190613. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumíniummá elektrolizálható alumínium-klorid előállítására
7 190613 8 krsitálymagok növekedése és új ACH kristálymagok kialakulása következtében megszűnik. Telített alumínium-klorid oldatból kiindulva, az ACH krsitályosodása közben a sósav oldódik és így gyakorlatilag az oldat molalitása a kloridok szempontjából állandó marad, amíg az alumínium-klorid oldhatósága 6,5 tömeg%ra csökken, 25,6 tömeg% sósav jelenlétében. Az alumínium-klorid oldhatóságát tovább csökkenthetjük 0,7 tömegéig, 35,5 tömeg%-os sósav alkalmazásával. A sósav adagolás sebességét a keringő oldatok kívánt túltelítettségi szintjének állandó értéken tartása érdekében szabályozzuk. A kristályosító egységekből a kristályzagyot centrifugákba szivattyúzzuk és a kicentrifugált kristályokat mossuk. A mosott kristályokat a 22-es számú részleges kalcináláshoz továbbítjuk, ahol azt aktivált timfölddé alakítjuk át. A kristályosításból visszamaradó, nagy sósavtartalmú tisztított anyalúgot visszavihetjük az agyag feltárásához is. Az anyalúgból további ACH kristályokat is nyerhetünk ki és visszavihetjük a bepárláshoz az itt keletkező maradék anyalúgot. Az alumínium-klorid-hexahidrát kristályosításának elsődleges célja az alumínium-klorid elválasztása a savban oldódó szennyező anyagoktól. Annak ellenére, hogy az ACH hajlamos önmagában kristályosodni, előfordul, hogy az oldatban levő egyéb elemek, mint például a foszfor és a magnézium bizonyos mértékben kiválhatnak vagy együtt kristályosodhatnak az alumínium-klorid-hexahidráttal. A magnézium és a foszfor jelenléte a termékben a jelen találmány gyakorlatát tekintve azonban nem káros. Meg kell jegyezni, hogy ha savas feltárással állítanak elő kohósítandó timföldet, az ilyen jellegű szennyezők nem megengedettek, aminek következtében egy második kristályosítási művelet válik szükségessé, amit a jelen találmány gyakorlata nem igényel. Mindeddig az agyag savas feltárásának végcélja Halirendszerű elektrolizáló kádra vihető timföld előállítása volt. Következésképpen a múltban, nagy tisztaságú timföld előállítása érdekében a kristályosított ACH-ot nagytisztaságú termékké kellett tovább feldolgozni. így az első kristályosítási műveletből kitermelt ACH-ot mosták és a mosásból származó oldatot visszavezették az érc feltárási művelethez. A mosott ACH kristályokat újra feloldották tiszta HC1 oldatban, majd a korábbihoz hasonló módon újrakristályosították. Az újrakristályosítással megtisztított ACH-ot ezután megszárították és 1000 °C—1280 °C- on kalcinálták, hogy a Hali-rendszerű elektrolizáló kádon kohósítható timföldet állítsanak elő; és az A1C13• 6H20 kalcinálásakor felszabaduló sósavgázt a használt lúgban összegyűjtve visszavezették az érc feltárásához. Az egyszer kristályosított és az újrakristályosított ACH jellemző szennyező anyagainak koncentrációját az I. táblázatban hasonlítjuk össze a Bayer-eljáiással előállított timföld jellemző szennyező anyagainak koncentrációjával. I. táblázat Az egyszer kristályosított, valamint az újrakristályosított ACH-ban és a Bayer-eljárással előállított timföldben jelenlevő szennyezőanyagok koncentrációjának összehasonlítása Szennyező any agoK Egvszer kristályosított ACH* Ujrakristályositott ACH* Bayertimföld koncentráció értékek t%-ban p2os 0,024 0,0009 0,001 MgO 0,013 0,0009 0,002 Cr2 03 0,004 0,00024 0,002 MnO 0,0014 0,0009 0,002 v2os 0,0005 0,0005 0,002 Ti02 0,0005 0,0005 0,005 K20 0,0038 0,0009 0,005 NiO 0,005 0,005 0,005 CuO 0,0014 0,0014 0,01 Fe203 0,013 0,018 0,015 S1O2 0,004 0,002 0,015 ZtiO 0,0009 0,0015 0,02 CaO 0,004 0,004 0,04 Na20 0,0028 0,0014 0,4 *\z ACH szennyező koncentrációit az A1203 mennyiségére számítva (szárazon mérve) és t%-ban adtuk meg. . Az I. táblázatból látható, hogy az egyszer kristályosított ACH kalcinálása után előállított timföld P2Os-, MgO- és Cr203-tartalma több, mint a Bayer-eljárással előállított timföldé, aminek következtében ezt az anyagot a Hali-rendszerű elektrolizáló kádra nem lehet adagolni. Ez elsődlegesen a magas P205-tartalom következménye, mivel jól ismert az az összefüggés, hogy a Hali-rendszerű elektrolizáló kád áramhatásfoka minden 0,01 tömeg% foszfor koncentrációnál 1%-kal csökken. Az újrakristályosrott ACH kalcinálásával viszont a Hali-rendszerű elektrolizáló kádakban alkalmazható, megfelelő minőségű timföldet tudnak előállítani, de az újrakristályosító többlet beruházási és az üzemeltetés többlet energiaköltsége árán. Felismertük viszont, hogy az egyszer kristályosított ACH- ot felhasználhatjuk a jelen találmány szerinti eljárásnál olyan A1C13 (vízmentes) előállítására, amely alumíniummá ebktrolizálható anélkül, hogy a folyamatot a jelenlevő foszfor károsan befolyásolná. A 22-es számú kalcinálási művelet jelen találmány szerinti üzemi hőmérséklete 450 °C—1000 °C közötti, előnyösen 500 °C—800 °C közötti és célszerűen 600 °C— 750 °C közötti érték, ahol a részleges kalcináláshoz, azaz a? ACH megfelelő mértékű dehidratálásához szükséges idő 30 perctől 4 óráig teljed, előnyösen 2 óra. A 22-es számú kalcinálási műveletben a 21-es számú kristályos ACH termék jelentős részét termikusán aktív, alumíniumtartalmú anyaggá és sósav-vízgőz keverékévé bontjuk a következő reakció szerint: H5+2A1C13 • 6H2 0-------AI, 03( 1_y)Cl6 y • xH2 0+ szilárd szilárd +(9+3y—x)H2 0+6(1—y)HCl (i) gáz gáz A felszabaduló HCl-t a feltárásnál újra felhasználhatjuk. Az ACH-ot annyi ideig hevítjük, hogy a kalcinált ACH- ban a maradék hidrogéntartalom, azaz az (i) egyenletben szereplő x érték, 0,45 t%-nál, előnyösen 0,3 t%-nál kisebb 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6
