DE564059C - Herstellung von Tonerde - Google Patents

Description

Es ist bekannt, tonerdehaltige Rohstoffe, die bekanntlich immer Eisen und Kieselsäure als Verunreinigung enthalten, auf nassem Wege mit Ätzalkalien bei hoher Temperatur und erhöhtem Druck aufzuschließen und die erhaltene und gegebenenfalls noch gereinigte Alkali-Aluminat-Lösung auf Tonerde weiterzuverarbeiten.

Es ist auch bekannt, bei diesem Verfahren entsprechend dem Kieselsäuregehalt geringe Mengen Kalk neben dem Alkalicarbonat oder Hydroxyd anzuwenden. Es wurde auch schon vorgeschlagen, tonerdehaltige Stoffe mit Alkali- oder Erdalkalibasen allein aufzuschließen. Man erhält auf diese Weise lösliche Alkali- oder Erdalkalisilikate und freie Tonerde, welch letztere dann durch Ätznatron oder Ätzkali löslich gemacht werden soll. Die hierüber in der Literatur gemachten unklaren Angaben haben jedoch bisher zu keiner praktischen Verwendung geführt.

Erfindungsgemäß erhält man sehr reine Tonerde, wenn man die halogenfreien Ausgangsstoffe (ζ. Β. Bauxit oder Ton) zunächst feucht im Autoklaven mit einer so großen Menge Erdalkalibase, z.B. Kalk und Wasser, behandelt, daß das gesamte Aluminium als bestimmtes kristallwasserhaltiges Erdalkalialuminat, z. B. unlösliches Calciumaluminat, und die Kieselsäure als unlösliches Erdalkalisilikat, z. B. Calciumsilikat, gebunden wird, dann das gebildete Erdalkalialuminat mit Alkalicarbonat oder Alkali-Sulfat-Lösung in der Wärme umsetzt und aus der so erhaltenen und abgetrennten Alkali-Aluminat-Lösung die Tonerde in bekannter Weise fällt.

Die Reaktionen werden dadurch erleichtert, daß das Material vor oder während der Behandlung im Autoklaven sehr fein zermahlen wird.

Die Erdalkalibase und das Mineral werden zusammen zermahlen, und man fügt dann die erforderliche Menge Wasser hinzu; man kann auch mit Vorteil in der Weise verfahren, daß man die Base und das Mineral in Gegenwart von Wasser zerkleinert, beispielsweise in einer Kolloidmühle. Das Verfahren kann noch dadurch verbessert werden, daß die Kolloidmühle im Innern des Autoklaven selbst angeordnet wird, so daß die innigeVermischung und die Erwärmung gleichzeitig vorgenommen werden können, wodurch die Dauer der Behandlung im Autoklaven und der Brennstoffverbrauch verringert werden.

Wenn das Mineral außer freier Tonerde noch Tonerdeverbindungen enthält, so werden diese zweckmäßig im voraus durch Rösten zerlegt. Handelt es sich beispielsweise um die Verarbeitung von Ton, so wird durch eine Erhitzung auf etwa 650 bis 750⁰ das Alumi- 6c

niumsilikat zerstört und damit die Tonerde viel leichter angreifbar gemacht. Bei einem Bauxit führt man die Röstung bei etwa 500 oder 6oo° C durch, jedoch geben manche Bauxite bessere Tonerdeausbeuten, wenn man sie ungeglüht verwendet. Wenn die zum Aufschluß des Minerals benutzte Erdalkalibase ein lösliches Erdalkalialuminat ergibt (bei Verwendung von Baryt), so kann man dieses lösliche Aluminat in unlösliches Erdalkalialuminat umsetzen, indem man es beispielsweise mit Kalk behandelt. Man erhält so einen Niederschlag aus unlöslichem Calciumaluminat, der dann mit einem Alkalisalz behandelt wird und wodurch ein Alkalialuminat und eine Lösung von Baryumoxydhydrat erhalten werden, welche zum Aufschluß einer neuen Menge Tonerdemineral benutzt werden kann.

Wie bereits angegeben, ist es wichtig, daß der Aufschluß des Tonerdeminerals in Gegenwart einer genügenden Menge Wasser durchgeführt wird, damit ein bestimmtes kristallwasserhaltiges Erdalkalialuminat erhalten wird.

Bei Verwendung von Kalk haben die kristallwasserhaltigen Aluminate die eine oder andere der folgenden Formeln:

Al₂O₃-2 CaO-7 H₂O;

Al₂O₃-3 CaO-21 H₂O; AUO₃-4 CaO-12 H₂O.

Es geht daraus hervor, daß, wenn Kalk als Base für den Aufschluß benutzt wird, eine Menge Wasser angewendet werden muß, die wenigstens 50% des Gewichtes der in Reaktion tretenden Tonerde und des Kalkes beträgt.

Beispieli

Behandlung eines Bauxits der folgenden Zusammensetzung mit Kalk:

Dieser Bauxit wird mit Kalk im Verhältnis \-on 180 kg gelöschtem Kalk je 100 kg Bauxit (oder der äquivalenten Menge ungelöschtem Kalk) vermählen und dann mit 150 1 Wasser auf je 300 kg Bauxit und Kalk versetzt.

Man könnte übrigens auch sehr vorteilhaft den Bauxit und den Kalk zusammen in Gegenwart des Wassers vermählen.

Das so angesetzte Gemisch wird dann in den Autoklaven gebracht und etwa 3 Stunden bei 10 Atmosphären zwecks Bildung von Calciumaluminat gekocht.

Al2O3	56,95	TiO2	3.06
SiO2	2,56	H2O	12,20
Fe2O3	25.23

Dabei werden zur Bildung eines Calciumaluminates vom Typus Al₂O₃ · 4 CaO 12H₂O für 100 kg des vorliegenden Bauxits obiger Zusammensetzung 170 kg des angewandten gelöschten Kalks verbraucht, während der Rest sich mit der vorhandenen Kieselsäure usw. umsetzt.

Das erhaltene Produkt läßt man absitzen, worauf es von der Flüssigkeit getrennt und mit 10 "/(,iger, Natrium-Karbonat-Lösung bei 80⁰C unter Rühren ausgelaugt wird.

Das erhaltene Natriumaluminat wird dann abgezogen und der Rückstand mit einer 5 ^o/o*§^en Lauge bei der genannten Temperatür gewaschen.

Aus den so erhaltenen Laugen wird dann die Tonerde in bekannter Weise durch Kohlensäure ausgefällt.

Man erhält auf diese Weise eine Ausbeute von 90% des in dem Mineral enthaltenen Al₂O₃ bei einem Gehalt an Kieselsäure von 0,05 je 100 kg Al₂O₃, d.h. die erhaltene Tonerde hat die Zusammensetzung:

85 Al₂O₃ 99,85

SiO₂ 0,05

Beispiel 2

Man kann dasselbe Rohmaterial auch mit Baryt aufschließen, indem man für den Aufschluß 400 kg Bariumhydroxyd, je 100 kg Bauxit und 8000 1 Wasser benutzt.

Diese Mengen entsprechen analog wie bei Bildung des CaO-Al₂O₃ den Substanzmengen, die zur Bildung von Verbindungen vom Typus Al₂O₃ '4 BaO notwendig sind. Das überschüssige, für die Aluminatbildung nicht mehr benötigte Ba (OH)₂ wird zur Bildung von Bariumsilikaten usw. verbraucht.

Nachdem die Masse etwa 3 Stunden bei 8 Atmosphären im Autoklaven gekocht worden ist, wird sie von der Flüssigkeit getrennt, wobei Bariumaluminat in Lösung erhalten wird; der Rückstand wird dann ausgewaschen.

Das abgezogene Filtrat und die Auslaugwässer werden für sich mit Kalk behandelt, wodurch Calciumaluminat ausfällt,- das dann wie nach Beispiel 1 weiterbehandelt wird. Die Filtrate, welche das Bariumhydroxyd enthalten, kehren unmittelbar in den Betrieb zurück, die Auslaugwässer kehren nach dort erst zurück, nachdem sie auf den Anfangsgehalt konzentriert worden sind.

Das gewonnene Calciumaluminat wird, wie vorstehend, mit Natriumcarbonat behandelt.

Man erhält eine Ausbeute von 87%, d.h. eine etwas kleinere als bei Verwendung von Kalk.

Nach dem beschriebenen Verfahren können

Xatriumaluminatlaugen mit sehr geringen Mengen Verunreinigungen hergestellt werden.

Der Brennstoffverbrauch ist auf das äußerste beschränkt, da die angewandten Temperaturen niedrig sind und die üblichen Verdünnungen und Konzentrationen vermieden werden können.

Endlich ist die Verwendung der Erdalkalibasen viel wirtschaftlicher als die der Alkalibasen, und die Verluste durch Silikoaluminatbildung sind bei den niedrigen angewendeten Temperaturen und dem geringen Wert der von der Kieselsäure gebundenen Base unbedeutend, so daß auch kieselsäurereiche Mineralien, wie Bauxite geringer Qualität oder Tone, nach dem beanspruchten Verfahren verarbeitet werden können.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Tonerde durch nassen Aufschluß der Rohmaterialien, z. B. Bauxit u. dgl., vorzugsweise im Autoklaven, mit einer Erdalkalibase, z. B. Kalk, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufschluß mit mindestens ι Mol. Erdalkalibase, z. B. Kalk, je ι Mol. Tonerde und etwa 2 bis 3 Mol. Erdalkalibase je ι Mol. Kieselsäure unter Bildung eines kristallwasserhaltigen Erdalkalialuminates durchgeführt wird und die gebildeten Erdalkalialuminate vor der bekannten Weiterverarbeitung mit einer Lösung von Alkalicarbonat oder Alkalisulfat zu Alkalialuminat umgesetzt werden.