Verfahren zur Herstellung von kieselsäurearmem Aluminiumhydroxyd. Es sind schon früher viele Vorschläge gemacht worden, die darauf hinaus gehen, aus Schlackenmaterial, das Verbindungen von Calcium und Aluminium (Calcium- aluminate) enthält, durch Auslaugen des pulverisierten Materials mit wässerigen Lö sungen von Natriumkarbonat oder Natrium hydroxyd Tonerde zu gewinnen.
Wenn Na triumkarbonat angewendet wird, kann Alu miniumhydroxyd gewonnen und die Lösung durch Behandlung mit Kohlendioxyd, wel ches Natriumaluminat in Natriumkarbonat und Aluminiumhydroxyd umbildet, regene riert werden.
Wird Natriumhydroxyd an gewendet, so kann Tonerde gemäss dem be kannten Bayer-Verfahren ausgefällt werden, mittelst dessen die Natrium-Aluminat-Lö- sung hydroliniert und Aluminiumhydroxyd gefällt wird bei allmählicher Kühlung und bei Umrühren in Gegenwart von früher aus gefälltem Aluminiumhydroxyd. Die resultie rende Lösung, bestehend aus Natrium hydroxyd, welches etwas NatAumaluminat enthält, kann zum Auslaugen einer neuen Portion Schlacke verwendet werden.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, zunächst einen Teil der Tonerde mittelst des Bayer- Vorganges auszufällen und darnach den Rest mittelst des Kohlensäureprozesses zu fällen, indem die resultierende Karbonatlösung zur Auslaugung der nächsten Portion Schlacken material benutzt wird.
Bei der praktischen Ausführung eines solchen Vorganges hat Anmelderin gefunden, dass, wenn Natriumkarbonatlösungen allein für den Auslaufvorgang benutzt werden, bedeutende Mengen Kieselsäure mit der Tonerde gelöst werden, es sei denn, dass die Lösung sehr dünn ist (3 % oder weniger) und ein Überschuss von Schlackenmaterial be nutzt wird. Bei der Rückgewinnung dieser Lösung mittelst Ausfällen von Tonerde mit Kohlendioxyd wird alle Kieselsäure, die ge löst worden war, zusammen mit der Tonerde ausgefällt und verunreinigt daher dieselbe, so dass' sie für die Aluminiumherstellung we niger wertvoll wird.
Ausserdem ist das so hergestellte Aluminiumhydroxyd so fein zer teilt, dass das resultierende Aluminiumoxyd ein mehlähnliches Pulver ist und ein grosser Teil desselben in der Calcinierungsanlage und bei der Einführung in die elektrischen Öfen, worin es zur Herstellung vom Metall elektrolysiert wird, als Staub verloren geht.
Wenn anderseits Natriumhydroxyd (wel ches eventuell von früherer Verwendung im Prozess Tonerde enthalten kann) zur Los lösung von Tonerde von dem Schlacken material benützt wird, so wird die Reak tionsgeschwindigkeit viel geringer sein und die prozentuale Menge Tonerde, die im gan zen aus dem Schlackenmaterial extrahiert wird, kann nicht so gross werden, als wenn Natriumkarbonat benutzt wird, weil Cal ciumhydroxyd, welches in so grosser Menge gebildet wird, wiederum mit der gelösten Tonerde reagiert. Das Verhältnis zwischen Tonerde und Soda in der resultierenden Lö sung ist geringer und das Verhältnis zwi schen Kieseläure und Tonerde bedeutend hö her, als wenn Natriumkarbonat benutzt wird.
Das Hydroxyd, welches durch Autopräcipi- tation einer solchen Lösung gemäss dem Bayer-Prozess hergestellt wird, hat befriedi genden gekörnten Charakter, enthält aber so viel Kieselsäure, dass es von geringem Wert für die Aluminiumherstellung ist. Eine grössere oder kleinere Menge dieser Kiesel säure kann aus der Lösung durch Benutzung bekannter Prozesse entfernt werden, bevor das Aluminiumhydroxyd ausgefällt wird; aber diese Eliminierung verursacht besondere Ausgaben und etwelchen Verlust an Tonerde und vollzieht sich im besten Falle nur teil weise.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von kiesel säurearmem Aluminiumhydroxyd aus Schlak- kenmaterial, welches Verbindungen von Calcium und Aluminium enthält, auf dem Wege der Auslaugung mittelst eines Alkali karbonats und nachfolgender Fällung des Aluminiumhydroxyds aus der resultierenden Lösung, welches Verfahren sich dadurch kennzeichnet, dass! die Auslaugung mittelst einer Alkalikarbonatlösung durchgeführt wird,
die Alkalihydroxyd in geringem Über- schuss über die für die Umsetzung der Ton erde erforderliche Menge enthält.
Die Gegenwart dieser kleinen über schüssigen Menge Alkalihydroxyd wird da bei die Lösung der Tonerde nicht in wesentlichem Grade verzögern oder das Verhältnis zwischen Aluminium und Soda in der Lösung verringern, sondern in der Richtung wirken, dass eine Lösung von Aluminiumhydroxyd erhalten wird, die im Verhältnis zur Tonerde arm an Kieselsäure ist. Würde eine grössere Menge von Alkali hydroxyd angewendet, so würde die Ge schwindigkeit, mit der die Tonerde gelöst wird, und das Verhältnis von Tonerde zu Soda verringert werden, während das Ver hältnis von Kieselsäure zu Tonerde in der Lösung erhöht würde.
Die besten Resultate sind bis jetzt erreicht worden, wenn die Menge Alkalihydroxyd sehr niedrig gehal ten wird, und wenn eine solche Lösung zur Auslaugung des Schlackenmaterials benutzt wird, hat sich ergeben, dass die gelöste Kie- selsäuremenge viel geringer ist, als wenn eine Alkalikarbonat- oder eine Alkali hydroxydlösung benutzt wird.
Die Anmelderin hat auch festgestellt, dass der Kieselsäuregehalt in der Lösung durch die Konzentration des totalen Alkalis erhöht wird. Mit einer .3 bis 4 %igen Lösung hat sich ergeben, dass die Kieselsäure immer noch unter 0,1 %, berechnet auf die Tonerde in der Lösung, beträgt, und diese Lösungen können unmittelbar mit Kohlendioxyd ge fällt werden.
Doch angesichts der niedrigen Konzentration und der so entstehenden fei nen Zerteilung des ausgefällten Hydroxyds ist es wünschenswert, die Alkalikonzentration in der Lösung zu erhöhen und Autopräci- pitation wie im Bayer-Prozess zu benutzen.
Ferner hat die Anmelderin gefunden, dass, wenn eine Lösung von Ätznatron und Natriumaluminat, die nach dem Bayer-Fäll- prozess zurückgeblieben ist, fast bis auf den Siedepunkt erhitzt wird, sie mit Kohlendi oxyd behandelt werden kann, bis die Menge von Ätznatron auf ungefähr 10 % oder we niger der ganzen Menge Soda verringert ist, ohne dass auch nur etwas Tonerde aus der Lösung ausgefällt wird.
Eine solche Lösung ist dann fertig zur Anwendung bei der Aus- laugung einer neuen Portion pulverisierten Schlackenmaterials, und kann im ganzen Alkali (berechnet als Nag C03) bis auf un gefähr 8 bis 9 Gewichtsprozent der Lösung enthalten, ohne mehr Kieselsäure zu lösen, als etwa 0,4 % der Gewichtsmenge Tonerde, die in der Lösung vorhanden ist, äquivalent ist, und das Gewichtsverhältnis von Tonerde zu Ätznatron kann nach der Auslaugung und Filtrierung so hoch wie 1,2 sein,
so dass ungefähr zwei Drittel der Tonerde in der Lösung durch die nachfolgende Autopräci- pitation gewonnen werden können. Weil Ätz natron bei dieser Fällung nicht neutralisiert wird, so wird die grösste Menge der gelösten Kieselsäure während des Fällens in Lösung verbleiben, und das resultierende Hydroxyd kann Kieselsäure in geringeren Mengen als 0,1 Gewichtsprozent von A1203-Inhalt ent halten.
Ein anderes Verfahren bei der Ausfüh rung der Erfindung besteht darin, Calcium- aluminat mit. einer 3 bis 4 %igen Lösung von Natriumkarbonat, welche eine geringe Menge Natriumhydroxyd mit oder ohne ge ringe Menge von Natriumaluminat so wie oben angegeben enthält, auszulaugen und hernach die Lösung nach dem Filtrieren einem Fällungsprozess zu unterwerfen, der eine Kombination von Autopräcipitation und Rekarbonation ist.
Zu diesem Zwecke wird eine passende Menge Aluminiumhydrat mit obgenannter Lösung gemischt, die durch Auslaugen von Calciumaluminat bei einer verhältnismässig hohen Temperatur, zum Bei spiel ungefähr<B>80'</B> C, erhalten worden ist, und in genannter Lösung durch Umrühren oder auf andere Art wie bei der Autopräci- pitation üblich, in Suspension erhalten. Um diesen Prozess zu beschleunigen, kann indes sen Kohlendioxyd allmählich in die Lösung zwecks teilweiser, jedoch nicht vollständiger Neutralisation der ganzen anwesenden Menge Ätznatron eingeführt werden.
Da dieser Zu fuhr von Kohlendioxyd kontinuierlich in der Richtung wirkt, die Menge Ätznatron zu reduzieren, beschleunigt sie Autopräcipitatio- nen. und ermöglicht die Wiedergewinnung des grössten Teils der Tonerde in der Lösung in viel kürzerer Zeit, als sonst erforderlich während gleichzeitig nach dem Filtrieren eine Natriumkarbonatlösung erhalten wird, die eine geringe Menge von Ätznatron, so wie etwas Natriumaluminat enthält,
welche sich zur erneuten Anwendung bei der Aus- laugung von Calciumaluminat eignet.
Eine für die Durchführung des vorliegen den Verfahrens geeignete Lösung ist bei spielsweise die folgende:
EMI0003.0043
Gesamtalkali, <SEP> als <SEP> Na2C03 <SEP> berechnet <SEP> 30,0 <SEP> g/1.
<tb> Gesamtalkali, <SEP> als <SEP> NaOH <SEP> berechnet <SEP> 22,6 <SEP> g/1.
<tb> Na <SEP> A102 <SEP> 46,12 <SEP> g/1.
<tb> SiO2 <SEP> weniger <SEP> als <SEP> <B><I>6,05</I></B> <SEP> g/1.
<tb> Na0H <SEP> 2,3 <SEP> g/1. Es ist demgemäss beim gegenwärtigen Verfahren möglich, aus Calciumaluminat- S'chlackenmaterial ein besseres Hydrat bei niedrigeren Unkosten zu erhalten, als es mit früher bekannten Prozessen zur Behandlung solcher Materialien möglich war.
Während Natriumkarbonat und Natriumhydroxyd beim Verfahren infolge des niedrigeren Preises mit Vorliebe angewendet werden, können je doch auch andere lösliche Karbonate, zum Beispiel Kaliumkarbonat, in derselben Weise verwendet werden.