DE619129C - Verfahren zur Gewinnung von Tonerde - Google Patents
Verfahren zur Gewinnung von TonerdeInfo
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- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/08—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals with sodium carbonate, e.g. sinter processes
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Description
DEUTSCHES REICH
AUSGEGEBEN AM
25. SEPTEMBER 1935
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
JVl 619129 KLASSE 12m GRUPPE
Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Dezember 1930 ab
ist in Anspruch genommen.
Es ist bekannt, kieselsäurehaltige Tonerdematerialien, ζ. B. Tonerdesilicate, wie Ton
u. dgl., dadurch aufzuschließen, daß sie mit zur Bildung von Aluminat ausreichenden
Mengen Alkalicarbonat und zur Bindung der vorhandenen Kieselsäure ausreichenden Mengen
Kalk innig gemischt und geglüht werden; aus dem erhaltenen Glühprodukt wird durch
Auslaugen mit Wasser eine Lösung von Alkalialuminat gewonnen und sodann die
Aluminatlösung auf Tonerde verarbeitet. Gewöhnlich wurden hierbei die Aufschlußmittel
so bemessen, daß auf 1 Mol Aluminiumoxyd 2 Mol Natriumoxyd und auf 1 Mol Kieselsäure
2 Mol Kalk angewendet wurden. Ferner wurden schon Tonerdesilicate in Form von Hochofenschlacken allein oder in Mischung
mit anderen tonerdehaltigen Stoffen als Ausgangsmaterial verwendet. Da solche Hüttenschlacken
häufig bereits ausreichende Mengen Kalk enthalten, so braucht entweder überhaupt
kein Kalk oder nur geringe Mengen desselben zugeschlagen zu werden.
Bei den bekannten Verfahren fand immer nur das Molverhältnis zwischen Alkali und
Tonerde bzw. zwischen Kalk und Kieselsäure Berücksichtigung, während dem Verhältnis
zwischen der Menge des Alkalialuminate und derjenigen des Calciumsilicats (2 CaO · SiO2)
in dem Glühprodukt keine Beachtung, geschenkt wurde. Im übrigen ergibt eine einfache
Berechnung, daß bei den bekanntgewordenen Arbeitsmethoden die Mengenverhältnisse
der Reaktionskomponenten so gewählt wurden, daß in dem Glühprodukt auf 1 Mol
Natriumaluminat 2 bis 6 Mol Calciumsilicat kamen.
Es wurde nun gefunden, daß das Aufschließen von Tonerdesilicaten mit Natriumcarbonat und Kalk in der Glühhitze wesentlich
erleichtert, besonders die zur Durchführung des Aufschlusses erforderliche Zeitdauer abgekürzt
sowie ein Schmelzen und Anhaften des Aufschlußgemisches an der Ofenwandung während des Glühens mit Sicherheit vermieden
werden kann und gleichzeitig eine hohe Ausbeute an praktisch reiner Tonerde erzielt
wird, wenn man dem zu glühenden Gemisch aus Tonerdesilicat, Natriumcarbonat und
Kalk eine derart bemessene Menge eines tonerdereichen und kieselsäurearmen Materials,
wie Bauxit, zusetzt, daß in dem entstehenden Sinterprodukt auf 1 Mol Dicalciumsilicat
(2 CaO · SiO2) ι oder mehrere Mol Natriumaluminat
(Na2 O · Al2 O3) enthalten sind.
Als Rohmaterial eignen sich besonders gut die beim Verbrennen von Kohle zurückbleibenden
tonerdesilicathaltigen Schlacken und
die Abfallprodukte der Kohlengruben. Ein ausgezeichnetes Material sind auch die
Aschen, die beim Verbrennen von pulverförmiger Kohle in Kohlenstaubfeuerungen anfallen.
Eine solche Kohlenasche besteht aus mehr oder weniger kugelförmigen, teilweise geschmolzenen
und außerordentlich feinen Teilchen. Proben hiervon zeigen, daß 99 °/0 durch
ein Sieb von 100 Maschen pro Quadratzentimeter gehen und 90 °/0 durch ein Sieb von
300 Maschen.
Der Kalk wird entweder in Form von fein gemahlenem Kalkstein oder von Calciumcarbonatabfallschlamm,
wie er bei der Umsetzung von Natriumcarbonat mit Calciumoxyd anfällt, zur Anwendung gebracht,
• Das Vermischen der Ausgangsmaterialien wird zweckmäßig durch Vermählen derselben
ao in dem notwendigen Mengenverhältnis vorgenommen.
Das Mahlen kann entweder mit den trockenen Materialien oder unter Anwendung
von Wasser zur Bildung eines Schlammes ausgeführt werden.
Wenn gepulverte Kohlenaschen mit dem obenerwähnten Calciumcarbonatschlamm verwendet
werden, so können diese Kohlenaschen, die sehr fein verteilt sind, leicht mit Wasser gemischt werden. Die aufgeschlämmten
Kohlenaschen und der Calciumcarbonatschlamm werden .dann vorteilhaft mit Hilfe
von Pumpen und Röhren oder Tankwagen zu einet Anlage gebracht, wo sie in Tanks aufgespeichert
und hierauf in den geeigneten Mengenverhältnissen miteinander und mit Natriumcarbonat gemischt werden, um einen
Schlamm zu bilden, der zusammen mit Bauxit in einen Ofen eingebracht wird.
Nachstehend ist eine Analyse von gepulverter Kohlenasche und Calciumcarbonatschlamm
angegeben.
Gepul-
▼erte CaCO3-Kohlen-Schlamm
.- asche
ι. Kieselsaure ...... φ>9 2>43
2. Tonerde 29,3 ΐ>94
3· Eisenoxyd ....... 11,7 0,15
4. Calciumoxyd 2,6 48,25
5· Magnesiumoxyd .. 0,9 6,26
6. Kohlenstoff 6,5 —
7. Titanoxyd 1,3 —
8. Unbestimmter Rest 0,8 0,92
9. Kohlensäure — 40,05
100,00
100,00.
Die gut gemischte und fein verteilte Charge
wird dann in dem Ofen, z.B. einem Drehofen, gesintert, hierauf das Reaktionsprodukt gemahlen
und mit Wasser oder verdünnter Alkalilösung ausgelaugt, wodurch das Alkali-
aluminat gelöst wird, während das Dicalciumsilicat ungelöst zurückbleibt. Die Alkalialuminatlösung
wird dann zur Abscheidung der Tonerde in bekannter Weise weiterbehandelt. Werden Kohleabfallprodukte, wie
Kohlengrubenabfälle u. dgl., verwendet, so wird der in ihnen vorhandene Kohlenstoff
wahrend des S interns verbrannt.
Die Ausbeute an Tonerde verbessert sich noch, wenn in dem Sinterprodukt das Verhältnis
zwischen Natriumaluminat und Dicalciumsilicat von 1: 1 auf 2 : 1 oder 3 :
oder mehr ansteigt. Praktisch wird aber die Einhaltung bestimmter Grenzen durch die
Rücksichtnahme auf die Verwendung von nicht zu großen Mengen Natriumcarbonat
bzw. von teuerem Bauxit vorgeschrieben.
-Ausführungsbeispiel Zusammensetzung der Rohmaterialien:
Kohlen- . Kalk
asche Bauxit stein
SiO2 47,70 1,88 0,21
Al2O3 32,41 73,27 0,31
Fe2O3 7,59 8,10 0,008
GaO 3,16 2,66 54,80
MgO , 1,01 1,67 0,96
Verlust (CO2 + gebundenes
H2O) 8,00 12,30 43,93.
Die Bestandteile wurden ungefähr in folgenden Mengenverhältnissen gemischt:
Kohlenasche 21,52 °/0
Bauxit 19,03 °/0
Kalkstein 32,12 °/„ '
Soda (wasserfreie) .... 27,33 °/o-
Die Mischung wurde 10 Minuten lang bei leuchtender Weißglut gesintert. Die Zusammensetzung
des Sinters war folgende»: .
SiO2 i7»"°/o
AI2O3 28,49.»/„
Fe2O3 5>48°/o
CaO 26,54 °/0
MgO 1,16 °/o
Na2O ' 21,22 °/0.
Das Verhältnis des Natriumaluminats zum Dioalciumsilicat war 72,69 0/0 : 21,56 0/0.
Der Sinter wurde mit kochendem Wasser u0
ausgelaugt und das Unlösliche abfiltriert. Ungefähr 44,21 Gewichtsprozent waren löslich.
Die Tonerde wurde aus der Lösung mittels Ausrührens nach dem Verfahren von Bayer
abgeschieden, bis das Verhältnis der Zahl der Moleküle von Al2 O3 zu denen von Na2 O ungefähr
ι : 6 betrug. Der Rest der Tonerde wurde sodann mittels Hindurchleitens von
Kohlensäure durch die Lösung ausgefällt. Die Gesamtmenge der so gewonnenen praktisch
reinen Tonerde betrug 90,59 °/0 der in dem Rohmaterial vorhandenen Tonerdemenge.
Claims (2)
- Patentansprüche:
ι. Verfahren zur Gewinnung von Tonerde durch Glühen von Tonerdesilicate enthaltenden Stoffen mit Alkalicarbonat und Calciumcarbonat, anschließendes Auslaugen des Glühproduktes und darauffolgendes Abscheiden der Tonerde aus der erhaltenen Alkalialuminatlösung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch vor dem Glühen eine derart bemessene Menge eines tonerdereichen und kieselsäurearmen Materials, wie Bauxit, zugesetzt wird, daß das entstehende Glühprodukt auf ι Mol Dicalciumsilicat (2 CaO 'SiO2) ι oder mehrere Mol Alkalialuminat (Na2O-Al2O3) enthält. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als aluminiumsilicathaltiger Ausgangsstoff Verbrennungsrückstände von Kohle verwendet werden.
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