184690. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta aluminiumoxid előállítására
1 184 690 2 leti fokozatban keletkező hasítási gázok legalább 3 térfogatszázalék sósavat tartalmazznak. így 1200—1300 °C-on külön sósavgázhozzáadás vagy más klórozószer adagolása nélkül a szennyezéseket illó kloriddá alakíthatjuk, és legfőképp az alkálifém- és alkáliföldfém-típusú szenynyezéseket távolíthatjuk el ezzel a módszerrel. A keletkező timföld a-alumínium-oxid része megfelel az olvadék elektrolízis követelményeinek. Az alumínium-klorid termikus bontásakor keletkező hasítási gázokat ismert módon adiabatikus vagy izoterm abszorpciónak vetjük alá, így 15—23 százalékos feltáró savat kapunk vissza (7). A találmány szerinti eljárás előnyei az ismert módszerekkel összehasonlítva a következők: Az örvény réteg elvének kihasználása révén jók a hőátadás feltételei a termikus aktiválás (3) során, ezért nagy lesz a fajlagos teljesítmény és az idő- és térkihasználás; (1—2 t/m2h kalcinált anyag) ezenkívül lehetővé válik a hőmérséklet állandó értéken tartása, amely mintegy ± 10 °C-kal tér el a megadott értéktől, és így elkerülhető a kalcinált termék túlhevűlése, és az ebből következő oldhatóságcsökkenés a timföldtartalomnál. Az oldhatóság általában 85% fölötti értéket ér el. Azáltal, hogy eljárásunk csepegtető (5) és szuszpenziósfeltárással (9) egyaránt végrehajtható, változatos szemcseméretű kiindulási anyagot használhatunk fel. A csepegtető feltárás (5) előnye az, hogy befejezése után nem kell külön elválasztani az oldatot a maradéktól valamilyen speicális berendezésben (10), hanem az önszűrő rendszerből az oldat a szilárd szennyezésektől megszabadult formában nyerhető ki. A kristályosítási lépes (12) vonatkozásában előny az, hogy a termék centrifugálás után csak igen kevés maradék nedvességet — azaz szennyezésekben gazdag anyalúgot — tartalmaz, a termék tisztasága tehát a mosással megfelelően biztosítható. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy a nátrium- és a káliumszennyezés 85—95 százaléka elillan a termikus bontásnál (13). A kalcium kétharmadát is elpárologtatjuk, ezzel a keletkező timföldtől elválasztjuk. Ez előfeltétele az A1C13 X 6 H20 kristályosítás (12) könnyű végrehajthatóságának és kis energia- és berendezésigényének. Az elillant kloridot elektromos gáztisztító segítségével tisztítjuk; az elválasztott por nagy alumínium-oxid tartalma révén felhasználható az alumínium-szulfát gyártásában. A találmány szerinti megoldást közelebbről az alábbi nem-korlátozó példákkal szemléltetjük. 1. péla Bányanedves (20—21 százalékos nedvességtartalom) bauxitot mechanikusan előkezelünk (1), úgy, hogy az anyag főtömegének szemcseméretét hengerkéses aprítóval csökkentjük, az ezt követő finom aprítást és homogenizálást nedves szitás görgősmalomban, a formázást pedig timföldőrlőben vagy csigaprésben hajtjuk végre. A formált anyagot egy szokásos fluidizációs szárítóban 105—130 °C hőmérsékleten 1% alatti maradék nedvességtartalomig szárítjuk (2). A szárított anyag összetétele súlyszázalékban megadva a következő: A1203: 30,6—34,0 százalék; Si02: 45,1—46,4 százalék; Fe203: 2,40—2,65 százalék; Ti02: 2,05—2,20 százalék; Na20: 0,018—0,024 százalék; K20: 0,05—0,15 százalék; C: 0,5—0,8 százalék; veszteség: 12,2—13,6 százalék. A kapott anyagot egy fluidizációs reaktorban 750 °C- on és 2 t/m2h fajlagos terhelésen termikusán aktiváljuk (3). A fluidizáló közeg oxigéntartalma 2—5%, melynek hatására a széntartalom a száraz agyagban 0,6%-ra, a kalcinált termékben 0,05 %-ra csökken. A feltáró oldatban a vas(IÜ) mennyisége a vas(II) tartalomhoz viszonyítva 80%-ról 20%-ra csökken. A mintegy 730 °C hőmérsékletű kalcinált terméket egy fluidizációs hűtőbe vezetjük, ahol 50 °C hőmérsékletre hűtjük. A kalcinált bauxitot, amelynek szemcsemérete legfeljebb 20 mm, előnyösen legfeljebb 10 mm, szitáljuk a 2 mm-nél kisebb szemcseméretű részek eltávolítására, és csepegtető kilúgozásnak (5) vetjük alá. A következő összetételű anyagot lúgozzuk ki: A1203: 380,0 kg; Fe203: 380,0 kg; Fe203: 34,8 kg; VA: 0,6 kg; Si02: 549,0 kg; CaO: 2,7 kg; Ti02: 16,4 kg; K20: 10,8 kg; Na20: 0,6 kg. A bauxitban lévő alumínium-oxid 80—90 százaléka jól kioldható formában van jelen. A bauxitot a kilúgozó berendezés reakcióterébe töltjük, hozzáadunk 3342 1 (90 százaléka az alumínium-oxidra számított sztöchiometrikus mennyiségének) 20 %-os sósavat, és 8 óra hosszat reagáltatjuk 105—110 °C-os oldási hőmérsékleten. 2896 1 nyers alumínium-klorid oldatot kapunk, amelynek alumínium-klorid tartalma 820,0 kg, FeCl3 tartalma 50,5 kg és szabad sósavtartalma 28,6 kg. Ebben a feldolgozási fázisban 1254 kg szilárd kilúgzási maradék képződik, amelynek összetétele a következő: A1203: 66,5 kg; Fe203: 8,7 kg; H20: 627,0 kg; Si02: 549,0 kg; Cl': 2,5 kg. A maradék mosásakor keletkező alumínium-klorid-tartalmú mosóvízből a savat visszanyerjük (7). A vas extrakcióját (11) az oldatból szekunder alifás aminnal hajtjuk végre szerves oldószerben, úgy, hogy a szerves és a vizes fázis közötti arány 1:2 legyen. Az összetétel a következő: 10 súlyszázalék szekunder alifás amin, 30 súlyszázalék alifás hosszúszénláncú alkohol, 60 súlyszázalék paraffinszénhidrogén. A szekunder alifás aminon alapuló extrakciós szer helyett tributil-foszfát oldatot is alkalmazhatunk szerves fázis/vizes fázis 1:2 fázisarány mellett, az alábbi összetétellel: 30 súlyszázalék tributil-foszfát; 30 súlyszázalék alifás alkohol és 40 súlyszázalék paraffin-szénhidrogén. A vizes oldat az extrakció után gyakorlatilag vasmentes és összetétele egyéb vonatkozásban változatlan. A vas visszaextrahálását a szerves fázisból 3611, a kristályosítás bepárlási lépésében keletkező kondenzátummal hajtjuk végre, az alkalmazott fázisarány a szerves és a vizes fázis között 5:1, mimellett a vizes újraextrahált fázis körülbelül 48 g/1 vasat tartalmaz. A megtisztított alumínium-klorid oldatot vákuumbepárlóban telítődésig bepároljuk (12). 2175 1 telített alumínium-klorid oldatot és 734 1 gyengén savas kondezátumot kapunk. A bepárolt oldat összetétele súlyszázalékban a következő: A1C13: 29,00; NaCl: 0,20; KC1: 0,50; CaCl2: 0,25; FeCl3: 0,012; Si02: 0,003; TiCl2: 0,003; VA: 0,004. Ezt az oldatot a kristályosítóba (12) vezetjük. 1470 kg kristályos terméket kapunk, továbbá 1234 1 gyakorlatilag sósavmentes kondenzátumot és 163 1 anyalúgot. A centrifugán lévő kristályok bepárolt alumínium-klorid oldattal való mosás után a következő komponen5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
