171398. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminátlúg megbontására, a timföldhidrát kiválasztására, a kikeverés intenzifikálására
3 171398 4 a) A keverés intenzitásának növelése b) Oltóanyag felesleg alkalmazása c) A hőmérséklet lefutás, hűlés szabályozása d) A kiválást gyorsító anyagok, adalékok alkalmazása. A kezdeti kikeverést intenzifikáló kísérletek elsősorban a zagy ke verte tésének, illetve a keverőmű fordulatszámának növelésével próbálták a kristályosodás folyamatát gyorsítani. Számottevő eredmény ezen az úton csak igen nagy keverő fordulatszámnál jelentkezik, részbeni előnye azonban mérséklődik a többlet energiafelhasználásban, valamint abban, hogy az így kinyert timföldhidrát bizonyos idő után elfinomodik, aprózódik. Ugyanez a jelenség áll elő, ha pl. több lapátot forgatnak egy tartályban, illetve ha ezek fordulatszámát növelik. Meggyorsítható a timföldhidrát kiválása az aluminátlúgba adagolt, ún. oltóhidrát mennyiségének növelésével is. A beoltásnál az „oltóviszony" kifejezéssel, illetve az „oltóviszonyszám"-mal a zagyképzéshez az aluminátlúgba adagolt timföldhidrát A12 0 3 tartalmának, és a lúg A1 2 0 3 tartalmának hányadosát adjuk meg. Általában az oldatban levő alumíniumoxid 1—2-szeres mennyiségét adagolják timföldhidrátból a lúgba, mert ez ad még jól keverhető, könnyen kezelhető sűrűségű zagyot. Például: 2 az oltóviszony, ha 130 g/liter A12 0 3 tartalmú lúgba literenként 260 g Al2 0 3 -nak megfelelő mennyiségű timföldhidrátot — Al(OH)3 — adagoltunk. A kísérleti tapasztalatok szerint azonban a kikeverés időtartamának nagyobb mértékű csökkentését, a kikeverés sebességének jelentősebb növelését csak ennél jóval nagyobb felesleg 4—10-es oltóviszony alkalmazása teszi lehetővé. Ekkor azonban a zagy már olyan sűrű, hogy mozgásban tartása, homogén keveredése elháríthatatlan nehézségekbe ütközik, a jelenlegi berendezésekben és technológiával. A gazdasági szempontokat is figyelembe véve ez az út sem járható. Az aluminátlúg hűlési folyamatának szabályozása, a lehűlés sebességének növelése elősegíti, meggyorsítja a timföldhidrát kiválását. A túlságosan gyors hűtés azonban ebben az esetben is a kiváló kristályok elfinomodásához vezethet. Vannak kísérleti eredmények, melyek szerint, ha az aluminátlúgot a kikeverés egész időtartama alatt 50 C° körüli - sőt ennél esetleg még magasabb — hőmérsékleten tartjuk, a kiválás meggyorsul, és kedvezően alakul a timföldhidrát szemcseeloszlása is. A jelenlegi hosszú időtartamú kikeverések mellett azonban a lehűlést nem lehet elkerülni. Igen sokan próbálkoztak különböző adalékok segítségével meggyorsítani a kikeverést, az aluminátlúg megbontását. Az adalék elsősorban különböző módokon előkészített alumínium-hidroxid (timföldhidrát) volt. A kikeverést ezen az úton sem sikerült azonban olyan mértékben meggyorsítani, hogy az így jelentkező gazdaságossági előny megfeleljen az előkészítés árának. A finomraőrölt timföldhidrát adalék esetén — illetve aktív timföldhidrát alkalmazásakor az elfinomodás veszélye is fellép. Más vegyületek, anyagok gyorsító anyagként való alkalmazása esetén az elfinomodás veszélye mellett az egész rendszer el is szennyeződhet. Külön probléma az adalék homogén bejuttatása a kikeverési rendszerbe. Általánosságban megemlíthetők még különböző technikai megoldások, pl. az ultrahang, elektromos áram és még sok más irányú laboratóriumi kísérlet is. Ezek legnagyobb részét üzemben még csak ki sem 5 próbálták, annyira nyilvánvaló volt gazdaságtalanságuk. Ez vonatkozik a habkolonnás kikeverésre vonatkozó kísérletekre is. A timföldhidrát kiválás gyorsításához szükséges - a jelenlegi ismereteink szerint — hogy azt a lúgot, 10 melyből az alumínium már kivált alumínium-hidroxid alakjában, — de még filmszerűen odatapad az ányakristályhoz, letépjük a kristály felületéről, hogy biztosítsuk a még alumíniummal telített oldatnak a kristály közvetlen felületéhez jutását. Ehhez szük-15 séges a már említett nagy energia, illetve igényel a kikeverés igen hosszú időtartamot a megfelelő mértékig való kiválasztás létrejöttéig. A timföldiparban az alumínium beoldás és kiválasztás mértékének jellemzésére a mólviszonyt (M) alkalmazzák. A 20 mólviszony az aluminátlúg kausztikus Na2 O tartalma osztva az A12 0 3 tartalommal, mindkettőt g/literben véve. Na2 0 g/liter 25 Képletben ' M = A12 0 3 g/liter A Bayer timföldgyárakban a feltárás és hígítás után kikeverésre kerülő aluminátfúgban az M = 1,65-1,75. 30 A jelenlegi kikeverési technológiáknál az M a kikeverés végére 3,8-4,0-re emelkedik, ami a lúgban levő alumínium kb. 60-65%-os kiválasztását jelenti. A végső mólviszony növelése a lúgban meddőként hordozott alumínium csökkentését jelenti, aminek 35 jelentős gazdasági kihatása van. A találmány eljárás aluminátlúgok —elsősorban a Bayer timföldgyártás aluminátlúgjának megbontására, a timföldhidrát kiválasztására, a kikeverés intenzifikálására, meggyorsítására oly módon, hogy a 40 megbontandó -10C° —+300C0 , célszerűen 20-90 C° hőmérsékletű, 10-300 g/liter Na2 0, célszerűen 30-180 g/liter Na2 0 tartalmú, 0,5-10, célszerűen 1—5 mólviszonynak megfelelő A12 0 3 tartalmú aluminátlúgokat magas tartályban, melyben 45 a légkörinél kisebb vagy nagyobb nyomás van, finom, 0,0005-5,00, célszerűen 0,01-1,00 mm átmérőjű cseppekre porlasztjuk, a porlasztott cseppeket szabadon esni hagyjuk, egyidejűleg hűtjük vagy melegítjük. 50 A találmány szerinti új kikeverési technológia az eddigi ismeretek továbbfejlesztése. Magában egyesíti az igen intenzív keverés, a nagyobb oltóanyag felesleg adagolás lehetőségét, a tetszés szerint szabályozható hőmérséklet lefutás, valamint az adott hőmérsékleten 55 tartás egyszerű és pontos megvalósíthatóságát és a kikeverést gyorsító adalék anyagok homogén beadagolásának lehetőségét is. Mindezen hatások egyenkénti maximális és összegezhető előnyei alapján nyílik lehetőség a kikeverés jelenlegi időtartamának nagy-60 mértékű csökkentésére, a kivált timföldhidrát szemcseméretének befolyásolására. A találmány szerinti technológia alkalmazásával a folyamatos kikeverés a jelenleg alkalmazottaknál sokkal kisebb méretű berendezésekben, így kisebb mozgatott lúgtérfogat-65 ban vihető végbe, megnövelt kiválasztási hatásfokkal. 2
