DEP0013929DA - Verfahren zur Herstellung von Magnesiumhydroxyd bzw. Magnesiumoxyd oder Magnesiumcarbonat oder den entsprechenden Alumimiumverbindungen - Google Patents

Description

Es gibt bereits eine ganze Reihe von Vorschlägen zur Herstellung von Magnesiumhydroxyd bzw. Magnesiumoxyd. Für beide Produkte besteht sowohl für die allgemeine chemische Technik als auch für die pharmazeutische Industrie großes Interesse. Die bekannten Verfahren gliedern sich in 4 große Gruppen, von denen die eine von Dolomit ausgeht und aus diesem in mehrstufigen Verfahren Magnesiumhydroxyd, Magnesiumoxyd oder Magnesiumcarbonat gewinnt. In den meisten Fällen wird hierbei nur ein Produkt erhalten, das noch größere Mengen an Kalk enthält, dessen Abtrennung Schwierigkeiten bereitet. Bei der 2. Gruppe wird Magnesiumchlorid in der Hitze mit Wasserdampf gespalten. Auch hier gelingt es nur schwierig, ein reines, insbesondere für pharmazeutische Zwecke geeignetes Produkt zu erhalten, da meist Chloridreste im Produkt verbleiben. Die 3. Gruppe bilden die Verfahren, bei denen Magnesiumsulfat bei hohen Temperaturen reduziert wird unter gleichzeitiger Abspaltung von Schwefeldioxyd. Auch diese Verfahren haben sich nicht durchsetzen können.

Die letzten Gruppe umfaßt schließlich die Verfahren der Aufarbeitung von Magnesiumsalzlösungen, wobei das Magnesium zumeist als Hydroxyd gefällt wird. Bevorzugte Ausgangsstoffe sind die Endlaugen der Kaliindustrie und ferner Salzsolen und Meerwasser. Bei der unmittelbaren Verarbeitung der meist dunkel gefärbten Kaliendlaugen durch Fällung erhält man stark verunreinigte Produkte. Man ist daher für die Herstellung reinerer Produkte zu besonderer Ausfällung der Verunreinigungen gezwungen. Andere Schwierigkeiten bestehen bei der Verarbeitung von Meerwasser infolge des geringen Gehaltes an Magnesiumsalzen. Auch sind hier der Carbonatgehalt, sowie der Gehalt an

Fluorverbindungen im Meerwasser störend und erfordern eine besondere Behandlung bzw. Vorfällung.

Als Fällungsmittel ergeben die Ätzalkalien und Ammoniak wohl reine Produkte, doch belasten sie die Wirtschaftlichkeit der Verfahren erheblich. Die Fällung mit Kalk, gelöschtem Kalk oder Kalkmilch führt zu kalkhaltigen, also nicht therapeutisch verwendbaren Produkten. Es ist auch bereits bekannt, Meerwasser mit Kalkwasser zu fällen. Es ist jedoch in diesem Falle eine vorherige Beseitigung der Kohlensäure des Meerwassers durch Salzsäure notwendig. Außerdem ist man hierbei gezwungen, eine sehr verdünnte Magnesiumsalzlösung mit einer sehr verdünnten Lösung des Fällungsmittels zu behandeln, so daß durch die außerordentlich großen Flüssigkeitsmengen das Verfahren unwirtschaftlich wird.

Demgegenüber wurde nun gefunden, daß die obigen Schwierigkeiten sich vermeiden lassen, wenn man aus Kieserit oder anderen Magnesiumsalzen oder den entsprechenden Aluminiumsalzen eine konzentrierte Salzlösung herstellt und diese unmittelbar mit klar filtriertem Kalkwasser fällt. Ohne jede Vorreinigung erhält man hierbei in vielen Fällen ein pharmazeutisch verwendbares Magnesiumhydroxyd. Der Umsatz erfolgt nach den Gleichungen:

MgSO(sub)4 + Ca(OH)(sub)2 = Mg(OH)(sub)2 + CaSO(sub)4 oder

MgCl(sub)2 + Ca(OH)(sub)2 = Mg(OH)(sub)2 + CaCl(sub)2 oder

Al(sub)2(SO(sub)4)(sub)3 + 3Ca(OH)(sub)2 = Al(OH)(sub)3 + 3CaSO(sub)4.

Selbst bei Verwendung gesättigter Magnesiumsulfatlösung und gesättigtem Kalkwasser wird in dem Fällungsgemisch das Löslichkeitsprodukt des Calciumsulfates nicht erreicht, so daß keinerlei Calcium mitgefällt wird. Es ist daher das gefällte Produkt ohne Schwierigkeit praktisch frei von Calcium- und Sulfat-Ionen zu waschen. Das gefällte Magnesiumhydroxyd setzt sich sehr schnell ab, so daß sich bei nur sehr kurzen Absitzezeiten die zu filtrierende Flüssigkeitsmenge auf 1/4 oder 1/10 oder weniger verringert. Die Durchführung des Verfahrens soll an einem Beispiel erläutert werden, das einige besondere vorteilhafte Ausführungsformen schildert.

Durch einen Behälter A, der unten eine Kiesschicht und darüber eine Schicht von gelöschtem Kalk enthält, leitet man von unten nach oben etwa 50 Liter Wasser (gewöhnliches Leitungswasser, dessen Härte ohne Einfluß ist) in einer Minute. Das mit Kalk gesättigte Wasser läuft oben ab, passiert ein Kies- oder Sandfilter B von oben nach unten, um mitgerissene Kalkteilchen zurückzuhalten, und fließt dann durch die Leitung C in den Absitzebehälter D. In einem weiteren Behälter E ruht auf einem Kies- oder Sandfilter eine Kieseritschicht, die von oben her so stark mit Wasser, etwa 25 Liter je Stunde, berieselt wird, daß eine konzentrierte Magnesiumsulfatlösung das Kiesfilter passiert. Enthält der Kieserit unzulässige Mengen Eisensalze und bzw. oder ist das Lösewasser kalkhaltig, so gibt man etwas Kalkwasser zu. Es werden hierdurch die Calcium- und Eisenverbindungen ausgefällt und ohne besondere Vorkehrungen im Kiesfilter zurückgehalten. Die Magnesiumsulfatlösung wird dann unmittelbar der Leitung G zugeführt, in der sofort beim Vermischen mit dem Kalkwasser die Fällung des Magnesiumhydroxyds eintritt. Alle Filter werden nach Bedarf durch Gegenstromspülung gereinigt und sind dann erneut verwendbar.

Das Verhältnis von Kalkwasser zu Magnesiumsalzlösung wird zweckmäßig so eingestellt, daß das Magnesiumsalz in geringem Überschuß vorhanden ist, um die Bildung einer dünnen Kalkhaut im Absitzbehälter D zu verhindern. Verwendet man hier geschlossene Behälter, so kann das erwähnte Verhältnis in weiten Grenzen schwanken, je nachdem man auf vollständige Ausnutzung des Kalkwassers oder des Magnesiumsalzes den größeren Wert legt.

Die Durchführung des Absitzens in dem oder besser in den Behältern D kann noch weiter vervollkommnet werden, indem man bei wechselnder Beschickung von 2 oder mehr Absitzebehältern den abgesetzten Niederschlag nicht unmittelbar auf ein Filter oder in eine Zentrifuge oder eine sonstige Abscheidevorrichtung bringt, sondern nach dem Abhebern der klaren Lösung erneut frisches Fällungsgemisch zufließen läßt, wieder absitzen läßt, wieder dekantiert und diese Arbeitsweise gegebenenfalls mehrfach wiederholt. Erst die so angereicherten Niederschläge werden dann filtriert, zentrifugiert oder anderweitig von Flüssigkeit befreit und hierbei möglichst noch feucht zur Entfernung der Sulfationen mit Wasser nachgewaschen. Man kann aber auch den Niederschlag in Suspension auswaschen, wobei wiederum der Suspension des Niederschlages das Waschwasser kontinuierlich von unten her, also entgegengesetzt der Absitzrichtung zugeführt werden kann.

Die Hydroxydniederschläge können nach an sich bekannten Verfahren in Oxyde übergeführt werden. Hierfür eignet sich bei der Verarbeitung von Magnesiumhydroxyd vorzugsweise ein Erhitzen auf 300 bis 350° über offenem Feuer. Bei noch tieferen Temperaturen erfolgt die Abgabe des Wassers bei Atmosphärendruck nur langsam, so daß dann besser im Vakuum gearbeitet wird.

Man kann die Suspension des Magnesiumhydroxyds auch ohne Filtration mit Kohlensäure in Magnesiumbicarbonat umsetzen und dieses dann durch Erhitzen auf 100° oder durch weiteren Umsatz mit Magnesiumoxyd zu leichtem, voluminösen Magnesiumcarbonat umwandeln. Auch durch unmittelbares Eindampfen der Suspension von Magnesiumhydroxyd gelangt man zu porösen Magnesiumverbindungen. Weiter kann man nach dem neuen Verfahren das feuchte Magnesiumhydroxyd auch unmittelbar zu anderen Magnesiumverbindungen, wie Magnesiumsuperoxyd, Magnesiumsilikat oder Magnesiumcitrat umsetzen.

Die neuen Fällungsweisen führen bei einfachen Nachwaschen mit Wasser unmittelbar zu praktisch fremdstofffreien Produkten, die den Anforderungen des DAB 6 entsprechen, also in der pharmazeutischen Industrie bestens verwendbar sind.

Die Verfahren sind auch ohne weitere auf die Herstellung von Aluminiumhydroxyd aus Aluminiumsalzlösungen, besonders Aluminiumsulfatlösungen, anwendbar. Auch in diesem Falle gewinnt man ein besonders reines Aluminiumhydroxyd.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Magnesiumhydroxyd, Magnesiumoxyd oder Magnesiumcarbonat oder den entsprechenden Aluminiumsalzen aus wasserlöslichen Magnesium- oder Aluminiumsalzen durch Fällung dadurch gekennzeichnet, daß man konzentrierte Magnesium- oder Aluminiumsalzlösungen, z.B. aus Kieserit erhaltene Magnesiumsulfatlösungen, mit klarem Kalkwasser in der Kälte oder unter Erwärmen fällt und den Niederschlag vorzugsweise durch Dekantieren auf Magnesiumhydroxyd, Magnesiumoxyd oder Magnesiumcarbonat oder die entsprechenden Aluminiumverbindungen aufarbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus den verwendeten Magnesium- oder Aluminiumsalzen beim Auflösen durch Zugabe geringer Mengen Kalkwasser Eisenverbindungen und andere Verunreinigungen, auch solche des Lösewassers abscheidet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Niederschläge nach Absitzenlassen dekantiert, auf die Niederschläge weiteres Niederschlagsgemisch zufließen läßt, nach erneutem Absitzen wieder dekantiert und diese Arbeitsweise gegebenenfalls mehrmals vor der Weiterverarbeitung wiederholt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß man die gefällten Hydroxyde ohne besondere Trocknung durch Erhitzen auf etwa 300 bis 350° entwässert.