BE443855A

BE443855A -

Info

Publication number: BE443855A
Authority: BE
Priority date: 1940-12-24
Also published as: FR877948A

Description

procédé de préparation de composés d'aluminium pratiquement

purs en partant de solutions impures de sels d'aluminium.

Pour la préparation de composés d'aluminium, des matières aluminofères sont décomposées de manières différentes.

Par exemple, cette décomposition est effectuée sous pression

au moyen de liquides alcalins. Il est 'aussi connu de fusionner

reux, un aluminate d'un tel métal étant ainsi formé par voie

thermique. Une autre méthode connue consiste en la décomposition à l'aide d'acides, le cas échéant sous pression.

La récupération du composé d'aluminium désiré, le plus souvent l'hydroxyde d'aluminium, de la masse de décomposition s'effectue, par conséquent, de manières différentes.

En général, de l'hydroxyde d'aluminium est précipité

du liquide de décomposition alcalin, après dilution convenable de ce dernier, par agitation (procédé Bayer). Dans le cas où une solution d'hydroxyde de calcium a été employée comme moyen de décomposition, l'aluminate de calcium formé pourra être transformé en une solution d'aluminate de sodium au moyen d'une solution de carbonate de sodium, et après avoir éliminé le carbonate de calcium formé par cette transformation, on précipite l'hydroxyde d'aluminium par l'introduction de gaz carbonique dans

la solution.

On a imaginé des méthodes différentes pour transformer l'aluminate d'un métal alcalino-terreux formé par voie thermique. Ainsi, il a étéproposé de l'extraire au moyen d'une solution chaude de carbonate alcalin, pouvant contenir de l'hydroxyde alcalin à l'état libre. En général, on précipite, dans la solution d'aluminate alcalin obtenue ainsi, l'hydroxyde d'aluminium par l'introduction de gaz carbonique ; la solution de carbonate alcalin formée est réintroduite dans le procédé. Une autre méthode pour transformer ces aluminates de métaux alcal ino-terreux obtenus par voie thermique est celle de Séailles qui lixivie les dits aluminates par de l'eau et précipite, dans la solution aqueuse obtenue ainsi, l'hydroxyde d'aluminium au moyen d'un acide (le C02).

L'aluminate alcalino-terreux brut pourra être purifié en le précipitant de sa solution aqueuse au moyen de lait de chaux.

pour le traitement de liquides de décomposition acides, il a fallu suivre des voies totalement différentes, afin de pouvoir éliminer les impuretés qui ont été solubilisées égale-

<EMI ID=2.1> tes après la décomposition par l'acide chlorhydrique concentré, d'évaporer ensuite la solution et de chauffer le résidu de cette dessiccation. Puis, les chlorures solubles sont éliminés par lavage, la silice encore présente est éloignée au moyen d'une solution de carbonate de sodium ou de potassium, et l'oxyde d'aluminium restant dans le résidu est dissous dans une solution de soude cautique. Du liquide ainsi obtenu, on récupère l'oxyde d'aluminium. D'après un autre procédé connu, on ajoute

à la solution acide du carbonate de calcium, éventuellement avec une quantité d'hydroxyde de calcium, tellement faible,

que l'hydroxyde d'aluminium est précipité. Suivant un autre procédé, on fait se cristalliser le nitrate d'aluminium dans des solutions, obtenues en décomposant la leucite ou d'autres silicates similaires au moyen d'acide nitrique, en ajoutant

une quantité de cet acide à ces solutions. Enfin, il faut encore citer les procédés où les composés de fer (sous la forme de composés ferreux) sont éliminés de solutions de sels d'alu-

lénosulfonique, ou certains sels de cet acide.

La présente invention a pour objet une toute autre méthode pour récupérer des composés d'aluminium de solutions de sels d'aluminium impures, obtenues par la décomposition de matières aluminofères par des acides. La nature des acides employés pour la décomposition des matières de départ est de peu d'importance à l'égard du principe de l'invention; de même, la nature des matières de départ aluminofères n'a pas d'importance.

Selon l'invention, on précipite un aluminate alcalino-

tion de décomposition et on le transforme en la composition d'aluminium désirée. En fait, il a été trouvé que par la forma-

dans un milieu liquide, on obtient un produit d'où l'on peut récupérer facilement des composés d'aluminium ayant le degré

de pureté voulue, de manières différentes.

Le procédé nouveau peut être effectué de différentes façons. Ainsi, on pourra ajouter la quantité d'hydroxyde alcalino-terreux en une fois ou en portions à la solution à traiter.

On pourra aussi opérer en deux stades; dans ce cas, on n'est pas force d'employer un hydroxyde alcalino-terreux dans le premier de ces stades, c'est à dire, pour la précipitation de l'hydroxyde d'aluminium. En principe, on pourra employer pour cela toute substance capable de lier des acides, par exemple, des hydroxyd&#65533; ou carbonates alcalins ou des carbonates alcalino-terreux, une quantité telle de ces corps étant ajoutée que les métaux non

me de composés insolubles, par exemple, d'hydroxydes ou de carbonates. L'emploi d'un carbonate dans le premier stade du procédé présente l'avantage que le gaz. carbonique formé fonctionne comme agent de division.

En pratique, on préférera donc le mode de réalisation où l'on. .introduit, dans le premier stade cité ci-dessus dans la solution à traiter un carbonate alcalin ou un carbonate alcalinoterreux, par exemple le carbonate de calcium, ou une substance contenant ce carbonate, après quoi, dans le deuxième stade, on

calino-terreux insoluble ou difficilement soluble à l'aide d'un hydroxyde alcalino-terreux. De préférence, toutes ces opérations s'effectuent à chaud.

En opérant ainsi, de la silice éventuellement encore présente est transformée en un silicate insoluble, Pour le cas où la solution à traiter contient des matières non dissoutes, il est recommandable de les éliminer avant le commencement de la

Après la formation de l'aluminate alcaline-terreux désiré, le liquide est séparé de la substance solide, ce qui pourra se faire très bien par filtration, de préférence à chaud.

des propriétés de filtration excellentes qui permettent de le laver et de le purifier facilement. En se comportant ainsi,

ce précipité se différencie considérablement de la plupart des précipités d'hydroxyde d'aluminium. Ces propriétés favorables se manifestent aussi lorsque le précipité est formé dans des solutions diluées.

Cela s'applique en particulier à un précipité contenant l'aluminate de calcium secondaire. ^'aluminate de calcium tertiaire lui...aussi, a des propriétés de filtration excellentes,

du sel secondaire n'est pratiquement pas moindre que celle du sel tertiaire. L'aluminate primaire de calcium est filtré

un peu moins facilement. Là où il est question dans le présent mémoire d'un aluminate primaire, secondaire ou tertiaire, on envisage toujours la proportion entre les quantités de métal alcalino-terreux et d'aluminium dans les sels en question, mais ces désignations ne veulent pas dire que le précipité contient ces composés tels quels. Cela concerne en particulier l'aluminate de calcium tertiaire. Dans la détermination de la quantité d'hydroxyde alcalino-terreux à employer, il faudra naturellement tenir compte de la présence d'autres substances capables de lier de la chaux, telles que la silice.

<EMI ID=11.1> nitrate alcalino-terreux sera presque toujours du nitrate de calcium parce que le carbonate et l'oxyde ou l'hydroxyde de calcium sont facilement accessibles et bon marché. sous leur forme solide, ces produits secondaires sont des engrais précieux.

Afin d'obtenir des solutions plus concentrées de ces nitrates, on suspendra le carbonate et l'hydroxyde de calcium de préférence dans une solution de nitrate obtenue dans une opération précédente.

La masse contenant l'aluminate alcalino-terreux précipité peut être traitée de manières différentes. Ainsi, on peut . l'extraire de façon connue par de l'eau et précipiter l'hydro- <EMI ID=12.1>

les procédés de Séailles cités précédemment). Par la nature

des choses, les extraits aqueux contiennent cependant une proportion d'aluminate alcalino-terreux relativement faible, de sorte qu'il faut traiter des volumes de liquide considérables.

Aussi, l'extraction également connue du gâteau contenant l'aluminate alcalino-terreux au moyen d'une solution de carbonate alcalin, par exemple à chaud, est plus appropriée; ce sont justement les aluminates alcalino-terreux formés dans un milieu liquide qui s'y prêtent excellemment. De cette manière, on pourra former aussi un procédé circulaire. On agite le dit gâteau avec une solution de carbonate alcalin qui contient de préférence une quantité de ce carbonate suffisante pour lier la to-:
talité du métal alcalino-terreux sous la forme de son carbonate.

Dans le cas où il faut traiter un précipité contenant l'aluminate alcaline-terreux secondaire ou tertiaire, il n'est pas nécessaire que le carbonate alcalin contienne de l'hydroxyde alcalin à l'état libre. Le traitement du sel primaire exige cependant la présence d'alcali libre pour la solubilisation de l'aluminium. Une telle solution contenant de l'hydroxyde alcalin

<EMI ID=13.1> une solution de carbonate alcalin avec la quantité d'hydroxyde alcalino-terreux désirée ; il n'est pas nécessaire d'éliminer par filtration le carbonate de calcium formé.

Dans l'extraction au moyen d'une solution de carbonate

te alcalino-terreux secondaire s'est montré également comme avantageux : dans le traitement- du sel primaire, l'aluminium est extrait dans une proportion considérablement moins complète et le lavage se fait plus difficilement. Si l'aluminium a été

il est vrai, de façon satisfaisante, mais il faut employer alors uneplus grande quantité de carbonate alcalin ; évidemment, cela vaut aussi à l'égard d'une quantité de chaux supér-ieure à celle qui correspond au composé tertiaire.

En partant de la solution d'aluminate alcalin qui pourra être séparée de la substance solide par- filtration par exemple, on peut préparer des composés d'aluminium de manières différentes. Une méthode pratique consiste à introduire dans cette solution du gaz carbonique, de préférence à chaud, produisant ainsi un précipité d'hydroxyde d'aluminium et une solution de carbonate alcalin. Cette solution pourra être ramenée dans le procédé. Même si elle est employée d'une manière répétée, elle est contaminée peu ou pas du tout parce que les bonnes propriétés de filtration de l'aluminate alcalino-terreux rendent possible de débarrasser le dit gâteau de filtration de substances insolubles par lavage.

Cemode opératoire permet d'établir un procédé circulaire qui consomme une quantité minimale de produits chimiques. Ce procédé, où l'on a employé les matières qui, pour la pratique, entrent en ligne de compte en premier lieu, et où la décomposition a été supposée avoir été effectuée au moyen de l'acide nitrique, est décrit ci-après. En même temps, on a indiqué les <EMI ID=16.1> proportions produisant des résultats particulièrement satisfaisants.

La solution chaude et impure de nitrate d'aluminium est neutralisée par de la craie, le dégagement de gaz carbonique favorisant un bon brassage. La quantité de craie utilisée ne surpasse pas celle qui est nécessaire pour précipiter tous les métaux entrant en ligne de compte sous la forme de leurs hydroxydes ou carbonates. Pour transformer le fer et le cas échéant le manganèse en leurs oxydes supérieurs, on pourra ajouter en outre un oxydant comme par exemple l'hypochlorite de calcium. On produit ainsi la formation de l'al uminate de calcium dans la bouillie formée au moyen d'une suspension de chaux dans une solution de nitrate de calcium, obtenue dans une opération précédente. On emploie une quantité telle de cette suspension que, abstrac-

tité de chaux correspond environ à 1 Ca : 1 Al. On sépare la solution de nitrate de calcium du précipité par filtration, de préférence à chaud, et on lave le gâteau résiduaire de cette filtration à l'eau, de préférence à l'eau chaude.

On agite le dit gâteau dans une solution chaude de soude qui contient une quantité de soude, suffisante pour transformer la'totalité du calcium en carbonate de calcium , mais qui,

sodium libre. Puis, on filtre à chaud. Le gâteau qui reste après la filtration de l'aluminate de sodium dissous consiste, outre en hydroxydes casu quo'. en carbonates, en métaux et éventuellement en silicate insolubles, principalement en carbonate de chaux et est utilisé pour la neutralisation d'une nouvelle quantité de solution de sel d'aluminium.

La solution d'aluminate de sodium est traitée par du gaz carbonique, de préférence à chaud, l'hydroxyde d'aluminium étant précipité et une solution de soude étant récupérée après <EMI ID=19.1>

préférence par de l'eau chaude, et donne alors de l'hydroxyde d'aluminium pur qui pourra être traité ultérieurement. On en récupère par exemple de l'aluminium.

Après qu'il s'est éventuellement formé en elle la quan-

calcium.

Ce procédé peut être représenté schématiquement comme

le montre le dessin annexé.

Le carbonate de calcium qui se forme par la décomposition du gâteau d'aluminate de calcium est contaminé par les hydroxydes métalliques, casu quo.'. les carbonates et, le cas échéant,

minate. Lors d'un emploi répété de carbonate de calcium, ces impuretés s'accumuleront. Après des périodes déterminées, on prendra donc du carbonate de calcium non utilisé précédemment ou on de-

fectuer par exemple en les suspendant ou par flottation. La précipitation d'une grande partie des impuretés ensemble avec l'hy-

droxyde d'aluminium ne se précipite pas encore ou pratiquement

&#65533;ration du précipité ainsi formé on éloigne une grande partie des impuretés, de sorte que le carbonate de calcium récupéré dans un stade ultérieur du procédé sera beaucoup moins contaminé et pourra être réutilisé un plus grand nombre de fois sans purification .préalable. En principe, toute- substance liant de l'acide <EMI ID=28.1>

dessus. En pratique, on prendra surtout le carbonate de calcium ou un composé contenant ce carbonate. Les substances qui n'ont pas été solubilisées lors de la décomposition pourront être filtrées en même temps avec le précipité mentionné ci-dessus.

Si on le désire, on pourra transformer la solution de nitrate de calcium, obtenue comme sous-produit, en une solution de nitrate d'ammonium en y introduisant du gaz carbonique et

pourra servir dans le procédé.

Exemple de mise en oeuvre,

On doit traiter 1 litre d'une solution contenant, outre

de carbonate de calcium, 31,2 gr. de CaO (à 85%) étant alors ajoutés sous la forme de chaux éteinte. (Le carbonate de calcium et la chaux éteinte sont suspendus dans une solution de nitrate de calcium, obtenue par une décomposition précédente).

Après addition d'une faible quantité d'hypochlorite de

et d'une faible quantité de NaOH libre dans 1,5 litres d'eau, cette opération étant suivie de filtration. Le précipité, composé essentiellement de CaC03, est réintroduit dans, le procédé,et du gaz carbonique est introduit dans la solution. Ainsi, on ob-

dernière étant de même réutilisée dans le procédé. Toutes les opérations sont effectuées à chaud, à une température voisinant la température d'ébullition. L'hydroxyde d'aluminium lavé est

/1

transformé en A1203 par chauffage, ce produit contenant moins

silicium.

Revendications.

1.- Procédé de préparation de composés d'aluminium pratiquement

purs en partant de solutions impures de sels d'aluminium obtenues

par décomposition de matière aluminofères par des acides, caractérisé en ce que l'on sépare de ces solutions, de préférence à

chaud, un aluminate alcalino&#65533;terreux insoluble ou du moins difficilement soluble, cet aluminate étant alors transformé en la'

composition d'aluminium désirée.

Claims

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que

l'on neutralise d'abord la solution impure par un carbonate alcalin ou alcalino-terreux et en ce que l'on transforme ensuite <EMI ID=37.1>

ces opérations étant effectuées de préférence à chaud.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en

ce que .l'on isole un aluminate alcaline'-terreux ayant approximativement la composition d'aluminate de calcium secondaire.

4.- Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce

que l'on agite la masse lavée contenant l'aluminate alcalino-terreux avec une solution d'un carbonate alcalin dont la teneur en

carbonate alcalin suffit pour lier, sous'la forme de carbonate

<EMI ID=38.1>

dans la masse et qui contient éventuellement encore une quantité

d'hydroxyde alcalin, suffisante pour solubiliser l'aluminium, et

en ce que l'on sépare la solution formée de la substance solide,

toutes ces opérations étant effectuées de préférence à chaud. 5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on:.utilise, sans filtration préalable, une solution de carbonate alcalin, dans laquelle la quantité désirée d'hydroxyde alcalin a été formée en la chauffant avec de l'hydroxyde alcaline-terreux.

6.- Procédé suivant les revendications 4 et 5, caractérisé en

ce que. l'on précipite de l'hydroxyde d'aluminium, de préférence à chaud, dans la solution d'aluminate alcalin en introduisant du gaz carbonique dans cette dernière, et en ce que l'on sépare la solution du précipité.

7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'on utilise la solution de carbonate alcalin pour le traitement

<EMI ID=39.1>

<EMI ID=40.1>

<EMI ID=41.1>

lution d'aluminate alcalin pour la neutralisation d'une autre quantité de solution de sel d'aluminium, le cas échéant après éli-

<EMI ID=42.1>