CH178532A - Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde.    Bei der Verarbeitung von Ton und ähn  lichen     aluminium-silikathaltigen    Mineralien  auf Tonerde mit Hilfe von Säuren ist bisher  meist übersehen worden, dass die Tone     eine     Reihe von geringen     Verunreinigungen    ent  halten, die durch die     Säuren    mehr oder  weniger mit aufgeschlossen werden. Es  handelt sich hauptsächlich um die     Oxyde     des Chroms,     Vanadins,        Titans    und Phos  phors. Wenn nicht besondere Vorsichtsmass  regeln getroffen werden, so werden diese  Stoffe leicht mit der Tonerde ausgeschieden.

    Bei .der Verarbeitung der Tonerde auf Alu  minium gelangen sie sodann in das Metall  und machen dieses für manche Zwecke min  derwertig. So wird durch die obengenannten  Stoffe z. B. die Leitfähigkeit des     Aluminiums     für elektrischen Strom sehr erheblich herab  gesetzt.  



       Erfindungsgemäss    kann man eine allen  Anforderungen auf Reinheit genügende Ton-    erde aus Aluminiumsilikate enthaltenden  Mineralien, wie Ton, Kaolin,     Leuzit,        Nephe-          lin    und andere dadurch erhalten, dass diese       Mineralien    nach vorherigem Glühen     mittelst          wässeriger    schwefliger Säure aufgeschlossen  werden, worauf aus der von der unlöslichen       Kieselsäure    getrennten klaren Lösung eine  Rohtonerde hergestellt,

   diese in     Alkalilauge     gelöst und diese Lösung nach Abtrennung  der     Verunreinigungen    auf reines Tonerde  hydrat verarbeitet     wird.    Die Rohtonerde       wird    vorteilhaft durch Hydrolyse aus der       Aluminiumsulfitlösung    ausgefällt,     indem     z. B. die     Aluminiumsulfitlösung    durch Er  hitzen oder Durchleiten von Dampf zersetzt  wird, so dass ein     möglichst        schwefelarmes     Hydrat erhalten     wird.    Die hierbei ent  weichende schweflige Säure kann dem. Ver  fahren erneut nutzbar gemacht werden.

   Das  ausgefallene Hydrat     wird    zweckmässig zur       Verminderung    des Schwefelgehaltes eine      Zeit lang mit Kochsalzlösung gekocht. Die  in der Rohtonerde noch verbleibenden rest  lichen Schwefelverbindungen werden zweck  mässig durch alkalische Mittel entfernt. Um  noch etwa im rohen     Tonerdehydrat    vorhan  dene     Eisenverbindungen    unschädlich zu  machen, erfolgt vorteilhaft das Lösen des  rohen     Tonerdehydrats    in     Alkalilauge    unter  Luftzutritt, so     .dass    die Eisenverbindungen  oxydiert werden.

   Durch die beschriebene       Kombination    wird erreicht, dass man zur  Erzeugung von Tonerde von dem billigen  Rohstoff ausgehen (Ton), das billigste Auf  schlussmittel benutzen (S02) und     trotzdem     Tonerde von höchster Reinheit, nämlich der  Reinheit der     Bayer-Tonerde    erhalten kann.  



  Den vorher geglühten Ton mit wässeri  ger, schwefliger Säure aufzuschliessen, mit  oder ohne Druck, ist bekannt. Man erhält  nach dem Beseitigen des     Kieselsäurerück-          standes    eine klare     Aluminiumsulfitlösung.     Eine     gewisse    Schwierigkeit bietet es, aus       dieser        Aluminiumsulfitlösung    zunächst eine  Rohtonerde zu erhalten, die möglichst  wenig     S02    enthält, damit man beim Wieder  lösen der Tonerde in     Alkalilauge    möglichst  wenig Verluste an Alkali hat.  



  Um zu einer möglichst schwefelarmen  Rohtonerde zu kommen, können zwei Wege  eingeschlagen werden:  1. Kann die     Aluminiumsulfitlösung    zer  setzt werden mittelst Dampf; wenn man       dünne@Sulfitlösungen    anwendet und für einen  Überschuss von Dampf sorgt, fällt gleich zu  Anfang eine Rohtonerde aus, die wenig  Schwefel enthält. Durch längeres Kochen  dieser Lösung kann der     S-Gehalt    noch her  untergedrückt werden. -Als     besonders    prak  tisch hat sich erwiesen, die ausgefällte Roh  tonerde absitzen zu lassen, die überstehende  Lösung zu entfernen und dann die Rohton  erde mit einer konzentrierten Salzlösung zu  kochen. Dazu kann z.

   B.     Natriumchlorid-          oder        Kalziumchloridlösung    verwendet wer  den. Durch die     Siedepunkterhöhung    der  Salzlösung wird die Entfernung der schwef  ligen Säure aus dem Niederschlag wesent  lich beschleunigt. Schliesslich kann man    noch die geringen Reste     schwefliger        Säare,     die doch noch in der Rohtonerde blieben,  durch     Atzkalk    oder Soda oder Ammoniak  entfernen. Das Ammoniak kann man aus der  Lösung in bekannter Weise durch Destilla  tion wieder gewinnen.

   Die Tonerde wird  dann in Natronlauge respektive freies     Atz-          kali    enthaltender     Aluminatlauge,    ähnlich  wie der Bauxit im     Bayer-Prozess,    gelöst und  aus der Lauge in bekannter Weise reinste  Tonerde hergestellt.  



  2. Statt wie     unter    1. beschrieben kann  man auch so vorgehen, dass man die     Sulfit-          lösung    in bekannter Weise bei Temperaturen  über 65  , vorzugsweise zwischen 75     und    95  ,  zersetzt; die Rohtonerde, die in diesem Falle  ziemlich viel schweflige Säure enthalten       kann,    wird     abfiltriert    und     kalziniert    bei  einer Temperatur von unterhalb<B>900',</B> am       besten    bei 450 bis 550  .

   Es hat sich dabei  herausgestellt, dass die Gegenwart von       inerten    oder reduzierenden Gasen oder das       Arbeiten    im Vakuum besonders günstig ist,  da dann die Oxydation der schwefligen Säure       verhindert    und eventuell schon gebildetes       Sulfit    noch reduziert wird. Die erhaltene  Rohtonerde ist in dünner     Natronlauge    oder       Aluminatlauge,    wie sie beim     Bayer-Verfah-          ren    anfällt, sehr leicht löslich, und zwar  schon ohne Druck bei Temperaturen zwi  schen 20 und 60  .

   Dies hat den Vorteil, dass  man die     Aluminatlauge    nicht einzudampfen  braucht, wie dies beim     Bayer-Prozess    sonst       notwendig    ist, und dass man die Lauge ausser  dem auch nicht auf hohe Temperaturen zu  bringen braucht,     wie    dies sonst beim Ar  beiten im     Autoklaven    notwendig ist.  



  Vor dem Lösen der Rohtonerde in Alkali  laugen können auch in diesem Fall die ge  ringen restlichen Schwefelverbindungen mit  alkalischen Mitteln beseitigt werden.  



  Zur näheren Erläuterung werden noch  zwei Ausführungsbeispiele angegeben:  I.  Geglühter Ton wird mit wässeriger     SOZ-          Lösung    unter Druck behandelt; man erhält  nach Entfernen des Rückstandes eine klare           Aluminiumsulfitlösung    mit 30     glLiter          A1203    und 120     g/Liter    S02. Aus diesen  wurde durch Hydrolyse, z.

   B. mit überhitz  tem     Wasserdampf,    ein rohes     Tonerdehydrat     ausgefällt, welches auf 100 Gewichtsteile  Tonerde 28 Gewichtsteile     S02    enthielt und  nach Austreiben des grössten     Teils    des     S02     durch Kochen folgende Zusammensetzung  aufwies:

    
EMI0003.0010     
  
    22,62 <SEP> % <SEP> A1203
<tb>  0,51 <SEP> % <SEP> <B>SO,</B>
<tb>  0,04 <SEP> % <SEP> Fe203
<tb>  0,01 <SEP> % <SEP> TiO2
<tb>  <B>0,006%</B> <SEP> Cr2O3
<tb>  <B>10,005%</B> <SEP> V205
<tb>  0,08 <SEP> % <SEP> Si02       Diese Rohtonerde wird dann in bekannter  Weise in     Aluminatlauge    vom     Bayer-Verfah-          ren    bei 20 bis<B>60'</B> in ähnlicher Weise ge  löst, wie es bei Bauxit üblich ist; aus der  an Tonerde angereicherten Lösung wird  dann das     Tonerdehydrat    durch     Ausrühren     gewonnen.    11.

    Eine     Aluminiumsulfitlösung,    die aus  geglühtem Ton durch Aufschluss mittelst  wässeriger schwefliger Säure in gleicher  Weise wie in Beispiel I gewonnen wurde,  zeigte folgende Zusammensetzung:  33,5 g     A1203    und 250 g<B><I>SO,</I></B> pro Liter,  sowie folgende Verunreinigungen bezogen  auf 100 Teile     A1203     
EMI0003.0019     
  
    7,5 <SEP> Teile <SEP> Fe203
<tb>  0,54 <SEP> " <SEP> SiOz
<tb>  0,19 <SEP> " <SEP> P20..;
<tb>  1,0 <SEP> " <SEP> <B>SO:;

  </B>
<tb>  0,057 <SEP> " <SEP> TiO2
<tb>  0,02'3 <SEP> " <SEP> Cr203
<tb>  0,043 <SEP> " <SEP> V205            Ans    dieser Lösung wurde durch Hydrolyse  ein rohes     Tonerdehydrat    mit     25,5%        A1203     und<B>30,6%</B>     S02    gefällt, das heisst ein  basisches Salz von der     Zusammensetzung          A1203    .     2S02    .

       5H20.    Dieses enthielt auf 100  Teile     A1203     
EMI0003.0030     
  
    0,16 <SEP> Teile <SEP> Fe203
<tb>  0,024 <SEP> " <SEP> SiO2
<tb>  0,20 <SEP> " <SEP> P205
<tb>  <B>1,4 <SEP> "</B> <SEP> S03
<tb>  0,050 <SEP> " <SEP> TiO2
<tb>  0,024 <SEP> " <SEP> Cr. <SEP> A,
<tb>  " <SEP> V205       Das Produkt wurde durch Erhitzen auf<B>550'</B>  weitgehend von Wasser und     S02    befreit, wo  bei ein Rückstand folgender Zusammen  setzung erhalten     wurde:

       
EMI0003.0033     
  
    88,8 <SEP> <B>% <SEP> A1203</B>
<tb>  2,7 <SEP> % <SEP> S03
<tb>  <B>0,3%</B> <SEP> S02       daneben die Verunreinigungen von     Ti02,          Cr20a,        V205,    wie im ursprünglichen Hydrat,  und etwas Wasser.  



  Wurde das Produkt bei<B>550'</B> unter Über  leiten von Wasserstoffgas     kalziniert,    erhielt  man folgendes Produkt:  
EMI0003.0038     
  
    90,4 <SEP> % <SEP> A1203
<tb>  <B>0,93%</B> <SEP> S03
<tb>  <B>0,35%</B> <SEP> S02            Das,        Kalzinat    wurde     in.    Natronlauge gelöst,  wobei die Verunreinigungen Eisen, Titan,  Chrom ungelöst     zurückblieben.        Nach    Filtra  tion wurde aus der     Aluminatlauge    ein reines       Tonerdehydrat        ausgerührt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung reiner Ton erde, dadurch gekennzeichnet, .dass Alumi niumsilikate enthaltende Mineralien mittelst wässeriger schwefliger Säure nach vorUeri- gem Glühen aufgeschlossen werden, aus der von der unlöslichen Kieselsäure getrennten klaren Lösung eine Rohtonerde hergestellt, diese in Alkalilauge gelöst und diese Lösung auf reines. Tonerdehydrat verarbeitet wird. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohtonerde durch Hydrolyse aus der Aluminium- sulfitlösung ausgefällt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadureh gekennzeich net, dass :die Rohtonerde durch Erhitzen ,der Aluminiumsulfitlösung ausgefällt wird, .so dass ein möglichst schwefel armes Hydrat erhalten wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Rohtonerde dadurch ausge fällt wird, dass man Dampf durch die Aluminiumsulfitlösung leitet. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass. die Rohtonerde zur Verminde rung des .Schwefelgehaltes eine Zeitlang mit Kochsalzlösung gekocht wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die Rohtonerde durch alkalische Mittel von den restlichen Schwefelverbindungen befreit wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 4 und 5, dadurch ge kennzeichnet, ,dass - das Lösen des rohen Tonerdehydrates in Alkalilauge zwecks Oxydierens der Eisenverbindungen unter Luftzutritt erfolgt. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Hydrolyse der Aluminium sulfitlösung im Vakuum vorgenommen wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man die Sulfitlösung auf über 65 erhitzt und das erhaltene Rohtonerdehydrat bei einer Temperatur unter 900, glüht. 9. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Erhitzung in Gegenwart von nicht oxydierenden Ga sen vorgenommen wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und 8, dadurch ge kennzeichnet, dass die Erhitzung in Gegenwart von reduzierenden Gasen vor genommen wird. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und 8, dadurch ge- kennzeiGhnet, dass die Erhitzung im Vakuum vorgenommen wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1, 2 und<B>8,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass .durch alkalisehe Mittel die restlichen Schwefelverbindungen aus der Rohtonerde entfernt werden. 1.8. Verfahren nach Patentanspruch, dadurcb gekennzeichnet, dass die Rohtonerde in dünner Natronlauge bei 2,0 bis<B>60'</B> gelöst wird. 14.

   Verfahren nach Patentanspruoh,dadurch gekennzeichnet, dass die Rohtonerde in dünner, freies Atzalkali enthaltender Aluminatlauge bei 20 bis 60 gelöst wird, wie sie beim Bayer-Prozess nach dem Ausrühren anfällt.