DE2918520C2

DE2918520C2 -

Info

Publication number: DE2918520C2
Application number: DE2918520A
Authority: DE
Inventors: Koichi Yamada; Takuo Niihama Jp Harato; Hisakatsu Habu Niihama Jp Kato
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1979-05-08
Publication date: 1988-02-18
Also published as: FR2425405B1; GB2020642B; DE2918520A1; US4201749A; CA1097483A; JPS603005B2; AU514212B2; FR2425405A1; JPS54146299A; IT1118493B; GB2020642A; IT7967959A0; AU4663879A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von gefälltem Aluminiumhydroxid aus einer Natriumaluminatlösung durch Zugabe von Aluminiumhydroxid als Impfmaterial zu einer geklärten wäßrigen Lösung von Natriumaluminat, Rückführung eines Teils des gefällten Aluminiumhydroxids als Impfmaterial zur Ausfällung für das Aluminiumhydroxid nach dem Waschen mit heißem Wasser einer Temperatur von 50 bis 90°C, Waschen und Abziehen des verbleibenden Teils des gefällten Aluminiumhydroxids.

Bei der Herstellung von Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxidhydrat nach dem Bayer-Verfahren werden die als Ausgangsmaterialien eingesetzten Aluminiumerze, insbesondere Bauxit, in einer heißen alkalischen Lösung, wie Natronlauge, bei einer Temperatur von im allgemeinen über 130°C zur Extraktion des im Bauxit enthaltenen Aluminiums (Aufschlußstufe) behandelt, worauf nichtgelöste Rückstände, wie Eisenoxid, Silikate und Titandioxide, als roter Schlamm abgetrennt werden. Der geklärten Natriumaluminatlösung (Bayer-Lösung) werden dann zur Ausfällung von Aluminiumhydroxid bei einer Temperatur von im allgemeinen 50 bis 70°C (Fällungsstufe) Aluminiumhydroxidkristallisationskeime zugesetzt, worauf das ausgefällte Aluminiumhydroxid von der Natriumaluminatlösung abgetrennt wird (Abtrennstufe) und ein Teil des abgetrennten Aluminiumhydroxidniederschlags als Impfmaterial zur Fällungsstufe verwendet wird, während der verbleibende Teil des Aluminiumhydroxidniederschlags als Produkt verbleibt. Die Natriumaluminatlösung wird nach der Abtrennung des Aluminiumhydroxidniederschlags im Kreislauf geführt oder nach Eindampfen zur Aufschlußstufe für Bauxit zurückgeführt und nachfolgend als verbrauchte Flüssigkeit bezeichnet.

Bauxit enthält organische Substanzen, die insbesondere aus Humus bestehen. Diese Substanzen lösen sich in der vorliegenden Form oder in Form von löslichen Salzen in der Natriumaluminatlösung in der Aufschlußstufe von Bauxit auf. Als Ausflockungsmittel wird Stärke oder ein hochmolekulares Koagulans, beispielsweise Natriumpolyacrylat, der in der Aufschlußstufe erhaltenen Aufschlämmung zugesetzt. Daher sammeln sich allmählich organische Substanzen in der im Kreislauf geführten Natriumaluminatlösung des Bayer-Verfahrens oder in der verbrauchten Flüssigkeit dieses Verfahrens an.

In der Bayer-Lösung liegen organische Substanzen in verschiedenen Formen vor, die von Humus bis zu den Endzersetzungsprodukten davon, wie Natriumoxalat, reichen. Von diesen organischen Substanzen fallen diejenigen mit geringer Löslichkeit in der Natriumaluminatlösung des Bayer-Verfahrens (nachfolgend wird diesbezüglich auf Natriumoxalat als repräsentative Komponente Bezug genommen) als Kristalle oder, adsorbiert an der Oberfläche von ausgefälltem Aluminiumhydroxid, in der Fällungsstufe aus. Wird ein derartiges Aluminiumhydroxid mit adsorbiertem Natriumoxalat als Impfmaterial in die Ausfällungsstufe zurückgeführt, dann wird das Wachsen von Aluminiumhydroxidkristallen behindert, so daß man keine ausgefällten Aluminiumhydroxidteilchen mit großer Korngröße erzeugen kann. Darüber hinaus ist das Aluminiumhydroxidprodukt mit Natriumoxalat verunreinigt. Darüber hinaus behindern die angereicherten organischen Substanzen die Sedimentation von Rotschlamm und die Abtrennung des gefällten Aluminiumhydroxids von der Natriumaluminatlösung, so daß die Aluminiumhydroxidausbeute beeinflußt wird.

Um organische Substanzen, wie Natriumoxalat, aus dem Aluminiumhydroxidprodukt, von dem ein Teil als Impfmaterial für die Fällungsstufe verwendet werden kann, zu entfernen, sind verschiedene Methoden bekannt.

Bei einem bekannten Verfahren wird das ausgefällte Aluminiumhydroxid in der Abtrennstufe mit heißem Wasser gewaschen, um das darauf adsorbierte oder darin enthaltene Natriumoxalat zu lösen Dieses Verfahren ist unwirtschaftlich, da wertvolles Natriumaluminat zusammen mit dem Natriumoxalat verloren geht.

Aus der US-PS 33 72 985 ist ein Verfahren bekannt, bei dessen Durchführung der als Impfmaterial zur Ausführungsstufe zurückgeführte Teil des Aluminiumhydroxids vor der Rückführung mit kaltem Wasser und dann mit heißem Wasser mit einer Temperatur von 50 bis 90°C gewaschen wird. Bei diesem Verfahren ist zwar der Verlust an Natriumaluminat gering, da Natriumaluminat, das zusammen mit dem Impfaluminiumhydroxid vorliegt, durch Waschen mit kaltem Wasser zurückgewonnen wird, es ist jedoch eine große Wärmemenge erforderlich, um die Temperatur des zurückgewonnenen kalten Wassers, das Natriumaluminat enthält, auf diejenige der verbrauchten Flüssigkeit zu erhöhen, die in dem Bayer-Verfahren umläuft, wobei sich das Natriumoxalat auch in der zurückgewonnenen Flüssigkeit in einem gewissen Ausmaße auflöst, selbst wenn das Waschwasser kalt ist. Da eine große Menge an kaltem Wasser zur ausreichenden Rückgewinnung von Natriumaluminat erforderlich ist und die Natriumaluminatkonzentration gering ist, sind großvolumige Verdampfer zur Steuerung der Flüssigkeitsbilanz und erhebliche Wärmemengen erforderlich.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein neues Verfahren zur Entfernung von organischen Substanzen, wie Natriumoxalat, von Impfaluminiumhydroxid unter geringem Verlust an Natriumaluminat sowie unter Einsatz von möglichst wenig Waschwasser zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Patentanspruchs gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine Waschflüssigkeit mit einem Sättigungsgrad an Natriumoxalat von 0,7 oder mehr und einer Konzentration an alkalischen Bestandteilen, als Na₂O berechnet, von 50 g/l oder weniger zum Waschen des Impfaluminiumhydroxids verwendet, um das begleitende Natriumaluminat zurückzugewinnen. Als eine derartige Waschflüssigkeit kann man eine zurückgewonnene Waschflüssigkeit vom Waschen des Aluminiumhydroxidproduktes verwenden oder eine Flüssigkeit, die von irgendeiner Stufe einer Natriumoxalat-Entfernungsarbeitsweise im Bayer-Verfahren abgezogen wird, obwohl diese Flüssigkeit etwas weniger wirksam als die obenerwähnte zurückgewonnene Waschflüssigkeit zur Entfernung von organischen Substanzen, wie Natriumoxalat, ist. Typische Beispiele der letzten Flüssigkeit werden unter Bezugnahme auf das Fließschema des vorliegenden Verfahrens im folgenden gezeigt: Eine natriumoxalathaltige verdünnte Natriumaluminatlösung, die durch die Waschstufe G für das Impfaluminiumhydroxid erhalten ist; eine natriumoxalathaltige Flüssigkeit, die durch Abfiltern von Natriumoxalatkuchen aus der Natriumaluminatlösung erhalten ist, die in der Klassierungsstufe E abgetrennt und nach einer geeigneten Methode für die Entfernung von darin enthaltenem Natriumoxalat behandelt wurde und Auflösen dieser Kuchen in heißem Wasser; eine natriumoxalathaltige Flüssigkeit, die durch Ausfällen von Natriumoxalat aus der durch die Verdampfungsstufe I erhaltenen Natriumaluminatlösung erhalten ist, Abtrennen der Natriumoxalatkuchen durch Filtration und Auflösen dieser Kuchen in heißem Wasser. Weiterhin können diese Flüssigkeiten als Mischungen derselben oder Mischungenn mit frischem Wasser eingesetzt werden. Von diesen Flüssigkeiten ist die zurückgewonnene Waschflüssigkeit aus dem Waschen des Aluminiumhydroxidproduktes die wirksamere und wirtschaftlichere. Im folgenden wird eine typische Ausführungsform gezeigt, in welcher diese zurückgewonnene Waschflüssigkeit verwendet wird.

In bekannter Weise wird das Waschen von Aluminiumhydroxidprodukt durchgeführt, indem man die Aufschlämmung dieses Aluminiumhydroxidproduktes, welche von der Natriumaluminatlösung bei der Trennungsstufe des Bayer-Verfahrens abgetrennt wurde, einer Filtration unterzieht, wodurch man Aluminiumhydroxidkuchen mit einem Flüssigkeitsgehalt von beispielsweise etwa 10 Gew.-% erhält, der dann mehrstufig mit Wasser gewaschen wird. Die Einrichtung, die im allgemeinen für dieses Filtrieren und die Waschbehandlung verwendet werden, umfassen Saugzellenfilter oder Scheibenfilter. Diese Art von Einrichtung hat im allgemeinen eine rotierende, einzige Filteroberfläche, welche einen Filter- bzw. Trennabschnitt und mehrstufige Waschabschnitte aufweist. Die natriumaluminathaltige Flüssigkeit und die Waschflüssigkeit, welche durch das Filtern und Waschen der Produktaufschlämmung von Aluminiumhydroxid gewonnen werden, enthalten wertvolle Bestandteile, so daß sie im allgemeinen gemischt, falls erforderlich eingedampft, und zum Bayer-Verfahren zurückgeführt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Impfmaterial, das von dem gefällten Aluminiumhydroxid abgetrennt worden ist, beispielsweise durch Klassieren oder Sieben, mit einer Waschflüssigkeit gewaschen, welche die angegebenenen Mengen an alkalischen Bestandteilen und Natriumoxalat enthält, wobei im allgemeinen eine zurückgewonnene Waschflüssigkeit verwendet wird, die von der Waschstufe des Aluminiumhydroxidproduktes abgezogen worden ist.

Für diese Ausführungsform der Erfindung ist es zweckmäßig, die Filtrations- und Waschbehandlung derart durchzuführen, daß die aus dem Filterabschnitt gewonnene Flüssigkeit eine verhältnismäßig hohe Alkalihydroxidkonzentration hat und die Waschflüssigkeit, die vom Waschen des Aluminiumhydroxidproduktkuchens mit Wasser stammt, gesondert abgezogen wird. Bevorzugt ist im Hinblick auf die wirksame Zurückgewinnung von wertvollem alkalischem Material, daß die zurückgewonnene Waschflüssigkeit so abgezogen wird, daß sie in zwei Teile geteilt werden kann, einen Teil, der eine verhältnismäßig hohe Konzentration an Alkalihydroxid hat und der durch das erste Waschen des durch die Filterbehandlung erzielten Hydroxidproduktkuchens erzielt wird und eine große Menge an Natriumaluminat enthält, und einen anderen Teil, der eine verhältnismäßig geringe Alkalikonzentration aufweist und durch Waschen dieses Hydroxidproduktkuchens bei den letzten Stufen erzielt wird. In der vorliegenden Erfindung wird letzterer Teil von der anderen erhaltenen Waschflüssigkeit deutlich unterschieden und "verdünnte Flüssigkeit" genannt. Selbstverständlich kann das Waschen des Hydroxidproduktes auch wie folgt durchgeführt werden, wobei man einfach in zwei Teile teilt: Indem man die Veränderung in der Alkalikonzentration und der Natriumoxalatkonzentration der Waschflüssigkeit mißt, welche von den mehrstufigen Waschabschnitten abgegeben wird, wird eine erforderliche Menge der verdünnten Flüssigkeit geeigneter Zusammensetzung selektiv abgenommen und für das Waschen des Impfaluminiumhydroxids verwendet.

In zweckmäßiger Weise enthält die erfindungsgemäß zurückgewonnene Waschflüssigkeit aus der genannten Filtrations- und Waschstufe des Hydroxidprodukts im allgemeinen 5 bis 50 g/l Natriumaluminat (als Na₂O) und 3 bis 40 g/l an organischen Substanzen (als Na₂C₂O₄) und weist eine Temperatur von etwa 40 bis 90°C in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen auf, wobei diese Waschflüssigkeit entweder in dem Zustand, in dem sie vorliegt, oder nach einem Abkühlen an Natriumoxalat praktisch gesättigt ist. Beispielsweise ist im Falle einer Waschflüssigkeit mit einer Temperatur von 60°C mit 20 g/l an Alkalikonzentration (als Na₂O), die Sättigungskonzentration an Na₂C₂O₄ etwa 26 g/l, und sie zeigt eine Neigung zur Abnahme, wenn die Alkalikonzentration zunimmt und die Flüssigkeitstemperatur abnimmt.

Somit hat die gewonnene Waschflüssigkeit aus dem Waschen des Aluminiumhydroxidproduktes praktisch die Sättigungskonzentration an Natriumoxalat oder eine Konzentration an Natriumoxalat, die leicht durch Abkühlen in die Sättigungskonzentration überführt werden kann. Demgemäß kann durch Waschen des Aluminiumhydroxid-Impfmaterials mit einer solchen gewonnenen Waschflüssigkeit der größte Teil des begleitenden Natriumaluminats zurückgewonnen werden, während sich das daran adsorbierte Natriumoxalat kaum in der Flüssigkeit löst, weil diese Flüssigkeit an Natriumoxalat praktisch gesättigt ist. Daher kann praktisch das gesamte Natriumoxalat in der nachfolgenden Natriumoxalat-Entfernungsstufe entfernt werden.

Somit ermöglicht das Verfahren der Erfindung die Zurückgewinnung von wertvollem Natriumaluminat und die Entfernung von Natriumoxalatverunreinigung mit einer kleinen Wassermenge für das Waschen, indem man eine Waschtechnik anwendet, bei welcher das Impfmaterial mit einer zurückgewonnenen Waschflüssigkeit gewaschen wird, die vom Waschen des Hydroxidproduktes abgenommen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden noch genauer unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Figur wiedergegebenen Zeichnung beschrieben, die eine beispielsweise Ausführungsform zeigt.

Die Zeichnung zeigt ein Schema des Bayer-Verfahrens mit einer Fällungsstufe A. Klassierungsstufen B und E, einer Filtrations- und Waschstufe C für das Aluminiumhydroxidprodukt, einer Calcinierungsstufe D, Waschstufen F und G für das Aluminiumhydroxidimpfmaterial, einer Alkalisierungsstufe H für Natriumoxalat und einer Verdampfungsstufe I.

In der Zeichnung wird eine Natriumaluminatlösung von der Aufschlußstufe des Bayer-Verfahrens (nicht gezeigt) in die Fällungsstufe A durch die Leitung 1 eingeführt. Die Fällungsstufe ist im allgemeinen mit einer Mehrzahl von Fällungsbehältern ausgestattet, und die eingeführte Natriumaluminatlösung wird durch Zugabe von Aluminiumhydroxidteilchen beimpft und etwa 1 bis etwa 3 Tage unter Rühren gehalten, um Aluminiumhydroxid auszufällen.

Die von der Fällungsstufe abgenommene Aufschlämmung, welche gefälltes Aluminiumhydroxid enthält, wird in die Klassierungs- oder Abtrennstufe B durch Leitung 2 eingeführt und in die Aufschlämmung des Aluminiumhydroxidprodukts mit einem Flüssigkeitsgehalt von gewöhnlich 30 bis 70 Gew.-% und Impfaluminiumhydroxidaufschlämmung klassiert. Die Produktaufschlämmung wird in eine Filtrations- (Abtrenn-) und Waschstufe C durch Leitung 3 eingeführt, während die Impfaufschlämmung durch Leitung 4 in die Klassierungsstufe E eingeführt wird.

Im allgemeinen enthält die in die Stufe C eingeführte Produktaufschlämmung 100 bis 200 g/l an Alkali (als Na₂O), je nach der Art der Aluminiumerze und der Arbeitsbedingungen. Das feste Aluminiumhydroxid in der Aufschlämmung ist mit organischen Substanzen verunreinigt, beispielsweise Natriumoxalat, das darauf abgeschieden oder darin enthalten ist, und dessen Gehalt etwa 0,1 bis 10 Gew.-% (als Na₂C₂O₄), bezogen auf die in der Aufschlämmung enthaltene feste Substanz, beträgt. Der Zweck der Abtrenn- (Filtrations-) und Waschbehandlung für die Produktaufschlämmung ist, wertvolle Alkalibestandteile, d. h. Natriumaluminat, zurückzugewinnen und Natriumoxalatverunreinigung zu entfernen.

Die in die Stufe C eingeführte Produktaufschlämmung wird durch eine Abtrenn- oder Filtrationsbehandlung in Kuchen überführt, der einen Flüssigkeitsgehalt von weniger als etwa 10 Gew.-% hat, und dann mit heißem Wasser gewaschen, das durch Leitung 5 zugeführt wird. Das Wasser kann irgendeines sein, das das Aluminiumhydroxidprodukt nicht verunreinigt und keine Substanzen enthält, welche Schwierigkeiten während der Kreislaufführung im Bayer-Verfahren hervorrufen. Gewöhnlich wird heißes Wasser von 40°C oder mehr, vorzugsweise 50 bis 90°C, beispielsweise erhitztes Industriewasser oder ein Ablauf, der vom Bayer-Verfahren stammt, verwendet.

Die Menge an Waschwasser hängt von der Reinheit des Aluminiumhydroxidprodukts ab, sollte jedoch im allgemeinen so sein, daß das im abgetrennten Aluminiumhydroxidkuchen begleitende Natriumaluminat und das auf dem Kuchen abgeschiedene oder im Kuchen enthaltene Natriumoxalat im wesentlichen abgewaschen werden kann, oder es sollte wenigstens gleich der oder mehr als die Flüssigkeitsmenge sein, die im Kuchen enthalten ist, der in den Waschabschnitt der Stufe C eingeführt wird. Im allgemeinen soll es nicht weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht weniger als 20 Gew.-%, bezogen auf den Kuchen, sein.

Als Filter und Wascheinrichtung, die in der Stufe C verwendet wird, können irgendwelche der Anlagen verwendet werden, die einen hohen Grad an Trennung und gleichmäßiges Waschen erzielen, jedoch sind solche bevorzugt, bei denen die zurückgewonnene Flüssigkeit aus dem Abtrenn- oder Filtrationsabschnitt und die zurückgewonnene Waschflüssigkeit aus dem Waschabschnitt der Stufe C getrennt abgenommen werden können. Weiter ist es wünschenswert, daß der Waschabschnitt als Gegenstrom-Mehrstufenwaschsystem ausgebildet ist, um das Waschwasser wirksam zu verwerten. Diese Art von Filtrations- und Wascheinrichtung umfaßt beispielsweise ein horizontales tischförmiges Filter oder ein Scheibenfilter.

Die im Filtrationsabschnitt gewonnene Natriumaluminatlösung und ein Teil der Waschflüssigkeit, die beim Waschen mit heißem Wasser im Waschabschnitt der Stufe C gewonnen wird, werden durch Leitung 8 abgezogen und direkt oder nach Durchlaufen einer Natriumoxalat-Entfernungsstufe (nicht gezeigt) in die Verdampfungsstufe I eingeführt, wo sie konzentriert und dannn in das Bayer-Verfahren rückgeführt werden. Der verbleibende Teil der gewonnenen Waschflüssigkeit oder der verdünnten Flüssigkeit, die von dem angegebenen Waschabschnitt der Stufe C abgenommen ist und eine verhältnismäßig geringe Konzentration an Alkali hat, werden in die Waschstufe F für das Impfmaterial durch Leitung 7 eingeführt. Das gewaschene Aluminiumhydroxidprodukt wird durch Leitung 6 zur Calcinierungsstufe D geführt und nach dem Calcinieren als Aluminiumoxid, das Endprodukt, durch Leitung 9 abgezogen.

Andererseits wird die Aluminiumhydroxid als Impfmaterial und Natriumaluminatlösung enthaltene Aufschlämmung, die in der Klassierungsstufe B getrennt werden, in die Klassierungsstufe durch Leitung 4 eingeführt.

Die Klassierungsstufe E ist im allgemeinen mit einem Eindicker, einem Zyklonseparator, einem Filter oder einer Kombination davon ausgestattet. Die in diese Stufe eingeführte Aufschlämmung wird in Impfaluminiumhydroxid-Aufschlämmung und eine Natriumaluminatlösung getrennt, welche feine Aluminiumhydroxidteilchen enthält. Eine vorbestimmte Menge des Impfaluminiumhydroxids wird in die Waschstufe F durch Leitung 10 eingeführt, und der verbleibende Teil wird zur Ausfällungsstufe A durch Leitung 12 zurückgeführt. Die in der Stufe E klassierte Natriumaluminatlösung wird, entweder direkt oder nach Konzentrieren in der Verdampferstufe I, zu der Aufschlußstufe durch die Leitungen 11 und 21 zurückgeführt, wo sie wieder für die Extraktion von Aluminiumoxid aus Bauxit verwendet wird.

Das in die Waschstufe F eingeführte Impfaluminiumhydroxid wird mit einer Waschflüssigkeit gemäß der vorliegenden Erfindung, im allgemeinen die zurückgewonnene Waschflüssigkeit, vorzugsweise die verdünnte Flüssigkeit, welche durch Leitung 7 aus der Abtrenn- bzw. Filtrations- und Waschstufe C für das Aluminiumhydroxidprodukt eingeführt wird, gewaschen.

Die in die Stufe F von der Stufe E durch Leitung 10 eingeführte Impfhydroxidaufschlämmung umfaßt eine Natriumaluminatlösung, die 100 bis 200 g/l an Alkali (als Na₂O) enthält und Aluminiumhydroxidteilchen, die mit organischen Substanzen, beispielsweise Natriumoxalat, das darauf abgeschieden oder darin enthalten ist, verunreinigt ist und deren Gehalt 0,1 bis 20 Gew.-% (als Na₂C₂O₄), bezogen auf die in der Aufschlämmung enthaltene Festsubstanz, ausmacht, je nach der Art von Aluminiumerzen und Arbeitsbedingungen.

Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird noch besser mit der Abnahme der Alkalikonzentration einer Waschflüssigkeit, die zum Waschen des Impfhydroxids zur Gewinnung der wertvollen Alkalikomponenten verwendet wird, sowie mit der Annäherung der Natriumoxalatkonzentration an die Sättigungsgrenze. Demgemäß ist es bevorzugt, eine solche Waschflüssigkeit, welche die obigen Bedingungen erfüllt, aus der Abtrenn- und Waschstufe C auszuwählen. Es ist erforderlich, eine Flüssigkeit zu verwenden, die eine Sättigung von 0,7 oder mehr an Natriumoxalat und einen Alkaligehalt von 50 g/l oder weniger (als Na₂O) aufweist.

Es genügt die zur Rückgewinnung von Alkali in der Stufe F verwendete Waschflüssigkeit in solcher Menge anzuwenden, daß die Natriumaluminatkonzentration einer Flüssigkeit, die an dem Impfaluminiumhydroxid haftet, nach dem Waschen praktisch gleich derjenigen der Waschflüssigkeit ist. Im allgemeinen beträgt die Menge an Waschflüssigkeit etwa 10 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise etwa 20 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Festsubstanz der Impfaufschlämmung, welche durch die Leitung 10 eingeführt wird.

Außerdem kann die durch Leitung 7 eingeführte Waschflüssigkeit geeignet gekühlt werden, um den Sättigungsgrad an Natriumoxalat darin zu erhöhen. In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Sättigungsgrad von Natriumoxalat auf das Konzentrationsverhältnis von Natriumoxalat, das in einer Waschflüssigkeit vorliegt, welche für das erste Waschen des Impfmaterials verwendet wird, zu dem in dieser Flüssigkeit beim Gleichgewichtszustand löslichen Natriumoxalat.

Gemäß der Erfindung erfolgt, wenn das Impfaluminiumhydroxid in einer Waschflüssigkeit gemäß der Erfindung gewaschen wird, um den begleitenden Alkaligehalt in diese Flüssigkeit zur Rückgewinnung zu überführen, kaum eine Auflösung von Natriumoxalat, das darauf abgeschieden ist, in diese Waschflüssigkeit. Demgemäß können 60 bis 95% des Natriumaluminats, das das Impfalumininiumhydroxid begleitet, zurückgewonnen werden, ohne praktisch Natriumoxalat in die Waschflüssigkeit zu lösen.

Die von der Waschstufe F abgezogene Waschflüssigkeit wird direkt oder nach Konzentrieren in der Verdampfungsstufe I der Aufschlußstufe durch die Leitungen 14 und 21 für die Extraktion von Aluminiumoxid aus Bauxit zugeführt. Das in Stufe F gewaschene Impfmaterial wird in die zweite Waschstufe G durch Leitung 13 eingeführt.

In der zweiten Waschstufe G für das Impfmaterial wird das vom begleitenden Natriumaluminat praktisch freie Impfhydroxid mit heißem Wasser gewaschen, das durch die Leitung 15 zugeführt wird, um Natriumoxalat zu entfernen. Danach wird das praktisch von Natriumoxalat befreite Impfmaterial von der Waschflüssigkeit abgetrennt, die Natriumoxalat gelöst enthält. Im allgemeinen wird dieser Arbeitsgang mit bekannten Mitteln durchgeführt, beispielsweise unter Verwendung eines Filters, der mit einer Waschvorrichtung versehen ist, oder durch ein geeignetes System, das ein Gefäß aufweist, welches mit einem Rührer zum Auflösen von auf dem Impfmaterial abgeschiedenen Natriumoxalat in warmem Wasser versehen ist (im folgenden als Resuspendiergefäß bezeichnet) und einem Separator zur Abtrennung von Waschflüssigkeit vom Impfmaterial. Im letzteren System wird das feine Aluminiumhydroxid als Impfmaterial in das Resuspendiergefäß durch Leitung 13 eingeführt und in heißes Wasser einer Temperatur von 50 bis 90°C gebracht, was durch Leitung 15 eintritt, und das darauf abgeschiedene Natriumoxalat wird in das heiße Wasser gelöst. Dann wird das Impfhydroxid, das praktisch frei von Natriumoxalat ist, durch einen Separator von der Natriumoxalat enthaltenden Waschflüssigkeit getrennt.

Das abgetrennte Impfaluminiumhydroxid wird zur Ausfällstufe A durch Leitung 17 zurückgeführt und als Kristallisationskeime für die Ausfällung von Aluminiumhydroxidkristallen benutzt. Wenn Impfhydroxid übrig bleibt, kann es als Aluminiumhydroxidprodukt abgezogen werden. Andererseits kann die Waschflüssigkeit, welche Natriumoxalat enthält und aus der Stufe G abgezogen wird, entweder durch Leitung 18 abgenommen oder wie folgt behandelt werden: Sie wird in die Kaustifizierungsstufe H durch Leitung 16 eingeführt, Natriumoxalat in einer Flüssigkeit wird in Wasser unlösliches Material durch Zugabe einer chemischen Substanz überführt, die mit Natriumoxalat reagieren kann, und das wasserunlösliche Material wird dann abgetrennt und entfernt. Im allgemeinen gehören zu solchen chemischen Substanzen Calciumverbindungen, wie gebrannter Kalk oder Löschkalk. Es kann jedoch auch eine Substanz verwendet werden, die keinen nachteiligen Effekt auf das Bayer-Verfahren hat, wie beispielsweise Bariumhydroxid. Es ist auch möglich, ein starkes Alkali, beispielsweise Natriumhydroxid, zu der abgezogenen Waschflüssigkeit zuzugeben und auf diese Weise Natriumoxalat daraus abzuscheiden.

Die so erhaltene natriumoxalatfreie Waschflüssigkeit wird in die Verdampferstufe I durch Leitung 19 und 21 eingeführt und dann in das Bayer-Verfahren zurückgeführt oder in ein Waschsystem für Rotschlamm (nicht gezeigt) als Waschflüssigkeit eingeführt. Andererseits wird das wasserunlösliche Material, also Oxalsäureverbindungen, durch Leitung 20 abgezogen. Es kann in hochwertige Oxalsäureverbindungen durch eine geeignete Behandlung überführt und einer geeigneten Verwendung zugeführt werden.

Die obige Erläuterung bezieht sich auf das Schema der Figur, das zwei Klassifizierungsstufen B und E aufweist. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, daß die in den Stufen verwendeten Klassierer auch eine einzige Einheit sind oder Kombinationen von zwei oder mehr Einheiten. Weiter wurde in der obigen Erläuterung eine Waschflüssigkeit oder eine verdünnte Flüssigkeit vom Waschen des Aluminiumhydroxidprodukts verwendet. Diese Waschflüssigkeit kann jedoch auch durch deren Mischung mit frischem Wasser ersetzt werden.

Durch die oben beschriebene Erfindung ist die wirksame Waschung von Impfaluminiumhydroxid, ein Ziel der vorliegenden Erfindung, möglich. Zusätzlich dazu können aber auch die folgenden Wirkungen erzielt werden, welche von hohem technischen Wert sind:

1. Im Vergleich mit den herkömmlichen Methoden für das Waschen von Impfaluminiumhydroxid kann der größte Teil des das Impfmaterial begleitenden Natriumaluminats zurückgewonnen werden, ohne daß es wesentlich von organischen Substanzen, wie Natriumoxalat, begleitet wird.
2. Im Vergleich mit den herkömmlichen Methoden für die Rückgewinnung von Natriumaluminat, wobei man zuerst das Impfaluminiumhydroxid mit kaltem Wasser wäscht, ist die Menge an Waschflüssigkeit, welche in das Bayer-System eintritt, so klein, daß die Menge an benötigter Verdampfungsenergie außerordentlich vermindert werden kann.
3. Im Vergleich mit diesen Waschmethoden mit kaltem Wasser, ist die Wirksamkeit der Entfernung von Natriumoxalat pro Einheitsgewicht des Impfaluminiumoxids groß.

Beispiel 1

Ein Liter einer Aluminiumhydroxidaufschlämmung folgender Spezifikation:
Natriumoxalatgehalt: 2 Gew.-%, bezogen auf Gesamtfeststoffe, Alkalikonzentration der Natriumaluminatlösung: 125 g/l (als Na₂O),
die eine Feststoffkonzentration von 684 g/l aufwies und durch Klassieren des Impfaluminiumhydroxids (Klassierungsstufe E) gemäß dem Fließschema des in der Figur gezeigten Bayer-Verfahrens erhalten war, wurde bei 60°C einer Vakuumfiltration unterzogen, um die Feststoff/Flüssigkeitstrennung durchzuführen. Danach wurden 170 ml einer verdünnten Flüssigkeit (60°C; Alkalikonzentration 25 g/l (als Na₂O), Natriumoxalatgehalt: 22 g/l), bestehend aus einer verdünnten Natriumaluminatlösung, die in der Waschstufe C für das Aluminiumoxidprodukt gewonnen war, auf den oben als Impfmaterial abgetrennten Aluminiumhydroxidkuchen (Flüssigkeitsgehalt 24,9 Gew.-%) auf dem Filter gegossen und Natriumaluminat im Kuchen wurde durch Saugfiltration gewonnen.

Der Kuchen wurde in 500 ml heißes Wasser (60°C) gegeben und das im Kuchen enthaltene Natriumoxalat löste sich im heißen Wassser unter Rühren, worauf gefiltert wurde. Das Filtrat wurde auf Natriumoxalat analysiert. Das Ergebnis ist in Tabelle I angegeben.

Vergleichsbeispiel

Das Verfahren wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt mit der Ausnahme, daß beim ersten Waschen des Impfaluminiumhydroxids 170 ml der verdünnten Flüssigkeit durch das gleiche Volumen an kaltem frischen Wasser (17°C) ersetzt wurden. Das nach dem zweiten Waschen mit heißem Wasser erhaltene Filtrat wurde auf Natriumoxalat analysiert. Das Ergebnis ist ebenfalls in Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung eine beträchtliche Menge an wertvollem Natriumaluminat ohne Zugabe von frischem Wasser für das erste Waschen zurückgewonnen werden kann und daß außerdem das auf dem Impfaluminiumhydroxid abgeschiedene Natriumoxalat fast vollständig davon entfernt werden kann.

Beispiel 2

Ein Liter der gleichen Aluminiumhydroxidaufschlämmung wie in Beispiel 1 wurde bei 60°C vakuumfiltriert, um die Feststoff/ Flüssigkeitstrennung durchzuführen. Danach wurden jeweils 340 ml von zwei Anteilen einer verdünnten Flüssigkeit (Na₂O: 25 g/l; Natriumoxalatgehalt: 15 g/l) eine von 60°C und die andere von 40°C, bestehend aus einer verdünnten Natriumaluminatlösung, die bei der Waschstufe C für das Aluminiumhydroxidprodukt erhalten war, auf den oben abgetrennten Aluminiumhydroxidkuchen auf dem Filter gegossen, und das Natriumaluminat im Kuchen wurde durch Saugfiltration der verdünnten Flüssigkeit gewonnen. Die verdünnte Flüssigkeit von 60°C hatte einen Sättigungsgrad von 0,7 an Natriumoxalat, während der andere Teil von 40°C praktisch gesättigt war. In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurde der Kuchen in 500 ml heißes Wasser (60°C) gegeben und das im Kuchen enthaltene Natriumoxalat wurde in heißem Wasser unter Rühren gelöst, worauf abfiltriert wurde. Das Filtrat wurde auf Alkalikonzentration (als Na₂O) und auf seinen Natriumoxalatgehalt analysiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt.

Tabelle II

Aus Tabelle II ist folgendes ersichtlich: Selbst beim Waschen mit der verdünnten Natriumaluminatlösung, bei welcher die Natriumoxalatkonzentration nicht die Sättigung erreicht, ist die Wirksamkeit der Entfernung von Natriumoxalat höher als im Vergleichsbeispiel, obwohl etwas Natriumoxalat gelöst wird. Beim Waschen mit der verdünnten Flüssigkeit (40°C) mit einem erhöhten Sättigungsgrad an Natriumoxalat ist die Wirksamkeit der Entfernung von Natriumoxalat höher als beim Waschen mit der anderen verdünnten Flüssigkeit (60°C). Es ist somit verständlich, daß die Entfernung von Natriumoxalat wirksamer wird, wenn der Sättigungsgrad von Natriumoxalat in der Waschflüssigkeit zunimmt.

Beispiel 3

Eine verdünnte Natriumaluminatlösung, die Natriumoxalat enthielt und bei der Waschstufe von Impfaluminiumhydroxid (Waschstufe G in der Figur) erhalten wurde, wurde für das Waschen des Impfmaterials wie nachfolgend beschrieben, verwendet.

Ein Liter der gleichen Aluminiumhydroxidaufschlämmung wie in Beispiel 1 wurde bei der Waschstufe F der Figur vakuumfiltriert, um für das Impfaluminiumhydroxid die Feststoff/ Flüssigkeitstrennung durchzuführen. Der abgetrennte Aluminiumoxidkuchen (Flüssigkeitsgehalt 24,9 Gew.-%) wurde in die Waschstufe G für das Impfmaterial eingeführt. Der Kuchen wurde in 800 ml heißes Wasser (60°C) gegeben. Nach Auflösen des im Kuchen enthaltenen Natriumoxalats in das heiße Wasser unter Rühren wurden 880 ml Filtrat (50°C, Na₂O-Gehalt 23 g/l, Natriumoxalatgehalt 14 g/l) durch Filtration erhalten.

Danach wurden als erster Arbeitsgang 170 ml des Filtrats, das in Stufe G erhalten wurde, wie durch die gestrichelte Linie 23 der Figur angedeutet, auf den Aluminiumhydroxid-Impfkuchen gegossen, der durch Vakuumfiltration bei 60°C aus einem Liter der Aufschlämmung erhalten war, welche bei der Klassierungsstufe des Impfaluminiumhydroxids (Stufe E in der Figur) erhalten war, und das im Kuchen enthaltene Natriumaluminat wurde durch Saugfiltration gewonnen.

Dann wurde der filtrierte Kuchen in die Waschstufe G für das Impfaluminiumhydroxid eingeführt. Der Kuchen wurde in 400 ml heißes Wasser (60°C) gegeben und das im Kuchen enthaltene Natriumoxalat im heißen Wasser unter Rühren gelöst. Nach Filtration wurden 580 ml Filtrat erhalten.

Dieser erste, oben beschriebene Arbeitsgang, wurde sechsmal wiederholt.

Die analytischen Ergebnisse des Filtrats bei jedem Arbeitsgang sind in Tabelle III gezeigt.

Tabelle III

Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß gemäß der Erfindung eine verdünnte Natriumaluminatlösung, die Natriumoxalat enthält, beispielsweise eine solche, die aus der Waschstufe G des Impfaluminiumhydroxids erhalten ist, für die Waschung des Impfmaterials zur Rückgewinnung von Alkali verwendet werden kann. Als Ergebnis kann eine beträchtliche Menge des wertvollen Natiumaluminats zurückgewonnen werden, ohne frisches Wasser für die Gewinnung des Alkalimaterials zugeben zu müssen und außerdem kann das auf dem Impfaluminiumhydroxid abgeschiedene Natriumoxalat praktisch völlig davon entfernt werden.

Claims

Verfahren zur Abtrennung von gefälltem Aluminiumhydroxid aus einer Natriumaluminatlösung durch Zugabe von Aluminiumhydroxid als Impfmaterial zu einer geklärten wäßrigen Lösung von Natriumaluminat, Rückführung eines Teils des gefällten Aluminiumhydroxids als Impfmaterial zur Ausfällungsstufe für das Aluminiumhydroxid nach dem Waschen mit heißem Wasser einer Temperatur von 50 bis 90°C, Waschen und Abziehen des verbleibenden Teils des gefällten Aluminiumhydroxids, dadurch gekennzeichnet, daß man das Aluminiumhydroxidimpfmaterial vor dem Waschen mit heißem Wasser und seiner Rückführung zur Ausfällungsstufe mit einer Waschflüssigkeit wäscht, die eine Konzentration an alkalischen Bestandteilen, als Na₂O berechnet, von 50 g/l oder weniger und einen Sättigungsgrad an Natriumoxalat von 0,7 oder mehr aufweist.