DE850886C - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxyd - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxyd Gegenstand des Patentes 841 .15o ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxyd aus Mineralien, die Aluminiumverbindungen, insbesondere Aluminiumsilicate, enthalten und bei denen 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 Lösung mit Kohlendioxyd behandelt und das hierdurch ausgefällte Aluminiumhydroxyd abtrennt.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung dieses Verfahrens, die sich insbesondere auf das Auswasch- und Auslaugverfahren bezieht, mittels dessen das Alkalialuminat aus dem durch Erhitzen der Ausgangsmischung gewonnenen Produkt entfernt wird, sowie auf die Vorstufe dieses Verfahrens.
• Die vorliegende Erfindung betrifft insofern die Verbesserung von Verfahren, durch welche Kaolin, Mergel sowie verwandte Materialien in wertvolle Produkte übergeführt werden können, ebenso Verbesserungen für die Gewinnung von Aluminium und dessen Verbindungen.
• Die Erfindung bringt vor allem eine Verbesserung der Auslauge- und Auswaschverfahren, wie sie in den Verfahren für die Gewinnung der obenerwähnten Stoffe zur Anwendung kommen. Sie ist weiterhin verwendbar bei allen Auslaugeverfahren, bei welchen das Material infolge der Gegenwart gewisser Formen von Tonerde und/oder Kieselsäure die Neigung hat, in Gelform überzugehen, bevor der Auslaugeprozeß so zu Ende geführt werden kann, daß das Maximum an löslichen Substanzen aus dem Material gewonnen wird.
• Ein Zweck der Erfindung ist es, eine Auslaugemethode aufzuzeigen, welche nachteilige physikalischchemische und mechanische Zustände überwindet, die sich in Lösungsverlusten auswirken, wie sie im allgemeinen bei dem Auslaugen der hier angeführten Materialien auftreten.
• Zur Veranschaulichung eines Verfahrens, bei welchem die Erfindung in besonders günstiger Weise anwendbar ist, wird im folgenden eine Beschreibung eines solchen Verfahrens unter besonderer Hervorkehrung der einzelnen Verfahrensstufen gegeben.
• Das Verfahren, wie es bei der Behandlung von Kaolin, Mergel oder solchen Materialien angewendet wird, die Silicium, Aluminium, Calcium und Alkalien, wie z. B. Feldspate, besonders Anorthosit, Schieferton, Ton usw., und unreinen Bauxit enthalten, ist wie folgt: Das Rohmaterial wird zerkleinert und, falls solches angewandt wird, das, wie es z. B. bei Kaolin der Fall ist, Silicium, Eisen und Aluminium, nicht aber Calcium enthält, wird Kalkstein oder anderes Material mit hohem Calciumgehalt zugesetzt. Bei der Zubereitung der Materialien ist der relative Anteil der verschiedenen Komponenten für die Durchführung des Verfahrens nicht von wesentlicher Bedeutung. Nachdem die Materialien zerkleinert sind, passieren sie eine Schlammühle, in welcher sie mit einer tauben Lösung gemischt und gemahlen werden, wobei sich ein Schlamm bildet.
• Natrium- oder andere Alkaliverbindungen sind für die Durchführung des Prozesses erforderlich und werden in Lösung zugesetzt, und zwar zu dem, was hier als taube Lösung bezeichnet ist. Es muß eine genügende Menge von Natrium oder anderem Alkali vorhanden sein, um dem insgesamt enthaltenen Aluminium die Möglichkeit zu geben, sich mit dem Alkali zu verbinden, um Natrium- bzw. Alkalialuminat zu bilden. Fluorverbindungen, insbesondere Flußspat, werden der Rohmischung bzw. dem Schlamm als Flußmittel oder Katalysator zugegeben, und zwar in einer :Menge von r/2 bis 3 Gewichtsprozenten der übrigen in der Mischung enthaltenen trockenen Materialien. Die Rohmischung passiert dann einen Trockenofen mit einer Temperatur von annähernd 40o bis 55o°, in welchem die nicht chemisch gebundene Wassermenge weitgehend verdampft.
• Aus dem Trockenofen wird das getrocknete Rohmaterial in einen Calcinierungsofen gebracht, der eine Temperatur von ungefähr iooo bis ii5o° hat und in welchem das getrocknete Material calciniert bzw. gesintert wird, wobei feste Körper gebildet werden. Eine typische Analyse des so erhaltenen gesinterten Materials ist: 25,47°/o SiO2, 2,46% Fe2O3, 14,97"/0 AIA, 46,84°/o Ca0, io,28% Na2O.
• In dieser Analyse ist der Einfachheit halber die chemische Berechnung der Materialien einschließlich des Siliciums so angegeben, als ob sie in Form ihrer Oxyde vorliegen würden. Tatsächlich jedoch können sie in Form eines Hydroxyds, Carbonats oder anderer Salze vorliegen, oder zwei Metalle können in Form eines Doppelsalzes verbunden sein.
• . Die Sintermasse, die aus dem Sinterofen entnommen ist, 'wird in eine Mühle eingebracht, wo sie gemahlen und anschließend durch ein Sieb mit 576 Maschen je Quadratzentimeter geführt wird. Darauf wird sie mit der tauben Lösung benetzt und bildet dann einen Sinterschlamm. An dieser Stelle ist es von wesentlicher Bedeutung, daß genügend Alkali, wie z. B. Natriumcarbonat, zugesetzt wird, damit sich eine stabile Alkalialuminatlösung bilden kann. Vorzugsweise wird eine ausreichende Stenge von Natriumcarbonat zugesetzt, um ein Molverhältnis von mindestens zu erzielen, das bis 1,9 gehen kann. Sofern nicht überschüssiges Natrium in der Lösung enthalten ist, würde Tonerde vorzeitig aus der Lösung ausfallen und so aus dem Verfahren für die Gewinnung von Aluminiumhydroxyd verlorengehen.
• Der Sinterschlamm aus der Sintermühle passiert dann eine Auslaugeapparatur. Hierbei kann es sich um die übliche Form von Auslaugeapparaten, wie z. B. einen gewöhnlichen Tank, handeln. Besser wird jedoch die übliche Form eines Auslaugetanks genommen, der mit einer Reihe von Rührern und Absetzgefäßen ausgerüstet ist, die geeignet sind, das Wasser mit dem Sinter zu mischen, aus dem Sintermaterial im wesentlichen alle darin enthaltenen wasserlöslichen Komponenten zu lösen und den unlöslichen Rückstand in einen Behälter überzuleiten, aus dem dieser abgezogen werden kann, um daraus das gewünschte Produkt mittels weiterer hierfür geeigneter Verfahren herstellen zu können.
• Es wurde gefunden, daß, wenn die gemahlene Sintermasse einfach mit Wasser oder sogar einer Lösung gemischt wird, die einen Überschuß an Natrium enthält, sich ein Gel bildet, das nicht ausgelaugt wird. Bei Verfahren der beschriebenen Art muß eine heiße Lösung angewendet werden. Hierbei vollzieht sich die Gelbildung schneller und ausgeprägter als bei der Verwendung von kalten Lösungen. Bei der Behandlung von Materialien der hier erwähnten Art wurde gefunden, daß der Auslaugeprozeß ungefähr 3o bis 40 :Minuten beansprucht, wobei die ersten 2o Minuten für die Bewegung und die restliche Zeit für das Absetzen und Dekantieren aufgewendet wird. Wenn jedoch nur Wasser angewendet wurde, so zeigte sich, daß sich i bis 7 Minuten nach Beginn des Auslaugeprozesses bereits ein Gel bildete. Unter diesen Bedingungen blieb ein großer Teil der festen Substanzen in dem Gel in Suspension, setzte sich nicht ab und verhinderte so eine erfolgreiche Dekantierung.
• Zur Verhinderung des Eindickens oder Gelierens des Sinterschlammes, der aus dem Natriumaluminat und Calciumsilicat enthaltenden Sinter hergestellt ist, wird eine geringe Menge löslicher Zucker, Melasse oder Maissirup oder ähnliches Material zugesetzt, das hier kurz als Zucker bezeichnet wird. Hierdu-ch wird eine solche Konditionierung des Schlammes erreicht, daß die Zeit der Eindickung so weit verlängert wird, daß der gewünschte Extrakt an konzentriertem Natriumaluminat ausgelaugt und die anschließenden Waschprozesse durchgeführt werden können. Die Menge an Zucker, Melasse, Maissirup oder ähnlichen Produkten, die hierfür erforderlich sind, kann von etwa 0,2 bis 2 Gewichtsprozent der Sintermasse betragen.
• Da, wo Zucker, Melasse oder Maissirup, wie oben beschrieben, zugesetzt wurde, war die Mischung noch nach istündiger Bewegung flüssig. Eine solche Zeit ist völlig ausreichend, um den Auslaugeprozeß durchzuführen und im wesentlichen alle löslichen Aluminate aus der Sintermasse zu gewinnen.
• Die in der Auslaugeapparatur gebildete Lösung besteht weitgehend aus Natriumaluminat, in dem noch etwas Kieselsäure und Silicate enthalten sind, wobei sich der Zucker ebenfalls noch in der Lösung befindet. Bei Durchwzrblung der Lösung mit Kohlendioxyd wird eine gründliche Mischung erzielt, und es entsteht aus dem in der Lösung enthaltenen Natriumaluminat wasserlösliches Natriumcarbonat und wasserunlösliches Aluminiumhydroxyd. Die Gewinnung des Aluminiumhydroxyds aus der Lösung und seine Weiterverarbeitung kann mittels jeder beliebigen weiteren Behandlung nach bekannten Methoden durchgeführt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxyd nach Patent 84i 450, dadurch gekennzeichnet, daß man dem zwecks Auswaschen von Alkalialuminat mit Wasser zu behandelnden Calcinierungsprodukt des Ausgangsmaterials und gegebenenfalls auch dem zum Auswaschen benutzten Wasser Natriumcarbonat in solcher Menge zusetzt, daß sich ein Molverhältnis von Na20 zu A1203 von etwa 1,5 bis 1,9 ergibt, und das Auswaschen mit Wasser vornimmt, das löslichen Zucker enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den löslichen Zucker in Mengen von etwa 0,2 bis 2°/a des Gewichts des zu behandelnden calcinierten Materials verwendet.