DE670196C

DE670196C - Process for the extraction of pure clay and raw potassium sulfate from alum spar

Info

Publication number: DE670196C
Application number: DEK138187D
Authority: DE
Original assignee: NIHON DENKI KOGYO KABUSHIKI KA
Current assignee: NIHON DENKI KOGYO KABUSHIKI KA
Priority date: 1934-03-06
Filing date: 1935-06-05
Publication date: 1939-01-13

Description

Verfahren zur Gewinnung reiner Tonerde und rohen Kaliumsulfats aus Alaunspat Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung reiner Tonerde und rohen Kaliumsulfats aus Alaunspat und besteht darin, daß gemahlener, ung glühfier Alaunspat, dem Ätzkali in Form einer Lösung von etwa 2o bis 50'1, zugesetzt wird, unter Umrühren des Gemisches auf eine Temperatur von 105 bis 18o° C erhitzt wird, wodurch das gesamte im Alaunspat enthaltene Schwefeltrioxyd in Kaliumsulfat und gleichzeitig die Tonerde in eine Kaliumaluminatlösung verwandelt wird. Hiernach wird das Kaliumsulfat aus der Lösung von Kaliumaluminat mit der gesamten unlöslichen Kieselsäure und den anderen Verunreinigungen als rohes Kaliumsulfat auskristallisiert, während aus der Lösung durch Rühren reine wasserhaltige Tonerde und aus dieser durch Glühen reine Tonerde gewonnen wird.Process for the extraction of pure clay and raw potassium sulfate from Alum spar The present invention relates to a method for obtaining pure Clay and raw potassium sulphate from alum spar and consists in that ground, Glowing alum spar, added to the caustic potash in the form of a solution of about 20 to 50-1 is heated to a temperature of 105 to 180 ° C while stirring the mixture which turns all the sulfur trioxide contained in the alum spar into potassium sulfate and at the same time the clay is transformed into a potassium aluminate solution. After that the potassium sulfate is made from the solution of potassium aluminate with the total insoluble Silica and the other impurities crystallize out as crude potassium sulfate, while from the solution by stirring pure water-containing clay and from this through Annealing pure clay is obtained.

Der Zweck der Erfindung ist die Gewinnung von reiner Tonerde aus Alaunspat durch einen außergewöhnlich einfachen Vorgang und mit geringen Herstellungskosten, wobei gleichzeitig rohes Kaliumsulfat als Nebenerzeugnis gewonnen wird.The purpose of the invention is to obtain pure clay from alum spar through an exceptionally simple process and with low manufacturing costs, at the same time raw potassium sulphate is obtained as a by-product.

Man hat bereits vorgeschlagen, Alunit mit Ätzkali aufzuschließen. Hierbei wurde jedoch aus der gegebenenfalls filtrierten Aufschlußlösung zuerst Tonerde durch Einleiten von Kohlendioxyd gefällt und danach aus dem Filtrat Kaliumsulfat gewonnen. Im Gegensatz hierzu wird nach vorliegender Erfindung durch Einhaltung bestimmter Bedingungen eine einfachere Trennung der Tonerde von dem Kaliumsulfat und den Verunreinigungen erzielt, die auf der Unlöslichkeit bzw. verringerten Löslichkeit des Kaliumsulfats in Kaliumaluminatlösungen besonders bei niedriger Temperatur beruht.It has already been proposed to break down Alunit with caustic potash. In this case, however, the digestion solution, which may have been filtered, first became alumina precipitated by introducing carbon dioxide and then potassium sulfate from the filtrate won. In contrast, according to the present invention, by adherence under certain conditions an easier separation of the clay from the potassium sulfate and the impurities achieved due to the insolubility and reduced solubility, respectively of potassium sulfate in potassium aluminate solutions is based, especially at low temperatures.

Zur Ausführung dieser Erfindung wird Alaunspat ohne vorherige Glühung zu Pulver, vorzugsweise von weniger als 6o Maschen, vermahlen und mit Ätzkali in Gestalt einer Lösung von 20 bis 50°/o versetzt, in einer solchen Menge, daß das Schwefeltrioxyd (S 03) im Alaunspat zu Kaliumsulfat umgewandelt wird, zuzüglich der gleichen oder i,5fachen Menge entsprechend der im verwendeten Alaunspat vorhandenen Tonerde. Das Gemisch wird dann in einem geschlossenen Heizkessel unter Rühren auf ioo bis 18o° C erhitzt. Hierbei findet folgende Umsetzung statt: K2 S04#A12(S04)s#4Al(OH)3+izKOH =q.K2SOi ; 6KA102+izH20. -Es wurde festgestellt, daß bei der unter obigen Bedingungen verlaufenden Reaktion die im Alaunspat vorhandene Kieselsäure im wesentlichen vom Ätzkali nicht angegriffen wird. Vorstehende Reaktion wird i oder a Stunden ;aufrechterhalten,, danach wird das Erzeugnis dem Heizkessel entnommen. Da Kaliumsulfat in der Aluminatlösung im wesentlichen unlöslich ist, wird der größte Teil davon auskristallisiert und von der Kaliumaluminatlösung zugleich mit der unlöslichen Kieselsäure und anderen unlöslichen Verunreinigungen getrennt, so daß hier rohes Kaliumsulfat gewonnen wird. Bei Kühlung des Erzeugnisses der vorgenannten Reaktion wird die Löslichkeit des Kaliuinsulfats in bemerkenswertem Maße gesenkt und beträgt dann beispielsweise o,5010 in einer 300/,)-Lösung von Kaliumaluminat bei io° C. Daher wird die Trennung des Kaliumsulfats von der Kaliumaluininatlösung nach Abkühlung der letzteren bevorzugt.To carry out this invention, alum spar is ground to powder, preferably of less than 60 mesh, without prior annealing and mixed with caustic potash in the form of a solution of 20 to 50 %, in such an amount that the sulfur trioxide (S 03) in the alum spar is converted to potassium sulfate, plus the same or 1.5 times the amount of the clay present in the alum spar used. The mixture is then heated to 100 to 180 ° C. in a closed boiler while stirring. The following conversion takes place: K2 S04 # A12 (S04) s # 4Al (OH) 3 + izKOH = q.K2SOi; 6KA102 + izH20. It has been found that in the reaction taking place under the above conditions, the silicic acid present in the alum spar is essentially not attacked by the caustic potash. The above reaction is maintained for 1 or 3 hours, after which the product is removed from the boiler. Since potassium sulfate is essentially insoluble in the aluminate solution, most of it is crystallized out and separated from the potassium aluminate solution at the same time as the insoluble silica and other insoluble impurities, so that crude potassium sulfate is obtained here. When the product of the aforementioned reaction is cooled, the solubility of the potassium sulfate is reduced to a remarkable extent and is then, for example, 0.5010 in a 300 /,) solution of potassium aluminate at 10 ° C. Therefore, the separation of the potassium sulfate from the potassium aluminate solution after the the latter preferred.

Die Kaliumaluminatlösung aus dem vorstehenden Verfahren kann auf beliebige Konzentration durch Zusatz von Wasser verdünnt werden, aus ihr schlägt sich Aluminiumoxydhydrat leicht beim Rühren nieder und kann, nachdem es filtriert und gewaschen ist, durch Glühen in Tonerde übergeführt werden. Die bei der Filtrierung verbleibende Mutterlauge kann unter Zusatz einer frischen Menge von Ätzkali wieder für die Anfangsbehandlung des Alaunspatrohstoffes verwendet werden.The potassium aluminate solution from the above process can be applied to any Concentration can be diluted by the addition of water; aluminum oxide hydrate is derived from it down slightly while stirring and can pass through after it has been filtered and washed Annealing can be converted into alumina. The mother liquor remaining after the filtration can be used again for the initial treatment with the addition of a fresh amount of caustic potash of the alum spar raw material can be used.

Das im vorgenannten Verfahren ausgeschiedene und mit Kieselsäure und anderen Verunreinigungen versetzte Kaliumsulfat kann unmittelbar als Düngemittel Verwendung finden, oder es wird in Wasser gelöst und kann leicht in reines Kaliumsulfat durch Entfernung der unlöslichen Stoffe verwandelt werden. Aus dem Kaliumsulfat kann auch Ätzkali nach einem üblichen Verfahren, wie demj enigen von L eb 1 a n c, gewonnen und zur Behandlung des Rohstoffs verwendet werden.The precipitated in the aforementioned process and with silica and Potassium sulphate mixed with other impurities can be used directly as a fertilizer Find use or it is dissolved in water and can easily be converted into pure potassium sulfate can be transformed by removing the insoluble matter. From the potassium sulfate caustic potash can also be used by a conventional method, such as that of L eb 1 a n c, obtained and used to treat the raw material.

Nach der vorliegenden Erfindung wird das gesamte Schwefelsäureradikal des Alaunspats als Kaliumsulfat und gleichzeitig auch der Gehalt an unlöslicher Kieselsäure ausgeschieden und die Tonerde als Kaliumaluminat gelöst. Somit besitzt, im Gegensatz zu den bisher vorgeschlagenen Verfahren der Herstellung von Tonerde aus Alaunspat nach dem Alkaliverfahren, das erfindungsgemäß ausgeiibte Verfahren zwei wichtige Vorzüge, nämlich, daß keine Glühung des Alaunspats zur Entfernung des Wassers erforderlich ist und daß das Verfahren außerordentlich einfach ohne Verlust an dem verwendeten Alkali durchgeführt werden kann, insofern als das gleiche Alkali sowohl zur Entfernung des Schwefelsäureradikals wie auch zur Auflösung der Tonerde dient. Ferner kann erfindungsgemäß das rohe Kaliumsulfat als Nebenerzeugnis zur Düngung verwendet werden, so daß das Verfahren zur Gewinnung von im Wesen reiner Torerde mit geringeren Herstellungskosten ;als andere bekannte yierfahren ausgeführt werden kann.According to the present invention, the total sulfuric acid radical becomes of the alum spar as potassium sulfate and at the same time also the content of insoluble Silicic acid excreted and the clay dissolved as potassium aluminate. Thus owns in contrast to the previously proposed methods of producing alumina from alum spar by the alkali process, the process carried out according to the invention two important advantages, namely that no annealing of the alum spar for removal of water is required and that the process is extremely simple without Loss of the alkali used can be made in so far as the same Alkali both to remove the sulfuric acid radical and to dissolve the Alumina is used. Furthermore, according to the present invention, the crude potassium sulfate can be used as a by-product be used for fertilization, so that the process of obtaining in essence purer Peat earth with lower manufacturing costs; performed than other known yier methods can be.

Nachstehend wird die Ausführung der Er findung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die Zusammensetzung des verwendeten Alaunspats ist folgende: Sio2 , . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,0°1o Sog .................. 36,7°0 Fee 0s . . . . . . . . . . . . . . . . . . i,° °1o A12 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32,0'/, K20 .. ................ 6,600 Glühverlust . . . . . . . . . . . . . 42,o 0j0 Der Alaunspat wird ohne vorherige Glühung zu Pulver von weniger als 6o Maschen Feinheit gemahlen. Zu i kg Alaunspatpulver werden 0,85 kg Ätzkali- gelöst in 2,o kg Wasser zugeführt. Die Mischung wird i bis 2 Stunden auf 15o° C unter Rühren erhitzt und nach Abkühlung auf Zimmertemperatur filtriert. Hierbei wurde 1,o8 kg rohes Kaliumsulfat der bereits genannten Beschaffenheit gewonnen, von dem 0,75 kg kristallinisches Kaliumsulfat darstellt, während der Rest aus Wasser, kieselartigen Bestandteilen und kleinen Mengen von l@Tatriumsulfat und anderen Verunreinigungen besteht. Die durch Filtrierung gewonnene Lösung von 2,23 1 enthält folgende Verbindungen: KOH . _ ............. 0,38 kg K2 C O3 . . . . . . . . . . . . . . . 0,o65 - K2 S 04 . . . . . . . . . . . . . . . 0,020 - A12 03 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,282 - Dieser Lösung wird die gleiche Menge Wasser und eine Impfmenge von io g kristallinischem Tonerdehydrat zugesetzt. Nach einer Rührzeit von 48 Stunden bei 30° wird ein kristallinisches, leicht filtrier- und waschbares Aluminiumoxydhydrat gefällt. Nach dein Glühen erhält man etiya 0,2o kg Tonerde folgender Zusammensetzung: Ale O3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 99,75'/o Fee 0,3 . . . . . . . . . . . . . . . . 0,02 0l0 Sio2.................. 0,01°/o K2 0 . . . . . . . . . . . . . . . 0,05'1" Glühverlust . . . . . . . . . . . . o,17 01o Die Mutterlauge des Aluminiumoxydhydrats wird auf die ursprüngliche Konzentration gebracht und nach der Versetzung mit der erforderlichen Menge von.#,@tzlcali wieder zur Behandlung von Alaunspat verwendet. Es ist durch Versuche gefunden -worden, daß eine derartige Lösung mehr als zehnmal wieder verwendet werden kann, ohne daß die Lösungsfähigkeit der Tonerde im Alaunspat beeinträchtigt wird, ebensoivenig wie die Menge des aus der Lösung von Kaliumaluminat gewonnenen Tonerdehydrats.The following explains the execution of the invention using an exemplary embodiment. The composition of the alum spar used is as follows: Sio2,. . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.0 ° 1o suction .................. 36.7 ° 0 fee 0s. . . . . . . . . . . . . . . . . . i, ° ° 1o A12 03. . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.0 '/, K20 .. ................ 6,600 loss on ignition. . . . . . . . . . . . . 42, o 0j0 The alum spar is ground to a powder with a fineness of less than 60 meshes without prior annealing. 0.85 kg of caustic potash dissolved in 2.0 kg of water are added to 1 kg of alum spar powder. The mixture is heated to 150 ° C. for 1 to 2 hours with stirring and, after cooling to room temperature, filtered. Here, 1.08 kg of crude potassium sulfate of the type already mentioned was obtained, of which 0.75 kg is crystalline potassium sulfate, while the remainder consists of water, silica-like components and small amounts of sodium sulfate and other impurities. The solution of 2.23 1 obtained by filtration contains the following compounds: KOH. _ ............. 0.38 kg K2 C O3. . . . . . . . . . . . . . . 0, o65 - K2 S 04. . . . . . . . . . . . . . . 0.020 - A12 03 . . . . . . . . . . . . . . . . 0.282 - The same amount of water and an inoculum of 10 g of crystalline alumina hydrate are added to this solution. After stirring for 48 hours at 30 °, a crystalline, easily filterable and washable aluminum oxide hydrate is precipitated. After glowing, you get 0.2o kg of clay with the following composition: Ale O3. . . . . . . . . . . . . . . . . 99.75% fee 0.3. . . . . . . . . . . . . . . . 0.02 0l0 Sio2 .................. 0.01 ° / o K2 0. . . . . . . . . . . . . . . 0.05'1 "Loss on ignition............ O, 17 01o The mother liquor of the aluminum oxide hydrate is brought to the original concentration and, after being mixed with the required amount of. #, @ Tzlcali, again for treatment It has been found through experiments that such a solution can be reused more than ten times without impairing the ability of the alumina to dissolve in the alum spar, as is the amount of alumina hydrate obtained from the solution of potassium aluminate.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of pure alumina and raw potassium sulphate from alum spar, characterized in that annealed, ground alum spar with an amount of caustic potash (S 03) that is simple in relation to the sulphate content (S 03) and the amount of clay compared to i to 1.5 times the molecular amount ( 110H) in the form of a 20 to 50% solution at a temperature of 100 to 150 ° and then a crude potassium sulfate with all impurities is crystallized out by cooling and pure alumina is separated from the potassium aluminate solution filtered from the crystals by stirring. a. Process according to claim i, characterized in that caustic potash is produced from the crude potassium sulfate obtained as a by-product in the process and is reused for treating the alum mud. 3. The method according to claim i, characterized in that the potassium hydroxide solution obtained by filtering the aluminum oxide hydrate is used repeatedly.