166004. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szabályozott mennyiségű klórt tartalmazó aluminium-klór-hidroxid oldatok előállítására
3 166004 4 A sósavval történő reakciót 110—150 C°-on végezzük, és ezen a hőmérsékleten a reakció kitermelése az alkalmazott alumínium-vegyület szemcseméretétől függ. Különösen azok a kiindulási anyagként használt termékek előnyösek amelyek szemcseátmérője 500-1000 Á. A fenti kis szemcseméretű oxidok, vagy víztartalmú oxidok előállítása azonban gazdasági szempontból nem előnyös. Ezért a találmány szerinti eljáráshoz olyan kiindulási anyagokat is felhasználhatunk, amelyek szemcseátmérője néhány mikron. A sósavas reakció útján nyert klórhidroxidot neutralizáljuk, és ezáltal a kívánt összetételű terméket állítjuk elő. A semlegesítést a szokásos módszerek szerint hajthatjuk végre, azonban nyilvánvaló gazdasági okok miatt ammóniával végezzük. A semlegesítést vizes ammóniaoldattal, vagy vízmentes ammónia gázzal végezhetjük. A második módszer az, amely számunkra megfelelő, mivel vizes ammóniaoldatot használva, az alumíniumoxid titere a végkoncentrációban kisebb lesz. Előnyösen vízmentes ammóniagáz és száraz nitrogén gáz (vagy száraz levegő) elegyét használjuk 1/20-1/1 térfogat-arányban. A neutralizációt oly módon végezzük, hogy közben a pH-t állandóan ellenőrizzük, és akkor fejezzük be, ha az egy előre meghatározott értéket: 2,7-3,1 között, - 70 C°-on az ammóniumklorid jelenlétében mérve — elér. Semlegesítőszerként ammóniát használva, ammóniumklorid keletkezik, amelyet kristályosítással eltávolíthatunk. A legjobb kristályosítási körülményeket akkor érjük el, ha a klórhidroxidot 0-25 C° hőmérsékletre lehűtjük. Az ammóniumklorid makrokristályok formájában, amelyek dendrit elágazásokat képeznek, kristályosodik, és ez az ammóniumklorid eltávolítását igen megkönnyíti. A fenti körülmények között a semlegesítésnél keletkezett ammóniumklorid 50-70%-át távolítjuk el. Az ammóniumklorid kétharmad részének kristályosítással történő eltávolítása után a végső pH érték az, amely meghatározza a kívánt klórhidroxid típusát és felhasználását is. A melléktermékként kapott ammóniumkloridot kalciumhidroxiddal reagáltatjuk, és az így visszanyert ammóniát a neutralizáláshoz újra felhasználhatjuk, ezzel csökkentve a klórhidroxid előállításának az árát. A találmány szerinti eljárást a következő példák teszik érthetőbbé. Fe 0,012% Ti 0,003% P 0,001% V 0,0005% H2 0 110 C°-on 0,1% H2 0 1000C°-on 35,0% A bayeritet 37%-os vizes sósavval (d = 1,19) (analitikai tisztaságú reagens) reagáltatjuk. A reak-10 ciót a következőképpen hajtjuk végre: Pyrex üveg vagy zománcozott acél reaktorban 100 kg kereskedelmi Bayer timföldet 100 kg sósavval 120-140 C°-on reagáltatunk, a reaktorban iners gázzal 0,8-1,5 kg/cm2 túlnyomást állítunk 15 be, és erős mechanikus keverést alkalmazunk. 4 óra múlva a szuszpenziót 100 g sósavat tartalmazó 25 liter desztillált vízzel hígítjuk, eltávolítjuk a reaktorból, és lehűtjük 50-85 C° hőmérsékletre Incoloy 825 típusú hőcserélővel, 20 majd centrifugáljuk. A centrifuga Incoloy 825 típusú volt. A fenti centrifugát AISI 316 L típusban építhetjük, ez lehetővé teszi, hogy a szuszpenziót 30 C° alá hűtsük. A reakció során a betáplált kereskedelmi Bayer timföld 50%-a (~ 50 kg) oldódik. Ezért a centrifugán fennmaradó szilárd maradékot újra betápláljuk a reaktorba, és a kiindulási mennyiséghez szükséges 50 kg friss bayerittel egészítjük ki. 100 kg sósavat (d = 1,19) adunk újból a reaktorba, és a reakciót a fentiek szerint folytatjuk le újra. A fentiek szerint előállított klórhidroxid összetétele, pH-ja és sűrűsége a reakció végén, a szilárd 35 maradék eltávolítása után a következő: 25 30 40 A12 0 3 ci Fe Na d20C° pH 20 C° 19,5-20,5 súly% 21,0-22,0 súly% 80ppm 1350 ppm 1,39-1,42 0,85-1,00 1. példa A kiindulási anyag kereskedelmi Bayer timföld, amelynek szemcseátmérője 40—70 mikron (Al2 0 3 • 3H2 O), és összetétele súlyszázalékban a következő: A12 0 3 64,9-65,1% Összes Na2 0 0,4% Oldható Na2 0 0,045% Si 0,009% Az Al és Cl súlyaránya, tehát 0,46—0,54, amely 45 az Al2 (OH) 3 Cl3 összegképletnek felel meg közelítően. A sósavas reakcióval előállított 100 kg klórhidroxidot a semlegesítő reaktorba vezetjük be, és erős mechanikus keverés mellett 65—75 C°-ra me-50 legítjük, ezután 7,2-7,8 kg száraz ammónia gázt száraz nitrogén gázzal keverve (az NH3 /N 2 térfogatarány 1/10-1/1 között van) adagolunk lassan a reakcióelegybe, az ammónia áramlási sebessége 120-1200 normál m3 /óra. 55 Az ammónia és nitrrogén gáz keverékét porózus Pyrex üveg gyertyákon (porozitás 61) keresztül vezetjük be. A pikkelyesedés elkerülése céljából (amelyet a nagy helyi ammóniakoncentráció miatt az alu-60 míniumoxid gél kiválása okoz) 80-140 fordulat/perc fordulatszám keverést alkalmazunk, és az ammónia áramlásának a sebességét (a kezdeti fázisban) a minimumra csökkentjük (120 normál m3 /óra), az ammónia és a nitrogén gáz térfogat-65 aránya: NH3 /N 2 =1/10. A fent elmlítetteken kívül 2
