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Verfahren zur Gewinnung von reiner Tonerde aus Glühton.
Die Gewinnung reiner Tonerde auf dem Wege über Aluminiumformiat ist bisher nicht erwogen worden, da in der Fachwelt die Auffassung verbreitet war, dass Aluminiumformiat durch Einwirkung von Ameisensäure auf Tonerde nicht zu erhalten sei, so dass man zwecks Herstellung des Körpers auf umständlichere Darstellungsweisen, beispielsweise durch Einwirkung von Ameisensäure auf frisch gefälltes Aluminiumhydroxyd oder aber durch Umsetzung von Bariumformiat mit Aluminiumsulfat und endlich durch Einwirkung von Ameisensäure auf Aluminiumalkoholat unter besonderen Bedingungen, angewiesen war.
Die Annahme, dass man durch Einwirkung von Ameisensäure auf Tonerde zu Aluminiumformiat
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gestellt, dass sich aus unterhalb etwa 10000 C geglühten Tonen, in denen bekanntlich die Tonerde in weitaus lösungsfähigerer Form vorliegt, unmittelbar Tonerdeformiatlösungen durch Auslaugen mit Ameisensäure erhalten lassen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von reiner Tonerde aus unterhalb etwa 10000 C geglÜhtem Ton durch Auslaugen des Tons mit Ameisensäure und Hydrolyse der erhaltenen
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Ameisensäure erhalten wurden, wurde beobachtet, dass die Lösungen unter Abscheidung basischen Tonerdeformiats einer Hydrolyse unterliegen, deren Umfang in erster Linie von der Konzentration der Lösungen, weitgehend aber auch von der Zeit abhängt. Beispielsweise setzt die Hydrolyse von Aluminium- formiat in kochender 60% iger Ameisensäure nach etwa 30 Minuten, in 90% iger Ameisensäure jedoch schon nach etwa drei Minuten ein.
Erfindungsgemäss wird daher zunächst zwecks Gewinnung von Aluminiumformiatlösung als Zwischenprodukt der unterhalb von etwa 10000 C geglühte Ton mit verdünnter siedender Ameisensäure ausgelaugt, wobei die Konzentration der Säure derart gewählt wird, dass bei ausreichender Lösungs- geschwindigkeit Hydrolyse während der Behandlung noch nicht erfolgt. Die hienaeh brauchbaren Konzentrationen liegen zwischen etwa 20 und 60%. Zweckmässig ist es, den Aufschluss in mehreren Stufen vorzunehmen und die Aufschlusslösungen jeweils nach Erreichung einer bestimmten Konzentration von dem Aufschlussrüekstand zu trennen, um die im Hinblick auf die Möglichkeit der Hydrolyse erwünschte kurze Einwirkungsdauer mit einer möglichst vollständigen Umsetzung der Tonerde zu vereinigen.
Die so erhaltene Lösung von Aluminiumformiat kann erfindungsgemäss auf basisches Aluminium-
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wird, worauf man das sich abscheidende basische Salz von der Mutterlauge abtrennt. Gemäss einer besonders vorteilhaften Durehführungsform wird kleinstückiger Glühton in einem Gefäss, dessen Temperatur auf
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grenze unter Abscheidung von basischem Aluminiumformiat hydrolysiert, wobei die freiwerdende Säure in den Kreislauf zurückkehrt. Zweckmässig ist es, die Höhe des Extraktionsgefässes im Verhältnis zu seinem Durchmesser möglichst gross zu wählen, um einen möglichst langen Reaktionsweg und damit eine weitgehende Ausnutzung der Ameisensäure zu gewährleisten.
Das Verfahren liefert bei erschöpfender Extraktion des Glühtones mit Ameisensäure Ausbeuten, die sieh etwa in gleicher Höhe mit den in bekannter Weise mit Salzsäure erzielbaren bewegen und je nach der Zusammensetzung des Tones und seiner Vorbehandlung zwischen etwa 65 und 95% betragen.
Beispiele :
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Kochen erhitzt. Die vereinigten Filtrate enthalten 28 kg Al203 aLs Formiat.
2. Zur Herstellung von basischem Aluminiumformiat verwendet man die drei letzten Extraktionlösungen gemäss Beispiel 1 zur Behandlung frischen Tones, so dass im Dauerbetrieb eine gleichmässige
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zur gleichzeitigen AbdestiIlierung von Ameisensäure, da durch die Verringerung des Flüssigkeitsvolumens und die Erhöhung der Säurekonzentration der zurückbleibenden Lösung eine im gleichen 8inne gerichtete Verstärkung der Hydrolyse eintritt, so dass bis 90% der Tonerde als basisches Formiat ausfallen.
3. 100 kg des bei 700 geglühten Tones werden mit 300 40% iger Ameisensäure in einem Heissextraktionsapparat bis zur Erschöpfung des Tonerdegehaltes behandelt. Die Ausbeute an gelöster Ton-
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gesamte gelöste Tonerde in basisches Formiat verwandelt.
Die Verarbeitung von Ton auf reine Tonerde mit Hilfe von Ameisensäure nach dem beschriebenen Verfahren macht es zunächst erforderlich, die in der Extraktionslösung enthaltenen Ferrisalze zu Ferrosalzen zu reduzieren, was zweckmässig in an sich bekannter Weise durch Zugabe von metallischem Eisen oder Aluminium in Pulverform erfolgt. Die Lösung wird hierauf erhitzt, wobei sich basisches Aluminium- formiat abscheidet, und die überschüssige Ameisensäure abdestilliert.
Das von der Mutterlauge abfiltrierte basische Aluminiumformiat wird ausgewaschen, um Eisen zu entfernen, und einer thermischen Zersetzung beispielsweise durch Einwirkung von Wasserdampf bei etwa 150-2000 C unterworfen, wobei die an Tonerde gebundene Ameisensäure zurückgewonnen wird, während reine Tonerde hinterbleibt, die nach
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gebundene Ameisensäure wird dagegen in an sich bekannter Weise durch Zuersetzung mit Schwefelsäure in Freiheit gesetzt und abdestilliert.
Das Verfahren weist gegenüber den bekannten Verfahren zur Gewinnung von Tonerde aus Ton durch Aufschluss derselben mit Salz-, Salpeter- oder Schwefelsäure den wesentlichen Vorteil auf, dass für die Wiedergewinnung der Ameisensäure niedrige Temperaturen von etwa 100-1500 C zur Anwendung gelangen, während bei der Verwendung von Schwefelsäure für den Tonerdeaufschluss eine Rückgewinnung der Aufschlusssäure überhaupt unmöglich ist, und die Verwendung von Salzsäure die Anwendung von Temperaturen in der Gegend von 600 C für die Rückgewinnung der Säure erfordert, denen die bisher bekannten Gefässbaustoffe in Berührung mit Salzsäure nicht standhalten.
Gegenüber diesem erheblichen Vorteil der Anwendung niedriger Temperaturen für die Rückgewinnung der Ameisensäure nach dem vorliegenden Verfahren fällt die Tatsache, dass eine-übrigens nur geringe-Menge Schwefel-
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Ameisensäure benötigt wird, weniger ins Gewicht.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Gewinnung von reiner Tonerde aus Glühton, dadurch gekennzeichnet, dass der
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basische Formiat durch thermische Zersetzung gewonnen wird.
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Process for the extraction of pure alumina from glowing clay.
The extraction of pure alumina by means of aluminum formate has not been considered so far, as the opinion was widespread among experts that aluminum formate could not be obtained by the action of formic acid on alumina, so that for the purpose of producing the body in more complicated methods of representation, for example by The action of formic acid on freshly precipitated aluminum hydroxide or by the reaction of barium formate with aluminum sulfate and finally by the action of formic acid on aluminum alcoholate under special conditions.
The assumption that the action of formic acid on alumina leads to aluminum formate
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found that alumina formate solutions can be obtained directly by leaching with formic acid from clays annealed below about 10,000 C, in which, as is known, the alumina is present in a far more soluble form.
The subject of the invention is a process for the production of pure alumina from below about 10000 C annealed clay by leaching the clay with formic acid and hydrolysis of the obtained
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Formic acid were obtained, it was observed that the solutions are subject to hydrolysis with the deposition of basic alumina formate, the extent of which depends primarily on the concentration of the solutions, but also largely on the time. For example, the hydrolysis of aluminum formate in boiling 60% formic acid begins after about 30 minutes, but in 90% formic acid after about three minutes.
According to the invention, for the purpose of obtaining aluminum formate solution as an intermediate product, the clay annealed below about 10,000 ° C. is leached with dilute boiling formic acid, the concentration of the acid being selected such that hydrolysis does not yet take place during the treatment if the dissolution rate is sufficient. The concentrations that can be used here are between about 20 and 60%. It is advisable to carry out the digestion in several stages and to separate the digestion solutions from the digestion residue after reaching a certain concentration in order to combine the short exposure time desired with regard to the possibility of hydrolysis with the most complete conversion of the clay.
The solution of aluminum formate thus obtained can, according to the invention, be based on basic aluminum
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whereupon the basic salt which is deposited is separated from the mother liquor. According to a particularly advantageous form of execution, small pieces of glowing clay in a vessel whose temperature is raised
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limit is hydrolyzed with the separation of basic aluminum formate, with the acid released being returned to the cycle. It is advisable to choose the height of the extraction vessel in relation to its diameter as large as possible in order to ensure the longest possible reaction path and thus extensive utilization of the formic acid.
With exhaustive extraction of the glowing clay with formic acid, the process provides yields that are roughly the same as those achievable in a known manner with hydrochloric acid and, depending on the composition of the clay and its pretreatment, are between about 65 and 95%.
Examples:
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Cooking heated. The combined filtrates contain 28 kg of Al 2 O 3 as formate.
2. For the production of basic aluminum formate, the last three extraction solutions according to Example 1 are used for the treatment of fresh clay, so that in continuous operation a uniform
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for the simultaneous distillation of formic acid, since the reduction in the volume of the liquid and the increase in the acid concentration of the remaining solution lead to an increase in hydrolysis in the same direction, so that up to 90% of the clay precipitate as basic formate.
3. 100 kg of the clay calcined at 700 are treated with 300 40% formic acid in a hot extraction apparatus until the alumina content is exhausted. The yield of dissolved clay
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all dissolved clay is converted into basic formate.
The processing of clay on pure alumina with the aid of formic acid according to the process described first makes it necessary to reduce the ferric salts contained in the extraction solution to ferrous salts, which is conveniently done in a manner known per se by adding metallic iron or aluminum in powder form. The solution is then heated, basic aluminum formate separating out, and the excess formic acid being distilled off.
The basic aluminum formate filtered off from the mother liquor is washed out in order to remove iron and subjected to thermal decomposition, for example by the action of steam at around 150-2000 C, the formic acid bound to alumina being recovered, while pure alumina remains behind
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Bound formic acid, on the other hand, is released in a known manner by decomposition with sulfuric acid and distilled off.
The process has the major advantage over the known process for the recovery of alumina from clay by digesting it with hydrochloric, nitric or sulfuric acid that low temperatures of about 100-1500 C are used for the recovery of the formic acid, while the Using sulfuric acid for the digestion of alumina recovery of the digestion acid is impossible at all, and the use of hydrochloric acid requires the use of temperatures in the region of 600 C for the recovery of the acid, which the previously known vessel building materials in contact with hydrochloric acid cannot withstand.
Compared to this considerable advantage of using low temperatures for the recovery of formic acid according to the present process, the fact that a - incidentally only small - amount of sulfur
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Formic acid is needed less in weight.
PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of pure alumina from glowing clay, characterized in that the
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basic formate is obtained by thermal decomposition.