DE841450C - Process for the production of aluminum hydroxide - Google Patents

Description

Verfahren zur Gewinnung von Aluminiumhydroxyd Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Aluminiumhydroxyd aus mineralischen Stoffen, die Aluminiumverbindungen enthalten. Nach dem gleichen Verfahren können z. B. aus Beryllium, Titan oder Magnesium enthaltenden Mineralien Beryllium- und Titanhydroxyde, auch Magnesiumverbindungen, erhalten werden.Process for Obtaining Aluminum Hydroxide The present invention refers to the production of aluminum hydroxide from mineral materials, which contain aluminum compounds. Using the same procedure, for. B. off Beryllium, titanium or magnesium-containing minerals beryllium and titanium hydroxides, also magnesium compounds, can be obtained.

Das Hauptziel der Erfindung ist das Verfügbarmachen eines neuen und verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Aluminiumhydroxyd aus Mineralstoffen, die Aluminiumverbindungen, wie die verschiedenen Aluminiumsilicate, enthalten, also aus Ton, Tonschiefer usw.The main object of the invention is to provide a new and improved process for the production of aluminum hydroxide from minerals, which contain aluminum compounds, such as the various aluminum silicates, that is made of clay, slate, etc.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren, das bequem in Verbindung mit den üblichen Verfahren zur Herstellung von Portlandzement ausgeführt werden kann. In diesem Zusammenhang liefert das Verfahren ein Silicätprodukt, das bei der Herstellung gewisser Arten von Portlandzernent unmittelbar verwandt werden kann.The invention also relates to a method that is convenient carried out in conjunction with the usual methods of manufacturing portland cement can be. In this context, the process provides a silicate product that are directly used in the manufacture of certain types of portland generator can.

Das Verfahren der Erfindung hat den Vorzug, daß es mit einer überall verfügbaren gewöhnlichen Apparatur ausgeführt werden kann.The method of the invention has the merit of being with one everywhere ordinary apparatus available.

Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung und der folgenden Beschreibung ersichtlich, in der die Herstellung von Aluminiumhydroxyd im einzelnen beschrieben ist. Die Zeichnung ist im wesentlichen ein Arbeitsschema, das die geeigneten Apparate zur Ausführung des Verfahrens aufzeigt: Die Zeichnung stellt lediglich ein Beispiel .für Mittel zur Ausführung des Verfahrens dar. Es können : auch -andere Apparate statt der gezeigten verwendet werden und auch im Verfahren gewisse Variationen und Abänderungen angebracht werden, ohne daß damit der Bereich der Erfindung verlassen würde.Details of the invention are from the drawing and the following Description can be seen in which the production of aluminum hydroxide in detail is described. The drawing is essentially a work scheme showing the appropriate Apparatus for carrying out the process shows: The drawing merely represents an example of a means of performing the Procedure. It can : also -other apparatuses are used instead of the ones shown and also in the process certain variations and modifications can be made without affecting the area the invention would leave.

Im allgemeinen besteht das Verfahren gemäß der Erfindung darin, daß bestimmte Materialien erhitzt werden, die zum Teil Aluminiumverbindungen enthalten und zum Teil andere Stoffe, die dazu bestimmt sind, geeignete chemische Reaktionen unter dem Einfluß der Hitze hervorzurufen, wobei eine lösliche Aluminiumverbindung erzeugt wird, wie z. B. Natriumaluminat, das aus den erhitzten Materialien extrahiert oder herausgewaschen werden kann. Die sich ergebende Lösung wird dann vorzugsweise der Einwirkung von Gasen unterworfen, um Alttminiumhydroxyd zu fällen. Es können dazu die aus der Erhitzung des Rohmaterialien sich ergebenden kohlendioxydhaltigen Gase verwendet werden. Das Aluminiumhydroxyd wird von der Lösung getrennt, so daß es dann nach bekannten Verfahren zur Herstellung von metallischem Aluminium weiterbehandelt werden kann.In general, the method according to the invention consists in that certain materials are heated, some of which contain aluminum compounds and in some cases other substances that are intended to undergo suitable chemical reactions under the influence of heat, producing a soluble aluminum compound is generated, such as B. Sodium aluminate extracted from the heated materials or can be washed out. The resulting solution is then preferred subjected to the action of gases to precipitate scrap metal hydroxide. It can in addition, the carbon dioxide-containing ones resulting from the heating of the raw materials Gases are used. The aluminum hydroxide is separated from the solution so that it is then further treated by known processes for the production of metallic aluminum can be.

Im einzelnen verläuft das Verfahren unter Benutzui,g der in der Zeichnung angegebenen Apparatur wie folgt: E;ne leicht verfügbare mineralische Substanz, die eine Aluminiumverbindung enthält, d. h. eine Substanz, die Aluminium in der einen oder anderen Form in Verbindung mit anderen Elementen enthält, wie z. B: ein Aluminiumsilicat, wird zusammen mit Kalkstein oder Kalk, einer geeigneten Alkaliverbindttng,' wie Natriumsulfat, und einer fluorhaltigen Verbindung oder Mineral . fein vermahlen. Als Aluminiumverbindungen enthaltender Stoff können z. B. Aluminiumsilicate, wie Ton, verwandt werden. Die Mengenverhältnisse der verwendeten Substanzen hängcn von der Menge der verschiedenen in dem Ton oc'.cr den anderen Rohmaterialien enthaltenden Stoffe ab. Im allgemeinen wird eine Menge Kalk oder eines chemisch äquivalenten Stoffes hinzugefügt, die ausreicht, um theoretisch mit dem Siliciumdioxyd bei dem anschließenden Erhitzen oder Brennen ein Calciumsilicat zu ergeben. Natriumsulfat oder eine andere Alkaliverbindung, z. B. eine Kaliumverbindung, wird in genügender Menge hinzugefügt, um sich mit dem Aluminium zu Natriumaluminat oder anderen Alkalialuminaten zu verbinden. In manchen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, auch eine Lithiumverbindung mitzuverwenden, wie sie in manchen Glimmern vorkommt. Durch den Lithiumzusatz wird die Umsetzung des im Ausgangsmaterial vorliegenden Silicats bzw. je nach der Art des herzustellenden Metallhydroxydes die Bildung der löslichen Metallverbindung, z. B. Alkalialuminat, begünstigt, die durch Auslaugen abgetrennt werden soll.In detail, the process proceeds as shown in the drawing specified apparatus as follows: E; ne readily available mineral substance, the contains an aluminum compound, d. H. a substance containing aluminum in one or in another form in conjunction with other elements, such as B: an aluminum silicate, is used together with limestone or lime, a suitable alkali compound, 'such as Sodium sulfate, and a fluorine-containing compound or mineral. finely ground. As a substance containing aluminum compounds, for. B. aluminum silicates, such as Sound, to be used. The proportions of the substances used depend on the quantity of the various raw materials contained in the clay oc'.cr the other raw materials Substances off. In general, a lot of lime or its chemical equivalent will be used Substance added that is theoretically sufficient to with the silicon dioxide in the subsequent heating or baking to give a calcium silicate. Sodium sulfate or another alkali compound, e.g. B. a potassium compound is sufficient in Amount added to deal with the aluminum to form sodium aluminate or other alkali aluminates connect to. In some cases it has proven useful, including a lithium compound to be used as it occurs in some mica. The addition of lithium becomes the implementation of the silicate present in the starting material or, depending on the type of the metal hydroxide to be produced the formation of the soluble metal compound, z. B. alkali aluminate, which is to be separated by leaching.

Der Zweck des Zusatzes einer fluorhaltigen Verbindung oder Minerals, das z. B. Calciumfluorid sein kann, besteht darin, daß das Aluminium entweder durch eine katalytische Wirkung oder durch Bildung einer Verbindung mit anderen der vorhandenen Elemente freigemacht wird, um mit dem Natrium reagieren zu können.The purpose of adding a fluorine-containing compound or mineral, the Z. B. calcium fluoride can be, is that the aluminum by either a catalytic effect or by forming a compound with other of the existing Elements is released in order to be able to react with the sodium.

Wie vorher angegeben, werden die obenerwähnten Materialien am besten zusammen in einer Mühle gemahlen, wie sie unter i (erste Mühle) in der ,Zeichnung angegeben ist. Dies kann vorzugsweise ein nasses Mahlen sein, wobei das Wasser in der Mühle den Materialien hinzugefügt wird. Das Material muß fein gemahlen werden, z. B. werden zufriedenstellende Resultate erreicht, wenn 9o0,7, ein Sieb mit 6400 Maschen je Quadratzentimeter passieren. Bei diesem Mahlen wird eine gründliche Mischung der Materialien erzielt.As previously indicated, the above-mentioned materials work best ground together in a mill, as described under i (first mill) in the, drawing is specified. This can preferably be wet milling with the water in the mill is added to the materials. The material must be finely ground, z. B. Satisfactory results are achieved if 9o0.7, a sieve with 6400 Pass meshes every square centimeter. This grinding creates a thorough mixture of the materials achieved.

Aus der ersten Mühle können die gemahlenen Rohmaterialien in geeignete Vorratsbehälter 2 geleitet werden und gelangen von da aus in den Brennofen 3. Ein gewöhnlicher Zementofen ist dazu geeignet. in diesem Ofen werden die Rohmaterialien auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Aluminiumverbindungen sich spälfen; man bleibt jedoch knapp unterhalb der Temperatur, bei der sich verglaste Körper bilden, die das nachfolgende Auswaschen des Alkalialuminats, das sich beim Erhitzen bildet, verhindern würden.From the first mill, the ground raw materials can be converted into suitable ones Storage container 2 are passed and get from there into the kiln 3. A Ordinary cement kiln is suitable for this. in this furnace are the raw materials heated to a temperature at which the aluminum compounds peel off; man however remains just below the temperature at which vitrified bodies form, the subsequent washing out of the alkali aluminate that is formed on heating, would prevent.

Das aus dem Erhitzungsprozeß hervorgegangene calcinierte Produkt wird am besten nach einem geeigneten Vorratsbehälter 4 geleitet. Aus diesem Behälter kann das calcinierte Material je nach Bedarf einer zweiten Mühle 5 zugeführt werden, wo das Material genügend gemahlen wird, um mit Wasser das Natriumaluminat oder andere Alkalialuminate herauswaschen zu können. Das Mahlen in der zweiten Mühle ist nicht immer notwendig und hängt von der Beschaffenheit des aus dem Brennofen kommenden calcinierten Materials ab. Das Material wird zu einem Filter oder anderen geeigneten Apparat 7 gebracht und dann Wasser hindurchgeleitet, um das N atriumaluminat oder andere Alkalialuminate zu extrahieren oder herauszuwaschen. Der Filterkuchen kann herausgenommen und in einen bei 8 angegebenen Behälter gebracht werden; er bildet eine unlösliche Masse, die im Hinblick auf ihren hohen Gehalt an Calciumsilicaten ein wertvolles Rohmaterial für die Herstellung von Portlandzement darstellt.The calcined product resulting from the heating process becomes best routed to a suitable storage container 4. From this container the calcined material can be fed to a second mill 5 as required, where the material is ground enough to make the sodium aluminate or other with water To be able to wash out alkali aluminates. Grinding in the second mill is not always necessary and depends on the nature of what comes out of the kiln calcined material. The material becomes a filter or other suitable one Apparatus 7 brought and then passed through water to the sodium aluminate or to extract or wash out other alkali aluminates. The filter cake can taken out and placed in a container indicated at 8; he educates an insoluble mass, in view of its high content of calcium silicates is a valuable raw material for the manufacture of Portland cement.

Man kann diese unlösliche Masse auch in einer in der Zeichnung nicht erläuterten Weise auf Siliciumdioxyd und auf Magnesium verarbeiten, wenn im Ausgangsmaterial eine ausreichende Menge Magnesiumverbindungen enthalten war. Die unlöslichen Stoffe werden hierzu mit einer verdünnten Lösung eines Alkalicarbonats, wie Natriumcarbonat, oder eines Alkalihydroxyds behandelt, um ein lösliches Silicat zu erhalten. Man kann hierzu auch die im weiteren Verlaufe der Verfahrensbeschreibung noch zu erwähnende Alkalicarbonatlösung verwenden, die sich nach Abtrennung des nach Kohlendioxydeinwirkung ausfallenden Metallhydroxyds ergibt.One cannot find this insoluble mass in one in the drawing either Process illustrated way on silica and on magnesium, if in the starting material it contained a sufficient amount of magnesium compounds. The insoluble substances are for this purpose with a dilute solution of an alkali carbonate, such as sodium carbonate, or an alkali hydroxide to obtain a soluble silicate. Man can also be mentioned in the further course of the description of the procedure Use alkali carbonate solution, which is after the separation of the carbon dioxide precipitating metal hydroxide results.

Das durch die Umsetzung mit dem Alkalicarbonat erhaltene lösliche Silicat wird in genügender Weise abgezogen und mit verdünnter Säure behandelt; um Siliciumdioxyd zu gewinnen. Der dann verbleibende Rückstand enthält Magnesium- und Calciumverbindungen. Wenn Magnesiumverbindungen in genügender Menge vorhanden sind, können diese gewöhnlich von Calciumcarbonat und von Verunreinigungen durch Flotation getrennt werden.The soluble one obtained by the reaction with the alkali carbonate Silicate is drawn off sufficiently and treated with dilute acid; around Obtain silicon dioxide. The then remaining residue contains magnesium and Calcium compounds. If magnesium compounds are present in sufficient quantity, these can usually come from calcium carbonate and from impurities from flotation be separated.

Das nach Abtrennung der nach diesen Methoden verarbeitbaren unlöslichen Masse verbleibende Filtrat, das Natriumaluminat oder andere Alkalialuminate enthält, wird in einen geeigneten Behälter 9 geleitet, von wo aus es in kleinere Behälter io kommt, die je nach Bedarf abwechselnd benutzt werden. Die kleineren Behälter sind mit Vorrichtungen i i versehen, die zur Leitung von Abgasen aus dem Brennofen in die kleinen Behälter dienen, derart, daß die Gase durch das Filtrat hindurchgeleitet werden können. Eine geeignete Pumpe 12 kann in der Gasleitung ii angebracht werden, um das Gas aus dem Abzugsrohr des Ofens in die kleinen Behandlungsbehälter io und durch die darin befindliche Flüssigkeit zu drücken.That after separation of the insoluble ones that can be processed by these methods Mass of remaining filtrate, which contains sodium aluminate or other alkali aluminates, is fed into a suitable container 9, from where it is broken down into smaller ones Container io comes, which can be used alternately as needed. The smaller ones Containers are provided with devices i i that are used to conduct exhaust gases from the Kiln in the small container are used in such a way that the gases pass through the filtrate can be passed through. A suitable pump 12 can be in the gas line ii be attached to the gas from the exhaust pipe of the furnace into the small treatment tank io and to push through the liquid inside.

Die Brennofengase enthalten einen hohen Prozentsatz an Kohlendioxyd, das die Fällung von Aluminiumhydroxyd bewirkt. Aus den kleinen Behältern können der Niederschlag und die Lösung in einen Filter oder eine Zentrifuge 14 geleitet werden, um dort die flüssigen und festen Bestandteile zu trennen. Die nach der Fällung der Aluminiumverbindung sich ergebende Lösung kann mittels der Leitung 15 in die erste Mühle zurückgeleitet werden und kann dort das Natriumsulfat oder eine andere Alkaliverbindung und Wasser ersetzen, wodurch der weitere Zusatz dieser letzteren Materialien im weiteren Verlauf des Verfahrens mir in verringerten Mengen notwendig wird.The furnace gases contain a high percentage of carbon dioxide, which causes the precipitation of aluminum hydroxide. From the small containers you can the precipitate and the solution passed into a filter or centrifuge 14 in order to separate the liquid and solid components there. The one after the felling the aluminum compound resulting solution can by means of the line 15 in the first grinder can be returned and there can be the sodium sulfate or another Replace alkali compound and water, eliminating the further addition of these latter Materials required in the further course of the procedure in reduced quantities will.

Man kann geeignete Vorrichtungen, wie z. B. einen Gaswäscher iti oder einen ähnlichen Apparat, in die Gasleitung i i einbauen, um störende Stoffe, wie Staub, unerwünschte Dämpfe und ähnliches, aus dem Gas zu entfernen, bevor es durch das Filtrat geleitet wird, wodurch die Verunreinigung des Fertigproduktes auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.You can use suitable devices such. B. a gas scrubber iti or Install a similar device in the gas line i i to avoid interfering substances such as Remove dust, unwanted vapors and the like from the gas before it gets through the filtrate is passed, reducing the contamination of the finished product on a Minimum level is reduced.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist auch für die Herstellung anderer Metallhydroxyde aus Silicaterzen geeignet; z. 13. können Beryllium- und Titanhydroxyde aus geeigneten Erzen, die diese Substanzen in Form von Silicatverbindungen enthalten, hergestellt werden. Magnesium in Form von Magnesiumverbindiingen läßt sich gewinnen, wenn die nach dein Verfahren behandelten Erze Magnesium enthalten.The method of the present invention is also for manufacture other metal hydroxides from silicate ores suitable; z. 13. Can beryllium and Titanium hydroxides from suitable ores containing these substances in the form of silicate compounds included. Magnesium in the form of magnesium compounds gain when the ores treated by your process contain magnesium.

Claims (6)

PATEN TA\SPRCCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhvdroxyd aus Mineralien, die Aluminiiimverbindungen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man eine innige, fein, vorzugsweise in nassem Zustand gemahlene Mischung des aluminiumhaltigen Minerals mit Kalkstein oder Kalk, einer Alkaliverbindung, wie Natriumsulfat, und einer Fluorverbindung bis zur Bildung von Alkalialuminat, jedoch unter Vermeidung der Bildung verglaster Stoffe, erhitzt, das calcinierte Produkt, gegebenenfalls nach Mahlen, mit Wasser behandelt, nach Trennung der sich ergebenden Alkalialuminatlösung von den unlöslichen Stoffen die Lösang mit Kohlendioxyd behandelt und das hierdurch ausgefällte Aluminiumhydroxyd abtrennt. PATEN TA \ LANGUAGE: i. Process for the production of aluminum hydroxide from minerals which contain aluminum compounds, characterized in that an intimate, finely, preferably in the wet state, ground mixture of the aluminum-containing mineral with limestone or lime, an alkali compound such as sodium sulfate, and a fluorine compound until the formation of alkali aluminate , but avoiding the formation of vitrified substances, heated, the calcined product, optionally after grinding, treated with water, after separating the resulting alkali metal aluminate solution from the insoluble substances, the solution is treated with carbon dioxide and the aluminum hydroxide precipitated as a result is separated off. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als aluminiumhaltiges Mineral Aluminiumsilicate, insbesondere Ton, verwendet. 2. The method according to claim i, characterized in that that aluminum silicates, especially clay, are used as the aluminum-containing mineral. 3. Verfahren nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Fluorverbindung Calciumfluorid verwendet. 3. Process according to Claims i and 2, characterized in that the fluorine compound is used Calcium fluoride used. 4. Verfahren nach Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Kohlendioxylbehandlung der Alkalialuminatlösung die Abgase aus der Calcinierung des Rohmaterials, gegebenenfalls nach Reinigung, verwendet. 4. The method according to claims i to 3, characterized in that that for the carbon dioxide treatment of the alkali metal aluminate solution, the exhaust gases from the calcination of the raw material, possibly after cleaning, used. 5. Verfahren nach Ansprüchen i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach Abtrennung des Aluminiumhydroxyds verbleibende Alkalicarbonatlösung benutzt, um einerseits bei Weiterführung des Verfahrens dem zu calcinierenden Rohmaterial die in der Ausgangsmischung erforderliche Alkal:-verbindung und Wasser zuzuführen und gegebenenfalls andererseits aus dem nach Abtrennung der Alkalialuminatlösung verbleibenden Rückstand lösliche Silicate zu erhalten, die durch Säurebehandlung in Siliciumdioxyd übergeführt werden können, so daß im Rückstand im wesentlichen lediglich Calcium- und gegebenenfalls Magnesiumverbindungen verbleiben, die durch Flotation trennbar sind. 5. The method according to claims i to 4, characterized in that after separation of the aluminum hydroxide remaining alkali carbonate solution used, on the one hand, when continuing the process the raw material to be calcined, the alkali compound required in the starting mixture and to supply water and optionally, on the other hand, from the after separation of the Alkali aluminate solution remaining residue to obtain soluble silicates, the can be converted into silicon dioxide by acid treatment, so that in the residue essentially only calcium and possibly magnesium compounds remain, which can be separated by flotation. 6. Verfahren nach Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zusatz zum Ausgangsmaterial neben anderen Alkaliverbindungen Lithiumverbiildungen verwendet.6. The method according to claims i to 5, characterized characterized in that it is used as an additive to the starting material in addition to other alkali compounds Lithium compounds used.