168399. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy aluminiumoxid tartalmú kerámia idomtestek alapanyagának előállítására
5 - 6 A tisztítási eljárás során híg borkősav oldatként 1-5 s%-os vizes borkősav oldatot használunk. A borkősav a legalább 90 C°-os közeghőmérséklet mellett a mosási folyamat során közbenső komplex só képződésével gátolja a nem alfa-alumínium-oxidból hidrolízis útján keletkező nagyfelületű, adszorbeáló tulajdonságú alumínium-hidroxid csapadék kiválását, és ugyanakkor elősegíti az alkáliák kioldását. Az oxidáló atmoszférában 1100—1600 °C hőmérsékleten végzett izzítás során az ón(II)klorid az izzítási hőmérsékleten kiredukálja a nátriumot és a káliumot, melyek a reakcióban felszabaduló klórral és jelenlevő vízzel együtt távoznak a rendszerből. A keletkező ón(IV)dioxid nem ad eutektikumot az alumínium-oxiddal és 1500 °C hőmérséklet körül szintén eltávozik. A redukcióra felírható sztöchiometriai egyenletekből következően a nátrium-oxid teljes mennyiségének rendukálásához 3,6-szeres, a kálium-oxid teljes mennyiségének redukálásához pedig 2,4-szeres mennyiségű ón(II)klorid-dihidrát szükséges. E két szennyező anyag együttesen fordul elő, mennyiségeik külön-külön meghatározása szükségtelen. Elegendő a mosott, szilárd fázisként kapott alumínium-oxid együttes alkáliatartalmát meghatározni és az erre számított ón(II)klorid-dihidrát mennyiségét 5—30% fölöslegben, a hazai Bayer-eljárással előállított timföldek esetén előnyösen 10% fölöslegben alkalmazni a redukcióhoz. Az ón(II)klorid-dihidrátot előnyösen oly mértékben savanyított vízben oldjuk, hogy az annak hidrolízisét, illetve az oldhatatlan, bázisos kémhatású Sn(OH)Cl keletkezését meggátolja. Adott esetben az alapanyag morfológiai sajátságaitól, a kalcinálási hőmérséklettől, s az ezzel kapcsolatban levő szennyezések kémiai kötöttségétől függően az alkáliatartalom további csökkentése végett az első műveleti lépést képező mosást, vagy a második műveleti lépést képező redukciót, vagy mindkét műveleti lépést megismételjük. Nagyobb fajlagos felületű, vagy erősen kötött alkáliatartalmú alumíniumoxid esetén célszerű az ón(H)klorid-dihidrátos redukciót megismételni, más esetekben, pl. több oldható alkáliát tartalmazó timföldeknél már a mosás ismétlése is elegendő a 0,05% körüli ossz alkáliatartalom eléréséhez. A találmány szerinti tisztítás hatásfokára jellemző, hogy 1200 °C hőmérsékleten kalcinált timföld esetén a borkősavas mosással 30—40% ossz alkáliacsökkenés érhető el, majd az ezt követő ón(II)klorid-dihidrát redukció után pl. a timföld 0,5s%-os induló alkáliatartalma 0,08—0,1 s%-ra csökkeni Ez a tiszítás ismétlésével tovább csökkenthető, pl. a már említett mosás ismétlésével 0,05 s% körüli ossz alkáliatartalomra. Az alapanyag előállításának további lépése a szilárd fázisú vagy izzított alumínium-oxid zsugorítását és tömörödését elősegítő adalékokkal, fém-oxiddal való összeőrlése. Ilyen rendeltetésű fém-oxid adalékként előnyösen tisztított kalcium-földpátot használunk, melyet 0,5—6 s%-ban adagolunk a tisztított alumínium-oxidhoz és a keveréket a kerámiák készítéséhez szükséges finomszemcsézettségűre, pl. átlagosan 1—5 Hm szemcsézettségűre őröljük. Az őrlemény szolgál a kerámia idomtestek alapanyagaként. Tekintettel arra, hogy az alumínium-oxid kerámiák készítéséhez a nyersanyagot minden esetben 1500 °C körüli hőmérsékleten izzítani kell, a kisebb repedezés, zsugorodás, stb. érdekében, a találmány szerinti izzításos tisztítási eljárás e művelettel megegyezik, így a tisztított alumínium-oxidpor ismételt 5 égetésére nincs szükség. Az alapanyag további feldolgozása ismert módon, ideiglenes kötőanyaggal való ellátással, formázással, hőkezeléssel, majd oxidáló, pl. levegő atomszférában 1500-1720 °C hőmérsékletű színtereléssel történik. 10 Találmányunk megvalósítását az alábbi példákkal ismertetjük: 1. példa 1000 g normál, 1100-1250 °C hőmérsékleten 15 kalcinált alumíniumgyártási timföldhöz hozzámérjük 1—1,5 liter desztillált vízzel készített 1 s%-os borkősav oldatot. Forrásig melegítjük, majd keverés közben 10 percig főzzük. Kiülepedés után a híg oldatot leválasztjuk, s e mosást még kétszer megismételjük, 20 majd a mosott alumínium-oxid ossz alkáliatartalmát pl. lángfotometriás eljárással meghatározzuk. A talált Na2 0 + K 2 0 1 g-jára 4 g analítikailag tiszta vagy legtisztább minőségű ón(II)klorid-dihidrát mennyiséggel és előzőleg 0,5—2%-nyi sósavval vagy borkősawal 25 megsavanyított 500—1000 ml desztillált vízzel oldatot készítünk, melyet a mosott alumínium-oxiddal elkeverünk. Az ónkloridos alumínium-oxidról a vizet keverés közben óvatosan elpárologtatjuk, majd 150—200 °C hőmérsékleten megszárítjuk. A port 30 kihűlés után korund alapú, szilikátszegény izzítótokba helyezzük oly módon, hogy a perem és a fedél között légrés maradjon. Az alumínium-oxidot tartalmazó tokot 100—250 °C/óra felfűtési sebesség mellett elért 1500—1550 °C hőmérsékleten 1,5—2 óra idő-35 tartamig izzítjuk, előnyösen oxidáló pl. levegő atmoszférában. Kihűlés után a tisztított alfa-alumínium-oxidot korund golyós, száraz közegű őrlőmalomba helyezzük, mimellett 1 s% felületaktív anyagot pl. elaint és előzőleg vizes mosással tisztított, száraz 40 kalcium földpátot hozzámérünk. Az alumíniumoxidot az adalékkal 1:10 arányú őrlemény — őrlőgolyót tartalmazó malomban 80%-ban 1—5 jum-es, 20%-ban 5—10 /um-es szemcsézettségűvé őröljük. Az őrleményt ismert eljárással 10—13 s% parafinnal 45 összeolvasztjuk, fröccsöntéssel alaktestté formázzuk, 250 C°-on parafinmentesítjük, 1100-1200 °C hőmérsékleten elégetjük, sorjázzuk, majd 1600—1720 °C hőmérsékleten 1—10 óra hőntartással színtereljük. Jelen kiviteli példa szerinti eljárás alkalmas elekt-50 roncső foglalat, antennaszigetelő, ellenálláscsévetest, érátvezető, tárcsa, nyomtatott áramköri panell stb. előállítására. 2. példa 55 Az 1. kiviteli példánál leírt mennyiségű kalcinált timföldet azonos módon mosással és ónkloridos redukcióval tisztítjuk. Az 1500-1550 U C hőmérsékletű izzítás után kapott alfa-alumínium-oxid port 1 s% borkősavas oldattal, főzéssel ismét átmossuk, majd 60 200—300 °C hőmérsékleten 4—6 órán át szárítjuk. Ezt követően száraz közegű őrlésnek vetjük alá, ahol 2 s% tisztított kalcium-földpáttal összeőröljük. Őrlési segédanyagként itt is elaint alkalmazunk. Az őrlést addig végezzük, míg a keverék 80%-a 1 —2 fim 65 20%-a 3—5 pm szemcsézettségűvé válik. Az őrlemény-3
