149207. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízmentes alumíniumoxidok gyártására
2 149.207 A szükséges hőmennyiséget a forgódobos kemence belépő részén vezetik be, és nagyrészt szükségtelenül vezetik át az egész meleg zónán. Ez azt vonja maga után, hogy jelentékeny átmérőjű kemencékre van szükség, amelyeknek tölteVttségi foka kicsiny, ami a termikus veszteségek növekedéséhez vezet. Ezenkívül nagy gáztömeg megy keresztül a kemencén, magával! ragadva a por-részeket, amelyeket a kilépő szakasznál kell újra összegyűjteni. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a fenti hátrányok kiküszöbölését. A találmány tárgya eljárás alfa^alumíniumoxid alapú semleges, stabilis és vízmentes timföld gyártására hidratált alumíniuimoxidokból kiindulva, amely abban áll, hogy a hidratált terméknek vízmentes termékké történő átalakítása két különálló lépésben történik, ahol az első, endoterm lépés hőközléssel egybekötött igen rövid időtartamú előzetes víztelenítésből áll, a másik, exoterm lépés folyamán pedig az első lépésben kapott termék áitkristályosítását végezzük olyan módon, hogy a terméket néhány órán keresztül külső hőhozzávezetés nélkül 900 C° és 1000 C° közötti, előnyösen 950 C° hőmérsékleten tartjuk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítás! módja abban áll, hogy az első lépés során a hőhozzávcsetást olyan eiklonsorozat segítségével végezzük, amelyében a víztelenítés ellenáramíban történik. Eljárhatunk úgy is, hogy az eljárás második lépését adiabatikus térben olyan berendezésben végezzük, amelyben az első lépés során víztelenített alumíniumoxidoít a kívánt kristályosítási hőmérsékletre melegített gázáram segítségével folyadékszuszpenziófoain tartjuk. Ilyen berendezésként alkalmazhatunk pl. kónikus kiképzésű hengeres, hevíthető hőszigetelő béléssel ellátott olyan kemencét, amelyen a termiek a nehézségi erő hatására halad keresztül, továbbá olyan forgódobos kemencét, amely a szükséges hőmenynyiség betáplálására alkalmas berendezéssel van ellátva. A timföldhidrát víztelenítésének első szakasza viszonylag nagy gyorsasággal megy végbe. Ezt a kedvező jelenséget célszerű kihasználni, és ezért a szükséges hőmennyiséget is célszerű gyorsan hozzávezetni. Ezenkívül az eljárás gazdaságossá tétele végett nagy hőkihassinálási hatásfokot kell elérni. Ezen megfontolások alapján olyan technikát kell választani, amelynek jellemzője az igen gyors hőátadás. A fűtéstechnika jelenlegi állása mellett a közvetett hőátadási módok, melyeiknél a hőnek egy falon kell áthatolnia, elvetendők. A drága villamos energia sein jöhet számításiba. Csak a meleg gázokkal, így pl. a metán, folyékony tüzelőanyag és/vagy propán elégetéséből származó gázokkal való fűtés jöhet számításba, ill. elégíti ki a szükséges feltételeket. Pl. a hidrargillit dehiratálása „alumine 550" néven isimert termékké, amelyet 550 C°-on végzett víztelenítéssel nyernek (Alumina Properties Tech. Pap. No. 10, A. S. RÜSSEL et al., Aluminium Company of America 1956), 25 C°-on 690 kcal-át igényel AI2O3 kg-onként. Ez a nagy dshidratáláei hő (ami tulajdonképpen csak minimum, mert 25 C°-nak felel meg, és 100%-os hőkíhasínálást tételez fel) jelentékeny tömegű gáz elégetését igényli. Az ismert berendezések közül csak azok megfelelők, amelyek képesek a víztelenítéshez szükséges hőtömegek szállítására, lehetővé teszik, hogy a timföíldhidrát nagytömegű meleg gázzal kerüljön érintkezésbe, és alkalmasak a termelt vízgőz gyors eltávolítására. Ezek közül a ciklonos hőkicserélő látszik a legalkalmasabbnak, (jzembehelyezése könnyű, és szükség esetén könynyen megvalósítható vele az ellenáramú eljárás; ezenkívül termikus hatásfoka is igen nagy. A találmány szerinti eljárás azonban foganatosítható minden olyan fűtőiberendezéssel, amely a fentebb vázolt követelményeknek megfelel. Az eljárás második szakasza, a víztelenített timföld újrakristályosítása exoterm folyamat. Ezért a víztelenített timföldet elegendő egy adiabatikus övezetbe vezetni, 900 és 1000 C° körüli, előnyösen 950 C° hőmérsékletre történő előzetes felhevítés után. Ekkor a hőbomlás az alfa-timföld megjelenésót segíti!1 elő, és a víztelenített timföldet az adiabatikus övezetben kell tartani 2—4 óra hosszat, előnyösen 2 1/2 órán át. Az adiabatikus övezet folyamatos vagy szakaszos módon üzemelhet. Az ismert ipari kemencék bármelyik formájával bírhat, és bármilyen fűtési és hőszabályozási rendszerrel el lehet látva. Elégséges, hogy a készülék, amelyben a műveletet lefolytatjuk, megfelelő hőszigeteléssel legyen ellátva az átalakítandó debidratált timföld belépési helyétől a megfelelő kristályosodási hőmérsékletnek megfelelő helyig. A termék a kemence egyik végétől a másikig bármilyen ismert módon továbbítható; legelőnyösebb a természetes nehézségi erő révén történő átvezetés. A berendezésből kilépő vízmentes timföldben levő hő visszanyerhető az ismert és az első szakaszban alkalmazott különböző berendezésekkel, pl. közvetlenül a ciklonokba befúvott meleg gázok, vagy az égést tápláló másodlagos levegő alakjában stb. A találmány szerinti eljárás előnye az ismert eljárásokkal szemben abban van, hogy két elhatárolt külön szakaszra bontja a víztelenítés és újrakristályosítás ellentétes eljárásait. Ez lehetővé teszi olyan készülékek kiválasztását, amelyek legjobban megfelelnek a bennük végbemenő reakcióknak, és mindenben előnyösek az üzemeltetés szempontjából. Például stabilis berendezések alkalmazása lényegesen csökkenti az egész berendezés beruházási költségeit. A karbantartási költségek elhanyagolhatóvá válnak, az üzemeltetési költségek pedig határozottan csökkennek. Másrészt a kalóriafogyasztás csökken, mert az eljárás lehetővé teszi a berendezés hőszigetelésének megjavítását (ami a falakon át bekövetkező veszteséget jelentősen csökkenti), a kéményen keresztül távozó gázok hőmérsékletének 200 C° alá való süllyesztését, és az újrafeldolgozásra kerülő finom porok mennyiségének a szemcsés alakban nyert timföldmennyiség 10%-ára történő csökkentését, holott ez gyakran a 100%-ot is meghaladta a klasszikus berendezésekben. Végül a nyert timföld összetétele teljesen homogén, és bizonyos határok között igen könnyen változtatható. A következő foganatosítási példa a megvalósítás egyik módját, az eljárás két fázisának egymás
