CH108188A - Verfahren zur Herstellung von technisch eisenfreiem Aluminium-Kalium-Doppelfluorid. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von technisch eisenfreiem     Aluminium-Kalium-Doppelfluorid.       Vorliegende Erfindung betrifft die Her  stellung von technisch eisenfreiem     Alumi-          nium-Kalium-Doppelfluorid,    welches in ähn  licher Weise wie natürlicher     Kryolith    in der  Fabrikation des Aluminiums oder von Ton  erdesalzen Verwendung     finden    kann.  



  Es wurde     gefunden"dass    man in einfacher  Weise aus     Tonerdesalzen,        insbesondere    aus  den Produkten des Tonaufschlusses mit Mi  neralsäure,     Aluminium-Kalium-Doppelfluorid     in hoher Reinheit, insbesondere weitgehend  frei von Eisen, erhält, wenn man die von der  Kieselsäure     abfiltrierten    sauren Lösungen  der Tonerde mit einer     Fluorverbindung    und  einem     Kaliumsalz,    z. B. mit einem Kalium  salz und mit     Flusssäure    oder .mit Mineral  säuren und     Kaliumfluorid,    unter Bedingun  gen behandelt, bei denen das vorhandene  Eisensalz nicht gefällt wird.  



       Hierfür    gibt es zweierlei Wege:  Als der eine Weg, die Tonerde zu fällen  und das Eisensalz indifferent, d. h. in Lö  sung, zu halten, ist derjenige erkannt wor  den, nur so viel     Flusssäure    zur Anwendung  zu     bringen,        dä.ss        gerade    noch unverändertes    Aluminiumsalz neben den Eisensalzen in Lö  sung verbleibt, d. h.     d.ass    .das Filtrat .der Fäl  lung. mehr Aluminiumsalz enthält, als nach  der Löslichkeit des Aluminiuan-Kalium-         Doppelfluorides    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 Re  duktion mit Schwefelwasserstoff.    Bezüglich der zusätzlichen     Kaliums.a.lze     hat man freie Hand; es kann sowohl das     Ka-          liumsalz    der gleichen, wie einer andern als  der an die Tonerde gebundenen Säure (Auf  schlnsssäure) verwendet werden.

   Im Filtrat  erhält man die Mineralsäure zurück, soweit  sie an das ausgefällte Aluminium und Alkali  gebunden,     bezw.    zugesetzt- war, und     bann     diese einheitliche oder gemischte, wieder  gewonnene Säure zum Aufschliessen von  neuen Mengen von Ton ohne weiteres wieder  verwenden. Um bei der Umsetzung mit     Flüss-          s@Lure    zu vermeiden,     dass    mehr     Mineralsäure     entsteht, als für den     Tonaufsehluss    .nötig ist,           kann        .man    die     Flusssi.iure    teilweise durch       Fluoralkali    ersetzen.  



  Um die Ausbeute bezüglich der     Alumi-          nium-Kalium-Fluorverbindung    quantitativ zu  gestalten, wird zweckmässig auch das     Ka-          liumsalz    im Überschuss     verwendet;    ein     Vcr-          lust    an diesem Salz findet trotzdem nicht  statt, da das im Filtrat     enthaltene    Salz dem  nächsten Aufschluss     zugutekommt.     



  Bei     wiederholter    Anwendung des Filtrates  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     iSchaden    für die       Qualität    des     erhajlt.enen        Aluminium-Kalium-          Doppelfluorides    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 Menge oder mehr       Flusssäure    anwenden, ohne dass durch Eisen  verunreinigte Erzeugnisse     entstehen.     



  Das Arbeiten mit Mineralsäuren und     Ka-          liumfluorid    an Stelle von     Flusssäure    und     Ka-          liumchlorid    oder     -sulfat    ist dann besonders  von Vorteil, wenn     Fluorkalium    aus     Doppel-          fluoriden    bei der Verwendung der letzteren  regeneriert wird.  



  Man erhält auch hier im     technischeu     Sinne ein völlig eisenfreies     Erzeugnis,    wenn  man die Ausfällung bei Gegenwart einer aus  reichenden Menge freier Salz- oder Schwefel  säure vornimmt, mit der Massgabe, dass dabei  ein kleiner Anteil des Aluminiumsalzes nicht  in die     Fluorverbindung    umgesetzt wird.  Führt man das Eisen vor dem Ausfällen,  z,     B.    mit Schwefelwasserstoff, in die     Ferro-          form    über, so kann man auch mit mehr     Fluor-          Icalium,    als der Theorie entspricht, ein eisen  freies Erzeugnis erzielen.  



  Die Durchführbarkeit der Umsetzung mit  Hilfe von zugesetztem gelöstem oder festem       KaliumfIuörid    und Mineralsäure, z.     B.    Salz  s'äur'e;     wird-    dadurch erleichtert, dass, wie im    Laufe der Versuche beobachtet wurde, die       Löslichkeit    des     Fluorkaliums    in Salzsäure  nicht kleiner,     sondern    grösser ist als in Was  ser.

   Durch die Umsetzung von eisenhaltiger  Aluminiumsalzlösung mit     Fluorkalium    und  Salzsäure in     Aluminium-Kalium-Doppel-          fluorid,    welches sich ausscheidet, und in eine  saure     Chlorkaliumlösung,    welche neben der  aufgewendeten Säure das gesamte Eisen ent  hält, kann die Herstellung des     Aluminium-          Kalium-Doppelfluorides    wesentlich verein  facht und verbilligt werden, da weder das  Kalium in Form von     Ka,liumkarbonat    oder       Ätzkali    zugeführt zu werden braucht,

   noch  die Tonerde aus dem Ton auf grossen Um  wegen zwecks Befreiung von Eisen über  Zwischenprodukte in     Fluorid    umgewandelt  werden muss.  



  Die eisenhaltige saure     Chlorkaliumlösung     kann wiederum zum Aufschliessen von Ton  verwendet werden, nachdem sie nötigenfalls       an,Säure    angereichert worden ist. Gegebenen  falls kann -die     Lösung    vor der Behandlung  mit     Fluorkalium    im erforderlichen     Umfange          eingedampft    werden.

   Die infolge des     Fluorid-          und        Salzsäurezusatzes    mit dem     Aluminium-          Kalium-Doppelfluorid    ausfallende Menge  Chlorkalium kann je nach Bedarf dem     Dop-          pelfluorid        beigemischt        bleiben    oder von ihm  durch Behandlung mit Wasser getrennt wer  den.  



       Beispiel   <I>1:</I>  200 Liter Filtrat eines mit Salzsäure be  wirkten Tonaufschlusses mit 102,9     gr        A1203     und<B>9,3</B>     gr        Fe203    im Liter werden allmählich  mit 170 kg 20     %iger        Flusssäure    versetzt und  eine halbe Stunde in der Wärme gerührt. In  die warme     Reaktionsmasse    werden langsam  110 kg     Kaliumehlorid    in 350 Liter Wasser       heiss    zugegeben, worauf zur völligen Ausfäl  lung der     Tonerdeverbindung    noch etwa 15  Minuten erwärmt wird.

   Nach dem     Abnut-          schen    des gut     filtrierbaren        Niederschläges    in  der Hitze und Auswaschen ist das     erzeugte          Alurriinium-Kalium-Fluorid    praktisch eisen  frei.  



  Man kann das Verfahren auch dahin     ab-          ,i,ndern,        dass    die     Kaliumchloridlösung    zuerst      zu der Aluminiumsalzlösung zugegeben und  dann mit     Flusssäure    gefällt     wird.    In     diesem     Falle mass man beim Zusetzen der     Flusssäure     für eine gute     Durchmischung,sorgen,    damit  in dem Reaktionsgemisch lokale     Flusssäure-          überschüsse    vermieden     werden-,    gegen welche  sich 'das Eisensalz nicht indifferent 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 Chlorkalium in  250 Liter Wasser gelöst, versetzt, darauf das       .Eisen    in die     Ferroform    übergeführt, z. B.  durch Einleiten von     @Schwefelwassertoff.     Dann werden in der Siedehitze 250 kg  20     %ige        Flusssäure    zugegeben. Nach Odem     Ab-          nutschen,    und Auswaschen ist das 'Produkt  praktisch eisenfrei.

      <I>Beispiel 3:</I>  500 Liter einer Lösung, enthaltend 90,6     gr          A1203    und 16,0     gr        Fe203    im Liter in Form  von Sulfaten werden mit 500 kg     Flusssäure     20     %ig    versetzt und zum Kochen erhitzt. So  dann wird eine heisse Lösung von 170 kg  Chlorkalium in 500 Liter Wasser zugegeben.  Die     ausgeschiedene    Doppelverbindung     enthält     nach dem Waschen und Trocknen nur Spuren  von Eisen. Im Filtrat wird ein     Gemisch    von  Salzsäure und Schwefelsäure erhalten, -wel  ches wieder zum Aufschliessen verwendet  wird.

   Will man solche Gemische vermeiden,  so steht der Weg offen, das Eisen zu     Ferro-          salz    zu reduzieren .und dann das technisch  reine     Aluminiumdoppelsalz-Fluorid    mit     Ka-          liumsulfat    gemäss dem folgenden Beispiel 4  zu fällen.  



  <I>Beispiel</I>     .4:     In 200 Liter einer Lösung, enthaltend  90,6     gr        A1203    und 16,0     gr        Fe203    im Liter in  Form von Sulfaten, wird das Eisen durch  Einleiten von Schwefelwasserstoff in die       Ferroform        übergeführt.    Sodann wird unter       Rfihren    in der Hitze eine heisse Lösung von  80 kg     galiumsulfat    in 200 Liter Wasser und  250 Liter 20     %ige        Flusssäure    zugegeben.  Nach dem     Abnutschen    mit Waschen enthält    die erzeugte Doppelverbindung nur noch  Spuren von Eisen.  



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



  Es gibt jedoch auch Fälle, in denen es er  wünscht ist, statt mit     Flusssäure    und     Ka-          liumchlorid    oder     -sulfat    umgekehrt mit     iSalz-          säure    oder Schwefelsäure und     Kaliumfluorid     arbeiten zu können; dies ist besonders dann    der Fall, wenn     Fluorkalium    aus     Doppel-          fluoriden    bei der Verwendung der letzteren  regeneriert wird.

      <I>Beispiel 5:</I>    200 Liter salzsaurer     Tonaufschluss    mit  102,9     gr        A1203    und 9,3     gr        Fe203    im     Litar     werden mit 150     Liter        konz.        Salzsäure    ver  setzt     ünd    zum Kochen erhitzt; dann werden  120 kg     Fluorkalium    nach und nach einge  tragen; nach kurzem Rühren wird der Nie  derschlag des     Kalium-Aluminium-Fluoricl'es     abgesaugt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von technisch eisenfreiem Aluminium-galium@doppelfluorid, darin bestehend, dass eisenhaltige Aluminium salzlösungen unter solchen Bedingungen mit Fluorverbindungen und galiumsalzen in An- yvesenheit von freier Mineralsäure behandelt werden, dass das Eisen nicht ausgefällt wird. UNTERANSPRüCHE :- 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, darin.be- stehend, dass die Behandlung der eisenhal tigen 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 das Eisen durch Reduktionsmittel in die. Ferroform übergeführt wird.