EP0693040A1 - Method of purifying soluions containing alkali-metal aluminates - Google Patents

Method of purifying soluions containing alkali-metal aluminates

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EP0693040A1
EP0693040A1 EP94916913A EP94916913A EP0693040A1 EP 0693040 A1 EP0693040 A1 EP 0693040A1 EP 94916913 A EP94916913 A EP 94916913A EP 94916913 A EP94916913 A EP 94916913A EP 0693040 A1 EP0693040 A1 EP 0693040A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alkali
solutions
aluminum
solution
oxide
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94916913A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Istvan Potencsik
Reinhold Sedelies
Hubert DÖRRER
Johannes Breker
Detlev Roggenkamp
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BK Giulini Chemie GmbH
Original Assignee
Giulini Chemie GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Giulini Chemie GmbH filed Critical Giulini Chemie GmbH
Publication of EP0693040A1 publication Critical patent/EP0693040A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/46Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
    • C01F7/47Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/36Regeneration of waste pickling liquors

Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning and concentrating alkali aluminate solutions which are obtained in the aluminum processing industry.
  • the invention further relates to the processing of aluminum hydroxide-containing sludges and filter cakes to give liquid or solid alkali aluminates.
  • the following sections provide examples of some materials that can be used for the present invention.
  • waste liquids which also contain dissolved sodium aluminate and thus in the sense of the present invention
  • SPARE BLADE (RULE 26) - __ - can be used.
  • Aluminum-containing waste solutions also arise during the reprocessing of aluminum-containing catalysts and e.g. in platforming catalysts and also in the production of Raney nickel, which is a particularly pyrophoric form of nickel and is used as a catalyst in many chemical processes.
  • Raney nickel is made by first nickel with metals, e.g. is alloyed with aluminum, silicon, magnesium or zinc and then this alloy is treated with sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution after mechanical grinding. This removes catalytically inactive metal, leaving a black metal sponge as "active nickel".
  • the waste solutions resulting from this process, provided aluminum is an alloy component, can be used as a starting material in the sense of the present process.
  • extrusion plays a major role in the production of profiles from blocks and bars.
  • aluminum residues remain in the pressing tool, which must be removed.
  • the best way to dissolve them is with sodium hydroxide solution.
  • the alkaline solutions obtained here represent nothing other than a more or less contaminated sodium aluminate solution and can therefore also be used for the purposes of this invention.
  • Alkali aluminates generally arise from the dissolution of solid ones
  • aqueous alkali solutions for example sodium hydroxide or potassium hydroxide, can be used for the dissolution of the solid aluminum-containing residual substances.
  • all aluminum hydroxide-containing sludges and filter cakes can be used which result from the neutralization of alkaline or acidic aluminum-containing waste solutions, e.g. if you combine alkaline anodizing eyes with sulfuric acid electrolyte from the aluminum anodizing process (USP 4,265,863 / USP 3,909,405).
  • Suitable aluminum hydroxides also arise during the regeneration of the pickling bath according to DE OS 40 08 379, in which aluminum hydroxide is precipitated in situ.
  • the low-temperature forms of aluminum oxide belonging to the gamma group are also suitable for the process according to the invention. They arise from the aluminum hydroxides by heating to 400 to 750 ° C and, due to their large pore volumes and their large specific surfaces, are used as catalysts in the dehydrogenation of alcohols, as catalyst supports, drying agents and as chromatography column fillings for the separation of natural products. Contaminated materials from the uses mentioned above dissolve in hot concentrated alkali lyes and are the raw material for this method according to the invention suitable. Also only partially resolvable
  • Material can be used in the process according to the invention.
  • Powders can be produced. According to this process, it should also be possible to use several alkali aluminates with different consistencies and different molar ratios of alkali oxide to Al O and Al O
  • alkali metal hydroxide solution is used to dissolve the aluminum contained in the sediment or added sludge, and thus to set the alkali oxide / Al O molar ratio in the range from 1 to 5, preferably 1 to 2.
  • the solutions in la) and b.) Show before the first Oxidation has an alkali oxide / Al O molar ratio of less than 5, preferably 0.9 to 3, in particular 1.2 to 2, and an Al O content of 3 to 20% by weight.
  • the contaminated waste solutions are oxidized with an oxidizing agent, preferably hydrogen peroxide, in order to decolorize the solutions.
  • an oxidizing agent preferably hydrogen peroxide
  • the oxidation is carried out at the appropriate temperature, preferably at room temperature. All common agents are suitable as oxidizing agents, e.g. H O, sodium perborate and others Depending on the degree of contamination, 0.05 to 0.5% by weight of oxidizing agent, based on the amounts used, are added.
  • the solutions can also be decolorized by adsorbing the coloring impurities on activated carbon.
  • the solution is heated to 50 to 100 ° C., preferably 70 to 80 ° C., in order to lower the viscosity.
  • the mechanical separation removes any remaining cloudy turbidity.
  • All separation processes can be used individually or in combination, e.g. Sedimentation with precoat filtration, with centrifugation and "cross-flow" membrane filtration. It has proven to be particularly advantageous to use auxiliary substances, e.g. Trimercapto-s-triazine (TMT) or di-2-ethylhexyl dithiophosphate for precipitating and / or complexing heavy metals, and / or adding organic flocculants or polyelectrolytes in conjunction with activated carbon to improve the mechanical separation.
  • TTT Trimercapto-s-triazine
  • di-2-ethylhexyl dithiophosphate for precipitating and / or complexing heavy metals
  • organic flocculants or polyelectrolytes in conjunction with activated carbon to improve the mechanical
  • the intermediate product ZP 1 thus formed is now subjected to the second mechanical cleaning, whereupon residues from the first cleaning, turbidity precipitated by concentration, and any undissolved parts of the substances added under 4. are removed.
  • This step can be carried out in the same way as for the 1st mechanical cleaning, using auxiliaries and using the various separation processes already mentioned under point 3.
  • the intermediate product ZP 1 can optionally be decolorized before step 5 with the aid of oxidizing agents if such constituents should still be present or have been introduced in step 4. You can also remove the coloring components with activated carbon.
  • the first end product EP 1 is already available in the form of a bright and clear solution and can be used for all known purposes. It has an alkali oxide / Al O molar ratio of at least 1 to 2 and an Al O content of 10 to 25% by weight.
  • Alkaline oxide / Al O ratio can be used with different products
  • the end product EP 1 can be concentrated to an AlO content of 25 to 33% by weight by water evaporation and then this solution can be dried in a spray dryer or in another suitable unit.
  • the advantage of this method is that the solid end product EP 2 is produced in a free-flowing consistency with a low bulk density. This can have advantages in some applications, e.g. in the building materials industry.
  • Solution EP 1 is evaporated to a solid by water evaporation and then calcined in a rotary kiln.
  • Example 1 Production of sodium aluminate from anodized eyes and moist hydrate
  • the intermediate product 1 was then increased with 1, 24 1 aluminum hydroxide (moist hydrate, corresponding to 0.719 t Al 2 0 3 ) to the final content of 18.4% Al 2 0 3 .
  • the solution was treated with a polymeric flocculant (8 ppm Alciar W5, Allied Colloids GmbH, Hamburg), sedimented overnight (12 h) and the supernatant was subjected to clarification by means of a filter with a washed filter aid layer made of Celiulose.
  • the solution which is still yellow after clear filtration, is oxidized again with 0.15% hydrogen peroxide (added as a 30% solution) and is then water-clear with a slight yellow tinge.
  • the product is a clear, slightly yellowish solution that is already viscous at room temperature.
  • the analysis is shown in Table 1 below.
  • the strongly colored, solids-containing, still hot product was mixed with a polymeric flocculant (8 ppm Mikrosorban 502, Giulini Chemie GmbH, Ludwigshafen), sedimented overnight (1 2 h) and the supernatant, using a filter with a washed-on filter auxiliary layer made of Celiulose, subjected to a clear filtration.
  • the solution which was cooled to about 40 ° C. after the filtration, was treated with 0.15% hydrogen peroxide (added as a 30% solution) for decolorization.
  • the product is a clear, almost colorless, viscous solution.
  • the aluminum-containing, alkaline, black-gray, solid-containing residue solution solution, characterized in more detail in Table 3, from the Raney nickel production was placed in a 25 m 3 container according to which. Oxidation with 0.15% hydrogen peroxide (addition as a 30% solution), heated to about 80 ° C. and then freed from the solids in accordance with Example 1. The supernatant was thickened to about 82% of its mass, to intermediate 1, in a single-stage expansion evaporator. The concentrate from the evaporator was pumped into an open, heatable reactor, aluminum hydroxide was added there and the mixture was evaporated to about 77.4% of its mass (intermediate product 2).
  • the intermediate product 2 was placed in a rotary kiln, calcined and then ground.
  • the solid sodium aluminate produced is a hygroscopic, eggshell-colored powder with a bulk density of approx. 0.8 g / cm 3 , which has a very good solubility in water.
  • the contents of the individual levels are listed in Table 3.
  • Table 3 Analyzes of starting material, intermediate products and product in the production of solid sodium aluminate from residual aluminum hydroxide solution in three stages
  • Nickel ppm 43 1 1 12 17 Example 4: Preparation of solid sodium aluminate from aluminum-containing, alkaline residues solutions in two stages.
  • Precoat layer Celiulose, 1 cm thick, the precoat layer was applied to the filter from an approx. 2.5% suspension. The continuous acceptance of the fitter cake was carried out with a hydraulic scraper acceptance.
  • Drum speed 0.3 to 1 rpm.
  • Spray dryer data electrically heated
  • the solid sodium aluminate produced by spray drying is a hygroscopic, eggshell-colored, fine powder whose bulk density is about 0.1 g / cm 3 and which dissolves very well in water.

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Abstract

The invention concerns a multi-stage method for the purification of the alkali-metal aluminate solutions arising as wastes in the aluminium processing industry, as well as the processing of solid aluminium-containing residues to give purified alkali-metal aluminate solutions or solid alkali-metal aluminates.

Description

VERFAHREN ZUR REINIGUNG VON ALKALIA UMINATENT HALTENDEN LÖSUNGEN METHOD FOR CLEANING ALKALIA UMINATENT HOLDING SOLUTIONS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung und Aufkonzentrierung von Alkalialuminatlösungen, die in der aluminiumverarbeitenden Industrie anfallen. Die Erfindung betrifft ferner die Aufarbeitung von aluminiumhydroxydhaltigen Schlämmen und Filterkuchen zu flüssigen oder festen Alkalialuminaten. In den folgenden Abschnitten werden beispielhaft, einige für die vorliegende Erfindung einsetzbare Materialien genannt.The present invention relates to a method for cleaning and concentrating alkali aluminate solutions which are obtained in the aluminum processing industry. The invention further relates to the processing of aluminum hydroxide-containing sludges and filter cakes to give liquid or solid alkali aluminates. The following sections provide examples of some materials that can be used for the present invention.
I. Natriumaluminat-Abfallösungen:I. Sodium aluminate waste solutions:
1.1. Beizlaugen: Die Oberfläche von Aluminiummetall wird vor seiner endgültigen Verwendung als Werkstoff durch Eloxieren geschützt. Vor dem Eloxieren werden die Aluminiumwerkstücke gereinigt und von Unregelmäßigkeiten, wie Schürfungen, Kratzer und Unebenheiten auf ihrer Oberfläche befreit. Die erste Reinigung oder das Beizen wird in heißen Natronlauge-Bädern durchgeführt, in die die Werkstücke eingetaucht werden. Dabei löst sich auch ein Teil des Aluminiummetalls auf und es entsteht in der Badflüssigkeit Natriumaluminat. Nach Erreichen eines Aluminiumgehaltes von ca. 60 g/1 werden diese Bäder verworfen bzw. erneuert. Als Material für das erfindungsgemäße Verfahren sind diese verbrauchten natriumaluminathaltigen Beizbäder besonders bevorzugt. In weiteren Spülprozesβen, die die so angebeizten Werkstücke durchlaufen, bevor sie in die schwefelsauere Anodisierflüssigkeiten getaucht werden, fallen Abfallflüssigkeiten (Standspülen) an, die ebenfalls gelöstes Natriumaluminat enthalten und somit im Sinne der vorliegenden Erfindung1.1. Pickling liquors: The surface of aluminum metal is protected from its final use as a material by anodizing. Before anodizing, the aluminum workpieces are cleaned and any irregularities such as abrasions, scratches and bumps on their surface are removed. The first cleaning or pickling is carried out in hot sodium hydroxide baths in which the workpieces are immersed. Part of the aluminum metal also dissolves and sodium aluminate is formed in the bath liquid. After reaching an aluminum content of approx. 60 g / 1, these baths are discarded or replaced. These used sodium aluminate pickling baths are particularly preferred as material for the process according to the invention. In further rinsing processes which pass through the workpieces so pickled before they are immersed in the sulfuric acid anodizing liquids, waste liquids (standing rinses) are obtained which also contain dissolved sodium aluminate and thus in the sense of the present invention
ERSATZBLÄTT(REGEL26) — __ — verwendbar sind.SPARE BLADE (RULE 26) - __ - can be used.
1.2. Aluminiumhaltige Abfallösungen entstehen auch bei der Wiederaufbereitung von aluminiumhaltigen Katalysatoren und z.B. bei Platforming Katalysatoren und außerdem bei der Herstellung von Raney- Nickel, die eine besonders pyrophore Form des Nickels darstellt und als Katalysator in vielen chemischen Prozessen eingesetzt wird.1.2. Aluminum-containing waste solutions also arise during the reprocessing of aluminum-containing catalysts and e.g. in platforming catalysts and also in the production of Raney nickel, which is a particularly pyrophoric form of nickel and is used as a catalyst in many chemical processes.
Raney-Nickel wird hergestellt, indem zuerst Nickel mit Metallen, z.B. mit Aluminium, Silicium, Magnesium oder Zink legiert wird und dann diese Legierung nach der mechanischen Zerkleinerung mit Natronlauge oder Kalilauge behandelt wird. Dabei wird katalytisch-inaktives Metall herausgelöst, wobei ein schwarzer Metallschwamm als "Aktivnickel" übrigbleibt. Die bei diesem Vorgang anfallenden Abfallösungen sind, sofern Aluminium ein Legierungsbestandteil ist, im Sinne des vorliegenden Verfahrens als Ausgangsstoff einsetzbar.Raney nickel is made by first nickel with metals, e.g. is alloyed with aluminum, silicon, magnesium or zinc and then this alloy is treated with sodium hydroxide solution or potassium hydroxide solution after mechanical grinding. This removes catalytically inactive metal, leaving a black metal sponge as "active nickel". The waste solutions resulting from this process, provided aluminum is an alloy component, can be used as a starting material in the sense of the present process.
.3. Unter den technischen Verformungsverfahren des Aluminiums spielt das Strangpressen zur Herstellung von Profilen aus Blöcken und Stangen eine große Rolle. Beim Pressvorgang verbleiben im Presswerkzeug Aluminiumreste, die entfernt werden müssen. Sie lassen sich am besten mit Natronlauge auflösen. Die hier anfallenden alkalischen Lösungen stellen nichts anderes dar, als eine mehr oder minder verunreinigte Natriumaluminatlösung und können somit ebenfalls im Sinne dieser Erfindung verwendet werden..3. Among the technical deformation processes of aluminum, extrusion plays a major role in the production of profiles from blocks and bars. During the pressing process, aluminum residues remain in the pressing tool, which must be removed. The best way to dissolve them is with sodium hydroxide solution. The alkaline solutions obtained here represent nothing other than a more or less contaminated sodium aluminate solution and can therefore also be used for the purposes of this invention.
II. Feste aluminiumhaltige ReststoffeII. Solid aluminum-containing residues
Alkalialuminate enstehen generell durch die Auflösung von festenAlkali aluminates generally arise from the dissolution of solid ones
E EL26 aluminiumhaltigen Reststoffen in wäßrigen Alkalilaugen. Gemäß Erfindung sind hierfür alle wäßrigen Alkalilaugen, z.B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid für die Auflösung der festen aluminiumhaltigen Restβtoffen einsetzbar.E EL26 aluminum-containing residues in aqueous alkali lyes. According to the invention, all aqueous alkali solutions, for example sodium hydroxide or potassium hydroxide, can be used for the dissolution of the solid aluminum-containing residual substances.
11.1. Aluminiumhydroxid-Schlämme11.1. Aluminum hydroxide slurries
Erfindungsgemäß können sämtliche aluminiumhydroxydhaltigen Schlämme und Filterkuchen eingesetzt werden, die bei der Neutralisation von alkalischen oder saueren aluminiumhaltigen Abfallösungen entstehen, z.B. wenn man alkalische Eloxallaugen mit Schwefelsäureelektrolyt aus dem Aluminium-Anodisierprozeß zusammenbringt, (USP 4,265,863/USP 3,909,405).According to the invention, all aluminum hydroxide-containing sludges and filter cakes can be used which result from the neutralization of alkaline or acidic aluminum-containing waste solutions, e.g. if you combine alkaline anodizing eyes with sulfuric acid electrolyte from the aluminum anodizing process (USP 4,265,863 / USP 3,909,405).
1 .2. Geeignete Aluminiumhydroxide entstehen ferner bei der Regeneration des Beizbades gemäß der DE OS 40 08 379, in dem Aluminiumhydroxyd in situ ausgefällt wird.1 .2. Suitable aluminum hydroxides also arise during the regeneration of the pickling bath according to DE OS 40 08 379, in which aluminum hydroxide is precipitated in situ.
III. AluminiumoxideIII. Aluminum oxides
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind auch die zur gamma Gruppe gehörenden Niedertemperaturformen des Aluminiumoxyds geeignet. Sie entstehen aus den Aluminiumhydroxyden durch Erhitzen auf 400 bis 750 °C und finden aufgrund ihrer großen Porenvolumina und ihrer großen spezifischen Oberflächen Verwendung als Katalysatoren bei der Dehydrierung von Alkoholen, als Katalysatorträger, Trockenmittel und als Chromatographiesäulenfüllungen zur Trennung von Naturstoffen. Verunreinigte Materialien aus den obengenannten Verwendungen lösen sich in heißen konzentrierten Alkalilaugen und sind als Rohstoff für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Auch ein nur zum Teil auflösbaresThe low-temperature forms of aluminum oxide belonging to the gamma group are also suitable for the process according to the invention. They arise from the aluminum hydroxides by heating to 400 to 750 ° C and, due to their large pore volumes and their large specific surfaces, are used as catalysts in the dehydrogenation of alcohols, as catalyst supports, drying agents and as chromatography column fillings for the separation of natural products. Contaminated materials from the uses mentioned above dissolve in hot concentrated alkali lyes and are the raw material for this method according to the invention suitable. Also only partially resolvable
Material kann im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.Material can be used in the process according to the invention.
IV. Für das erfindungsgemäße Verfahren sind natürlich auch alle Kombinationen oder Mischungen geeignet, die aus den vorgenannten Lösungen mit den festen aluminiumhydroxid- oder aluminiumoxydhaltigen Reststoffen entstehen.IV. All combinations or mixtures which arise from the aforementioned solutions with the solid aluminum hydroxide or aluminum oxide-containing residues are of course also suitable for the process according to the invention.
Diese Aufzählung der erfindungsgemäß einsetzbaren Materialien ist nicht vollständig und sollte die vorliegende Erfindung in keiner Weise limitieren.This list of the materials which can be used according to the invention is not complete and should in no way limit the present invention.
Stand der TechnikState of the art
In der Literatur wurde die Aufbereitung von alkalischen Aluminiumbeizlaugen bereits in der US -A 4,265,863 vorgeschlagen. Demnach wird ein integriertes Verfahren für die Behandlung von Abwasser aus Anodisierbetrieben vorgeschlagen, das zwei Sorten von Abfallösungen verwendet, nämlich die alkalische Ätzlösung und die wäßrige Schwefelsäurelösung, wobei die Aufbereitung drei Verfahrenswege umfaßt:The preparation of alkaline aluminum pickling liquors has already been proposed in US-A 4,265,863. Accordingly, an integrated process for the treatment of waste water from anodizing plants is proposed, which uses two types of waste solutions, namely the alkaline etching solution and the aqueous sulfuric acid solution, the treatment comprising three process routes:
1. Herstellung von Aluminiumsulfat durch Behandlung eines Teiles des Anodisierabwasserdurchsatzes durch Verdampfen und Kristallisation oder mit einem Teil des im Schritt 2.) gebildeten Aluminiumhydroxids.1. Production of aluminum sulfate by treating a part of the anodizing waste water throughput by evaporation and crystallization or with a part of the aluminum hydroxide formed in step 2.).
2. Herstellung von gefälltem Aluminiumhydroxid und einer Natriumsulfatlösung durch Behandlung des Teils des Anodisierabwasserdurchsatzes, der im Schritt 1.) nicht verbraucht worden ist, mit einem Teil des Ätzabwasserdurchsatzes.2. Preparation of precipitated aluminum hydroxide and a sodium sulfate solution by treating the part of the anodizing waste water throughput that is not consumed in step 1.) with part of the caustic waste water throughput.
3. Herstellung einer Natriumaluminatlösung durch Umsetzung des Teils des Ätzwasserdurchsatzes mit im Schritt 2.) hergestellten Aluminiumhydroxid unter Austritt einer Wassermenge, um schließlich das Natriumaluminat als konzentrierte Lösung, als Pulver oder als Granulat zu erhalten. Eine sehr wichtige Voraussetzung, die erfüllt sein muß, ist, daß gemäß Spalte 11, Zeilen 5 ff, die verwendeten Ausgangslösungen keine organischen und mineralischen Verunreinigungen enthalten dürfen, sonst ist das Verfahren nicht mit Erfolg anwendbar. Dieses Verfahren beinhaltet also keine Reinigung der hier zum Einsatz kommenden Lösungen, da dieses Verfahren nur für "saubere" Lösungen konzipiert ist.3. Preparation of a sodium aluminate solution by reacting the part of the etching water throughput with aluminum hydroxide produced in step 2.) with the escape of a quantity of water in order finally to obtain the sodium aluminate as a concentrated solution, as a powder or as granules. A very important requirement that must be met is that according to column 11, lines 5 ff, the starting solutions used must not contain any organic and mineral impurities, otherwise the process cannot be used successfully. This process therefore does not include cleaning of the solutions used here, since this process is only designed for "clean" solutions.
Gemäß der US-A 4 265 863 ist es erforderlich, daß die verwendeten Ausgangslösungen keine organischen und mineralischen Verunreinigungen enthalten. Andernfalls ist das Verfahren nicht mit Erfolg anwendbar. Das bekannte Verfahren beinhaltet also keine Reinigung der bei ihm zum Einsatz kommenden Lösungen, da es nur für "saubere" Lösungen konzipiert ist.According to US-A 4,265,863, it is necessary that the starting solutions used contain no organic and mineral contaminants. Otherwise the procedure cannot be used successfully. The known method therefore does not include cleaning of the solutions used in it, since it is only designed for "clean" solutions.
Allen Lösungen, die in den Abschnitten I bis IV entstehen bzw. anfallen, ist es gemeinsam, daß sie schwankende Konzentrationen an Alkalialuminat aufweisen, alkalisch sind und daß sie einige unerwünschte Begleitstoffe, wie Schwermetalle, Feststoffe und Sediment etc. enthalten, die ihre Weiterverwendung aufgrund dieser Verunreinigungen, sowie durch ihre Färbung oder Toxizität limitieren oder verhindern. Es ist daher das Ziel dieser Erfindung ein allgemein anwendbaresIt is common to all the solutions that arise or arise in Sections I to IV that they have fluctuating concentrations of alkali aluminate, are alkaline and that they contain some undesirable accompanying substances, such as heavy metals, solids and sediment, etc., which result in their further use limit or prevent these impurities, as well as their color or toxicity. It is therefore the object of this invention to be generally applicable
Verfahren zur Verfügung zu stellen, nach dem aus verunreinigten alkalischen aluminathaltigen Abfallösungen bzw. festen aluminiumhaltigen Reststoffen, Alkalialuminate in Form von Lösung oderTo provide a process according to which, from contaminated alkaline waste solutions containing aluminate or solid residues containing aluminum, alkali aluminates in the form of a solution or
Pulver herstellbar sind. Nach diesem Verfahren sollte es auch möglich sein, mehrere Alkalialuminate mit unterschiedlicher Konsistenz und unterschiedlichen Molverhältnissen von Alkalioxid zu AI O und AI OPowders can be produced. According to this process, it should also be possible to use several alkali aluminates with different consistencies and different molar ratios of alkali oxide to Al O and Al O
Gehalten herzustellen.Held to manufacture.
Diese Aufgabe konnte durch ein kombiniertes Verfahren gelöst werden, das im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, daß die aluminathaltigen Abfallösungen und bzw. Schlämme in einem integrierten Prozeß zu Alkalialuminat-Lösung bzw. zu festen Alkalialuminaten aufgearbeitet werden. Im einzelnen ist das erfindungsgemäße Verfahren durch folgende Schritte gekennzeichnet:This object could be achieved by a combined process which is essentially characterized in that the waste solutions and / or sludges containing aluminate are worked up in an integrated process to form alkali aluminate solution or to solid alkali aluminates. In particular, the method according to the invention is characterized by the following steps:
l.a. ) Steht festes aluminiumhaltiges Material zur Verfügung, so wird dieses zunächst in heißer Alkalilauge aufgelöst. Diese Lösungen werden dann der ersten Oxydation zugeführt.l.a. ) If solid aluminum-containing material is available, this is first dissolved in hot alkali lye. These solutions are then fed to the first oxidation.
1. b. ) Wenn man von flüssigen Abfallösungen ausgeht, so können diese Lösungen sofort der ersten Oxydation unterworfen werden. Gegebenenfalls wird Alkalilauge eingesetzt, um das im Sediment bzw. zugesetzten Schlamm enthaltene Alumnium in Lösung zu bringen, und so das Alkalioxyd/Al O Molverhältnis im Bereich von 1 bis 5, bevorzugt, 1 bis 2 einzustellen.1. b. ) If you start with liquid waste solutions, these solutions can be subjected to the first oxidation immediately. Optionally, alkali metal hydroxide solution is used to dissolve the aluminum contained in the sediment or added sludge, and thus to set the alkali oxide / Al O molar ratio in the range from 1 to 5, preferably 1 to 2.
Die in l.a.) und b.) anfallenden Lösungen weisen vor der ersten Oxydation ein Alkalioxyd/Al O Molverhältniε von kleiner 5, vorzugsweise 0,9 bis 3, insbesondre 1,2 bis 2, auf und einen AI O Gehalt von 3 bis 20 Gew. % auf.The solutions in la) and b.) Show before the first Oxidation has an alkali oxide / Al O molar ratio of less than 5, preferably 0.9 to 3, in particular 1.2 to 2, and an Al O content of 3 to 20% by weight.
2. Die verunreinigten Abfallösungen werden mit einem Oxydationsmittel, bevorzugt Wasserstoffperoxid oxydiert, um die Lösungen zu entfärben. Die Oxidation wird in Abhängigkeit von der Stabilität bzw. Wirkungsbereich des Oxidationsmittels bei der jeweils geeigneten Temperatur, vorzugsweise bei Raumtemperatur, durchgeführt. Als Oxydationsnmittel sind alle gängigen Mittel geeignet, z.B. H O , Natriumperborat u.a. Je nach dem Verunreinigungsgrad werden 0,05 bis 0,5 Gew. % Oxydationsmittel bezogen auf die eingesetzen Mengen zugesetzt. Die Entfärbung der Lösungen kann zusätzlich durch Adsorption der färbenden Verunreinigungen an Aktivkohle durchgeführt werden.2. The contaminated waste solutions are oxidized with an oxidizing agent, preferably hydrogen peroxide, in order to decolorize the solutions. Depending on the stability or range of action of the oxidizing agent, the oxidation is carried out at the appropriate temperature, preferably at room temperature. All common agents are suitable as oxidizing agents, e.g. H O, sodium perborate and others Depending on the degree of contamination, 0.05 to 0.5% by weight of oxidizing agent, based on the amounts used, are added. The solutions can also be decolorized by adsorbing the coloring impurities on activated carbon.
3. Vor der jetzt stattfindenden 1. mechanischen Reinigung, wird die Lösung auf 50 bis 100 °C, bevorzugt 70 bis 80 °C, aufgeheizt, um die Viskosität zu erniedrigen. Die mechanische Abtrennung entfernt noch verbliebene hydroxydhaltige Trübstoffe. Alle Trennverfahren können dabei einzeln oder in Kombination Anwendung finden, z.B. Sedimentation mit Precoat-Filtration, mit Zentrifugation und "Cross-flow" Membranfiltration. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, in der 1. mechanischen Reinigung Hilfstoffe, z.B. Trimercapto-s-triazin (TMT) oder Di-2-ethylhexyl-dithiophosphat zum Fällen und /oder zum Komplexieren von Schwermetallen, und/oder organische Flockungsmittel oder Polyelektrolyte in Verbindung auch mit Aktivkohle zuzusetzen, um die mechanische Trennung zu verbessern.3. Before the first mechanical cleaning now taking place, the solution is heated to 50 to 100 ° C., preferably 70 to 80 ° C., in order to lower the viscosity. The mechanical separation removes any remaining cloudy turbidity. All separation processes can be used individually or in combination, e.g. Sedimentation with precoat filtration, with centrifugation and "cross-flow" membrane filtration. It has proven to be particularly advantageous to use auxiliary substances, e.g. Trimercapto-s-triazine (TMT) or di-2-ethylhexyl dithiophosphate for precipitating and / or complexing heavy metals, and / or adding organic flocculants or polyelectrolytes in conjunction with activated carbon to improve the mechanical separation.
4. Nach dieser Trennung wird die Mutterlauge, durch Eindampfen auf 104. After this separation, the mother liquor is evaporated to 10
ERSATZBLÄTT(REGEL26) bis 25 Gew.% AI O , vorzugsweise 15 bis 25 Gew. %, konzentriert. Bei diesem Schritt kann es noch mit Aluminiumhydroxid bzw. Aluminiumoxyd, z.B. mit solchen, die in den Abschnitten II oder III genannt worden sind, versetzt werden. Das Alkalioxyd/Al O Verhältnis muß dabei überSPARE BLADE (RULE 26) to 25 wt.% Al O, preferably 15 to 25 wt.%, concentrated. In this step, aluminum hydroxide or aluminum oxide, for example those mentioned in Sections II or III, can also be added. The alkali oxide / Al O ratio must be above
1, vorzugsweise auf 1,2 bis 2 gehalten werden.1, preferably kept at 1.2 to 2.
5. Das so entstandene Zwischenprodukt ZP 1 wird jetzt der 2. mechanischen Reinigung unterworfen, wobei gegebenenfalls Reste der 1. Reinigung, durch Konzentrierung ausgefallene Trübstoffe, sowie ggf. ungelöste Teile der unter 4. zugesetzten Stoffe, entfernt werden. Dieser Schritt kann genauso, wie bei der 1. mechanischen Reinigung, unter Verwendung von Hilfsstoffen und unter Anwendung der unterschiedlichsten bereits unter Punkt 3 genannten Trennverfahren erfolgen.5. The intermediate product ZP 1 thus formed is now subjected to the second mechanical cleaning, whereupon residues from the first cleaning, turbidity precipitated by concentration, and any undissolved parts of the substances added under 4. are removed. This step can be carried out in the same way as for the 1st mechanical cleaning, using auxiliaries and using the various separation processes already mentioned under point 3.
Das Zwischenprodukt ZP 1, kann gegebenenfalls vor der Stufe 5 mit Hilfe von Oxidationsmitteln entfärbt werden, falls solche Bestandteile noch vorhanden sein sollten bzw. in der Stufe 4 eingebracht wurden. Man kann die färbenden Anteile aber auch mit Aktivkohle entfernen.The intermediate product ZP 1 can optionally be decolorized before step 5 with the aid of oxidizing agents if such constituents should still be present or have been introduced in step 4. You can also remove the coloring components with activated carbon.
Nach diesen Schritten ist das erste Endprodukt EP 1 bereits in Form einer hellen und klaren Lösung verfügbar und für alle bekannten Zwecke einsetzbar. Es hat ein Alkalioxyd /AI O Molverhältnis von mind. 1 bis 2 und einen AI O Gehalt von 10 bis 25 Gew. %After these steps, the first end product EP 1 is already available in the form of a bright and clear solution and can be used for all known purposes. It has an alkali oxide / Al O molar ratio of at least 1 to 2 and an Al O content of 10 to 25% by weight.
Zur Herstellung von festem Alkalialuminat mit einem AI O Gehalt von 36 bis 62 Gew. %, bevorzugt 45 bis 55 Gew. % , gibt es erfindungsgemäß mehrere weitere Verfahrensschritte:According to the invention, there are several further process steps for the production of solid alkali aluminate with an AlO content of 36 to 62% by weight, preferably 45 to 55% by weight:
ERSATZBLÄTT REGEL26) 7. ) Man kann das Endprodukt EP 1 durch Wasserverdampfung bis zumERSATZBLÄTT REGEL26) 7.) The end product EP 1 can be evaporated up to
Feststoff eindampfen. Je nach dem Grad der Eindampfung undEvaporate solid. Depending on the degree of evaporation and
Alkalioxyd/Al O Verhältnis kann man Produkte mit unterschiedlichenAlkaline oxide / Al O ratio can be used with different products
AI o Gehalten herstellen.AI o produce content.
8.) Man kann das Endprodukt EP 1 durch Wasserverdampfung auf einen AI O Gehalt von 25 bis 33 Gew. % aufkonzentrieren und dann diese Lösung in einem Sprühtrockner oder in einem anderen geeignetem Aggregat trocknen. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, daß das feste Endprodukt EP 2 in einer rieselfähigen Konsistenz mit geringer Schüttdichte entsteht. Dies kann Vorteile haben bei einigen Anwendungen, z.B. in der Baustoffindustrie.8.) The end product EP 1 can be concentrated to an AlO content of 25 to 33% by weight by water evaporation and then this solution can be dried in a spray dryer or in another suitable unit. The advantage of this method is that the solid end product EP 2 is produced in a free-flowing consistency with a low bulk density. This can have advantages in some applications, e.g. in the building materials industry.
9.) Als eine weitere Variante bietet sich die Kalzination an. Die Lösung EP 1 wird durch Wasserverdampfung zum Feststoff eingedampft und anschließend in einem Drehrohrofen kalziniert.9.) Calcination is another option. Solution EP 1 is evaporated to a solid by water evaporation and then calcined in a rotary kiln.
In den folgenden Beispielen wird die Leistungsfähigkeit des erindungsgemäßen Verfahrens anhand der Analysenergebnisse die man bei den verschiedenen Ausgangsmaterialien vor bzw. nach der Reinigung erzielt hatte , demonstriert.In the following examples, the performance of the process according to the invention is demonstrated on the basis of the analysis results which had been achieved with the various starting materials before and after cleaning.
26 Beispiel 1 : Herstellung von Natriumaluminat aus Eloxallaugen und Feuchthydrat26 Example 1: Production of sodium aluminate from anodized eyes and moist hydrate
Die in Tabelle 1 näher charakterisierte, schwarz gefärbte, feststoffhaltige Eloxallauge wurde in zwei Chargen, in einem 25 m3 Behälter, bei Temperaturen nicht über 30 * C, mit 0,1 5 % Wasserstoffperoxid (Zugabe als 30 %ige Lösung) versetzt und die Lösung eine weitere Stunde durchmischt, damit die Oxidationsreaktion vollständig ablaufen kann. Im Anschluß daran wurden die Eloxallaugen auf ca. 80 " C aufgeheizt, mit Flockungshilfs- mittel (8 ppm Alciar W5, Allied Colloids GmbH, Hamburg) und mit 0,1 % Trimercapto-S- triazin-trinatriumsalzlösung (TMT 1 5, Degussa AG, Hanau) behandelt und 1 2 h sedimen- tiert. Der Überstand wurde in einem einstufigen Expansionsverdampfer zum Zwischen¬ produkt 1 eingedickt. Zwischenprodukt 1 :Which characterized in more detail in Table 1, black-colored, solid-containing Eloxallauge was divided into two batches, in a 25 m 3 tank, at temperatures not above 30 * C with 0.1 5% hydrogen peroxide (added as a 30% solution) was added and the Mix the solution for another hour so that the oxidation reaction can proceed completely. Subsequently, the anodized eyes were heated to approx. 80 "C, with flocculant (8 ppm Alciar W5, Allied Colloids GmbH, Hamburg) and with 0.1% trimercapto-S-triazine-trisodium salt solution (TMT 1 5, Degussa AG , Hanau) and sedimented for 1 to 2. The supernatant was thickened in a one-stage expansion evaporator to form intermediate 1. Intermediate 1:
Al203: 1 6,27 % Na20: 18,46 %Al 2 0 3 : 1 6.27% Na 2 0: 18.46%
Das Zwischenprodukt 1 wurde dann mit 1 ,24 1 Aluminiumhydroxid (Feuchthydrat, entsprechend 0,719 t Al203) auf den Endgehalt von 18,4 % Al203 aufgestockt. DieseThe intermediate product 1 was then increased with 1, 24 1 aluminum hydroxide (moist hydrate, corresponding to 0.719 t Al 2 0 3 ) to the final content of 18.4% Al 2 0 3 . This
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Lösung wurde mit einem polymeren Flockungshilfsmittel (8 ppm Alciar W5, Allied Colloids GmbH, Hamburg) behandelt, über Nacht (12 h) sedimentiert und der Überstand, mittels eines Filters mit einer angeschwemmten Filterhilfsschicht aus Celiulose, einer Klarfiltration unterworfen. Die nach der Klarfiltration noch gelbe Lösung wird nochmals mit 0,15 % Wasserstoffperoxid (Zugabe als 30 %ige Lösung) oxidiert und ist danach wasser¬ klar mit einem leichten Gelbstich.The solution was treated with a polymeric flocculant (8 ppm Alciar W5, Allied Colloids GmbH, Hamburg), sedimented overnight (12 h) and the supernatant was subjected to clarification by means of a filter with a washed filter aid layer made of Celiulose. The solution, which is still yellow after clear filtration, is oxidized again with 0.15% hydrogen peroxide (added as a 30% solution) and is then water-clear with a slight yellow tinge.
Das Produkt ist eine klare, leicht gelbliche, bei Raumtemperatur schon sehr zähfließende Lösung. Die Analyse ist in der folgenden Tabelle 1 wiedergegeben.The product is a clear, slightly yellowish solution that is already viscous at room temperature. The analysis is shown in Table 1 below.
ERSÄΓZBLÄΓT (REGEL 26) Tabelle 1 : Analysen zu Edukt und Produkt bei der Herstellung von Natriumaluminatlö- sung aus EloxaliaugeERSÄΓZBLÄΓT (RULE 26) Table 1: Analyzes of the educt and product in the production of sodium aluminate solution from anodized aluminum
Anga¬ Eloxallauge; Produkt; be homogeni¬ Filtrat in sierte LösungAnga¬ anodizing solution; Product; be homogenized filtrate in solution
Na20 % 13,35 18,3Na 2 0% 13.35 18.3
Al203 % 1 1 ,77 18,4Al 2 0 3 % 1 1, 77 18.4
Na/AI mol/mol 1 ,87 1 ,63Na / Al mol / mol 1, 87 1, 63
Eisen ppm 3 006 140Iron ppm 3 006 140
Arsen ppm 0,04 0,03Arsenic ppm 0.04 0.03
Chrom ppm 387 8Chromium ppm 387 8
Nickel ppm 26 0Nickel ppm 26 0
Kupfer ppm 137 4,5Copper ppm 137 4.5
Blei ppm 5,3 0Lead ppm 5.3 0
Quecksilber ppm 0,21 0Mercury ppm 0.21 0
Cadmium ppm 0 0Cadmium ppm 0 0
Silizium ppm 2.172 548Silicon ppm 2,172,548
REGEL 2b Beispiel 2: Herstellung von Natriumaluminatlösung unter Verwendung fester aluminium- haltiger ReststoffeRULE 2b Example 2: Preparation of sodium aluminate solution using solid aluminum-containing residues
Der in Tabelle 2 näher charakterisierte aluminumhydroxidhaltige Reststoff, der nach dem unter Kapitel 11.2 beschriebenen Verfahren gewonnen wird, wurde in einem direkt mit Dampf beheizten Reaktor in 50 %iger Natronlauge aufgelöst. Das stark gefärbte, feststoff- haltige, noch heiße Produkt wurde mit einem polymeren Flockungshilfsmittel ( 8 ppm Mikrosorban 502, Giulini Chemie GmbH, Ludwigshafen) versetzt, über Nacht ( 1 2 h) sedimentiert und der Überstand, mittels eines Filters mit einer angeschwemmten Fil¬ terhilfsschicht aus Celiulose, einer Klarfiltration unterworfen. Die nach der Filtration auf ca. 40 *C abgekühlte Lösung wurde zur Entfärbung mit 0,15 % Wasserstoffperoxid (Zugabe als 30 %ige Lösung) behandelt. Das Produkt ist eine klare, fast farblose, zähfließende Lösung.The aluminum hydroxide-containing residue characterized in more detail in Table 2, which is obtained by the process described in Chapter 11.2, was dissolved in 50% sodium hydroxide solution in a reactor heated directly with steam. The strongly colored, solids-containing, still hot product was mixed with a polymeric flocculant (8 ppm Mikrosorban 502, Giulini Chemie GmbH, Ludwigshafen), sedimented overnight (1 2 h) and the supernatant, using a filter with a washed-on filter auxiliary layer made of Celiulose, subjected to a clear filtration. The solution, which was cooled to about 40 ° C. after the filtration, was treated with 0.15% hydrogen peroxide (added as a 30% solution) for decolorization. The product is a clear, almost colorless, viscous solution.
Tabelle 2: Analysen des aluminiumhaltigen Reststoffes und der daraus hergestellten NatriumaluminatlösungTable 2: Analyzes of the aluminum-containing residue and the sodium aluminate solution prepared from it
Anga¬ Reststoff; Produkt; be inAnga residue; Product; be in
Feuchte % 16 - -Humidity% 16 - -
Na20 % 0,66 19,7Na 2 0% 0.66 19.7
Al203 % 52,42 19,6Al 2 0 3 % 52.42 19.6
Na/AI mol/mol - - 1 ,65Na / Al mol / mol - - 1.65
Eisen ppm 740 16Iron ppm 740 16
Chrom ppm 2 1Chromium ppm 2 1
Nickel ppm 760 1Nickel ppm 760 1
Kupfer ppm 30 0Copper ppm 30 0
Blei ppm 5 0Lead ppm 5 0
Zink ppm 30 2Zinc ppm 30 2
ERSATZBLÄΪT (REGEL 26) Beispiel 3: Herstellung von kalziniertem, festem Natriumaluminat aus aiuminiumhaltiger Reststofflösung in drei Stufen.SPARE BLADE (RULE 26) Example 3: Production of calcined, solid sodium aluminate from a solution containing aluminumium in three stages.
Die in Tabelle 3 näher charakterisierte, aus der Raneynickelherstellung stammende, aluminiumhaltige, alkalische, schwarz-graue, feststoffhaltige Reststofflösung wurde in einem 25 m3 Behälter, nach der. Oxidation mit 0,15 % Wasserstoffperoxid (Zugabe als 30 %ige Lösung), auf ca. 80 * C aufgeheizt und im Anschluß daran entsprechend Beispiel 1 von den Feststoffen befreit. Der Überstand wurde in einem einstufigen Expansionsver¬ dampfer auf ca. 82 % seiner Masse, zum Zwischenprodukt 1 , eingedickt. Das Konzentrat aus dem Eindampfer wurde in einen offenen beheizbaren Reaktor ge¬ pumpt, dort mit Aluminiumhydroxid versetzt und durch Verdampfen von Wasser auf ca. 77,4 % seiner Masse eingedickt (Zwischenprodukt 2). Nach dem Erstarren wurde das Zwi¬ schenprodukt 2 in einen Drehrohrofen gegeben, kalziniert und anschließend gemahlen. Das hergestellte feste Natriumaluminat ist ein hygroskopisches, eierschalenf arbenes Pulver mit einer Schüttdichte von ca. 0,8 g/cm3, das eine sehr gute Löslichkeit in Wasser aufweist. Die Gehalte der einzelnen Stufen sind in der Tabelle 3 aufgelistet.The aluminum-containing, alkaline, black-gray, solid-containing residue solution solution, characterized in more detail in Table 3, from the Raney nickel production was placed in a 25 m 3 container according to which. Oxidation with 0.15% hydrogen peroxide (addition as a 30% solution), heated to about 80 ° C. and then freed from the solids in accordance with Example 1. The supernatant was thickened to about 82% of its mass, to intermediate 1, in a single-stage expansion evaporator. The concentrate from the evaporator was pumped into an open, heatable reactor, aluminum hydroxide was added there and the mixture was evaporated to about 77.4% of its mass (intermediate product 2). After solidification, the intermediate product 2 was placed in a rotary kiln, calcined and then ground. The solid sodium aluminate produced is a hygroscopic, eggshell-colored powder with a bulk density of approx. 0.8 g / cm 3 , which has a very good solubility in water. The contents of the individual levels are listed in Table 3.
Tabelle 3: Analysen von Edukt, Zwischenprodukten und Produkt bei der Herstellung von festem Natriumaluminat aus aiuminiumhaltiger Reststofflauge in drei StufenTable 3: Analyzes of starting material, intermediate products and product in the production of solid sodium aluminate from residual aluminum hydroxide solution in three stages
Anga¬ Eingang; Zwischenpro¬ Zwischen¬ Produkt; be alumini¬ dukt 1 ; produkt 2; in umhaltige konzentrierte Lösung LaugeAnga¬ entrance; Zwischenpro¬ Zwischen¬ product; be alumini¬ duct 1; product 2; in a concentrated concentrated solution
Na20 % 20,9 25,2 26,0 40,5Na 2 0% 20.9 25.2 26.0 40.5
Al203 % 16,2 20,0 37,1 54,6Al 2 0 3 % 16.2 20.0 37.1 54.6
Na/AI mol/mol 2,1 2,1 1 ,2 1 ,2Na / Al mol / mol 2.1 2.1 1, 2 1, 2
Eisen ppm 52 30 30 45Iron ppm 52 30 30 45
Nickel ppm 43 1 1 12 17 Beispiel 4: Herstellung von festem Natriumaluminat aus aluminiumhaltigen, alkalischen Reststofflösungen in zwei Stufen.Nickel ppm 43 1 1 12 17 Example 4: Preparation of solid sodium aluminate from aluminum-containing, alkaline residues solutions in two stages.
Zu 500 kg der in Tabelle 4 näher charakterisierten, dunkel schwarz gefärbten, kalten Eloxallauge wurden in einem doppelwandigen, dampfbeheizbaren Rührbehälter unter Rühren 2,5 kg 30 %iges Wasserstoffperoxid zugegeben. Nach ca. einer Stunde Rühren wurde die Lauge auf 80 *C aufgeheizt. Diese heiße Suspension wurde durch ein Precoat- Saugzellendrehfilter mit Precoat-Schaberabnahme klarfiltriert und zwischengelagert. Als Precoat wurde Celiulose eingesetzt. Filtrationsdaten der Precoat-Drehzellensaugfiltration:2.5 kg of 30% hydrogen peroxide were added to 500 kg of the dark black colored, cold anodizing solution, which is characterized in more detail in Table 4, in a double-walled, steam-heated stirred tank. After stirring for about an hour, the alkali was heated to 80 ° C. This hot suspension was clarified by a precoat suction cell rotary filter with precoat scraper removal and stored temporarily. Celiulose was used as the precoat. Filtration data of the precoat rotary cell suction filtration:
Temperatur der Lauge während der Filtration ca. 80 °C.Lye temperature during filtration approx. 80 ° C.
Precoatschicht: Celiulose, 1 cm dick, die Precoatschicht wurde aus einer ca. 2,5 %- igen Suspension auf das Filter aufgezogen. Die kontinuierliche Abnahme des Fiiterku- chens erfolgte mit einer hydraulischen Schaberabnahme.Precoat layer: Celiulose, 1 cm thick, the precoat layer was applied to the filter from an approx. 2.5% suspension. The continuous acceptance of the fitter cake was carried out with a hydraulic scraper acceptance.
Trommeldrehzahl: 0,3 bis 1 U/min.Drum speed: 0.3 to 1 rpm.
Fiitratstrom: 250 l/(m2h). Das noch heiße, klare, leicht gelbliche Filtrat wurde dann im Reaktor ca. 3 h unter Rühren eingedickt. Das dadurch erhaltene Konzentrat, weist die in Tabelle 5 aufgeführten Gehalte auf.Fiitrate flow: 250 l / (m 2 h). The still hot, clear, slightly yellowish filtrate was then concentrated in the reactor for about 3 hours with stirring. The concentrate thus obtained has the contents listed in Table 5.
Von dieser Lösung wurden 12,4 kg im Sprühtrockner versprüht und getrocknet. Sprühtrocknerdaten: elektrisch beheizt,12.4 kg of this solution were sprayed and dried in a spray dryer. Spray dryer data: electrically heated,
Lufteintrittemperatur: 350 " CAir inlet temperature: 350 "C
Luftaustrittemperatur: 200 * CAir outlet temperature: 200 * C
Durchsatz zu trocknender Lösung: 3 kg/hThroughput of solution to be dried: 3 kg / h
Das durch Sprühtrocknung hergestellte feste Natriumaluminat ist ein hygroskopisches, eierschalenfarbenes, feines Pulver, dessen Schüttdichte bei ca. 0,1 g/cm3 liegt und das sich sehr gut in Wasser löst.The solid sodium aluminate produced by spray drying is a hygroscopic, eggshell-colored, fine powder whose bulk density is about 0.1 g / cm 3 and which dissolves very well in water.
Die Gehalte von Edukt, Zwischenprodukt und Produkt sind in der Tabelle 4 zusammen¬ gestellt. The contents of starting material, intermediate product and product are summarized in Table 4.

Claims

ANSPRÜCHE EXPECTATIONS
1. Verfahren zur Herstellung von reinen Alkalialuminatlösungen mit einem Molverhältnis von Alkalioxyd zu AI O von größer als 1,0, ausgehend von alkalischen Abfallösungen mit einem Molverhältnis von Alkalioxyd zu AI O von kleiner als 5,0 und einem AI O Gehalt von 3 bis 20 Gew. %, wobei diese Lösungen einer mehrstufigen Reinigung und Aufkonzentrierung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Alkalioxyd zu AI O Molverhältnis durch Zugabe von Alkalilauge und/oder Aluminiumoxyd oder Aluminiumhydroxyd im Bereich von 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2, einstellt und die so erhaltenen Lösungen mit einem Oxidationsmittel oxydiert und nach Aufheizen auf 50 bis 100 °C, bevorzugt 70 bis 80 °C einer ersten Reinigung durch mechanische Trennverfahren unter Zusatz von Hilfsmitteln reinigt und anschließend auf 10 bis 25 Gew. % AI O aufkonzentriert und dann diese Lösung einer zweiten Reinigung unter Zusatz von Hilfsmitteln und einer zweiten Oxidation unterwirft.1. A process for the preparation of pure alkali aluminate solutions with a molar ratio of alkali oxide to Al O of greater than 1.0, starting from alkaline waste solutions with a molar ratio of alkali oxide to Al O of less than 5.0 and an Al O content of 3 to 20 % By weight, these solutions being subjected to a multi-stage cleaning and concentration, characterized in that the alkali oxide to Al O molar ratio is adjusted by adding alkali metal hydroxide solution and / or aluminum oxide or aluminum hydroxide in the range from 1 to 5, preferably 1 to 2, and the solutions thus obtained are oxidized with an oxidizing agent and, after heating to 50 to 100.degree. C., preferably 70 to 80.degree. C., are cleaned by mechanical separation processes with the addition of auxiliaries and then concentrated to 10 to 25% by weight of Al 2 O and then these Solution subjected to a second cleaning with the addition of auxiliaries and a second oxidation.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß feste aluminiumhydroxid- und/oder aluminiumoxydhaltigen Reststoffe und aluminiumhydroxydhaltige Filterkuchen zunächst in heißer Alkalilauge aufgelöst werden und die so erhaltenen Lösungen gemäß Anspruch 1 weiterverarbeitet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that solid aluminum hydroxide and / or aluminum oxide-containing residues and aluminum hydroxide-containing filter cake are first dissolved in hot alkali solution and the solutions thus obtained are further processed according to claim 1.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2 zur Herstellung von festen Alkalialuminaten mit einem AI O Gehalt von 36 bis 62 Gew. %, vorzugsweise 45 bis 55 Gew. %, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lösungen durch weitere Wasserverdampfung zum Feststoff konzentriert werden, wobei die Verdampfung in einem Sprühturm oder in einem anderen geeignetem Aggregat durchgeführt wird.3. The method according to claim 1 or 2 for the preparation of solid alkali aluminates with an Al O content of 36 to 62 wt.%, Preferably 45 to 55 wt.%, Characterized in that these solutions are concentrated to further form a solid by further water evaporation, the Evaporation in a spray tower or other suitable Aggregate is carried out.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Reinigung durch Sedimentation, Precoatfiltration, cross-flow Membranfiltration und Zentrifugation, und/oder in Kombination dieser Methoden erfolgt.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the mechanical cleaning by sedimentation, precoat filtration, cross-flow membrane filtration and centrifugation, and / or in combination of these methods.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsmittel organische Komplexierungsmittel, anorganische und organische Flockungsmittel, wie Zellulose, Kieselgur und Aktivkohle verwendet werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that organic complexing agents, inorganic and organic flocculants such as cellulose, diatomaceous earth and activated carbon are used as auxiliaries.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Aufkonzentrierung aluminiumhydroxyd- oder aluminiumoxydhaltige Feststoffe zugesetzt werden, wobei ein Alkalioxyd/Al O Verhältnis von über 1, vorzugsweise 1,2 bis 2 eingestellt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that solids containing aluminum hydroxide or aluminum oxide are added to the concentration, an alkali metal oxide / Al O ratio of over 1, preferably 1.2 to 2 being set.
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