DE1592156C3

DE1592156C3 - Verfahren zur Aluminiumsulfat- und Beglei tstoffgewinnung aus aluminiumhaltigen Erzen

Info

Publication number: DE1592156C3
Application number: DE1592156A
Authority: DE
Inventors: Joseph Gardanne Cohen; Pierre Duhart; Pierre Maurel
Original assignee: Pechiney SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1966-04-04
Filing date: 1967-03-21
Publication date: 1978-06-29
Also published as: PL84607B1; NL162883B; AT273886B; CS151450B2; CH476093A; NL6704701A; ES338825A1; US3484196A; GB1187842A; DE1592156B2; GR33604B; DE1592156A1; LU53338A1; NL162883C; BE696564A

Description

Eisensulfat geht, dessen Schwefelgehalt ggf. wiedergewonnen werden kann. Eine Erfassung des Kaliumgehalts ist dabei nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart zu vervollkommnen, daß es bei kontinuierlicher Durchführung außer der Isolierung des Aluminiums als Sulfat die Isolierung des Eisens als Oxyd und des Kaliums als Sulfat ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine Variante der Erfindung ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Der technische Fortschritt der Erfindung liegt darin, daß aus Kohleschiefer erstmals kontinuierlich neben Aluminiumsulfat und Eisenoxyd auch Kalium, und zwar als Sulfat gewonnen werden können.

Die beim Aufschluß zurückbleibende, anschließend mit Wasser gewaschene feste Phase enthält Kieselsäure als Hauptbestandteil und wird verworfen.

Die Flüssigkeit, die durch den Schwefelsäureaufschluß entstanden ist, wird mit einer wäßrigen Äthanollösung behandelt, um dadurch die Sulfate des Aluminiums, Eisens und Kaliums auszufällen, die filtriert und anschließend in der Wärme in einer wäßrigen konzentrierten Schwefelsäurelösung gelöst werden. Durch Abkühlung läßt diese Lösung saures Kaliumsulfat absetzen, welches arm an Aluminium ist und in den Kreislauf wieder eingeführt wird. Aus der Mutterlösung, die arm an Kalium ist, läßt man ein saures Aluminiumsulfat ·

Al₂(SO₄J₃ · 0,5 H₂SO₄ · 11 -12 H₂O

auskristallisieren, welches man durch eine Anzahl von Kristallisationsvorgängen in warmer 50%iger Schwefelsäure reinigt. Andererseits gewinnt man den in dem Filtrat enthaltenen Alkohol durch Destillation wieder. Dann löst man in diesem Filtrat das saure Kaliumsulfat und konzentriert die Lösung durch Verdampfung. Sie läßt durch Abkühlung eine Mischung von Eisensulfat und Kaliumsulfat absetzen, welche man durch Filtration von der schwefelsauren Lösung trennt, die dann als Aufschlußlösung für die kalzinierten Schiefer wieder verwendet wird. Die Mischungen unreiner Salze des Eisens und Kaliums, die einerseits aus der Schlammwäsche, andererseits aus der Mutterlauge der Aluminiumsulfatfällung stammen, werden vereinigt, kalziniert und gewaschen, um das Eisen in Form des Oxyds und das Kalium in Form des Sulfats abzutrennen. Im Laufe der Kalzination der Sulfate gewinnt man die Schwefelsäure, die an das Eisensulfat gebunden war, wieder.

Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt die Gewinnung von etwa 90% des Aluminiums des Schiefers als Sulfat der Formel

Al₂(SO₄J₃ · 5,5 H₂O,

von etwa 90% des Eisens in der Form des Oxyds mit weniger als 4% Aluminium und von etwa 95% des Kaliums in der Form des Sulfats.

Die Verfahrensschritte sind untereinander verknüpft. Nach einer Übergangsperiode des Anlaufs ändert sich das erreichte Gleichgewicht nicht mehr, und die Mengen der Produkte, die an bestimmten Punkten des Kreislaufs entnommen werden, nämlich Aluminiumsulfat, Alkalisulfate, Eisenoxyd und Kieselsäure, sind denen genau äquivalent, die an anderen Punkten eingebracht werden, d. h. Mineralien, Schwefelsäure, Wasser. Die außerdem auftretenden Begleitelemente sind Ti, Mg und Na, wovon Ti und Mg gleichzeitig mit Fe und K eliminiert werden, während Na in Lösung bleibt und teilweise ausfällt, so daß Na entweder im Lauf der Waschungen oder zusammen mit K, Fe, Ti und Mg eliminiert wird.

Die Zusammensetzung der Lösungen des Kreislaufs hängt vom Oxydationsgrad des in dem Mineral enthaltenen Eisens ab, aber das Verfahren gemäß der Erfindung bleibt in allen Fällen anwendbar, wobei nur sehr geringe Änderungen nötig sind und zwei Fälle als Extreme angesehen werden können. Der eine betrifft die Behandlung von Rohschiefer, in welchem sich das Eisen völlig im Zustand FeO befindet, der andere die Behandlung von Schiefer, in welchem das Eisen durch Kalzination völlig in den Zustand Fe₂O₃ oxydiert ist.

Das Fließbild gemäß F i g. 1 entspricht dem Fall, daß sich das Eisen des Schiefers völlig in zweiwertigem Zustand befindet, während Fig.2 den Fall eines Schiefers wiedergibt, in welchem das Eisen völlig zum dreiwertigen Eisen oxydiert ist.

Der Rohschiefer wird zerkleinert in eine Aufschlußwanne gegeben, die außerdem eine wässerige Schwefelsäurelösung LlO aufnimmt, welche 600 bis 900, vorzugsweise etwa 800 g SO₃ pro Liter enthält. Da es sich um eine Umlauflösung handelt, enthält sie außerdem 10 bis 20 g Al₂O₃, 3 bis 5 g FeO, 10 bis 20 g Na₂O und 30 bis 60 g K₂O pro Liter. Man behandelt 200 bis 300 kg Schiefer mit einem Kubikmeter Aufschlußlösung. Die Reaktion wird unter Umrühren während einer Zeit vorgenommen, die zwischen einer und fünf Stunden liegt, wobei die Flüssigkeit unter atmosphärischem Druck am Sieden gehalten wird, so daß die Reaktion so vollständig wie möglich abläuft.

Am Ende dieses Arbeitsganges bleibt das Aluminiumsulfat vollständig in der Säure in Lösung, die nun 45 bis 75 g pro Liter Aluminium enthält. Ein Teil des Eisens und des Kaliums geht ebenfalls als Sulfat in Lösung, und ein Teil dieser Metalle geht in den Rückstandsschlamm der Aufschlußlösung über. Man trennt die flüssige Phase L 1 durch Dekantieren, Zentrifugieren, Filtration oder jedes andere bekannte Mittel von der festen Phase.

Die feste Phase kommt in eine Gruppe von Waschbehältern 1, 2, 3, wo sie im Gegenstrom mittels Wassers von löslichen Salzen befreit wird. Man verwirft den unlöslichen Schlamm, der aus Kieselsäure besteht und nur eine sehr geringe Menge Aluminium, Eisen und Alkalimetalle enthält. Die kohlenstoffhaltigen Produkte, die in dem Rohschiefer enthalten sind, und geringe Anteile anderer vorhandener Elemente werden mit dem Schlamm entfernt.

Die Sulfate des Eisens, Kaliums und Aluminiums, die sich in der flüssigen Phase des Schlamms befanden, werden vom Wasserstrom mitgenommen. Die Behandlung dieses Waschwassers LIl wird noch weiter unten beschrieben.

Die flüssige Phase L 1 wird nach dem Aufschluß des Schiefers mit einer Lösung L 2 vermischt, die reich an Aluminium und Schwefelsäure ist und aus einem Teil der Mutterlauge der ersten Aluminiumsulfatkristallisation besteht. Um die Mischung kristallisieren zu lassen, fügt man eine wäßrige Äthanollösung hinzu und rührt längere Zeit bei etwa 30⁰C. Es setzt sich eine Mischung von Sulfaten des Aluminiums und des Kaliums ab, die auch noch etwas Eisen und Natrium enthält. Durch Filtration trennt man sie von den wäßrig-alkoholischen Mutterlösungen, deren Behandlung später beschrieben wird, und bringt sie bei 8O⁰C in der Lösung L 6 zur

Auflösung, die die gleiche Zusammensetzung wie die Lösung L 2 hat: Mutterlösung der ersten Aluminiumsulfatkristallisation. Dank dieser Zugabe an Flüssigkeit, die reich an Schwefelsäure ist, erhält man eine Flüssigkeit L 3, die durch Abkühlung auf etwa 45⁰C saures Kaliumsulfat 52 absetzen läßt, welches sehr wenig Aluminium enthält. Man trennt davon die Mutterlösung L 4, welcher man Waschwasser L 12 von den Kristallen der ersten Aluminiumsulfatkristallisation zusetzt. Nach Konzentration durch Verdampfung eines Teils des Wassers wird die Flüssigkeit auf etwa 45° C abgekühlt, und man läßt in ihr durch Zugabe von Impfkristallen aus einem vorherigen Arbeitsgang ein saures Aluminiumsulfat auskristallisieren. Während dieses bei 45° C auch ohne Impfkristalle kristallisiert, ermöglicht die Zugabe von Impfkristallen aus einem vorherigen Arbeitsgang gewisse Abweichungen der Kristallisationstemperatur nach oben oder unten. Die erhaltenen Kristalle werden getrocknet und dann mit dem Filtrat der folgenden Kristallisation gewaschen. Sie haben im wesentlichen die Zusammensetzung:

Al₂(SO₄)S · 0,5 H₂SO₄ · 11 bis 12 H₂O

und enthalten noch geringe Mengen Verunreinigungen. Dieses saure Aluminiumsulfat ist leicht filtrierbar, sehr wenig mit Mutterlauge imprägniert und sehr leicht waschbar.

Man bringt diese Kristalle in der Waschflüssigkeit der folgenden Kristallisation zur Auflösung, wobei dieses Verfahren gestattet, das saure Salz mit 12 Molekülen Wasser in ein neutrales Sulfat mit 5,5 bis 6 Molekülen Wasser umzuwandeln, entsprechend dem Verfahren nach der älteren Anmeldung DT-AS 15 92 148. Dieses Verfahren besteht darin, zwischen 105 und 140° C eine saure Aluminiumsulfatlösung auskristallisieren zu lassen, deren Gehalt an Schwefelsäure, Wasser und Aluminium sich in gut festgelegten Grenzen bewegt. Nach dem Waschen mit einer 50%igen Schwefelsäurelösung, nachher evtl. mit sehr wenig Wasser, ist das neutrale wenig hydratisierte Salz praktisch rein. Man kann indessen seine Reinheit noch weitertreiben, indem man das Salz einer oder mehreren aufeinanderfolgenden Kristallisationsvorgängen unterwirft, wie im Schema angegeben ist. Die Menge des in reines Sulfat umgewandelten Aluminiums liegt in der Größenordnung von 90% des im Schiefer enthaltenen Aluminiums. Die für die Waschung der Kristalle in den Kreislauf eingeführte Schwefelsäure ersetzt die Verluste an Schwefelsäure, die vor allem auf die Entnahme des Aluminiums und der Alkalimetalle in Form der Sulfate zurückzuführen ist.

Die Behandlung der flüssigen Phase, die nach der Fällung mit Alkohol abgetrennt ist, besteht zunächst aus der Rückgewinnung des in dem Filtrat enthaltenen Alkohols durch Destillation. Der Alkohol kehrt in den Kreislauf zurück, um der Fällung der Mischung L 1 — L 2 zu dienen. Man hat praktisch keinen Verlust an Alkohol. Die warme vom Alkohol befreite Lösung erhält die Kristalle S 2 von saurem Kaliumsulfat und wird dann durch Verdampfung konzentriert, bis ihr SO3-Gehalt 750 bis 950 g, vorzugsweise 800 bis 850 g pro Liter erreicht. Diese Flüssigkeit L 7 wird dann in zwei Teile geteilt.

Etwa ein Viertel wird durch Verdampfung konzentriert, bis die Temperatur der Flüssigkeit beim Kochen unter atmosphärischem Druck etwa 180° C erreicht, und dann auf 60° abgekühlt, und durch anhaltendes Rühren bei dieser Temperatur läßt man Sulfate ausfallen, die reich an Eisen und Alkalimetallen sind. Man kann die Fällung durch Einführung von Impfkristallen, die aus einem früheren Arbeitsgang stammen, beschleunigen. Die Sulfatkristalle 53 werden von der Flüssigkeit L 8, die sehr reich an Schwefelsäure ist, getrennt.

Der Rest der Lösung L 7 wird mit der Lösung L 11 vermischt, die vom Waschen der Schlämme stammt. Man konzentriert diese Mischung, bis der Siedepunkt der Flüssigkeit bei atmosphärischem Druck etwa 14O⁰C beträgt, kühlt dann auf 45° ab und läßt während einiger Stunden unter Umrühren eine Mischung von Sulfat 54 auskristallisieren, welches man durch Filtrieren von der Mutterlösung L 9 trennt, und die Mischung der Mutterlösungen L 8 und L 9 ergänzt die schwefelsaure Mischung L10, welche zum Aufschluß einer neuen Charge des Minerals in den Kreislauf zurückfließt.

Die Kristallisation des Salzes kann durch Einführung von Impfkristallen aus einem vorherigen Arbeitsgang beschleunigt werden.

Die Kristalle 53 werden mit den Kristallen 54 vermischt, und durch Kalzinieren erreicht man eine völlige Dissoziation des Eisensulfats und eine teilweise Dissoziation des Aluminiumsulfats. Die den dissoziierten Sulfaten entsprechende Säure wird in Form einer Mischung von SO3 und SO2 wiedergewonnen. Die nichtdissoziierten Sulfate werden von den Oxyden durch Waschen mit Wasser getrennt. Man erhält durch fraktionierte Kristallisation der Lösung reines Kaliumsulfat. Das Eisenoxyd enthält höchstens 5% Aluminium und kann in der Eisenhüttentechnik direkt verwendet werden.

Beispiel 1

Man nimmt als Ausgangsstoff einen Kohlenrohschiefer, zerkleinert ihn und analysiert folgende Zusammensetzung:

A12O3	22,9%	Na₂O	0,68%
FeO	4,5%	K₂O	4,07%
SiO₂	46,9%	Rest	20,95%

wobei der größte Teil des Restes aus kohlenstoffhaltigen Produkten und Feuchtigkeit besteht. 1,25 Tonnen Schiefer werden während vier Stunden unter Kochen bei atmosphärischem Druck in einem mit Rührer versehenen Behälter aufgeschlossen, der 5,35 m³ Lösung L10 faßt, deren Zusammensetzung pro m³ folgende ist:

SO₃ 810 kg, Al₂O₃ unter kg, FeO 3,3 kg,
Na₂O 16,7 kg, K₂O 45,6 kg.

Nach dem Filtrieren erhält man 4,65 m³ Lösung L 1, deren Zusammensetzung bezogen auf 1 m³ ist:

SO₃ 780 kg, Al₂O₃ 60,5 kg, FeO 11kg,
Na₂O 17,6 kg, K₂O 47 kg

sowie Schlamm, der im Gegenstrom in einem Dreietagenwaschgerät 1, 2, 3 mittels 2,5 m³ Wasser behandelt wird. Der gewaschene Schlamm wird entfernt. Er enthält 765 kg Trockensubstanz, bestehend

SiO₂ 73,6%, Al₂O₃ 3,9%, FeO
Na₂O 0,16%, K₂O 0,71%,

0,45%,

wobei der Rest aus kohlenstoffhaltigen Stoffen und sehr wenigen anderen Stoffen besteht.

Die Waschflüssigkeit L11 hat ein Volumen von 2,8 m³ und eine Zusammensetzung bezogen auf 1 m³ von:

SO₃ 246 kg, Al₂O₃ 17,9 kg,
Na₂O 5,2 kg, K₂O 25,3 kg.

FeO 6,8 kg,

SO₃ 547 kg, Al₂O₃ 44,7 kg, Na₂O 15 kg,
K₂O 17,9 kg, FeO 2,06 kg.

Al₂(SO₄)S · 0,5 H₂SO₄ · 11 bis 12 H₂O.

Die Behandlung dieser Flüssigkeit wird noch beschrieben werden.

Die flüssige Phase L1, die nach dem Aufschluß des Schiefers abgetrennt ist, beträgt 4,65 m³. Man bringt sie in einen Niederschlagsbehälter, wo sie mit 1,6 m³ Lösung L 2 vermischt wird, die ein Teil der Mutterlösung der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats ist. Die Zusammensetzung dieser Mutterlösung bezogen auf 1 m³ist:

SO₃ 620 kg, Al₂O₃ 20 kg, FeO 2,2 kg,
Na₂O 15,9 kg, K₂O 19,2 kg.

Zu dieser Mischung fügt man eine wäßrige Älkohollösung mit 12,25 m³ reinem Alkohol, um den größeren Teil der Salze zu fällen. Nach längerem Rühren bei 30° trennt man durch Filtrieren 3,905 Tonnen Sl-Kristalle ab, die folgende Zusammensetzung haben:

SO₃ 27,2%, Al₂O₃ 7,3%, FeO 0,1%,
Na₂O 0,7%, K₂O 6,2%.

Es handelt sich um sehr stark hydratisierte Kristalle, die außerdem viel Mutterlauge kapillar zurückhalten.

Man löst diese Kristalle bei 80° in 7,4 m³ Flüssigkeit L 6 auf, die aus dem Rest der Mutterlösung der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats besteht und deren Zusammensetzung dieselbe ist wie die der Flüssigkeit L 2, die oben angegeben wurde. Durch Abkühlung auf 45° läßt diese sehr saure Lösung Kristalle von saurem Kaliumsulfat ausfallen, die nur sehr wenig Aluminium enthalten. Nach einer Stunde Rühren bei 45° filtriert man und trennt 740 kg Kristalle S 2 ab, die enthalten:

SO₃ 54,6%, K₂O 28,9%,

Al₂O₃ 0,5%, FeO 0,05%
und 9,6 m³ Filtrat L 4, welches pro m³ enthält:

40

Aus dieser Flüssigkeit L 4 läßt man das Aluminiumsulfat auskristallisieren. Man mischt hier 1,75 m³ der Flüssigkeit L 12 zu, die vom Waschen der Kristalle der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats stammt. Man konzentriert die Mischung durch Verdampfung, bis die Siedetemperatur unter atmosphärischem Druck 130° erreicht. Der im Zuge des Konzentrationsarbeitsganges wiedergewonnene Alkohol wird in das wäßrig alkoholische Filtrat, welches von den Kristallen 51 getrennt wurde, eingeleitet.

Die konzentrierte Flüssigkeit wird unter Rühren auf 45°C abgekühlt, und man löst die Fällung mit einer Tonne Kristalle aus einem vorhergehenden Arbeitsgang aus. Nach etwa 10 Stunden trennt man die Aluminiumsulfatkristalle, welche man mit Mutterlösung der folgenden Kristallisation wäscht. Ihre Zusammensetzung entspricht der Formel:

60

Eine Menge von einer Tonne entsprechend dem Gewicht der Impfkristalle wird entnommen, um dem gleichen Zweck zu dienen. Man unterwirft diese Kristalle mehreren aufeinanderfolgenden Kristallisationen in der Wärme in saurer Umgebung entsprechend dem Verfahren der DT-AS 15 92 148, welches schon erwähnt wurde, indem man sich jedesmal der Mutterlösungen der Kristallisation (n+\) bedient, um die durch Kristallisation (n) enthaltenen Kristalle zu waschen, und die Mutterlösungen der Kristalle (n) zum Auflösen der Kristalle der Kristallisation (n) verwendet, die darauf folgt.

Die Waschung'der letzten Kristalle wird mit 1,75 m³ 50%iger Schwefelsäure und anschließend mit einer möglichst geringen Menge von Eiswasser vorgenommen.

Man erhält zum Schluß 1,1 Tonnen Aluminiumsulfat:

Al₂(SO₄J₃ · 5,5 bis 6 H₂O.

Infolgedessen hat man als neutrales Sulfat ohne Eisen und Alkalimetalle 250 kg Aluminium aus den 286 kg, die im Ausgangsmineral waren, gewonnen.

Die 9 m³ Mutterlaugen L 5, die durch Filtration nach der ersten Kristallisation des Sulfats erhalten werden, verwendet man, wie vorher erklärt, wieder: 1,6 m³ (L2) wird mit der Lösung L 1 vermischt, und die restlichen 7,4 m³ dienen der Auflösung der Kristalle 51, die durch Alkohol gefällt wurden.

Dem wäßrig alkoholischen Filtrat, welches von den Kristallen 51 getrennt wurde, wird der Alkohol hinzugefügt, der im Laufe der Konzentration der Mutterlaugen der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats wiedergewonnen wurde. Die Mischung wird anschließend in einer Vorrichtung mit einer Scheibenkolonne erhitzt, was die Wiedergewinnung des ganzen Alkohols, der in diesem Kreislauf gebraucht wurde, ermöglicht. Man löst anschließend das saure Kaliumsulfat 52 in der vom Alkohol befreiten Flüssigkeit auf, konzentriert dann durch Verdampfung, bis das Volumen der Lösung auf 4,875 m³ reduziert ist. Die Flüssigkeit L 7, die man so erhält, hat folgende Zusammensetzung pro m³:

SO₃ 810 kg, Al₂O₃ 6,5 kg, FeO 10,4 kg,
Na₂O 16,8 kg, K₂O 45 kg.

Man entfernt 1,3 m³ dieser Lösung und konzentriert sie, bis der Siedepunkt unter atmosphärischem Druck 180° erreicht, kühlt sie dann auf 60° ab und fügt als Impfkristalle 30 kg der Kristalle hinzu, die aus einem vorhergehenden Arbeitsgang stammen. Nach etwa 10 Stunden Rühren bei 45° filtriert man ab, um die Sulfate, die auskristallisiert sind, abzutrennen, und man nimmt davon 30 kg, die für einen späteren Arbeitsgang als Impfkristalle dienen sollen. Man erhält 200 kg Kristalle 53 mit folgender Zusammensetzung:

SO₃ 59,5%, Al₂O₃ 0,7%, FeO 5,9%,
Na₂O 3,2%, K₂O 4%.

Das Volumen des Filtrats L 8 ist 0,8 m³ und seine Zusammensetzung, bezogen auf 1 m³:

SO₃ 1170 kg, Al₂O₃ 8,9 kg,
Na₂O 19,4 kg, K₂O 63 kg.

FeO 22 kg,

Der Rest der Lösung L 7, d. h. 3,575 m³, wird mit 2,8 m³ der Lösung LIl vermischt, die vom Waschen der Schlämme stammt. Man konzentriert diese Mischung, bis der Siedepunkt unter normalem Druck etwa 140° beträgt, dann kühlt man auf 45° während einiger Stunden unter Rühren ab, um einen Teil der Salze auskristallisieren zu lassen. Man trennt so 370 kg von Kristallen 54, die enthalten:

SO₃ 50%, Al₂O₃ l,5O/o, FeO 10,9%,
Na₂O O,2O/o, K₂O lO,3O/o

709 545/9

10

und 4,5 m³ Filtrat L 9 ab, welches pro m³ enthält:

SO₃ 755 kg, Al₂O₃ 15,1 .kg, FeO 3,5 kg,
Na₂O 16,7 kg, K₂O 43 kg.

Die Flüssigkeiten L 8 und L 9 werden vermischt und bilden die Aufschlußlösung L 10. Die Rückstände 53 und 54 werden vermischt. Man erhält so 570 kg Mischung der Sulfate folgender Zusammensetzung:

SO₃ 304 kg, Al₂O₃ 6,9 kg, FeO 52 kg,
Na₂O 71 kg, K₂O 46,2 kg

und Kristall- und Imprägnierwasser. Man unterwirft diese Kristalle einem derartigen Kalzinieren, daß die Gesamtmenge des Eisensulfats oxydiert und zu Eisenoxyd dissoziiert wird, was ungefähr die Hälfte des Aluminiumsulfats ebenfalls dissoziieren läßt, wobei die Mischung der Sulfit- und Sulfatanhydride, die im Zuge der Dissoziation gebildet wurden, wiedergewonnen und in Schwefelsäure umgewandelt wird. Der Rückstand der Kalzinierung wird im Gegenstrom gewaschen, was es ermöglicht, 55 kg Oxyde zu isolieren, welche' 95% Eisenoxyd enthalten und direkt in der Eisenhüttentechnik verwendbar sind.

Durch fraktionierte Kristallisation der Lösung des Sulfats erhält man reines Kaliumsulfat, deren Menge 43 kg K₂O entspricht.

Der in F i g. 2 dargestellte Prozeß betrifft, wie schon erwähnt, den Fall eines Schiefers, dessen Eisengehalt völlig oxydiert und in den dreiwertigen Zustand übergangen ist.

Die Kalzinierung des zerkleinerten Schiefers, wird in oxydierender Atmosphäre zwischen 500 und 900° vorgenommen. Dieser Arbeitsgang ist wirtschaftlich, weil der Ausgangsstoff allgemein genug Kohlenstoff enthält, daß kein Brennstoff mehr erforderlich ist, nachdem der Prozeß in Gang gekommen ist. Die Reaktion geht unter dem Einfluß des Luftzuges, der durch die bewegte Masse strömt, von selbst weiter. Der Arbeitsgang kann kontinuierlich im Röhrenofen vorgenommen werden. Man kann auch Wärmerekuperatoren verwenden, um die zur Kalzinierung benötigte Luft vorzuwärmen.

Der kalzinierte Schiefer wird in einen Aufschlußbehälter gegeben, der außerdem eine wässerige Lösung L12 aus Schwefelsäure mit 500 bis 900 g und vorzugsweise etwa 700 g SO₃ pro 1 enthält. Da es sich um eine Umlauflösung handelt, enthält sie außerdem 5 bis 10 g Aluminiumoxyd, 3 bis 5 g Eisenoxyd, 10 bis 15 g Natriumoxyd und 15 bis 20 g Kaliumoxyd pro Liter. Man behandelt je 200 bis 300 kg kalzinierten Schiefer mit 1 m³ Aufschlußlösung. Die Reaktion wird unter Rühren während einer Zeit von einer bis vier Stunden bei der Siedetemperatur der Flüssigkeit unter atmosphärischem Druck vorgenommen, so daß eine möglichst vollständige Reaktion gewährleistet ist.

Die relativen Mengen an Mineral, Wasser und Schwefelsäure werden so ausgewählt, daß zum Schluß des Aufschlusses das Aluminiumsulfat völlig in Lösung ist und die Säure dann 45 bis 75 g Aluminium pro 1 enthält. Etwas Eisen- und Kaliumsulfat gehen außerdem in Lösung, aber der größere Teil dieser Metalle löst sich noch nicht in der Aufschlußlösung, sondern bleibt noch beim Aufschlußrückstand ungelöst. Das ermöglicht leichter als im Fall der Rohschiefer, den größeren Teil des Eisens und des Kaliums, die im Mineral enthalten sind, von Aluminium zu trennen.

Man trennt dann durch Dekantieren, Zentrifugieren, Filtration oder jedes andere für sich bekannte Mittel die flüssige Phase L 1 von der festen Phase.

Die feste Phase kommt in eine Gruppe von Waschbehältern 1, 2, 3, wo sie im Gegenstrom mittels Wassers von löslichen Salzen befreit wird. Man verwirft den unlöslichen Schlamm, der aus Kieselsäure besteht und nur eine sehr geringe Menge nicht angegriffener Silicoaluminate enthält. Andere Elemente, die der Schiefer nur in geringen Mengen aufweist, werden mit dem Schlamm entfernt.

Im Gegensatz dazu werden die Sulfate des Eisens und Kaliums durch den Wasserstrom gelöst. Die Waschflüssigkeit L3 wird an Punkt (2) den Waschbehältern entnommen und durch Verdampfung konzentriert, bis der Siedepunkt unter atmosphärischem Druck 110 bis 115°C erreicht. Durch Abkühlung fallen aus dieser konzentrierten Lösung Kristalle 54 aus, die hauptsächlich aus Eisen- und Kaliumsulfat und zu einem geringen Anteil aus Aluminium- und Natriumsulfaten bestehen. Man isoliert durch Filtrieren diese Kristalle, deren Behandlung später beschrieben wird. Das Filtrat L 4 wird in die Waschstufe (1) eingeführt, wo es verwendet wird, um die Flüssigkeit im Schlamm zu verdrängen, wenn er in den ersten Wäscher eintritt.

Eine Variation dieser Waschbehandlung besteht darin, zur Konzentration nur einen kleinen Anteil des Waschwassers L 3 an dem Punkt (2) zu entnehmen und den Rest LIl in die Aufschlußflüssigkeit L12 zur Korrektur der Zusammensetzung zurückfließen zu lassen.

Die flüssige Phase L1, die nach dem Aufschluß des Schiefers abgetrennt wurde, wird mit dem Waschwasser L 2 des Schlamms vermischt. Man fügt eine Lösung L 5 hinzu, die reich an Aluminium und an Schwefelsäure ist und aus einem Teil der Mutterlauge der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats besteht. Um diese Mischung aus den Lösungen L1, L 2, L 5 auskristallisieren zu lassen, setzt man eine wässerige Alkohollösung zu und rührt längere Zeit bei 30⁰C. Es scheidet sich eine Mischung von Aluminium- und Kaliumsulfaten ab, die noch etwas Eisen und Natrium enthält. Durch Filtration trennt man sie von den wässerig alkoholischen Mutterlaugen, deren Behandlung später beschrieben wird, bringt sie bei etwa 8O⁰C in einer Lösung L 6 zur Auflösung, welche die gleiche Zusammensetzung wie L 5 aufweist: Mutterlösungen der ersten Kristallisation von Aluminiumsulfat. Dank dieser Zugabe von Flüssigkeit, die reich an Schwefelsäure ist, erhält man eine Flüssigkeit L 7, aus der durch Abkühlung auf etwa 45° C saures Kaliumsulfat 52 mit sehr wenig Aluminium ausfällt. Man trennt davon die Mutterlaugen, welcher man Waschwasser L13 der Kristalle der ersten Kristallisation von Aluminiumsulfat zusetzt. Nach Konzentrierung durch Verdampfung eines Teils des Wassers wird die Flüssigkeit auf 45° C abgekühlt, und man läßt hier Aluminiumsulfat auskristallisieren, indem man Impfkristalle zugibt, die aus einem vorherigen Arbeitsgang stammen. Die Kristalle werden an der Luft getrocknet und dann mit dem Filtrat der folgenden Kristallisation gewaschen. Sie haben im wesentlichen die Zusammensetzung:

Al₂(SO₄J₃ ■ V₂ H₂SO₄ · 11 bis 12 H₂O

und enthalten kleine Mengen Verunreinigungen.

Die weitere Aufarbeitung bis zum Aluminiumsulfat erfolgt wie bei der Erläuterung von F i g. 1 beschrieben.

Die Behandlung der flüssigen Phase, die nach der Ausfällung mit Äthanol abgetrennt wurde, sieht anschließend die Wiedergewinnung des im Filtrat

enthaltenen Alkohols durch Destillation vor. Der Alkohol kehrt in den Kreislauf zurück, um zum Ausfällen der Mischung L 1, L 2, L 5 zu dienen. Es gibt praktisch keinen Verlust an Alkohol. Die warme vom Alkohol befreite Lösung erhält die Kristalle 52 von saurem Kaliumsulfat und wird dann durch Verdampfung konzentriert, bis der SO₃-Gehalt 750 bis 950 und vorzugsweise 850 g pro Liter erreicht. Diese Flüssigkeit wird dann auf zwischen 30 und 60°, vorzugsweise auf 45° abgekühlt und mehrere Stunden in Anwesenheit von Impfkristallen in Bewegung gehalten, die aus Kristallen bestehen, die aus einem vorherigen Arbeitsgang stammen. Es setzt sich eine Mischung 53 von Metallsulfaten ab, die arm an Aluminium und reich an Eisen und Kalium ist. Das Filtrat L 10 kehrt in den Kreislauf als Aufschlußflüssigkeit für das Mineral zurück.

Die Kristalle 53 werden mit Kristallen 54 vermischt, die bei der Behandlung der Rückstandsschlämme des Aufschlusses abgetrennt wurden. Durch Kalzinierung erreicht man eine völlige Dissoziation des Eisensulfats und eine teilweise Zersetzung des Aluminiumsulfats. Die den dissoziierten Sulfaten entsprechende Säure wird als Mischung von SO3 und SO2 wiedergewonnen. Die nicht dissoziierten Sulfate werden von den Oxyden durch Waschen mit Wasser getrennt. Man trennt Kaliumsulfat durch fraktionierte Kristallisation der Lösung ab. Das Eisenoxyd enthält höchstens 5% Aluminium und ist direkt in der Eisenhüttentechnik verwendbar.

30

Beispiel 2

Im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Verfahrensschritte nacheinander angegeben. Indessen laufen in der industriellen Praxis alle diese Arbeitsgänge gleichzeitig ab, und das Verfahren ist kontinuierlich.

Das Ausgangsmaterial ist zerkleinerter Kohleschiefer, der bei etwa 700⁰C kalziniert wird und folgende gewichtsmäßige Zusammensetzung aufweist:

Al₂O₃	24,8%	Na₂O	0,81%
Fe₂O₃	7,1%	K₂O	4,2%
SiO₂	57,6%	Rest	5,5%

50

55

1,76 Tonnen Schiefer werden zwei Stunden bei Atmosphärendruck in einem Behälter mit Rührvorrichtung mittels 7,6 m³ kochender Schwefelsäure aufge-' schlossen, die pro m³ folgende Zusammensetzung hat:

SO₃ 754 kg, Al₂O₃ 8,2 kg, Fe₂O₃ 4,3 kg,
Na₂O 13,8 kg, K₂O 16,6 kg.

Nach der Filtration erhält man 5,8 m³ Lösung L 1, die pro m³ enthält:

SO₃ 712 kg, Al₂O₃ 63 kg, Fe₂O₃ 1,8 kg,
Na₂O 15,5 kg, K₂O 15,5 kg

und Schlamm, der im Gegenstrom in drei Etagen in Waschbehältern 1, 2, 3 mit 5,3 m³ gewaschen wird. Die ausgewaschenen Schlämme werden verworfen. Sie enthalten 1,1 Tonnen trockene Substanz, und zwar 62,5% des Mineralgewichts. Die Analyse dieser trockenen Substanz ist:

Al₂O₃ 2,1%, Fe₂O₃ 1,3%, Na₂O 0,14%,

K₂O 0,410/0, SiO₂ 91%, Rest 5%. ,,

QJ

Die Flüssigkeit L 3, die aus dem zweiten Wascher kommt und ein Volumen von 5,4 m³ hat, besitzt pro m³ folgende Zusammensetzung:

SO₃ 193 kg, Al₂O₃ 18,7 kg, Fe₂O₃ 26 kg,
Na₂O 4 kg, K₂O 20 kg.

1,2 m³ LIl wird direkt in den Aufschlußbehälter zurückgegeben, und der Rest L 4, d. h. 4,2 m³ wird durch Verdampfung konzentriert, bis sein Siedepunkt 112° C erreicht. Dies entspricht einer Volumenverminderung auf V₃ seines Ursprungswertes. Unter Beibehaltung dieser Temperatur während drei Stunden läßt man eine Mischung von Sulfaten 54 ausfallen, die man durch Filtration abtrennt. Die Kristalle wiegen 710 kg und enthalten:

SO₃ 51,7%,
Na₂O 1,2%,

Al₂O₃
K₂O

0,9%,
7,7%,

Fe₂O₃ 12,6%,

wobei der Rest auf Kristallwasser entfällt. Das Filtrat L 4, dessen Volumen 1,7 m³ ist, hat pro m³ folgende Zusammensetzung:

SO₃ 260,6 kg, Al₂O₃ 42,3 kg, Fe₂O₃ 11,6 kg, Na₂O 4,9 kg, K₂O 17,35 kg.

Es wird in den ersten Behälter gegeben, wo unter Entfernung der anhaftenden Flüssigkeit die erste Waschung des Rückstandschlammes des Aufschlusses vorgenommen wird. Aus diesem ersten Behälter kommt 1,67 m³ Flüssigkeit L 2 heraus, die folgende Zusammensetzung pro m³ aufweist:

SO₃ 595 kg, Al₂O₃ 50,5 kg, Fe₂O₃ 7,06 kg,
Na₂O 8,74 kg, K₂O 16 kg.

Die Flüssigkeit L 2 wird mit 5,8 m³ Flüssigkeit L 1 gemischt, deren Zusammensetzung weiter oben angegeben ist, und wird weiter mit 4,2 m³ Flüssigkeit L 5 vermischt, welche aus einem Teil der Mutterlauge L 8 der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats besteht. Die Zusammensetzung der Flüssigkeit L 5 beträgt pro m³:

SO₃ 615 kg, Al₂O₃ 21,5 kg, Fe₂O₃ 19 kg,
Na₂O 8,9 kg, K₂O 10,9 kg.

Diese 11,67 m³ Flüssigkeit werden in einem mit einem Rührer versehenen Behälter zusammengebracht und auf 30° C abgekühlt. Man fügt zu dieser Mischung eine wässerige Lösung mit 20,5 m³ Alkohol hinzu, um den größten Teil der Salze, die sie enthält, auszufällen. Man trennt dann durch Filtration oder Zentrifugieren 7,63 Tonnen Kristalle 51 der Zusammensetzung ab:

SO₃ 28%, Al₂O₃ 6,5%, Fe₂O₃ 0,1%,
Na₂O 0,5%, K₂O 1,90/0.

Diese Kristalle enthalten u. a. Kristallwasser und -Alkohol. Man löst sie bei einer Temperatur in der Größenordnung von 80° C in 15,3 m³ der Lösung L 6 auf, die aus einem Teil der Mutterlauge L 8 von der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats besteht, deren Zusammensetzung die gleiche ist wie die der Flüssigkeit L 5, die oben angegeben wurde. Die Mischung wird auf 45°C abgekühlt, während einer Stunde bei dieser Temperatur bewegt, so daß 220 kg saures Kaliumsulfat 52 auskristallisieren, welches man durch Filtration abtrennt und folgende Zusammensetzung hat.

Al₂O₃ 0,5%, K₂O 30,1%, SO₃ 55%.

Die Mutterlaugen haben ein Volumen von 20 m³, und ihre Zusammensetzung pro m³ ist:

SO₃ 517 kg, Al₂O₃ 41 kg,
K₂O 18,5 kg, Na₂O 8,6 kg.

Ausgehend von diesen Mutterlaugen läßt man das Aluminiumsulfat kristallisieren.

Nachdem man hier die Waschwässer L13 der Kristalle der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats zugemischt hat, konzentriert man sie durch Verdampfung unter normalem Druck, bis der Siedepunkt 130° erreicht. Die Destillationvorläufe enthalten Alkohol und werden in das wäßrig alkoholische Filtrat, von den Kristallen 51 überführt. Man läßt die konzentrierte Flüssigkeit unter Bewegung auf 45° C abkühlen. Nach einigen Stunden fügt man 1,5 Tonnen kristallisiertes Sulfat, welches aus einem späteren Arbeitsgang stammt, zum Zweck hinzu, die Fällung durch Keimbildung anzuregen. Wenn sie beendet ist, trennt man durch Filtration einerseits Mutterlaugen L 8, deren Volumen 19,5 m³ ist und deren Zusammensetzung weiter vorher angegeben wurde, und andererseits Kristalle, die man mit Mutterlauge der folgenden Kristallisation wäscht. Sie entsprechen genau der Formel

Al₂(SO₄J₃ · '/2H₂SO₄ · 11 bis 12 H₂O.

Eine Menge von 1,5 Tonnen dieser Kristalle entsprechen der Impfkristallzugabe und werden für den gleichen Zweck abgetrennt. Man unterwirft den Rest der Kristalle in der Wärme und in saurer Umgebung entsprechend dem Verfahren nach der DT-AS 15 92 148 mehreren aufeinanderfolgenden Kristallisationen und bedient sich jedesmal der Mutterlaugen der Kristallisation (n+\) zum Waschen der beim Kristallisieren (n) enthaltenen Kristalle und der Waschwässer der Kristalle (n), um die Kristalle der folgenden Kristallisation (^aufzulösen.

Das Waschen der letzten Kristalle wird mit einer 50%igen Schwefelsäurelösung und anschließend mit einer geringen Wassermenge vorgenommen, so daß man schließlich 1,75 Tonnen Aluminiumsulfat

Al₂(SO₄J₃ · 5,5 H₂O

erhält, wobei etwas Eisen und Alkalimetalle anwesend sind.

Dem wäßrig alkoholischen Filtrat L14, welches von den Kristallen 51 getrennt wurde, werden die Destillationvorläufe der Mutterlaugen von der ersten Kristallisation des Aluminiumsulfats zugesetzt. Die Mischung wird anschließend in einer Wärmeeinrichtung mit Plattenkolonne erhitzt, was die Wiedergewinnung des ganzen Alkohols, welcher in dem Kreislauf verwendet wurde, gestattet. Man löst dann das saure Kaliumsulfat 52 in dem Rückstand auf und konzentriert es, bis die Temperatur 155° unter gewöhnlichem Druck ereicht, und erhält so 6,75 m³ Flüssigkeit L 9, die pro m³ enthält:

Al₂O₃ 7 kg, Fe₂O₃ 3,3 kg, Na₂O 15,5 kg,
K₂O 173 kg, SO₃ 842 kg.

Diese Flüssigkeit wird auf 45° abgekühlt und mehrere Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Die Fällung geht schneller, wenn man mit etwa 10 kg von Kristallen aus einer vorhergehenden Operation impft. Man trennt die Kristalle durch Absaugen, denen man evtl. das gleiche Gewicht entnimmt, wie es zum Impfen verwendet wurde.

Man erhält 300 kg Kristalle 53 mit folgender Zusammensetzung:

Al₂O₃ 1,3%, Fe₂O₃ 7,1%, Na₂O 1,4%,
K₂O 5%, SO₃ 63%,

wobei der Rest Kristallwasser ist.

Das Filtrat L10, welches 6,4 m³ ist, hat folgende Zusammensetzung pro m³:

Al₂O₃ 6,8 kg, Fe₂O₃ 0,2 kg, Na₂O 15,7 kg,
K₂O 15,9 kg, SO₃ 859,2 kg.

Diese Flüssigkeit wird mit Schlammwasser LIl vermischt und zum Aufschluß einer neuen Charge von kalziniertem Schiefer zurückgeleitet.

Die Kristalle 53 und 54 werden vermischt, und man erhält so 1,1 Tonnen eines Gemisches von Sulfat, welches enthält:

Al₂O₃ 103 kg, Fe₂O₃ 110,7 kg, Na₂O 12,7 kg,
K₂O 69,7 kg, SO₃ 566,1 kg,

wobei der Rest Hydratationswasser ist.

Man kalziniert das Gemisch, was eine totale Zersetzung des Eisensulfats und eine etwa 50% ige Zersetzung des Aluminiumsulfats herbeiführt. Durch Waschen entfernt man die nicht dissoziierten Sulfate und isoliert 116 kg Eisenoxyd mit 5% Aluminium, welches in der Hüttentechnik brauchbar ist.

Durch fraktionierte Kristallisation des Filtrats isoliert vs man reines Kaliumsulfat entsprechend 65 kg Kaliumoxyd.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zur Aluminiumsulfat- und Begleitstoffgewinnung in technisch verwertbarer Form aus aluminiumhaltigen Erzen, wobei man a) das zerkleinerte Erz mit einer umlaufenden, heißen konzentrierten wäßrigen Schwefelsäurelösung einer Konzentration von mehr als 500 g SO3/I aufschließt, b) die feste Phase abtrennt, c) die flüssige Phase mit einer wäßrigen Äthanollösung versetzt, wobei eine erste Fraktion mit überwiegendem Anteil an Aluminiumsulfat ausfällt, die man abtrennt und d) zur weiteren Reinigung in warmer Schwefelsäure wieder auflöst und weiteren Kristallisationen unterwirft, fe) aus der Mutterlauge von der Stufe c) das Äthanol durch Destillation austreibt und nach c) zurückführt, f) die im Sumpf bleibende Lösung gemäß e) konzentriert und das ausfallende Eisensulfat abtrennt und g) die Mutterlauge nach f) zur Aufschlußstufe a) zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß man Kohleschiefer aufschließt, indem man

a) zum Aufschluß eine kochende, 500—900 g SO3/I enthaltende Aufschlußlösung verwendet,

b) die abgetrennte feste Phase im Gegenstrom mit Wasser wäscht,

d) die erste Fraktion mit einer Aluminiumsulfat enthaltenden, konzentrierten Schwefelsäure bei 8O⁰C löst, abkühlt, saures Kaliumsulfat auskristallisieren läßt, welches man der .Stufe f) zuführt, und die Mutterlauge von der Stufe d) konzentriert, abkühlt und daraus durch Zugabe von Impfkristallen aus einem vorherigen Arbeitsgang ein saures Aluminiumsulfat der Formel

Al₂(SO₄J₃ · 0,5 H2SO4 -11-12 H₂O

auskristallisieren läßt, das gewaschen und danach in einer schwefelsauren Lösung gelöst wird, aus der man ein neutrales Aluminiumsulfathydrat

Al₂(SO₄J₃ ■ 5,5-6 H₂O

auskristallisieren läßt,

h) das Waschwasser von der Stufe b) mit dem Niederschlag der Stufe f) vereinigt und durch Konzentrieren und Abkühlen Eisen- und Kaliumsulfate auskristallisieren läßt und

i) diese Kristalle glüht und aus dem entstandenen Eisenoxid das Kaliumsulfat mit Wasser auslaugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Kohleschiefer vor dem Säureaufschluß oxydierend kalziniert und

die Gegenstromwäsche der festen Phase nach b) so führt, daß man aus der Waschlauge nach Einengen derselben Kalium-Eisen-Sulfat auskristallisiert, das anstelle von Waschwasser der Stufe i) zugeführt wird, und

die Mutterlauge aus dieser Kristallisation zum Waschen der frisch in die Gegenstromwäsche eintretenden festen Phase nach b) verwendet und dann der Stufe c) zuführt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Dabei geht es vor allem um die Verwertung von Schieferkohle zwecks Gewinnung reinen Aluminiumsulfats und Erfassung der Begleitstoffe Eisen und Kalium in einer industriell verwertbaren Form.

Diese Schiefer sind Rückstände bei der Kohlegewinnung, die zu arm an Kohlenstoff sind, als daß sie als Brennstoff verwertet werden könnten, und deren Handelswert ziemlich gleich Null ist. Ihre Zusammensetzung schwankt mit dem Vorkommen, aber sie enthalten immer eine bedeutende Menge Aluminium, allgemein in Hydrosilicaten gebunden. Man findet darin außerdem freie Kieselsäure und gebundene Kieselsäure, Eisen, Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Spuren vieler anderer Elemente. Allgemein enthält ein Schiefer, der durch Kalzination vom Wasser und von den Kohleprodukten befreit ist, 55 bis 60% Silizium-, 20 bis 30% Aluminium-, 5 bis 10% Eisen-, 4 bis 5 Kalium und 0,5 bis 1,5% Natriumoxyd als Hauptbestandteile.

Zur Gewinnung des in den Kohleschiefern enthalter nen Aluminiumgehalts sind zahlreiche Versuche unternommen worden. Die Hauptschwierigkeit liegt in der Gegenwart des Eisens und des Kaliums, die nicht nur völlig von dem Aluminium getrennt werden, sondern auch in einer kommerziell verwendbaren Form wiedergewonnen werden müssen, damit die Durchführung des Verfahrens industriell wirtschaftlich möglich ist.

Unter den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Aluminium auf saurem Wege wurden der Schwefelsäureaufschluß und die Ausfällung der so erhaltenen rohen Aluminiumsulfatlösung mit Alkohol am häufigsten beschrieben, aber die Autoren haben sich auf die Beschreibung eines isolierten Arbeitsganges beschränkt. Sie erhielten ausgezeichnete Resultate, doch können diese industriell nicht reproduziert werden, weil das Hauptproblem, die Entfernung der Verunreinigungen, nicht gelöst wird. Im Zuge eines isolierten Arbeitsganges kann man leicht Aluminiumsulfat ausreichender Reinheit durch Kristallisation trennen, weil die Verunreinigungen in der Mutterlösung bleiben, aber in der industriellen Praxis muß man notwendigerweise diese Mutterlösungen unbegrenzt umlaufen lassen, welche sich mehr und mehr an löslichen Verunreinigungen anreichern, was die Problemstellung völlig verändert.

Die einfachen Lösungen, die bei einem isolierten Zyklus anwendbar sind und bisher vorgeschlagen wurden, haben keinen Eingang in die Industrie gefunden. Um industriell verwertbar zu sein, muß das verwendete Verfahren zwangsläufig nach einer Zahl von Zyklen bis zur Einstellung eines Gleichgewichts ein kontinuierliches Schema umfassen, in dessen Lauf alle in der Ausgangsmineralzusammensetzung enthaltenen Komponenten an bestimmten Punkten des Kreislaufs einerseits in Form von reinem Aluminiumsulfat, andererseits in Form von allgemein unbrauchbaren Rückständen, wie Kieselsäure, fortlaufend in Form von industriell brauchbaren Nebenprodukten, wie Eisenoxyd und besonders Salze des Kaliums, entnommen werden müssen.

Die bisher veröffentlichten Verfahren gestatten keine Lösung dieses Problems.

So ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt (US-PS 24 02 668), bei dem es vorrangig um die Reinigung von Aluminiumsulfat durch Abtrennung des Eisengehalts und dessen Ausfällung in Form von