144820. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumíniumoxid gyártására
l' Megjelent: 1959. március 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.820. SZÁM 40. c. 5—6. OSZTÁLY ~ PE-293. ALAPSZÁM Eljárás alumíniumoxid gyártására Pechiney, Compagnie de Produits Chimiques et Electrométallurgiques, Paris (Franciaország) A bejelentő által megnevezett feltalálók: Tardieu Pierre és Perieres René mérnökök A bejelentés napja: 1957. július 29. Franciaországi elsőbbsége 1956. július 31. A jelen találmány tárgya olyan eljárás alumíniumoxid gyártására, amelyhez viszonylag kismagasságú aknakemence, úgynevezett alacsony nagyolvasztó-kemence kerül alkalmazásra. Az alumínium gyártásának egyik természetes nyersanyaga a bauxit, amelyből első lépésként alumíniumoxidot (A12 0 3 ) vonnak ki, általában a Bayereljárás útján. A Bayer-eljárás azonban, amelynek során valamely alkalikus, rendszerint szódát tartalmazó oldatot alkalmaznak a bauxit feltárására, nem alkalmazható jól a nagy szilikáttartalmú bauxitok feltárására, mert ilyen esetekben az eljárás igen jelentős szóda- és alumíniumoxidveszteséggel jár. A nagy szilikáttartalmú bauxitok kezelésére olyan eljárást ajánlottak, amelynek során szilikátdús bauxit, szén és pirit megfelelő arányú keverékét elektromos kemencében kezelik. Ilyrriódon kevert A12 0 3 + A1 2 S 3 salak képződik, amely kb. 80% oxidot és 20% szulfidot tartalmaz; ez a salak 1500 CD körüli, vagyis jóval az alumíniumoxid olvadáspontja (2090 C°) alatti hőmérsékleten igen folyékony. Ezzel egyidejűleg az eredeti bauxit vastartalma szilíciumban dús öntöttvassá alakul át, ez tartalmazza az egyéb fémes szennyezések nagyobb részét is. Ezutár. a kevert salakot vízzel vagy híg savval kezelik a szulfid hidrolizálása céljából, ennek folytán az alumíniumszulfidból amorf alumíniumoxid képződik, a keverékben már jelenlevő, finom kristályos korund-alakban levő alumíniumoxid mellett. Az eljárást még bizonyos járulékos eljárásmódok egészítik ki, amelyek lehetővé teszik 1. az Al2 S 3 -ban jelenlevő kén nagyobb részének visszanyerését a nyers bauxit előzetes kénezése útján; 2. az eredetileg kapott salakban még visszamaradó Si, Ti és Fe szennyezések nagyobb részének eltávolítását savas mosás útján. Ezekkel az előnyökkel szemben van az eljárásnak egy lényeges hátránya: az eljárás lefolytatása nagymennyiségű elektromos energiát fogyaszt; 1 tonna alumíniumoxid előállításához 5000 kWó szükséges (vagyis lényegileg 10 000 kWó 1 tonna alumíniumra, az elektrolízishez szükséges kWó-mennyiségen felül). Olyan területeken és olyan időszakokban, ahol ill. amikor az elektromos energia csak korlátozott mértékben áll rendelkezésre, előnyös lenne ennek az ismert eljárásnak olyan berendezésben való lefolytatása, amelyben a szükséges kalóriamennyiséget teljes mértékben valamely közönséges tüzelőanyag fedezi, mint pl. az alacsony nagyolvasztókemence esetében. Az ilyen elgondolás azonban önellentmondónak látszott, minthogy a kén és a szulfidok illékony anyagok, különösen azokon az igen magas hőmérsékleteken, amelyek oxigénben dúsított levegő befúvatása esetén a fúvókák nyilasainál fennállnak. Ennek ellenére lehetségesnek bizonyult az alumíniumoxid ilymódon történő gyártását 50—70% oxigént tartalmazó levegővel fúvatott alacsony nagyolvasztókemencében véghezvinni, amenyiben a pirit mennyiségi arányát a töltetben úgy szabjuk meg, hogy a pirit mennyisége annál nagyobb legyen, minél kisebb a kemence átmérője a fúvókák szintjében. A találmány egyik fontos vonása az aknakemencébe való betáplálás és a levegőbefúvatás olymódon való szabályozása, melynek révén a töltet alkotórészei egy 1750—1850 C° hőmérsékletű zónán haladnak keresztül, amely zónának alsó része (ahol a hőmérséklet 1850 C°) a fúvókák felett, a szembenálló fúvókák közötti távolság kb. közepénél van. Az A12 0 3 +A1 2 S 3 salak képzése ebben a zónában történik; a kevert salak folyékony állapotban hagyja el ezt a zónát, és gyorsan keresztülhalad az oxidáló és túlhevített zónán, amely közvetlenül a fúvókák felett és azok szintjéhez helyezkedik el. Ezután a kevert salak a kemence alsóbb részén halad keresztül, ahol dekantálás útján választják el
