200573. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés zagyok hőmérsékletének módosítására
3 HU 200573 B 4 mat közben végzett hűtéssel állítják be a kikeverés 50—55 °C-os végső hőmérsékletét. Ezt a technológiát lényegében a kis szervesanyag-tartalmú aluminátlúgok esetében használják. A kristályszemcsék növekedése ilyenkor túlnyomóan rákristályosodás útján megy végbe. A kétlépcsős kikeverés! technológia sajátossága, hogy az első, úgynevezett agglomerációs lépcsőben a timföldhidrát kiválasztását magas hőmérsékleten (általában 65-85 °C) végzik, és ebben a lépcsőben a kikeveréshez használt oltóanyagnak csupán egy része van jelen; a timföldhidrát tartalom általában mintegy 50— 150 kg/m3 A kikeverés második, úgynevezett kristálynövekedési lépcsőjére viszont alacsonyabb hőmérséklet (általában 50—60 °C) jellemző, és itt az oltóanyagtartalom magas, eléri az 500—1000 kg/m3 értéket. Az első lépcső magas hőmérséklete és kis oltóanyag tartalma ugyanis az apró hidrátszemcsék agglomerálódásához biztosítanak kedvező feltételeket, a második lépcső alacsonyabb hőmérséklete és nagy oltóanyag tartalma pedig egyrészt a laza szerkezetű agglomerátumok összecementálódását és így tömör szerkezetű termék képződését eredményezi a szemcsékre történő rákristályosodás útján, másrészt a túltelítettség mértékének növelése a kikeverési hatásfok javulását segíti elő. Mind az egylépcsős kikeverési folyamatban, mind pedig a kétlépcsős technológiánál a két lépcső közötti hőmérséklet csökkentés megvalósítására elterjedten alkalmazzák az áramló zagy felületi hőcserélős, illetve expanziós hűtését. A kétlépcsős rendszer vonatkozásában ilyen került ismertetésre például a Journal of Metals 1982 áprilisi számában Tschamper: The new Alusuisse process for producing coarse aluminium hydrate in the Bayer process c. cikkében. Más megoldások is ismertek a hőmérsékletcsökkentés megvalóstíására. A 4.311.486 és 4.364.919 sz. USA szabadalmi leírásokban ismertetettek szerint úgy járnak el, hogy a kikeverésre kerülő túltelített friss aluminátlúg áramot eleve két részre osztják. Az egyik oldatrész magas hőmérsékleten (70—80 °C) áramlik a kétlépcsős kikeverési rendszer első lépcsőjébe, a másik oldatrészt pedig alacsonyabb hőmérsékletre hűtve (60 °C alá) egyenesen a második lépcsőbe vezetik és ott egyesül az első kikeverési lépcsőből származó magasabb hőmérsékletű zaggyal. E megoldások szerint tehát a második lépcső alacsonyabb hőmérsékletét az oda vezetett alacsony hőmérsékletű aluminátlúggal érik el. E szabadalmak közül az US 4.364.919 sz. szabadalom szerinti eljárás jellemzője azonban még az is, hogy a második lépcsőben az oltóanyag tartalmat nemcsak oltóanyag visszajáratással, hanem oltóanyagvisszatartással is növelik speciális tartályok felhasználásával és az alsó és felső zagy elvétel szabályozásával. A durvaszemcsés timföld gyártására kialakított kikeverési technológiák ezen változatai a folyamat egésze szempontjából Igen kedvezőknek tűnnek, a hűtési megoldás azonban mindegyiknél hátrányos következményekkel jár. Ezek a következők: A zagy felületi, illetve expanziós hűtésénél az agglomerátumok, Illetve kristályok aprózódásának veszélye áll fenn. A felületi hűtésnél további hátrányként jelentkezik a hűtőelemek kopása és lerakódása a zagy viszonylag nagy timföldhidrát-tartalma következtében. Az USA szabadalmi leírásokban Ismertetett hűtési megoldások hátránya pedig az, hogy a második lépcsőben a részben kikevert aluminátlúghoz jelentős mennyiségű kikeveretlen aluminátlúg keveredik, ami a folyamat szempontjából hátrányos és végső soron a kikeverési hatásfokot rontja. A találmány szerinti eljárással az ismert kikeverési technológiák alapvető előnyei megőrizhetők, ugyanakkor a hűtés fentebb jelzett hátrányos következményei kiküszöbölhetők. A találmány szerint ugyanis kikeverési folyamat során a kikeverés legalább egyik szakaszában a zagyot egy szilárd anyagban szegény és egy szilárd anyagban dús fázisra választjuk szót ülepítéssel, majd csupán a szilárd anyagban szegény és ezért könnyebben mozgatható fázist hűtjük le, mintegy 5—25 °C-kal (a technológiai szükségletnek megfelelően) és e két fázist később egyesítjük. A találmány egy további felismerése azonban az is, hogy a zagy két különféle fázisra való bontása nemcsak a hőmórsókletváltozást, adott esetben a timföldgyártás kikeverés! műveleténél a kívánt mértékű hűtést könnyíti meg, hanem módot nyújt arra is, hogy a kikeverési folyamatba hatásfokának növelése, valamint nagyszilárdságú és nagyméretű szemcsék képződése érdekében könnyen beavatkozzunk. E beavatkozás abból állhat, hogy akár a szilárd anyagban szegény, akár a szilárd anyagban dús fázishoz a kikeverést, vagyis a kristályosítási műveletet elősegítő oltóanyagot adagolunk, éspedig a két fázis újraegyesítését megelőzően. Sőt arra is lehetőség nyílik, hogy a szilárd anyagban dús fázishoz megfelelően hűtött, friss aluminátlúgot is adagoljunk szintén a két fázis egyesítését megelőzően. Történhet azonban az oltóanyag, illetve a hűtött friss aluminátlúg adagolása a két fázis egyesítésével egyidejűleg is. Arra is mód nyílik, hogy ha az egyes fázisokhoz oltóanyagot, illetve friss aluminátlúgot adagolunk, a fázisokat ne rögtön egyesítsük újra, hanem csak meghatározott időtartamú tartózkodás után. Ebben az esetben ugyanis az oltóanyagnak, illetve a friss aluminátlúgnak kellő időt adunk a kikeverési művelet kívánt irányú elősegítésére. Ez a tartózkodási idő a szilárd anyagban szegény fázis esetében mintegy 5— 10 óra, a szilárd anyagban dús fázis esetében pedig 5—20 óra lehet. A két fázist tehát csak 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
