168698. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bázisos aluminiumsó-oldat előállítására
5 168698 6 oldat legyen, amely Al-t, X-et és S04 -et a későbbiekben leírt arányban és koncentrációban tartalmazza. Továbbá ugyanezt mondhatjuk a fenti (3) és (4) megvalósítási módokban szereplő S04 -tartaImú alkálialuminát oldatról is. Például ezt az oldatot a következőképpen készíthetjük: nátriumszulfát, káliumszulfát és ammóniumszulfát közül egyet vagy többet nátriumaluminát oldathoz adunk, vagy nátriumhidroxidot alumíniumhidroxidnak kénsavval készített szuszpenziójához, vagy alumíniumszulfát oldathoz adunk és az elegyet addig melegítjük, míg az alumíniumhidroxid feloldódik. A következőkben az egyes oldatok koncentrációját és összetételét írjuk le. Kívánatos minden egyes oldat koncentrációját és összetételét úgy megválasztani, hogy a képződött bázisos alumínium-só oldat koncentrációja az A12 0 3 súlyára vonatkozóan 5—15 súly% legyen, bázicitása (—X 100) 30és 70% és a—0,01 és 0,3 közöt-3m ti érték legyen. Ezt a műveletet bármely szakember könynyen elvégezheti. Például, ha híg Al-ot és X-et tartalmazó oldatot használunk, akkor tömény nátriumaluminátot vagy káliumaluminátot alkalmazunk. Ha az S04 fölöslegben van jelen, a fölösleges mennyiségben levő S04 -et az elegyből kicsaphatjuk és eltávolíthatjuk báriumszulfát vagy kalciumszulfát alakjában úgy, hogy az elegyhez valamely bárium-sót vagy kalcium-sót adunk. Azonban minden egyes oldat koncentrációja és összetétele meghatározható az alábbiak szerint a tényleges bázisos alumínium-só oldat koncentrációjának és összetételének arányából. Ez azt jelenti, hogy az Al-ot és X-et tartalmazó oldat koncentrációjának az A12 0 3 súlyára vonatkoztatva 5 és 15 súly% közötti értéknek, összetételének pedig az Al —— (kémiai egyenérték arány) meghatározásnak megx felelően 0,6 és 1,5 közötti értéknek kell lennie. Ha ezektől a tartományoktól eltérünk, nagyon nehezen készíthető a találmány szerinti célra alkalmas stabil bázisos alumínium-só oldat. Azonban, ha a koncentráció és az összetétel ezen tartományokon belül van, az oldat stabil és a koagulációs hatás magas lesz. Abban az esetben továbbá, ha Al-t, X-et és S04 -et tartalmazó oldatot használunk az AI2 0 3 koncentrációul nak 5 és 15 súly% és az összetételnek az ———— x + so4 (kémiai egyenérték arány meghatározásának megfelelően 0,5 és 1,4 közötti értéknek kell lennie. Ez a fentiekkei megegyező. Egy aluminátiont és alkálifémiont vagy alumíniumiont, alkálifémiont és szulfátiont tartalmazó oldatnak 1—15 súly% Al2 0 3 -t kell tartalmaznia olyan mólarányban, amely 1,1: 2,0 = alkálifém: alumíniumnak és 1— 10 súly % S04 koncentrációnak felel meg. Ezekben a tartományokban a legstabilabb az oldat és a keletkezett gél a további felhasználás során könnyen oldódik. A fenti magyarázatból nyilvánvalóan következik, hogy a fent említett (1) és (5) megvalósítási módokban az S04 koncentrációnak és a szulfátion tartalmú oldat mennyiségének olyannak kell lennie, amely megfelel SO —- vagy — 0,01-től 0,3-ig terjedő mólarányértéknek Al termékben levő alumínium tartalomra vonatkozóan. Ilyen koncentrációértékek és mennyiségek meghatározása a szakember számára nem jelentenek nehézséget. Annak, hogy a termék AI2 0 3 koncentrációjának miért szükséges 5—15 súly% között lennie, a következő okai vannak: ha a koncentráció az alsó határ alatt van, a termék nem alkalmas szállításra és túl hígnak bizo-5 nyúl a víz koagulászereként történő alkalmazásához. Másrészt, ha a koncentráció a fent említett felső határ fölötti érték, a termék instabillá válik és kicsapódik. Valamely vízkezelésre alkalmas koagulálószer optimális AI2 0 3 koncentrációja 8 és 12% közötti érték. 10 Ha a bázicitás 30% alatti érték, a koaguláló hatás csekély. Ha 70% fölött van a bázicitás, a termék nagyon instabillá válik és csapadékot képez. Abból a célból, hogy a legnagyobb koaguláló hatású terméket kapjuk, kívánatos a bázicitást 45 és 60% közötti értékre beállí-15 k tani. Tehát, abban az esetben ha a— értéke 0,01-nél m kisebb, a koaguláló hatás nem kielégítő. Ha ez az érték 0,3-nál nagyobb, bár időben stabil oldat képződik, de tároláskor fokozatos csapadék kiválás indul meg. Sok 20 kísérlet eredményeképpen a találmány szerintieljárásban meghatároztuk a koaguláló szer legalkalmasabb tartományát, mely szerint a — hányados értéke 0,1 és 0,2 m közötti érték. 25 A találmány szerinti eljárás legfontosabb intézkedése annak a hőmérsékletnek a kiválasztása, amelyen az egyes oldatokat keverjük. Számos kísérlet elvégzése után úgy találtuk, hogy a találmány szerinti eljárásban a keverést 40 °C alatti 30 hőmérsékleten kell végezni. Ez azt jelenti, hogy ha a keverési hőmérséklet 40 °C-nál magasabb, a keletkezett gélt olyan nehéz feloldani, hogy még ha a gél hosszú idő elteltével fel is oldódik, a koaguláló hatás nagymértékben lecsökken. 35 A találmány szerinti eljárást az alábbiakban részletezzük. 1. kísérlet 40 1365 g 35%-os sósav-oldatot, 163 g 75%-os kénsavoldatot és megfelelő mennyiségű vizet 490 g finomra porított alumínium-hidroxidhoz adunk és az elegyet 112 °C-on 2,5 órán át melegítjük, így 3090 g oldatot 45 állítunk elő, melynek Al összetétele:—-——— (kémiai egyenérték) 1,20, C-l ~r so4 so4 „ —— mólaránya: illetve — = 0,20 és 50 AI Al2 O ä koncentrációja: 10,3 súly%. A fenti oldat 200 g-jaihoz, melyek mindegyikét az első táblázatban megadott hőmérsékleti értékeken tartjuk, a megfelelő hőmérsékletre előmelegített olyan 55 nátriumaluminát oldatot adunk 10 perc alatt, melynek mólaránya: Na2 0 —4- = 1,25 és A12 0 3 60 2 3 A12 0 3 koncentrációja 10,3 súly%, így olyan gél keletkezik, mely túlnyomó részben alumíniumhidroxidból áll. Ha ezt a gélt az oldatból való elkülönítés nélkül 80 °C-ra melegítjük, az alábbi táblázatban közölt ered-65 menyeket tapasztaljuk: 3
