178310. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagyszemcsés aluminiumhidroxid előállítására
3 178310 4 oldhatatlan szilárd anyag (vagyis az úgynevezett vörösiszap) ülepítésének elősegítésére hasznosítanak. Forró tömény marónátron-oldatban ez az anyag lebomlik viszonylag alacsony molekulasúlyú vegyületekre. (Tekintettel arra, hogy alapvető komponense nátriumoxalát, a szerves anyagot továbbiakban nátriumoxalátként fogjuk említeni.) Az anyalúg így nátriumoxalátra nézve telített vagy túltelített. Tekintettel arra, hogy a nátriumoxalát kikristályosodik az alumíniumhidroxidnak az anyalúgból való kicsapódásával egyidejűleg, a képződő kristály összeépül az anyalúghoz adott alumíniumhidroxid oltóanyaggal és így megmarad kristályként anélkül, hogy az anyalúgban oldódna. Következésképpen az oltóanyag szemcséinek növekedése károsan van befolyásolva. így a fenti hátrányos hatás megszüntetése és az előállítani kívánt nagyszemcsés alumíniumhidroxid képződésének elősegítése céljából szükségessé válik vagy az alumíniumhidroxid vízzel való mosása az együtt kicsapódó nátriumoxalát oldása és eltávolítása céljából, vagy pedig a Bayer-eljárásban hasznosított anyalúg nátriumoxalát-tartalmának csökkentése. Az utóbbi időkben a fenti elképzelések megvalósítására többféle módszert javasoltak. így például a 719 979 számú japán szabadalmi leírásból az először említett megoldás, míg a 921 033 és 893 791 számú japán, illetve a 4 038 039 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból a másodszor említett megoldás vált ismertté. E javasolt módszerekkel azonban olyan súlyos hátrányok járnak együtt, mint a nagy mennyiségű mosóvíz alkalmazásának vagy nagyméretű berendezések alkalmazásának szükségessége, továbbá az elhasznált feltáró oldat kezelésének következtében jelentkező termelékenységcsökkenés. Célul tűztük ki tehát nagyszemcsés alumíniumhidroxid egyszerű és hatékony előállítására eljárás kidolgozását. Ezért igen intenzív kísérleti munkát folytattunk az alumíniumhidroxid oltóanyag szemcséi növekedésének tanulmányozása céljából. Miként említettük, az alumíniumhidroxid oltóanyag szemcséi méretének növekedésével kapcsolatban kétféle aspektus veendő figyelembe, mégpedig egyrészt az egyes szemcsék növekedése, másrészt a szemcsék agglomerálódása és az agglomerálódott halmazok növekedése. Kísérleteink eredményei azt mutatták, hogy a hidrolizálódó anyalúgban szuszpendált szilárd nátriumoxalát csak az alumíniumhidroxid oltóanyag agglomerációját befolyásolja és hatása kristályaink méretétől függ (figyelembe véve azt a tényt, hogy a nátriumoxalát kristályai pálcika alakúak, méretük hosszúságukkal definiálható). Szokásos hidrolizálási körülmények között legalább mintegy 20 mikron szemcseméretű nátriumoxalát-kristályok alig fejtenek ki káros hatást az agglomerációra, de a 20 mikronnál kisebb méretű kristályok esetén minél kisebb a kristályméret, annál kisebb mértékű az agglomeráció. Találmányunk tehát a fenti felismeréseken alapul, és lényegében azzal jellemezhető, hogy a hidrolizálódó anyalúghoz az oldott nátriumoxalát mennyiségére vonatkoztatva 0,5—50 súly% kristályos nátriumoxalátot adunk az alumíniumhidroxid oltóanyag adagolását megelőzően, azzal egyidejűleg, adagolása után és az agglomerizációja befejezését megelőzően vagy pedig az agglomerizációja befejeződését követően, és az első és a legutolsó esetben olyan kristályos nátriumoxalátot használunk, amely célszerűen 40%-nál kisebb mennyiségben tartalmaz 20 mikronnál kisebb szemcseméretű kristályokat, míg a másik két esetben olyan kristályos nátriumoxalátot használunk, amely célszerűen 30%-nál kisebb mennyiségben tartalmaz 20 mikronnál kisebb szemcseméretű kristályokat. A fenti magyarázatból szakember számára nyilvánvalóan érthető, hogy a kristályos nátriumoxalát adagolásának közvetlen célja az alumíniumhidroxid oltóanyagot szennyező kristályos nátriumoxalát mennyiségének csökkentése, vagy pedig a 20 mikron alatti méretű szenynyező nátriumoxalát-kristályok mennyiségének csökkentése. A hagyományos Bayer-eljárás szerint az oltóanyagként használt alumíniumhidroxid olyan anyag, amely az anyalúg hidrolízisének eredményeképpen kicsapódott alumíniumhidroxid viszonylag nagy méretű szemcséinek osztályozással termékként való eltávolítása után visszamarad. így ez az oltóanyagként használt alumíniumhidroxid sok finom, vagyis kis szemcseméretű nátriumoxalát-kristályt tartalmaz, amelyek az anyalúg hidrolízisekor spontán magképződés (a túltelítettség mértékének növekedése következtében végbemenő új kristályképződés) útján képződnek. A találmány szerinti eljárás végrehajtásakor az anyalúghoz adott kristályos nátriumoxalát ugyanúgy oltóanyagként hat, mint az alumíniumhidroxid oltóanyag. Az anyalúgban levő, azt telítetté vagy túltelítetté tevő nátriumoxalát kicsapódik az oltóanyagként adagolt kristályokra, és így a nátriumoxalát spontán magképződése visszaszorul, teret adva a beadagolt kristályok növekedésének. Tekintettel arra, hogy a durva nátriumoxalát az osztályozás során a termékként elkülönített nagyszemcsés alumíniumhidroxidhoz kerül, az újabb anyalúgok oltására használt oltóanyag — mivel az kisebb szemcseméretűekből kerül ki — kevésbé szennyezett kristályos nátriumoxaláttal. Csökken továbbá a kis szemcseméretű nátriumoxalát képződése, tekintettel arra, hogy a spontán magképződés vissza van szorítva. A találmány szerinti eljárás előnyei a fenti megfigyelések tudatos alkalmazásából erednek. A fentiekben elmondottakra tekintettel a beadagolt kristályos nátriumoxalát mennyiségét, kristályméretét és a beadagolás időpontját annak függvényében kell megválasztani, hogy csökkenteni lehessen az alumíniumhidroxid oltóanyagot szennyező nátriumoxalát összmennyiségét és/vagy csökkenteni lehessen a 20 mikronnál kisebb méretű kristályok mennyiségét, vagyis minimalizálni lehessen az alumíniumhidroxid oltóanyag agglomerációját gátló tényezők számát. Az anyalúghoz adagolandó kristályos nátriumoxalát mennyisége függ tehát mind adagolásának időpontjától, mind kristályainak méretétől. Az anyalúgban oldott nátriumoxalát mennyiségére vonatkoztatva — mint említettük — az adagolandó kristályos nátriumoxalát mennyisége 0,5% és 50%, előnyösen 2% és 10% közötti. 0,5%-nál kisebb mennyiségek esetén az anyalúgban a nátriumoxalát spontán magképződése következhet be, míg 50%-nál nagyobb mennyiségek esetén már nincs megkülönböztethető többlethatás. Az adagolás időpontja és az adagolandó kristályok szemcsemérete annak ismeretében állapítható meg, hogy rendszerint az oltóanyag beadagolása utáni 5—15 órán belül teljes az alumíniumhidroxid agglomerációja. Ezért abban az esetben, amikoris a kristályos nátriumoxalátot az oltóanyag adagolásával egyidejűleg vagy az előbb említett agglomerációs szakasz alatt adagoljuk, akkor a 20 mikron alatti méretű kristályok mennyiségéi 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
