184225. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-hidroxid kicsapására túltelített aluminátlúgból
1 184 225 2 alkot, amely csaknem teljesen mentes részecskéktől. A lúg ezután túlfolyik és eltávozik a 2 kicsapótartályból a 20 túlfolyó útján. A kimerült lúgot ezután visszakeringtetjük a feltáróba. A találmány szerinti eljárásnál a kristályrészecskék koncentrációja a kicsapó térben nagyobb, mint a hagyományos eljárásnál. így például a hagyományos kicsapásnál a kristálykoncentráció körülbelül 150—200 g/liter, addig a találmány szerinti sűrűfázis-kicsapóban a kristályrészecskék koncentrációja 500-1100 g/liter. A koncentráció függ a részecskemérettől és a lúg áramlási sebességétől. A kristályrészecskék egy része a kicsapás folyamán képződik. Ennek ellenére további oltókristály-szuszpenziót célszerű betáplálni az ágyba a kívánt mértékű oltókristályrészecske-koncentráció fenntartása érdekében. Jóllehet a tényleges kicsapáshoz szükséges mennyiség pótlása változhat a különleges kicsapótartály más paramétereinek megfelelően, így a mérettől hőmérséklettől, a lúg áramlási sebességétől és hasonló tényezőktől függően, további oltókristály-szuszpenziót adagolhatunk olyan mennyiségben, amely szükséges a kicsapótartályban lévő szuszpenzió koncentrációjának és mélységének a szabályozásához. A lúg a kicsapótartályba való belépéskor túltelített aluminátlúg, amelynél a NaOH aránya előnyösen közelítőleg 0,560-0,680 g/liter A1203 g/liter lúg (Na2C03- ban kifejezve), de nem korlátozódik erre a tartományra. A lúg belépési aránya a kicsapás paramétereivel változhat. Az áramlásnak mindenesetre elég nagynak kell lennie ahhoz, hogy megfelelő felületi sebességet biztosítson az oltókristály-részecskék szuszpendálásához. Ez a sebesség rendes körülmények között 1,0-3,0 cm/perc. A sebesség ezen túlmenően akkor nevezhető elég nagynak, ha a lúgot közelítőleg nagyobb záróáramlással mozgatja a részecskék mentén, mint amennyi a turbulens fluidizált ágy kialakulásához szükséges és így koncentrációgradienst tart fenn az egész tartályban. Amint a lúg átfolyik a mosó-permetezőn és kiáramlik a 38 permetezőnyílásokon, a permetezőkarok lassan forognak és a lúg lényegében egyenletes eloszlását biztosítják a kicsapótartály egészében. Jóllehet ez változik a tartály méreteitől függően, a friss lúgnak a tartály minden részébe való eljuttatásához szükséges sebesség legalább körülbelül 20-szorosnak bizonyult percenként. A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módjának megfelelően a 38 nyílásokat a permetezőkarok forgásirányában alakítjuk ki a permetezőkarokon. Ez lehetővé teszi, hogy a lúg - a permetezőkarok 38 nyílásain kilépve - szabad pályán jusson el a permetezőkarokat körülvevő részecskékhez és így csökken a permetezőkarok forgásának a fenntartásához szükséges forgatónyomaték. A hőmérsékletet a sűrűfázis-kicsapótartályban előnyösen körülbelül 50 °C és 80 °C között tartjuk. Az oltókristály-szuszpenzió betáplálási sebességének elég nagynak kell lennie 500-1500 g szilárdanyag/szilárdanyag-szuszpenzióelegy fenntartásához a tartályban. Az oltókristály részecskéknek legalább körülbelül 20 mikron nagysággal kell rendelkezniük és előnyösen átmérőjük 150 mikronnál kisebb, a kívánt termékmérettől és más paraméterektől függően. Az oltókristályokat a betáplált lúgban diszpergálva adhatjuk be, így például a lúgban az alumínium-oxid (A1203) aránya a nátriumhidroxidhoz (Na2C03-ként számítva) rendszerint 0,360, de bevihetjük azt szűrőpogácsa alakjában is. A lúg A1203 koncentrációja 110-140 g/liter, a nátrium-hidroxid-koncentráció (Na2C03-ként számítva) körülbelül 150-200 g/liter és a karbonát-koncentráció (Na2C03) 35-70 g/liter. Az alumínium-oxid/nátriumhidroxid arány rendszerint 0,630, de az 0,560—0,680 tartományban változhat. A távozó termék részecskeméretét csupán a paraméterek, így a kristályméret, a kristály mennyiség és a lúg-áramlás sebességének megfelelő megválasztásával szabályozhatjuk. A termék előnyös részecskemérettartománya 50 mikron és 150 mikron között van. A lúgot megfelelő arányban tápláljuk be annak érdekében, hogy 1—3 cm/perc, előnyösen 1,6-2 cm/perc felületi sebességet hozzunk létre. Ez a sebesség elég nagy lúgáramot biztosít ahhoz, hogy az ágy kissé kiszélesedjék a záróáram kialakításához anélkül, hogy turbulens részecske-áramlás keletkezne. Ilyen körülmények között a felfelé irányuló lúgáramlással szuszpendált egyedi részecskék rendezetlenül mozognak a szomszédos részecskékhez kapcsolódó körzetben. Az ágy nyugodt folyadék alakját veszi fel, amely sem nagymérvű turbulenciát, sem szabályos részecskemozgás-alakzatot nem mutat. Így eltérően az egységes fluid ágy-koncentrációtól itt koncentrációgradiensek léteznek. A legkisebb részecskék az ágy tetején a kis koncentrációjú lúggal érintkeznek és lefelé mozognak, miközben a rácsapódás következtében megnövekednek, míg a lúg Al203-ra nézve a belépéskor a legtöményebb a tartály aljának a szomszédságában és fokozatosan csökken az A1203 koncentráció, amint a lúg felfelé mozog. Ily módon a lúg és az oltókristályok ellenáramú mozgása miatt a legnagyobb felületű oltókristályok a legkisebb koncentrációjú lúggal kerülnek érintkezésbe, miközben a kicsapódási sebesség a legkisebbre csökken. Az áramlási sebességnek és az érintkezési idők természetesen függenek a kicsapótartály keresztmetszetétől és a magasságától. Az I. táblázat a tartályátmérő, a felületi sebesség és a lúg-áramlás közötti összefüggést mutatja be. I. Táblázat Átmérő, m Felületi sebesség, cm/perc Lúg-áramlás, m3/perc 6 1,5 0,45 6 2,4 0,70 7 1,5 0,65 7 2,4 1,00 9 1,5 1,00 9 2,4 1,60 Az oltókristály-ágy magasságának a megválasztását a kívánt termék részecskemérete és a lúgból kicsapandó A1203 mennyisége befolyásolja. Ahogy a termékméret növekszik, a kiszélesedett ágy eléréséhez szükséges felfelé irányuló sebesség nő. Az oltókristály súlyegységre számított felülete, amely a kicsapáshoz rendelkezésre áll, csökken, ha a részecskék nagyobbodnak. A termékméret növelése ennélfogva megkívánja az oltókristály-ágy mélységének a növelését, egyrészt az érintkezési idő fenntartása végett a lúg és az oltókristály-ágy között, másrészt elegendő oltókristály-felület szolgáltatása érdekében. Ezen túlmenően egy adott termékméretnél az oltókris-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
