Verfahren zur Vorbereitung von kieselsäurehaltigen Tonerdemineralien für den Anfschlnss mit Säuren durch Glühen. Die kieselsäurehaltigen Tonerdeminera- lien, z. B. Tone und Kaoline, müssen vor der Behandlung mit Säuren, z. B. schwefliger Säure, geglüht werden, damit die Tonerde der in ihnen enthaltenen Kaolinite säure löslich wird.
Ein grubenfeuchter Niederlau- sitzer Ton der Zusammensetzunz:
EMI0001.0014
<B>35,6%</B> <SEP> Glühverluste <SEP> (einschliesslich
<tb> 24,8 <SEP> % <SEP> ALO, <SEP> [Feuchtigkeitswasser)
<tb> 1,8 <SEP> <I>951'</I> <SEP> Fe203
<tb> 1,5 <SEP> % <SEP> TiO2
<tb> 36,0 <SEP> % <SEP> SiO. zeigt zum Beispiel eine optimale Löslichkeit von etwa 70 bis 80 % der Tonerde in einem Temperaturgebiet von etwa 600 bis 800 C.
Unterhalb und oberhalb dieses Temperatur gebietes ist die Löslichkeit der Tonerde nur gering, namentlich zeigt ein geringes Über schreiten der Höchsttemperatur von 800 ein schnelles Absinken der Tonerdelöslichkeit. Die Löslichkeit der Tonerde wurde nach der allgemein üblichen Methode mit über schüssiger 6 % iger Salzsäure bestimmt, die man bei etwa <B>80'</B> C 2 Stunden auf den ge mahlenen geglühten Rohstoff einwirken lässt.
Man muss also, um ein- gleichmässiges Glühprodukt mit der grösstmöglichen Löslich keit zu erhalten, in einem begrenzten Tem peraturgebiet bleiben. Das lässt sich bei Ver arbeitung kleiner Mengen, die zum Beispiel in Muffeln geglüht werden, leicht ausführen. Handelt es sich aber um den laufenden Durchsatz grosser Rohstoffmengen, vorzugs weise in ununterbrochen und mit direkter Feuerung arbeitenden Drehöfen, ist dies mit den grössten Schwierigkeiten verknüpft. Der Aufenthalt des Aufschlussgutes in der heissesten Zone des Ofens ist nur verhältnis- mässig kurz.
Hat der Ofen hier die optimale Temperatur, dann verlässt das Gut den Ofen, ohne selbst diese Temperatur angenommen zu haben. Es ist niemals auf der für die beste Löslichkeit der Tonerde erforderlichen Glüh- temperatur gewesen. Man muss also in der heissesten Feuerzone mit Temperaturen arbei ten, die höher sind als die durch die Vor versuche festgestellten optimalen Tempera turen. Das hat nun aber wieder insofern seinen Nachteil, als nur Stücke ganz be stimmter, vom jeweiligen Ofengang abhän giger Korngrösse auf die richtige Glühtem- peratur gebracht werden.
Kleinere Stücke werden überbrannt, grössere zu wenig ge glüht. Das Gesamtergebnis ist, dass die Ton erdelöslichkeit der im Grossbetrieb geglühten Rohstoffe viel geringer ist, als die durch den Vorversuch festgestellte. Das bedeutet aber eine schlechte Ausnutzung des Rohstoffes. also eine unwirtschaftliche Ausführung des Aufschlussverfahrens.
Weiter hat sich nun herausgestellt, dass es bei dem Glühen der Rohstoffe in direktem Feuer in keinem Falle möglich ist, den Grad der Löslichkeit der Tonerde zu erreichen, den man bei einem Vorversuch mit einem in einer Muffel geglühten und dann gemahlenen Roh stoff erzielt. Wenn man den Aufschlussrück- stand des in einem direkt beheizten Dreh ofen geglühten Gutes betrachtet, so findet man, dass viele Stücke. des Rückstandes schon äusserlich noch vollkommen dem geglühten Rohstoff vor der Behandlung mit. Säure glei chen.
Eine chemische Untersuchung dieser Stücke ergibt, da.ss sie auch noch dieselbe Zu sammensetzung zeigen, wie der geglühte Aus gangsstoff. Merkwürdigerweise werden diese Stücke nun aber sofort gut säurelöslich. wenn man sie bricht. Das ist ein Beweis dafür. da:ss sie beim Glühen im direkten Feuer an ihren Oberflächen überbrannt werden, so dass sie mit einer säureunlöslichen Hülle umgeben werden, die den Zutritt. der Säure verhindert. Bricht man sie aber, so wird die Hülle ge sprengt, und die Säure kann ungehindert zu den löslichen Bestandteilen im Innern der Stücke gelangen.
Auf diesen Erkenntnissen ist. vorliegende Erfindung aufgebaut. Sie will den bestmög lichen Aufschluss der kieselsäurehaltigen Ton- erdeniineralien erzielen, und sie löst diese Aufgabe dadurch, dass gemäss dem Verfah ren das aufzuschliessende Material in eine slückige Form übergeführt wird, durch wel che der Aufschlusssäure der Zugang zum Innern der einzelnen Stücke erleichtert wird.
Das kann entweder dadurch geschehen, dass man das Aufschlussgut vor dem Glühen in Formkörper mindestens annähernd gleicher Grösse überführt, oder dass man das geglühte Rohgut durch Brechung in. die den Zugang der Aufschlusssäure zum Innern der einzelnen Stücke erleichternde Form überführt. Man kann auch beide Massnahmen nacheinander zur Anwendung bringen.
Uni den Rohstoff auf die gewünschte mindestens annähernd gleichmässige Korn grösse zu bringen und so die für die Erzie lung der grösstmöglichen Löslichkeit der in dem Rohstoff enthaltenen Tonerde erforder liche Glühtemperatur voll und möglichst gleichmässig auf den Rohstoff zur Wirkung züi bringen, kann man irgendein bekanntes Zerkleinerungsverfahren zur Anwendung bringen.
Man kann zum Beispiel mit Hilfe eines Kollerganges, dem man das Rohgut in grubenfeuchtem Zustande oder unter zu sätzlicher Befeuchtung aufgibt, und dessen Rollbahn mit Löchern versehen ist, durch die das Gut nach erfolgter Durchknetung hindurchgepresst und dann unterhalb des Bo dens in gleichmässige Stücke abgeschnitten wird, gleiehgrosse Stücke herstellen. Feiner Staub. der beim nachfolgenden Glühen be sonders leicht überbrannt wird, entsteht hier bei nicht. llan kann auch Strangpressen, Tonhohler und dergleichen verwenden.
Die Löslichkeit des geglühten stückigen Rohtones kann auch in der Weise erhöht wer den, dass man an den mit einer säureunlös lichen Hülle überzogenen, ungleichmässigen Rohgutstücken frische, nicht überbrannte Grenzflächen erzeugt. Das kann man in der Weise ausführen, dass man das bereits ge- glühte Gut vor der Behandlung mit den Säuren schonend bricht, und zwar so, dass Bruchflächen entstehen. die den angreifenden Säuren den für den Aufschluss besten Zu- stand darbieten.
Man benutzt zu diesem Zweck zum Beispiel einen Walzenstuhl, des sen Walzen so eingestellt sind, dass sie ein Brechen der geglühten Rohgutstücke ver ursachen, nicht aber ein Feinmahlen. Führt man mit einem solchen geglühten und an gebrochenen Rohstoff den Säureaufschluss aus, so erzielt man stets die dem Rohstoff zukommende bestmögliche Löslichkeit der Tonerde.
Die vorstehend beschriebenen beiden Mass nahmen kann. man aber auch in der Weise miteinander verbinden, dass man dem Rohgut zunächst eine gleichmässige Körnung erteilt, dann glüht und schliesslich das geglühte Gut einem Brechprozess unterwirft, der die ein zelnen Stücke anbricht, um das Innere der selben dem Säureangriff freizugeben. Zweck mässig wird der Brechprozess so geleitet, dass wiederum eine gleichmässige optimale ]Kör- nung entsteht. Diese vereinigten Massnahmen sind die beste Vorbereitung des Rohtones für den Angriff der Säure.
Ausführungsbeispiele: 1. Niederlausitzer Rohton der eingangs erwähnten Zusammensetzung wurde mit einem Tonschneider zerkleinert und gab nach dem Durchsatz durch einen direkt beheizten Drehofen, in dem der Ton in der heissesten Zone ungefähr 800 C erreichte, ein verschie den gekörntes Glühprodukt. Der grössere Teil des Glühgutes hatte eine Korngrösse von etwa 5 bis 30 mm, der Rest eine solche von etwa 5 mm bis zur Staubfeinheit. Statt einer zu erwartenden Tonerdelöslichkeit von 80 wurde nur eine solche von 73 % erreicht. Der Glühton wurde je nach der Korngrösse in drei ]Klassen eingeteilt.
Die Untersuchung ergab:
EMI0003.0015
Grobe <SEP> Körnung <SEP> Mittlere <SEP> Körnung <SEP> Feine <SEP> Körnung
<tb> (über <SEP> 30 <SEP> mm) <SEP> (5-30 <SEP> mm) <SEP> (unter <SEP> 5 <SEP> mm)
<tb> A1203-Löslichkeit <SEP> <B>70% <SEP> 79%</B> <SEP> 60 Wurde der Rohton der genannten Zusammen setzung in einem Kollergang, dessen Loch platten Löcher mit einer lichten Weite von 20 mm hatten, derart aufbereitet, dass die Länge der entstehenden Stücke ebenfalls 20 mm betrug und dann unter denselben Be dingungen wie oben geglüht, dann hatte der erhaltene Glühton eine durchschnittliche A1203-Löslichkeit von 79 %. Es waren nur sehr wenig feine Anteile vorhanden (entstan den durch Abrieb), die die Löslichkeit nicht beeinflussten.
2. Ein stückiger Glühton mit 38,5 A1203 und etwa 52 % Si02 mit nicht gleich mässiger Korngrösse wurde gemahlen. Seine AlA-Löslichkeit betrug 70 %. Füllte man aber einen Reaktionsturm von 30 m' Inhalt mit 20 t des genannten stückigen Glühtones und leitete man darüber bei erhöhter Tem peratur und erhöhtem Druck so lange wäss- rige schweflige Säure, die bei gewöhnlicher Temperatur übersättigt war, bis der Ton keine Tonerde mehr abgab,
dann betrug die Löseausbeute an A1203 nur 50 %. Der er haltene feuchte Rückstand wog 27 t und ent hielt noch 14,1% A1203.
Mit einem Glühton gleicher Zusammen setzung wie im ersten Absatz dieses Beispiels angegeben, der jedoch nach dem Glühen durch zwei gegenläufige Walzen, die vonein ander einen Abstand von 15 mm hatten, ge schickt worden war, wurde unter gleichen Bedingungen wie im ersten Absatz dieses Beispiels der Säureaufschluss durchgeführt. Der feuchte Rückstand, der auf diese Weise erhalten wurde, war gleichmässig aufgeschlos sen, wog 24,4 t und enthielt noch 9,9 A1203. Die Ausbeute betrug demnach 69 und erreichte damit den Betrag, der auch mit fein gemahlenem Ton als erreichbar gefunden wurde.
3. Rohton der Zusammensetzung wie in der Einleitung erwähnt wurde in einem ]Kol- lergang mit Lochplatten auf Stücke von etwa 20 mm Durchmesser gebracht und im Dreh ofen bei 780' unter direktem Feuer gebrannt. Wurden die Stücke, so wie sie aus dem Ofen kamen, drei Stunden mit 6%i,-,er Salzsäure gekocht, so gingen dabei 46% der Tonerde in Lösung.
Wurden jedoch die Stücke des selben Tones nach dem Glühen auf eine Korn grösse von 5 mm zerbrochen, so gingen bei derselben Säurebehandlung 89 % der Tonerde in Lösung.