DE1467252A1

DE1467252A1 - Verfahren zur Reinigung von Aluminiumsulfat

Info

Publication number: DE1467252A1
Application number: DE19631467252
Authority: DE
Inventors: Koo Raymond H; Charlson Emry J; Michener Jun Aubrey W
Original assignee: ALLICD CHEMICAL CORP
Current assignee: ALLICD CHEMICAL CORP
Priority date: 1962-10-31
Filing date: 1963-10-29
Publication date: 1969-01-23
Also published as: NL299871A; US3323865A; ES292984A1; CH448039A; GB995209A; BE639324A; FI41385B

Description

Allied Ohemioal Corporation. Mew YorJe₀ Η.Ϊ.. USA

Verfahren zur Reinigung von Aluminiumsul-

fat _

Aluminiumsulfat wird gewöhnlioh hergestellt, indem man Schwefelsäure mit Ion oder Bauxit, beispielsweise weißem Bauxit, die die billigsten und in nahezu unerschöpflichen Mengen zur Verfügung stehenden Materialien sind, umsetzt. Beide Materialien, und insbesondere Ton, enthalten jedoch als Verunreinigung Eisen und außerdem Titan und bzw. oder Zirkonium. Tone beispielsweise können 0,5 - 55·' Elsen (berechnet als Fe₂O,) enthalten« (Teile und Prozentangaben beziehen eioh durchwegs auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben)· Diese Verunreinigungen gelangen in das Aluminiumsulfat und maohen es für viele teohnisoha Verwendungen, für die ein Aluminiumsulfat mit weniger als 50

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Teilen je Million, vorzugsweise weniger alß 20 Teilen je Hillion und swackmäßig weniger als 10 Tollen je Million an Eisen (als Fe₂O.) erforderlioh sein kann, ungeeignet. So enthält die durch Behandeln von Ton rait Schwefelsäure erhaltene Alaimlösung gewöhnlich 6-9$ Aluminium (bereohnet ale AIgO-), 0,1 - 0,5# oder mehr Eisen, 0,01 - 0,5# Titan und eine geringere Menge, gewöhnlioh weniger als 0,1$ Zirkonium.

Die bisherigen Versuohe, das verunreinigte Produkt zu reinigen, waren kompliziert und kostspielig« Beispielsweise ist es bekennt, Eisen aus wäßrigem Aluminiumsulfat mittels elnea flüssigen Anionenaustausohers, vde einem AmIn₁ zu entfernen} jedooh wird der Anionenaustauseher rasoh verbraucht und unwirksam, wenn er nur v/enige Male mit dem Aluminiumsulfat in Kontakt kommt.

Ein etwae reineres Aluminiumsulfat kann bei Verwendung von Tonen mit niedrigem Eisengehalt, d.h* 0,5 - 0,7/* Eisen (als Ps₂O^), erhalten werden. Diese Tone aind jedoch teuer_e und auch bei ihrer Verwendung enthält das Produkt noch eine solche Menge--an Eisen, daß es für viele technische Verwendungszwecke ungeeignet ist*

— - — ♦ BAD ORIGINAL

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Ein reines Aluminiumsulfat kann hergestellt werden, indem man das nach dem sogenannten Bayer-Verfahren hergestellte reine Aluminiumoxydhydrat mit Schwefelsäure digeriert. Das in dieoer Weise hergestellte Aluminiumoulfat enthält zwar kein Eisen$ jedoch sind die Kosten der Reaktionsteilnehmer so hoeh₉ daß das Verfahren unwirtschaftlich 1st,

Es wurde nun gefunden, daß wasserunlösliche Aminanionenauetauscher, die zur Entfernung von Verunreinigungen aua Aluminiumsulfat verwendet wurden, zufriedenstellend regeneriert werden können* v/enn man sie mit Schwefelsäure mit einer Konzentration von wenigstens 6$, vorzugsweise 6~30#, und insbesondere 10-15# ^2^4· * behandelt und noch anschließend einer Behandlung zur Senkung des Sulfatgehaltes auf einen Wert von weniger als 255s bezogen auf das Gewicht des Aminanionenauatausohera, unterwirft.- Durch diese Behandlung wird es möglich, den Aminanionenaustauschör immer wiodar zu verwenden und» zwar oft in ciolchem Ausmaße, daß ein Kilogramm Austauscher zur Behandlung von wenigstens 4000 kg Alaunlöeung ausreicht· Bei einem solchen Verfahren siiid die Kosten deB Anionenaustauschers vernachlässigbar, so SaS das Verfahren wirtschaftlich ist·

Ea ivurdc gefunden_v daß bei Verwendung einer Schwefelsäure

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mit einer Konzentration von weniger als &fi₉ beispielsweise 2-4#, der Aminanionenaustauscher bei den ersten wenigen Regenerierungsbehandlungen zufriedenstellend regeneriert wird, naoh nur wenigen Regenerierungen jedoch kein Eisen mehr von dem Aluminiumsulfat entfernt. Vermutlich werden mit einer Schwefelsäure mit einer Konzentration von wenigstens 6fo darum gute Ergebnisse erzielt, weil der Aminanionenaustauscher nicht nur Eisen, sondern auch Zirkonium oder Titan, von denen eines oder beide gewöhnlich in unreinem Aluminiumsulfat anwesend ist bzw» sind, extrahiert und zur Entfernung des Titans und des Zirkoniums von dem Aminanionenaustauscher eine Sehwefelßäurekonzentration von wenigstens 6$ erforderlich ist. Eine Schwefelsäure mit einer Konzentration von weniger als 6$ entfernt das Eisen« aber nicht das Zirkon oder Titan von dem Aluminiumsulfat _s so daß nach wenigen Arbeitszyklen der Austauscher vollständig entaktiviert ist»

Die Senkung des Sulfatgehaltes nach der Behandlung mit Schwefelsäure ist darum wesentlich, weil eine zu große Menge an Sulfat die Extraktionswirkung senkt und außerdem das Aluminiumsulfat sauer macht« Es wurde auch versucht, den Anionenaustausoher wieder zu aktivieren, indem man ihn mit einer alkalischen Lösung, wie einer lösung von

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Natriumcarbonat, Natriumbioarbonat oder Natriumhydroxyd, behandelte. Biese Versuche waren jedooh erfolglos, erstens well die Aminwirkung nur teilweise wiederhergestellt wurde und zweitens weil organische und wäßrige Phase sich zufolge der Bildung einer dritten Qrenefläohe nur sohleoht voneinander trennen. Außerdem wird durch die direkte Verwendung eines alkalischen Regenerierungami tt eis der Gehalt dee Alauns an freiem Aluminiumoxyd er- ·» höht. ^

Weiterhin wurde sohon versucht, den Amlnanionenaustausoher mit anderen Säuren» beispielsweise Salpetersäure, su regenerieren. Auoh dies· Versuohe waren jedooh, hauptsächlich wegen des schlechten Abaeteens, erfolglos.

Die vorliegende Erfindung besteht also in einem Verfahren sear Behandlung, von wäßrigem Aluminiumsulfat, das als Verunreinigung Bisen und entweder Zirkonium oder Titan oder beides enthält, um praktisch eisenfrsies Aluminiumsulfat herzustellen, wobei 1.) dem unreinen wäfirlgen Aluminiumsulfat ein Oxydationsmittelf vorzugsweise Wasserstoffperoxyd, sugeaetat wird, um in dem wäßrigen Aluminiumsulfat anwesendes Parroelsen in Ferrieisen eu Überfuhren,

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2.) das oxydierte wäßrige Aluminiumsulfat mit einem wasserunlöslichen Aminanlonenaustausoher, vorzugsweise in der form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel vermischt wird, um die Verunreinigungen aus dem wäßrigen Aluminiumsulfat zu extrahieren, 3«) das gereinigte wäßrige Aluminiumsulfat abgetrennt und gewonnen wird, 4·) der AmInanionenaustausoher, der die aus dem wfißrigen Aluminiumsulfat extrahierten Verunreinigungen enthält, duroh innigen Kontakt mit einer wäßrigen Schwefelsäurelösung mit wenigstens 6£« vorzugsweise 6-30$ und insbesondere 10-15^ HgSO., unter Entfernung der Verunreinigungen regeneriert wird, 5·) der reaktivierte Austausoher einer Behan&latig zur Senkung des Sulfatgehaltes auf 25# oder darunter, bezogen auf das Gewicht des Aminanionenauatausohers, vorzugsweise duroh Waschen mit Wasser, unterworfen wird und 6.) der so behandelte reaktivierte Amlnanionenaue tausche? in die Stufe 2.) des Verfahrens zurückgeführt wird·

Sie Aminanlonenaustauscher sind bekannte und im Handel erhältliche organische Materialien« Sa sind Amine, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome duroh einen Kohlenwasserstoffrest substituiert sind, und die außerdem daduroh gekennzeichnet sind, daß sie In der Perm der freien Base oder der Salze öllösllch und wasserunlöslich sind

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raid ia allgeiaoinen ein Molekulargewicht in dem Bereioh von etwa 200-600 haben. In dem Verfahren der Erfindung können Dilatxrylarain, Trilaurylamin, Butyldilaurylaaln und organische Amine, wie die von Coleman et al., in Industrial and Engineering Chemistry, Bd. 50 (1958) Seite 1756 beschriebenen, verwendet werden. Ein besondere geeigneter Amirrfoiionenaustausoher ist"Ante erlite IA-I% ein sekundäres Assin mit zwei stark verzweigten aliphatischen Ketten am Stickstoffatom und einem theoretischen Molekulargewicht von etwa 353-393· Vorzugsweise wird der Aminanionanaustaußoher in dem Verfahren der Erfindung in der Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel eingesetzt, Jedoch ist das nicht notwendige Bas Lösungsmittel für den Amlnanionenaustauaoher kann irgendein normalerweise fltissigee organiaohee Material, in dem das Amin löslich ist, beispielsweise ein Erdöldestillat, ein aliphatisoher oder aromatischer Kohlenwasserstoff oder ein Alkohol von hohem Molekulargewicht sein· Besonders geeignet sind Kerosin, Schwerbenzin und Benzol, well sie leicht erhältlich und billig sind. Die Menge an Aminanionenaustausokar in dem organischen Lösungsmittel ist nicht kritisch und kann von 2-30?ί und vorzugsweise in dem Bereioh von etwa 3-1 variieren«

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DaB In der Alaunlöaung als Verunreinigung anwesende Eisen liegt sum feil im Ferrozustand vor, und gemäß der Erfindung wird dieses Perroeieen zunächst in Ferrieisen tibergeführt. Die Oxydation dee Ferroions zu dem Ferriion kann durch Zugabe von Oxydationsmitteln, wie Natriumohlorat, Kaliumpermanganat, Ozon oder Wasserst of f pe roxyd zu der Alaun lösung erfolgen. Vorzugsweise wird Wasserstoffperoxid verwendet, weil es leicht zu handhaben ist und zu ausgezeichneten Ergebnissen führt. Die verwendete Menge an Oxydationsmittel ist vorzugsweise dem Ferroionengehalt des flüssigen Aluminiumsulfats äquivalent* Wenn eine zu geringe Menge an Oxydationsmittel verwendet wird, so bleiben nioht umgewandelte Ferro ionen in der Lösung, während bei Verwendung eines Überschusses das Amin abgebaut wird» Das vorzugsweise als Oxydationsmittel verwendete Waaserstoffperoxyd kann etwa 30^-iges teohnisoh reines Wasserstoff peroxy d sein« Die wirksame Umwandlung der Ferroionen in Perriionen erfordert eine genaue Steuerung der Menge und der Zuführgeschwindigkeit des Oxydationsmittels· Wenn als Oxydationsmittel Wasserstoffperoxyd verwendet wird, so ist es daher erwünscht, dieses bis zu einer Konzentration von etwa 3$> zu verdünnen, so daß ein verhältnismäßig großes und daher leicht zu bemessendes Volumen in die Alaunlösung eingeleitet wird· Um eine Zersetzung

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des verdünnten Wasserstoffperoxyda durch irgendwelche Verunreinigungen six verhindern, kann der Lösung ein Stabilisator sugeeet£t werden« Das ist jedooh nioht notwendig, wenn Maßnahmen ergriffen werden, um eine Verunreinigung dee Wasserstoff peroxyds zu verhindern·

Die Zufuhr dee Oxydationsmittels wird in Obere inst djnmung mit der Gesamtmenge an Ferroionen in der Aluminiumsulfatlusung gesteuert. Eine eufriedenstellende Oxydation der in der Aluminiumsulfatlösung enthaltenen Ferroionen kann durch genaue Steuerung der Zufuhr der Aluminiumeulfatlösung und des verdünnten Waeaeretoffperozyde su der Stelle des Ver„ misohaes ar si el t werden« Die Oxydation der Ferroionen zu ?errüonen in dem Alaun erfolgt bei Verwendung von Wasserstoffperoxid in einem Temperaturbereich von etwa 45-6O⁰O ziemlich rasch und genau. Da beim Stehen der oxydierten Alaunluaung bei Temperaturen über etwa 45⁰O eine langaame Teilrüekunwandlong von Ferriionen zu Ferioionen erfolgt, wird die oxydierte Lösung vonsugsweise entweder sofort verwendet, oder bei Temperaturen unter etwa 45⁰O aufbewahrt.

der Oxydation wird die AluminiumeulfatflUssigkeit unter für eine gute Dispersion ausreichendem Rühren in

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innigen Kontakt mit dem Aminaust aus ober gebracht. Die Extraktion der Verunreinigungen von der oxydierten Aluminiumsulfatlösung kann in Anlagen wie sie für Extraktionen von !flüssigkeiten mit Flüssigkeiten übliob sind, erfolgen· Beispielsweise können Zentrifugalkontaktoren, Hieoh-Absetzer und die verschiedenen Extraktionskolonnen nil; oder ohne Vibration verwendet werden· Misch-Absetzer (mixer-settler) sind Jedoch wegen der geringen Anzahl der erforderlichen Extraktions- und Abstreifstufen bevorzugt. Wenn eine Lösung des Amins in einem organischen Lösungsmittel verwendet wird, so werden bei einem Volumvexhältnis von wäßriger zu organischer Phase von 1:1 zufriedenstellende und bei einem VerbältnlB von etwa 1:2« beispielsweise 1,5»1 und 2,5*1, optimale Ergebnisse erzielt* Die Phasontrennung erfolgt sehr rasch. Beispielsweise setzt sich bei einer Temperatur von etwa 45⁰O und einem Verhältnis von wäßriger au organisober Phase von It25 bis 2t 1 die wäßrige Phase innerhalb etwa 10 Minuten bis zur Klarheit ab·

Anschließend an die Extraktion der Verunreinigungen aus der Aluminiuasulfatlösung wird die organische Phase, die Eisen, Zirkonium und Titan enthält, wie oben erwähnt, mit Schwefelsäure in Kontakt gebracht» Zu diesem Zweok kann «war Schwefelsäure mit Konzentrationen über 30£ verwendet werden· Das ist Jedoch niobt sehr erwünscht, weil dadurch

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der Verlust an Amin zunimmt und eich eine dritte Grenzfläche nsohicht bildet. Die eur Reaktivierung erforderliche Menge an Schwefelsäure, ausgedrückt in 100^-iger Schwefelsäure« let verhältnismäßig gering und von der Größenordnung von etwa 1/4 bis 1/2 Gewichtsteil H₂SO. je Gewiohteteil Aminanionenaustauscher. Die Temperatur, bei der die Beak· tiVierung erfolgt, hängt von den Konzentrationen des Aminsulfats in der organisohen Lösung und der für die Behandlung verwendeten Schwefelsäure ab· Beispielsweise wird eine Aminlösung, die als Verunreinigungen hauptsächlich Bisen, Zirkonium und Titan, die von der Aluminiumeulfatlösung bxtnhiert sind, enthält, alt einer etwa 15#-igen Schwefelsäure bsi einer Temperatur von etwa 30 bis 55⁰O und einem Volumverhältnis von wäßriger eu organischer Phase von etwa 1x6 bis 1:12 kontaktiert· Das Gemisch wird etwa 5 bis 7 Minuten kräftig gerührt und dann absitzen gelassen*

Die Entfernung von Überschüssigem Sulfat von dem AminanionenaustaUBcher nach der Behandlung mit Schwefelsäure erfolgt zweokmäßlg duroh Waschen alt Wasser· Die Menge an Wasser muß natürlich so groß sein, daß der Sulfatgehalt auf den gewünsohten Wert gesenkt wird. Die praktische Durchführung erfolgt zweckmäßig in der Velse, daß der Anionenaustauscher mit einer solchen Hange an Wasser in Berührung gebracht wird« dad die Azidität in der wäßrigen Phase etwa 0,5-1,0* beträgt.

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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeiehnung_f die ein iließechema einer Durchführungsfοrm des Verfahrene der Erfindung ist, näher veranschaulicht werden.

Gemäß der Zeichnung tritt eine durch Digerieren von Ton oder Bauxit erhaltene flüssige Aluminiumaulfatbeechiclcung mit einem Gehalt von etwa 8_P3# AIgOj, 0,15$ F©2°3* 0,01$ ZiOg und 0,015$ TiO₂ aus dem Tank 1 in Leitung 2 und wird dort mit Wasserstoffperoxyd, das aus dem Tank 3 über Leitung 30 zuströmt, vermischt. AIa Wasseratoffperoxyd, das durch Leitung 47 in den Tank 3 eintritt, wird teohnisch reines etwa 30^-iges Wasserstoffperoxyd, das, bevor es in dem Verfahren eingesetzt wird, auf etwa 3# verdünnt wird, verwendet. Das zur Verdünnung erforderliche Was3«r wird durch Leitung 5 in den Tank 3 eingeleitet. Erforderlichenfalls kann ein Stabilisator durch Leitung 4 in den Tank 3 eingeleitet werden,

Dae Gemisch von Aluminiumsulfat lösung und verdünntem Wasserstoff peroxyd tritt in den Tank 6 ein, wo die teilweise oxydierte Aluminiumaulfatiösung bis zur vollständigen Oxydation gehalten wird» Hier kann die in der Aluminiuissulfatlöaung verbliebene Menge an Ferroionen bestimmt und erforderlichenfalls eine weitere Menge an Waaserstoffperoxyd oder Aluminiumsulfat augesetzt werden. Die Oxydation der

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Ferroionen In der Aluminiumsulfat lösung zu Ferriionen erfolgt in einem Temperaturbereich von etwa 45 bis 60⁰C ziemlich rasche Wenn "beispielsweise der Gesamtgehalt der AIuminiumenilfatlösung an Eisen etwa 1600 Teile je Million (ale -PepO») betrögt, so erfordert die Oxydation bis zu einem Restgenalt von etwa 12 Teilen je Million an Perroionen eine Zeit yon Minuten, während eine weitere Oxydation bis zu einem Restgehalt an Ferroionen von weniger als etwa 5 Tel» len je Million etwa 10 bis 15 Minuten erfordert. Sie Oxydationstemperatur kann in dem Bereioh von 45 bis 60⁰C gehalten werden, beispielsweise indem man einen mit einem Mantel, durch den ein Heia- oder Kühlmedium strömt, umgebenen Tank 6 verwendet» Wenn der gewünschte Grad der Überführung von Ferroionen zu Ferriionen erzielt ist, wird die oxydierte AluminiumBulfatlösung aus dem Tank 6 durch Leitung 7 ausgebracht und tritt in den ersten üisoher-Absetzer θ einer Extraktionakette aus 5 Misoher-Absetzer-Einheiten 8, 9, 10, 11 und 12 ein· Diese üblichen Misoher-Abeetzer weisen Mieohabsohnitte 13, 15, 17, 19 und 21 und daran angrenzende Absetzabsohnltte 14, 16, 1Θ, 20 und auf. Jeder Uiseher-Abaetzer kann mit einer Rührvorrichtung, beispielsweise einem Turbinenrührer, ausgestattet sein. Jeder Miaohabsohnitt ist durch ein nicht gezeigtes Wehr begrenzt, das das Flüssigkeitsniveau in jedem Mischer

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oder Abaetsser steuert, wobei das richtige Flüsaigkeitsniveau sich aus der Kapazität der Mischer-Abeetser ergibt» Die Bauart der Extraktionskette ermöglicht es, daß die organische Phase, die das flüssige Amin enthält, einen Weg verfolgt, der dem der vößrigen Phase, die das Aluminiumsulfat enthält, gegenüberliegt. Der erste Misoher-Absetzer grenzt an eine !Regenerations- und Eraeuerungskette, die aus drei Misoher-Abeeteern 23» 24 und 25 besteht, an und steht mit dieser in offener Verbindung« Diese Mischer-Absetzer sind in gleicher Weise aufgebaut wie die Mischer-Absetzer der Extraktionskette und weisen die Mischabeohaitte 26, und 32 und die Absetzabsohnitte 27 bzw. 29 und 31 auf.

Der .Aminanionenaust aus eher, beispielsweise "Amberlite LA-1ⁿ wird, in Kerosin bis zu einer Konzentration von 5 Gew.-jC gelöst, in den Misohabsohnitt 21 des Miseher-Absetzers 12 eingeführt. Anfange kann die Lösung des *Aaberlite LA-' mittels der Pumpe 33 duroh Leitung 35 eingeführt werden* Bei kontinuierlichem Betrieb wird jedoch das regenerierte und reaktivierte "Aaberlite LA-1" von den Hisoher-Abeetzer 25 über Leitung 34, Pumpe 33 und Leitung 35 zurückgeführt und in den Misohor-Abaetzer 12 geleitet und im Gegen strom zu der oxydierten Alumlniumaulfatlöaung in der Extraktionekette geführt. In den Misoher-Absetzern 8, 9, 10,

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11 und 12 werden das wäßrige Aluminiumsulfat und das In Kerosin gelöste AaIn In den jeweiligen Hischabaohnitten 13, '"<5i 17 t 19 und 21 unter Rühren Innig miteinander kontaktiert« vorauf man sie sieh in den entsprechenden Absetzabaohnltten 14. 16, 18» 20 und 22 la getrennte Phtaen auftrennen läßt· M* eineeinen Komponenten Strumen duroi ihr Eigengewicht und worden durch Pump- UiId Bührwirkung in einen angrenzenden Klecher gehoben. Zn diesem Zweok reioht eine Umfangsgeeohwindigkelt von etwa 150-245 m/min für die Rührer aus· In jedem Misohabachn.itt der Extraktionshette wird das Yoliuaverhältnis von wäßriger zu organischer Phase bei etwa 1:2 gehalten· Bei d.ieena Verhältnis von wäßriger zu organiaoher Phase wird in Atm letzten tfLeohalmonnitt eine AIuminlumaulfatlb'sung alt einem Gehalt von weniger als etwa 20 Seilen, gewöhnlich weniger als 10 Teil6i je UiIIion Ferrioxyd erhalten, wenn die Aluminiumsulfa lösung anfäng-Iioh vor Einführung in der Miaohabschnitt 1; etwa 1600 Teile je Sällion Perrioxyd enthält. Bei einer Temperatur von etwa 40-4-5⁰C und einen Yoltuiverhältnls von vUßriger eu organischer Phase von 1-25 bis 3<1 setzt sich <'.le wäßrige Phase Innerhalb etwa 10 lftuuten klar ab. Optimale Ergebnlese werden erzielt, wenn das ^rolumverhältnis von liißriger zu organischer Phase etwa 2s1 beträgt.

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Die eiaenfroie Aluminiumsulfat!ösurig strömt durch ihr Eigengewicht durch Leitung 36 zu dem Tank 37 für das roho Produkt und von dort über Leitung 38 durch zwei hintereinandergeschaltete übliche Abstreiftürme 39 und 41, die mit Abstreif mitteln, beispielsweise granulärer Aktivkohle, gefüllt sind. Dadurch werden letzte Spuren Kerosingeruoh entfernt. Da die granuläre Kohle Spurenmengen Bisen enthalten kann, kann es notwendig sein, das Kohlebett mit einem Abstreifinittelj wie einer 5^-igen Lösung von Schwefelsäure, zu waschen, um das. Eisen abzustreifen, bevor es für die Behandlung des Produktes verwendet wird« Diese Behandlung ist vorteilhaft, weil dadurch eine Verunreinigung des Produktes mit Eisen verhindert wird. Durch Leitung 42 kann eine etwa 5#~ige Schwefelsäure zugeleitet werden· Die als Produkt erhaltene Aluminiumsulfatlösung tritt durch Leitung 40 aus dea ersten Turm 39 aus und in den zweiten Turm 41 ein« Das Produkt, dau frei ist von Eisen, Zirkonium und Titan, wird aus dem Turm 41 durch Leitung 46 ausgebracht und für die Lagerung fortgoleitet«

Das angereicherte Amin in dem organischen Verdünnungsmittel strömt oben über den Absetztank 14 und tritt in den Hischabsohnitt 26 des Mischer-Ahsotzera 23 ein· An dieser Stelle enthält das flüssige Aniin praktiooh die gesamten aus der

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Aluminiuiasulfatlösung extrahierten Verunreinigungen, Hegenerlerung und Erneuerung dee flüssigen Amins für die Wiederverwendung in dem nächsten Arbeitszyklus erfolgt durch Behandeln des Amins mit 10-15/6-ig or Schwef elßäure · Sie Schwefelsäure wird duroh !»eitung 43 in den i&sohabachnitt 28 des Hisοhor-Abσetzers 24 eingeleitet und fließt im Gegenstrom au der angereicherten Aminiöauag «ei einem Volumverhältnis der Phasen in dem Misαhabschnitt von etwa 1:8. Duroh Leitung 44 wird dem Mischabschnitt 32 des Mischer-Absetzers 25 itVaschvraaser zugesetzt, QIe während des Kontaktes herrschende Temperatur hat keinen merklichen Einfluß auf die Abtrennung von Bisen von dem angereicherten AmIn. Zur Erzielung der besten Trennung von organischer und wäßriger Phase werden jedoch vorzugsweise Temperaturen von etwa 27-66°0 angewandt· Die gereinigte Aminanionenaustauocherlösung strömt aus dem »weiten Absetzer 29 des Regenerierungssystema über in den Miaohabsohnitt 32 des Mischer-Absetzers 25, wo die organische lösung mit Wasser, das durch Leitung 44 in solcher Menge zugeleitet wird, daß die Azidität der wäßrigen Phase bei etwa 0,5 bis 1,0# H₂SO₄ gehalten wird, kontakt iert wird« Der wäßrige Abfluß ΐ/ird bei einer Konzentration von etwa 0_p5 bis 1# H₂SO. gehalten, so daß der Sulfatgehalt des Ionenaustauschers 45-50 g Sulfat ja Grammäquivalent oder'etwa 12$, bezogen auf dao Gewicht de ο Amine,

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beträgt· Die organische Phaae aua dem Vaaoheyklus tritt aus dem Absetzabsohnitt 31 dee Hisoher-Absetaers 25 aua und kann dann Über die Leitungen 34 und 35 zu dem Extractions-Miseher-Absetzer 12 zurückgeführt werden, um das Verfahren fortzusetzen« Die verbrauchte Schwefelsäure wird aus dem Abeetzabsohnitt 27 dee Miaoher-Absetzers 23 über Leitung ausgebracht, und die aus dem Absetaabachnitt 31 austretende schwache Säure wird verworfen oder über Leitung 45 einem Sammler zugeführt·

Das folgende Beispiel veranschaulicht die Durchführung des Verfahrene gemäß dem in der Zeichnung gezeigten Fließschema*

Beispiel

Eine Aluminiumsulfatlösung, die durch Digerieren von Bauxit mit Sohwefelaäure erhalten war und insgesamt etwa 1600 Teile je Million Eisen (als Fe₃O₅), teilweise im tand, sowie andere Verunreinigungen, wie Zirkonium

und Titan.enthielt, wurde durch Versetzen mit Wasserstoffperoxyd oxydiei-t. Dae Wasserstoffperoxid wurde durch Veav dünnen von 30y£~ißem -Wa30ör3 vof fperozyd bis su einer Konzentration von etwa % erhalten, bevor 03 mit der Aluminiumsulfat löaung vermischt wurde« Henga ulic}, Strömungo~

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geschwindigkeit der Aluminiumeulfatlösung und des verdünnten Waeserstoffperoxyds zur Vermischungsstelle wurden geateuert, bis praktisch alle Ferroionen in Perriionen übergeführt waren. Dann wurde die oxydierte Lorning etwa, eine halbe Stunde in die Lösung des Sulfats des flüssigen Amins "Amberlite IA-I¹¹ in Kerosin eingeleitet. Der innige Kontakt dee flüssigen Amins mit der oxydierten Aluminiumsulfat lösung wurde dadurch ersielt, daß die Aluminiumaulfatlösung in einem mehrstufigen Mischer-Absetzersystem bei einer Temperatur von etwa 43⁰C im Gegenstrom zu der flüssigen Arnlnlösung geführt wurde. Die Bestandteile wurden bei einem Vo?uuraverhältnia von wäßriger zu organischer Phase von otv/a ίϊ2 miteinander kontaktiert und etwa 15 Minuten in den Mischabaohnitten gehalten. Die Verweilzeit in den Absetzern betrug etwa 30 Minuten* Bai einer Umfangsgeschwindigkeit« der Rührer von etwa 15-245 m/min aank die Menge an Perriiocen in der Aluminiumsulfatlösung wie unten angegeben,.

Stufe. Nr..	Teile je Million ^fcgQ, in der
	Aluminiumsulfatlöeunp
O	1600
1	325
2	63
3	20
4	9
5	3

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at worden» · ·

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Claims

U67252 Patentansprüche

1. Verfahren but Reinigung von wäßrigem Aluminiumsulfat, das als Verunreinigungen Bisen und entweder Zirkonium oder Titan oder beides enthält, üuroh Behandeln das wäßrigen Aluminiumsulfate mit einem flüssigen Aminanionenaustausoher, dadurch gekennzeichnet, daß 1.) dem unreinen wäßrigen Alu* miniuasulfat ein Oxydationsmittel, vorzugswoise Wasseretoffperoxyd, zugeeets wird, um in dem wäßrigen Aluminiumsulfat anwesende« 2>erroeisen in Fexrieisen ?u überführen, 2·) da» oxydierte wHßrige Aluminiumsulfat mit einem wasseriml&sliohen Aminanionenaustauscher venniacht wird, um die Tenmreinigungen aus dem wäßrigen Aluminiumsulfat su extrahieren, 3.) dae gereinigte wäßrige Alumini^aeulfat abgetrennt und gewonnen wird, 4·) der AminanionenaustauBoher, der die aus dem wäßrigen Aluminiumsulfat extrahierten Verunreinigungen enthält, du roh innigen Kontakt mit silier wildrigen Schwefelsäurelusong mit einer Konisentrat5.on von wenigstens 6£ und vorzugeweiee S-3ö^ untar ISnifernung der Verunrelnigungmi reaktiviert wird₈ 5·) der reaktivierte Aßlnanionenaustaueoher einer Behandlung zrur Senkung des SuIf at gehalt θ q @uf 25^ oder daruDtcr,, bezogen auf das Gewioht des Amlnanionenaustaueohers, unterworfen wird und

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6.) der bo behandelte reaktivierte Aminanionenauatauschor in die Stufe 10 dee Verfahrene zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß der Aminanionenaustauscher mit einer wäßrigen 10-15^-igen Sohwefeloäurelösung kontakt!ort wird,

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß daa wäßrige Aluminiumsulfat in der Stufe 2,) mit einer Lösung des Aminanionenaustausehere in einem organischen !übungsmittel, die vorzugsweise 3-15 Gew.-# dee Aminanionenauatauschers enthält, behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruoh 3» dadurch gekennzeichnet· daß die wäSrige Aluminiumsulfatlösung mit der organischen Lösung deu Ami«anionenaustaueohere in einem Volumverhältnis roL· 1,Γ>ϊ1 bie 2,5* 1 kontaktiert wird.

5. Verfahren nach Anspruoh 3 oder 4« dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe 4·) die wäSrige Schwefelsäure und die organische Lösung des Aminanionenauetauachere in eimern Volumverhältnis von 1:6 bis 1112 kontaktiert werden.

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