DE897843C - Verfahren zur Erzeugung eines fuer das Ausruehren von aeusserst feinkoernigem Tonerdehydrat aus Alkalialuminatlaugen geeigneten Impfstoffes - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung eines für das Ausrühren von äußerst feinkörnigem Tonerdehydrat aus Alkalialuminatlaugen geeigneten Impfstoffes Im Bayer-Verfahren wird die Abscheidung des Tonerdehydrats aus der im Laufe des Prozesses gewonnenen Aluminatlauge dadurch erreicht, daß man die Aluminatlauge in geeigneter Konzentration bei einer Temperatur von 6o bis q.5° mit bereits fertigem Tonerdehydrat (Produktionshydrat) versetzt und die erhaltene Suspension 3 bis 5 Tage lang rührt. Man bezeichnet das der Lauge zugesetzte Tonerdehydrat als Impfstoff und verwendet davon im allgemeinen ioo bis 500 °/o derjenigen Menge, die aus der Lauge ausgerührt werden soll.
• In einzelnen Werken ist man auch dazu übergegangen, nicht Produktionshydrat als Impfstoff zu verwenden, sondern diesen gesondert herzustellen, indem man z. B. einen Teil der im Laufe des Prozesses gewonnenen Aluminatlauge abkühlt, einige Tage ruhig stehenläßt und dann bei einer Temperatur unter q.0° das als Impfstoff geeignete Hydrat ausrührt (vgl. hierzu Fulda und Ginsberg, Tonerde und Aluminium, i. Teil, Die Tonerde, S. 88, Walter de Gruyter & Co., Berlin).
• Bei Verwendung solcher Impfstoffe zum Ausrühren des Produktionshydrats wird ein relativ grobkörniges Tonerdehydrat, wie es zur Herstellung von Tonerde für die Schmelzelektrolyse erwünscht ist, erhalten. Im Gegensatz dazu ergibt die Verwendung desjenigen Impfstoffes, dessen Erzeugung Gegenstand der Erfindung ist, ein Tonerdehydrat von äußerster Kornfeinheit, wie es u. a. als Füllstoff in der-Kautschuk- und Kunststoffindustrie oder auch als Pigment geeignet ist.
• Als Ausgangsprodukt für die Herstellung des Impfstoffes wird erfindungsgemäß eine hochkonzentrierte Alkalialuminatlauge von sehr niedrigem Molekularverhältnis Alkalioxyd : Aluminiumoxyd benötigt. Von R. Fricke wurden derartige Laugen, die auf ein Grammatom Alkalimetall o,9 und mehr Grammatome Al enthalten, bereits früher beschrieben (Z. f. Elektrochemie 26 [192o], S. 1q.0), was einem Molekularverhältnis Alkalioxyd : Aluminiumoxyd von i, i : i oder weniger entspricht. Man erhält eine solche Aluminatlauge durch Auflösen von Tonerdehydrat in hochkonzentrierter Alkalilauge (z. B. Natronlauge mit 65o bis 750 g NaOH/1) bis zur praktischen Sättigung. Naturgemäß ist es auch möglich, von einer bereits in einer Bayer-Tonerdefabrik vorhandenen hochkonzentrierten Aluminatlauge auszugehen und diese praktisch bis zur Sättigung mit Tonerdehydrat und gegebenenfalls mit NaOH zu versetzen. Zur Auflösung des Tonerdehydrats wird erwärmt, zuletzt zweckmäßig bis zu schwachem Sieden. Hat man die Lauge durch Filtration vom ungelösten Tonerdehydrat befreit, so erhält man eine lange Zeit ohne nennenswerte Ausscheidung haltbare Aluminatlauge von in der Kälte sehr hoher Viskosität und einer sehr hohen Dichte von z. B. 54 bis 59° Be.
• Die hohe Stabilität dieser Laugen ist jedoch nur vorhanden, solange die hohe Konzentration aufrechterhalten bleibt. Verdünnt man die Laugen mit dem i- bis 6fachen, vorzugsweise 2- bis 3fachen Volumen Wasser und rührt, so erfolgt eine Ausscheidung. Die Schnelligkeit der Ausscheidung hängt vom Grade der Verdünnung ab. Während bei Verdünnung mit dem 2fachen Volumen an Wasser in 3 Stunden etwa die Hälfte des in der Lauge gelösten Tonerdehydrats abgeschieden wird, erscheint die Ausscheidung bei Verdünnung mit dem 6fachen Volumen an Wasser bereits stark verzögert. Das Ausscheidungsprodukt besteht aus kleinen, rundlichen Partikeln von etwa 5 bis =o ,u Durchmesser. Die nähere Untersuchung dieser Teilchen ergab, daß es sich um Teilchen eines geformten Gels handelt. Sie enthalten neben Aluminiumhydroxyd noch Wasser und Alkalihydroxyd. Bei der Untersuchung im parallelen, polarisierten Licht zwischen gekreuzten Nikols ist keine Doppelbrechung zu erkennen die Partikel sind also amorph. Zwischen den Fingern sowie auch zwischen Deckglas und Objektträger lassen sich die Teilchen leicht zerdrücken. Immerhin sind die Partikel so beständig, daß sie bei der Filtration, bei teilweiser Auswaschung sowie bei erneuter Suspendierung in Wasser oder verdünnter Lauge ihre Form beibehalten.
• Das nach der Erfindung durch Verdünnen von hochkonzentrierterAluminatlauge erhaltene Ausscheidungsprodukt ist als solches noch nicht als Impfstoff geeignet, sondern muß zu diesem Zweck zuvor einem Alterungsprozeß unterworfen werden, in dessen Verlauf sich innerhalb der Gelkörner winzige Tonerdehydratkriställchen ausbilden, die bei der Verwendung als Impfstoff als Kristallisationskeime wirken. Die Zahl der bei der Alterung entstehenden Kristallisationskeime ist von den Bedingungen, unter denen die Alterung erfolgt, weitgehend abhängig. Von besonderem Einfluß ist dabei die Alkalikonzentration der Lösung, in der die Teilchen suspendiert sind, sowie die Temperatur, bei welcher die Alterung erfolgt.
• Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Alterung in nur schwach alkalischer Lösung bei erhöhter Temperatur vorzunehmen. Man trennt daher nach Ausscheidung etwa der Hälfte des in der hochkonzentrierten Aluminatlauge gelösten Tonerdehydrats den Niederschlag von der Lauge ab, indem man ihn entweder absitzen läßt und die überstehende Lauge abzieht oder aber, indem man den leicht filtrierbaren Niederschlag abfiltriert. Man suspendiert ihn dann ohne vorgehende Auswaschung in einer Menge von 0,5- bis 5mal, vorzugsweise i- bis 2mal soviel warmem Wasser, wie zuvor an Lauge entfernt worden war, und rührt die Suspension zur Alterung des Gelniederschlages einige Stunden, z. B. 24 Stunden, bei einer Temperatur von 3o bis 7o°, vorzugsweise 35 bis 6o°. Eine Zerteilung der Teilchen erfolgt dabei nicht. Die sich innerhalb des Gels bildenden Kristallisationskeime sind so klein, daß sie lichtmikroskopisch noch nicht erkennbar sind; jedoch ist nach erfolgter Alterung zwischen gekreuzten Nikols eine schwache Doppelbrechung wahrnehmbar.
• Der auf diese Weise in Suspension erhaltene gealterte Niederschlag dient als Impfstoff für das Ausrühren von äußerst feinkörnigem Tonerdehydrat aus Alkalialuminatlaugen. Zu diesem Zweck wird die Suspension, gegebenenfalls nach Abtrennen eines Teils der Flüssigkeit, einer normalen Aluminatlauge, wie sie auch sonst im Laufe des Bayer-Prozesses gewonnen wird, zugesetzt. Die Bedingungen für das Ausrühren können dabei den üblichen Verhältnissen des Bayer-Verfahrens bei der Zersetzung von Aluminatlaugen (Laugenkonzentration igo bis =5o g Na2O/1, Molekularverhältnis Na2O : A1203 zu Beginn etwa 1,8: 1 bis 2,2: 1, Temperatur bei der Ausrührung 6o bis q.5°) entsprechen. Während des Ausrührens geht zunächst der Gelanteil der Partikel in Lösung, so daß sich diese nach etwa 2 Stunden zerteilen, womit die in der Gelsubstanz eingebetteten Kristallisationskeime als Impfstoff wirksam werden. In 24 Stunden werden etwa 50 °/o des in der Lauge gelösten A1203 ausgeschieden. Die Teilchengröße des ausfallenden Tonerdehydrats ist kleiner als i y. Sie läßt sich durch Dosierung der der Aluminatlauge zugesetzten Menge an Impfstoff beeinflussen, derart, daß mit Steigerung der Impfstoffmenge die Korngröße des anfallenden Tonerdehydrats herabgesetzt wird.
• Ausführungsbeispiel 750 g Na 0 H (fest) werden in Wasser zu einem Liter gelöst. In die erhaltene Lauge werden unter Erwärmen 1320 g Tonerdehydrat eingebracht. Nach erfolgter praktischer Sättigung wird der ungelöst gebliebene Anteil des Tonerdehydrats abfiltriert. Man läßt die erhaltene hochkonzentrierte Aluminatlauge unter Rühren bei gewöhnlicher Temperatur (=o bis 30°) langsam zu 3 1 vorgelegtem Wasser zufließen und rührt so lange, bis sich etwa die Hälfte des in der Aluminatlauge gelösten A1203 ausgeschieden hat. Dazu ist eine Zeit von 2 bis 3 Stunden erforderlich. Nach Stillsetzen des Rühr- Werkes läßt man den Niederschlag absitzen. Ist dies geschehen, so wird die überstehende Aluminatlauge möglichst vollständig abgezogen und der abgesetzte Niederschlag mit 7 1 Wasser von 5o° aufgerührt. Zur Alterung wird die Suspension bei einer Temperatur von 50° 24 Stunden lang gerührt.
• Man fügt die so erhaltene Suspension zu 62 1 Aluminatlauge mit z. B. 150 g Na20/1 und i2o g A1203/1 und rührt während 24 Stunden bei einer Temperatur von 50° aus. Nach Filtrieren, Auswaschen und Trocknen werden 7,3 kg eines sehr feinen Tonerdehydrats erhalten, dessen Teilchengröße kleiner als ' /2 ,u ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Erzeugung eines für das Ausrühren von äußerst feinkörnigem Tonerdehydrat aus Alkalialuminatlaugen geeigneten Impfstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß man eine praktisch gesättigte Aluminatlauge, die ein Molekularverhältnis Alkalioxyd : Aluminiumoxyd von i,i : i oder weniger aufweist, mit dem x- bis 6fachen, vorzugsweise 2- bis 3fachen Volumen Wasser unter Rühren bei gewöhnlicher Temperatur verdünnt und den dabei entstandenen Niederschlag durch Filtration ohne nachfolgende Auswaschung oder durch Absitzenlassen und Abziehen der überstehenden Lauge abtrennt, worauf man den Niederschlag in 0,5- bis 5mal, vorzugsweise i- bis 2mal soviel Wasser, wie zuvor Lauge abgetrennt wurde, suspendiert und die erhaltene schwach alkalische Suspension mehrere Stunden bei einer Temperatur von 3o bis 70°, vorzugsweise 35 bis 6o°, rührt.