184166. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiszta aluminiumoxid előállítására
1 184 166 2 rolizálandó oldatba vezetünk 20-60 °C hőmérsékleten. Ellenkező esetben a túlnyomáson végzett hidrolízis folyamán a három értékű vas az alumíniummal analóg módon bázikus szulfát formájában leválik. Az első feltárási lépcső 50—110g/l Al203-t tartalmazó hid rolizálandó szűrletét a kétértékű vas visszaoxidálódásának elkerülése érdekében oxigén kizárása mellett körülbelül 240° hőmérsékleten hidrolizáljuk. A hidrolízishez szükséges hőmérsékletet lényegében berendezéstől és szerkezeti anyagtól függően gazdasági számítások alapján határozzuk meg. A számított tartomány előnyösen 220—280 °C közé esik. A túlnyomáson végzett hidrolízis lényeges adatait a következőképpen foglaljuk össze: hidrolízisidő: 30 perc súlyarány: S03:A1203 =2,0-2,86 hőmérséklet: 220-280°C kitermelés: 50—70% A bázikus szulfát összetétele: • 38,5 -38,7% A1203 39,5 -40,0% 'S03 0,01-0,03%; Fe203 0,01-0,02% ■ Ti02 : 0,01-0,015% K20 0,01-0,02%-Na20 <0,01% Si02 < 0,01% ;MgO 0,1-0,2% ; CaO Döntő jelentőségű a találmány szerinti eljárás szempontjából, hogy a fenti hidrolízis körülményei között nagy kitermeléssel állítható elő az A12Ö3, timföld vagy más kemikália adagolása anélkül, ami az ismert eljárásoknál feltétlenül szükséges. Azt találtuk, hogy 30—90 g/1 koncentrációjú magnézium-szulfát magnéziumionjai erősen növelik a hidrolízis kitermelését, anélkül, hogy a hidrolízis során keletkező szilárd bázikus alumínium-szulfátot szennyeznék, mint ezt a bázikus alumínium-szulfát fenti összetétele is bizonyítja. A találmány szerinti eljárás során tehát nincs szükség a hidrolízisoldat bázicitását emelő adalékanyagokra. A gyakorlatban ez a folyamat lényeges egyszerűsödését jelenti, mivel elmarad az anyagáram terhelése a visszavezetett timfölddel vagy bázikus alumínium-szulfáttal, ami lényeges szerkezeti és energetikai megtakarítást tesz lehetővé.[ Ellentétben a kiindulási anyagban előforduló alkálivegyületekkel, melyeket nehezen oldódó vegyületek formájában kiszűrünk a lúgozási maradékból, a nyersanyagban lévő magnézium oldatban marad. Tekintettel a hidrolízisnél elérhető nagy kitermelésre, magnéziumtartalmú nyersanyag felhasználása esetén a magnéziumvegyületek külön adagolása nem szükséges. Magnéziummentes nyersanyag felhasználása esetén elegendő egyszeri magnéziumadagolás az optimális Mgtartalom beállításához. A Mg-szint emelkedése magnéziumtartalmú kiindulási anyagok felhasználása esetén kiküszöbölhető csekély mennyiségű oldat leválasztásával és ezt követő, szétválasztott feldolgozásával. Azt találtuk, hogy kedvezőtlen hűtési viszonyok között a kivált bázikus alumínium-szulfát akár 25%-osan is visszaoldódhat a hidrolíziszagyba. így a hidrolízis kitermelése jelentősen csökken, a körfolyamatban felhasznált oldat A1203 -tartalma emelkedik, a berendezés térfogategységére vonatkoztatott Al2 03-kitermelés csökken. A vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a lehűtés során a visszaoídódás mértéke jelentéktelen, ha a 140-180 °C hőmérséklettartományt gyorsan átlépjük. A visszaoídódás mértéke ha a lehűtési idő >90 min, a képződött bázikus alumínium-szulfátra vonatkoztatva >18%; ha a lehűtési idő <10 min, akkor <4%. A találmány szerinti eljárás során a túlnyomáson végzett hidrolízislépcsőben igen kicsi, körülbelül 10 perces lehűtési idő tartható be. A nyomás alatt végzett hidrolízis után a szűréssel elválasztott bázikus alumínium-szulfátot lépcsőzetes hasítás és kalcinálás segítségével .j-Al2l03 -on keresztül a-Al203-dá alakítjuk 1100-1300°C hőmérsékleten. A feltárósav visszanyerése érdekében a bázikus alumínium-szulfát termikus hasításakor keletkező gázokat levegővel történő intenzív elkeverés után a katalizátorként vasionokat tartalmazó hidrolízis-anyalúggal reagáltatjuk 60-80 °C, előnyösen 70 °C hőmérsékleten. Az ily módon kevés szerkezeti és technológiai ráfordítással nyerhető híg sav alkalmas a nyersanyag feltárására a leírt körülmények között. A második lúgosítási lépcsőben keletkező Si02 maradék megfelelő feldolgozás után széleskörűen felhasználható, például a göngyölegüveg-iparban üveg-nyersanyagként, az építőanyag-iparban építőanyagok előállításához, öntödékben magkötőként, valamint különböző szervetlen vagy szerves termékek töltőanyagaként. A találmány szerinti eljárás során mechanikusan és/vagy termikusán előkezelt agyagból indulunk ki. A mechanikus előkezelést úgy végezzük, hogy a nedves nyersagyagot egy őrlő-szárító berendezésben előnyösen 0-1 mm részecskeméretű és kevesebb, mint 3% nedvességtartalmú termékké alakítjuk. A termikus előkezelés során az agyagot a savban oldhatatlan kaolin oldható metakaolinná történő átalakítása érdekében egy vagy több lépcsős folyamatban egy fluidizációs ágyon 600 800 °C közötti hőmérsékleten hőkezeljük, vigyázva arra, hogy a megadott optimális hőmérséklettartományt se kisebb, se nagyobb hőmérsékletek irányába ne lépjük túl. A hőkezelést addig folytatjuk, míg a szerves szennyező anyagok oxidációs úton elbomlanak. A találmány szerinti eljárást a mellékelt rajzon blokkvázlat formájában szemléltetjük és ennek alapján a következő példában közelebbről megvilágítjuk. A megadott anyagértékek egy egyensúlyi állapotra vonatkoznak, melyben a körfolyamatban résztvevő oldatok és maradékok koncentrációja már nem változik. Kiviteli példa Nyersanyagként 1 tonna (1) és (2)-ben mechanikusan és termikusán előkezelt agyagot vezetünk az első feltárási lépcsőbe (3), melynek összetétele a következő: A1203 362,0 kg Ti02 20,9 kg Fe2 03 23,0 kg S03 1,7 kg MgO 4,1 kg V2Os 0,3 kg K20 9,0 kg Si02+egyéb 551,1kg amelyben az Al2 03-nak körülbelül 80%-a a jól kioldható metakaolin formájában van jelen. Az anyagot az alábbi összetételű, és a második feltárási lépcsőből (5) származó 3,9 m3 szűrletből és 0,5 m3 mosóvízből álló keverékben szuszpendáljuk A1203 233,0 kg MgO 129,8 kg S03 1246,0 kg Na2 O 0,5 kg Fe203 47,8 kg K20, 1,6 kg és 120 °C hőmérsékleten túlnyomáson 0,5—1 órán ke-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
