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Entwicklung eines Verfahrens zur Verwertung der bei der Aluminiumerzeugung anfallenden Rotschlämme

By Anahita Nafissi

Abstract

Die technische Darstellung von Aluminium erfolgt durchweg durch die Elektrolyse einer Lösung von Aluminiumoxid in geschmolzenem Kryolith. Das dabei zum Einsatz gelangende Aluminiumoxid ($Al_{2}O_{3}$) muß sehr rein sein, Dementsprechend zerfällt die Aluminiumdarstellung in zwei Arbeitsgänge: die Gewinnung von reinem Aluminiumoxid und die eigentliche Elektrolyse. Als Rohstoff für die Herstellung von Aluminiumoxid dient fast ausschließlich Bauxit. Dieses Erz ist ein sedimentäres, oxidisches Material komplexer Zusammensetzung. Seine Hauptbestandteile sind Oxide bzw. Oxidhydrate des Aluminiums, Eisens, Siliziums und Titans. Die Gehalte dereinzelnen Elemente schwanken je nach Vorkommen sehr stark. Tabelle 1 zeigt eine Analyse des australischen Weipa-Bauxits, Tabelle 2 die des afrikanischen Boke-Bauxits. Bemerkenswert sind insbesondere der hohe TiO$_{2}$ - und der geringe SiO$_{2}$-Gehalt des Boke--Bauxits. Mineralogisch gesehen liegt $Al_{2}O_{3}$ als Hydrargillit [$\gamma - Al(OH)_{3}$ ], Böhmit [y-AlO(OH)] und Diaspor [$\alpha$-AlO(OH)] vor. Eisenoxid findet sich in den Modifikationen Hämatit (Fe$_{2}$O$_{3}$) und Goethit [$\alpha$-FeO(OH)] ; auch Magnetit (Fe$_{3}$O$_{4}$ ) kommt vor. TiO$_{2}$ liegt als Anatas, Rutil und Ilmenit (FeO $\cdot$ TiO$_{2}$) vor. SiO$_{2}$ ist entweder als Silikat gebunden oder liegt als Quarz vor ; im Boke-Vorkommen ist es zu fast 90 % als Silikat vorhanden. Zur Gewinnung des $Al_{2}O_{3}$ aus Bauxit wird der sog. Bayer-Aufschluß eingesetzt. Durch eine alkalische Drucklaugung bei 200 - 250 °C und 15 -40 Atmosphären Druck kann dabei $Al_{2}O_{3}$ selektiv gewonnen werden. Aluminium als amphoteres Element geht unter diesen Bedingungen als Aluminat in Lösung: $Al_{2}O_{3}$ + 2 NaOH + 3 H$_{2}$O $\longrightarrow$ 2 NaAl(OH)$_{4}$. [...] $\underline{Tabelle 1:}$ Analyse des Weipa-Bauxits [...] $\underline{Tabelle 2:}$ Analyse der Boke-Bauxits Zu beachten ist, daß Diaspor bei diesem Aufschluß nur schlecht gelöst wird. Bauxite mit hohem Diasporgehalt sind also für die Verarbeitung nach dem Bayer-Verfahren weniger geeignet. Ebenso stört ein hoher Gehalt an SiO$_{2}$, denn unter den alkalischen, hydrothermalen Bedingungen des Aufschlusses bildet sich derunlösliche Hydroxylsodalith. Aus seiner Formel $2 Al_{2}O_{3} \cdot 2 Na_{2}O \cdot 3 SiO_{2} \cdot 2 H_{2}O$ geht hervor, daß seine Bildung mit entsprechenden Verlusten an $Al_{2}O_{3}$ und Natronlauge verknüpft ist. [...

Publisher: Kernforschungsanlage Jülich, Verlag
Year: 1976
OAI identifier: oai:juser.fz-juelich.de:842724
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