ooo t Erz mit einem Gehalt von 44 0/9 Cr2
0,
und 56% Gangart ergaben nach der Verarbeitung in zwei Staffeln. einen Rückstand
von 85o t mit einem Gehalt von 2,3 bis 24'/0, Cr.03' Dieser wurde mit einem
Zusatz von 36% Eisenoxyd und 26% Soda vermischt. Nach Durchlaufen des Ofens enthielt
das Röstgut 21,5 0/0 wasserlös,-liches Chromat und keine laugbare Tonerde.
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Die Ausbeute betrug in dieser letzten Stufe, gerechnet auf Soda. gi
1/o und auf das eingesetzte Chro#niOxYd 790/e. Über alle drei Stufen berechnet,
ergab sich eine Chromoxydausbeute von go0/e.