CH107615A - Verfahren zur Herstellung von technisch eisenfreiem Aluminium-Natrium-Doppelfluorid. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von technisch eisenfreiem     Aluminium-Natrium-Doppelüuorid.       Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver  fahren zur Herstellung eines Aluminium  Natrium-Doppelfluorids, welches in     Khn-          licher    Weise wie natürlicher     Kryolith    in  der Fabrikation des Aluminiums oder von       Tonerdesalzen    Verwendung finden kann.  



  Es -wurde gefunden, dass man in einfacher  Weise aus     Tonerdesalzen,    insbesondere aus  den Produkten des Tonaufschlusses mit       11lineralsäure,        Aluminium-Natrium-Doppel-          fluorid    in hoher Reinheit, insbesondere weit  gehend frei von Eisen, erhält, wenn man  die von der Kieselsäure     abfiltrierten    sauren  Lösungen der Tonerde mit einer     Fluorver-          bindung    und einem     Natriumsalz,    z. B.

   Na  triumsalz und mit     Flusssäure    oder mit Mi  neralsäuren und     Natriumfluorid    unter Be  dingungen behandelt, bei denen das vorhan  dene Eisensalz nicht ausgefällt wird.  



  Hierfür gibt es zweierlei Wege:  Als der eine Weg, die Tonerde zu fällen  und das Eisensalz indifferent, d. h. in Lö  sung zu behalten, ist derjenige erkannt wor  den, nur so viel     Flusssäure    zur Anwendung    zu     bringen,    dass gerade noch unverändertes  Aluminiumsalz neben den Eisensalzen     in     Lösung verbleibt, d. h. dass das Filtrat der  Fällung mehr Aluminiumsalz enthält, als  nach der Löslichkeit des     Aluminiums-Na-          trium-Doppelfluorids    zu erwarten ist.  



  Der andere Weg besteht, wie überraschen  derweise gefunden wurde, darin, dass man  vor der Fällung zunächst das gelöste Eisen  in die     Ferroform    überführt, z. B. durch  Reduktion mit     Sehwefelwasserstoff.     



  Bezüglich der zusätzlichen     Natriumsalze     hat man freie Hand; es kann sowohl das       Natriumsalz    der gleichen, wie einer andern  als der an die Tonerde gebundenen Säure       (Aufschlusssäure)    verwendet werden. Im Fil  trat erhält man die Mineralsäure zurück,  soweit sie an das ausgefällte Aluminium. und  Alkali gebunden     bezw.    zugesetzt     zwar,    und  kann diese einheitliche oder gemischte wie  dergewonnene Säure zum Aufschliessen von  neuen Mengen von Ton ohne weiteres wie  der verwenden.

   Um bei der Umsetzung mit       Flusssäure    zu vermeiden,. dass mehr Mineral-      s Uure entstellt, als für den     Tonaufschluss     z  nötig ist, kann man     Flusssäure    teilweise  durch     Fluoralkali    ersetzen.  



  Um die Ausbeute bezüglich der Alu  minium-Natrium-Fluorverbindung     quantita-          tiv    zu gestalten, wird     zweckmässig    auch das       Natriumsalz    im Überschuss verwendet; ein  Verlust an diesem Salz findet trotzdem  nicht statt, da das im Filtrat. enthaltene       balz    dem nächsten Aufschluss zugute kommt.  



  Bei wiederholter Anwendung     des    Filtrats  zum Aufschliessen von neuen     Mengen    Ton  tritt eine fortschreitende Anreicherung des  gelösten Eisens ein, welches aber, wie ge  funden     wurde,    bei Einhaltung der bestimm  ten, in den Beispielen erläuterten Bedingun  gen auch dann noch ohne Schaden für die  Qualität des erhaltenen     Aluminium-Natrium-          Doppelfluorids    ist, wenn das Eisen schon  in grösserer Menge als das Aluminium in  den Lösungen enthalten ist.  



  Führt man das gelöste Eisen vor der  Fällung, z. B. durch Reduktion mit Schwe  felwasserstoff, in die     Ferroform    über, so  kann man. die theoretische     lGlenge    oder mehr       Flusssäure    anwenden, ohne Sass durch Eisen  verunreinigte Erzeugnisse entstehen.  



  Das Arbeiten mit Mineralsäuren und       Natriumfluorid    an Stelle     von        Flusssäure        und          Natriumchlorid    oder     -sulfat    ist     darin    beson  ders von Vorteil. wenn F     luornatrium    aus       Doppelfluoriden    bei der Verwendung der  letzteren regeneriert wird.  



  Man erhält auch hier im technischen  Sinne ein völlig eisenfreies Erzeugnis, wenn  man die Ausfällung bei Gegenwart einer  ausreichenden Menge freier Salz- oder  Schwefelsäure vornimmt. mit der     Massgabe.     Sass dabei ein kleiner Anteil des Aluminium  salzes nicht in die     Fluorverbindung    umge  setzt wird. Führt man das Eisen vor dem  Ausfällen, z. B. mit Schwefelwasserstoff,  in die     Ferroform    über, so kann man auch  mit mehr     Fluornatrium,    als der Theorie ent  spricht, ein eisenfreies Erzeugnis erzielen.   Die Durchführbarkeit der Umsetzung mit  Hilfe von zugesetztem, gelöstem oder festem       Natriumfluorid    und Mineralsäure, z. B.

           Salzsäure,    ist dadurch     erleichtert.    Sass, wie  im Laufe     der        Versuche    beobachtet wurde,  die     Löslichkeit    des     Fluornatriiims    in Salz  säure nicht kleiner, sondern grösser ist als  in Wasser.

   Durch die     Umsetzung    von eisen  haltiger Aluminiumsalzlösung mit Fluor  natrium und     Salzsiiure-    in     Aluminium-Na-          trium-Doppelfluorid,    welches sich ausschei  det, und in eine saure     Chlornatriumlösung.     welche neben der aufgewendeten     Säure    das  gesamte Eisen     enthält,    kann die     Herstellung     von Aluminium -Natrium -     Doppelfluorideii     wesentlich     vereinfacht    und verbilligt wer  den, da weder das     Natrium    in Form von       Soda,

      oder     Atznatron    zugeführt zu     werden     braucht, noch die Tonerde aus dem Ton     auf     grossen     Umweben        zwecl@s    Befreiung von Ei  sen über     Zwischenprochikte    in     Fluorid    um  gewandelt werden muss.  



  Die     eis.gültaltibe    saure     Chlorna        trium-          lösung    kann wiederum     zum    Aufschliessen  von Ton     verwendet    werden, nachdem sie nö  tigenfalls an     S:iuri-    angereichert worden ist.  Gegebenenfalls     kann    die     Lösung    vor der  Behandlung mit     Fluornatrium    im erforder  lichen Umfange eingedampft werden.

   Die  infolge des     Fluorid-    und     Salzsäurezusatzes     mit dem     Aluminium-Natrium-Doppelfluorid     ausfallende     Menb-e    Chlornatrium kann je  nach Bedarf dein     Doppelfluorid        beigemischt     bleiben oder von ihm durch Behandlung  mit Wasser     getrennt    werden.  



       Beispiel.   <I>1:</I>       \?00    Liter Filtrat eines mit     Salzsäure          bewirkten    Tonaufschlusses mit     102.9        -r          A10,    und 9.3     gr        Fe@O-    im Liter werden all_  mählieh mit     1(11        k-        ?(i        iger        Flusssäure    ver  setzt und eine halbe Stunde in der     Wärme     gerührt.

   In die     v.-arme        Reaktionsmasse    wer  den     langsam   <B>110</B> kg Kochsalz in     30    Liter  Nasser heiss     zu-egeben,    worauf zur     völligen     Ausfällung der     Tonerdeverbindungen    noch  etwa.     1_5        31inut@n        erwärmt    wird.

   Nach dem       Abnutschen    des     -ut        filtrierbaren    -Nieder  schlages in der Hitze und Auswaschen ist  das erzeugte     Aluminium-Natrium-Fluorid          praktisch.        eisenfrei.         -Man kann das Verfahren auch dahin ab  ändern, dass die Kochsalzlösung zuerst zu  der Aluminiumsalzlösung zugegeben und  dann mit     Flusssäure    gefällt wird.

   In diesem  Falle muss man beim Zusetzen der     Fluss-          säure    für eine gute     Durchmischung    sorgen,  damit in dem Reaktionsgemisch lokale       Flusssä        ureüberschüsse    vermieden werden, ge  gen welche sich das Eisensalz nicht indif  ferent verhält und teilweise ausgefällt  würde.  



  <I>Beispiel 2:</I>  200 Liter Filtrat eines mit Salzsäure be  wirkten Tonaufschlusses entsprechend Bei  spiel 1 werden mit 80 kg Chlornatrium in  250 Liter Wasser gelöst, versetzt, darauf  das Eisen in die     Ferroform    übergeführt,  z. B. durch Einleiten von Schwefelwasser  stoff. Dann werden in der Siedehitze 250 kg  20     %ige        Flusssäure        zugegeben.    Nach dem       Abnutschen    und Auswaschen ist das Produkt  praktisch eisenfrei.  



  <I>Beispiel 3:</I>  500 Liter einer Lösung, enthaltend 90,6     gr          A1203    und 16,0     gr        Fen03    im Liter in Form  von Sulfaten werden mit 500 kg     Flusssäure          \?0        %ig    versetzt und zum Kochen erhitzt.  Sodann wird eine heisse Lösung von 170 kg  Chlornatrium in 500 Liter Wasser zuge  geben. Die ausgeschiedene     Doppelverbin-          (lung    enthält nach dem Waschen und Trock  nen nur Spuren von' Eisen.

   Im Filtrat wird  ein Gemisch von Salzsäure und     Schwefel-          siInre    erhalten, welches wieder zum Auf  schliessen verwendet wird. Will man solche  Gemische     vermeiden,    so steht der Weg  offen, das Eisen zu     Ferrosalz    zu reduzieren  und dann das technisch reine     Aluminium-          doppelsalz-Fluorid    mit Natriumsulfat     ge-          m        äss    dem folgenden Beispiel 4 zu fällen.

    <I>Beispiel</I>  In 200 Liter einer Lösung, enthaltend  90,6     gr        A1203    und 16,0     gr        Fe2O3    im Liter  in Form von Sulfaten, wird das Eisen durch       77,':nleiten    von Schwefelwasserstoff in die       1@        erroform    übergeführt. Sodann wird unter  Rühren in der Hitze eine heisse Lösung von  80     lcg        Natriumsulfat    in 200 Liter Wasser    und 250 Liter 20     %ige        Flusssäure    zugegeben.  Nach dem     Abnutschen    und Waschen ent  hält die erzeugte Doppelverbindung nur  noch Spuren von Eisen.

    



  Die Reihenfolge der Zusätze von Natrium  sulfat und     Flusssäure    kann ohne Änderung  in dem Ergebnis auch vertauscht werden.  



  Es gibt jedoch auch Fälle, in denen es  erwünscht ist, statt mit     Flusssäure    und     Na-          triumehlorid    oder     -sulfat    umgekehrt mit  Salzsäure oder Schwefelsäure und     Natrium-          fluorid    arbeiten zu können; dies ist besonders  dann der Fall, wenn     Fluornatrium    aus     Dop-          pelfluoriden    bei der Verwendung der letz  teren regenerieren wird.  



  <I>Beispiel 5:</I>  200 Liter salzsaurer     Tonaufsehluss,    mit  102,9     gr        A1203    und 9,3     gr        Fe20g    im Liter  werden auf 70-80o erwärmt und darin  langsam     eingeriihrt    eine Lösung von 90 kg       Natriumfluorid    in 150 Liter konzentrierter  Salzsäure, worauf nach     kuizem    Rühren  abgesaugt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH; Verfahren zur Herstellung von tech nisch eisenfreiem Aluminium-Natrium-Dop- pelfluorid, darin bestehend, dass eisenhaltige Aluminiumsalzlösungen unter solchen Be dingungen mit Fluorverbindungen und Na triumsalzen in Anwesenheit von freier Mi neralsäure behandelt werden, dass das Eisen nicht ausgefällt wird. UNTERANSPRüCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, darin be stehend, dass die Behandlung der eisen haltigen Aluminiumsalzlösungen mit der Massgabe erfolgt, dass gerade noch etwas unverändertes Aluminiumsalz in Lösung bleibt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, darin be stehend, dass in der Aluminiumsalzlösung (las Eisen durch Reduktionsmittel in die Ferroform übergeführt wird.