190913. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vízmentes alumínium-klorid előállítására
3 190.913 4 kalcináljuk, és célszerűen szénporral fűtünk. A felső fluid-ágyat 120 °C-on üzemeltetjük, és ide adagoljuk a teljesen szárított agyagot. Ha szükséges, ehhez a fluid-ágyhoz további hőt közölhetünk, hogy fenntartsuk a szárítási hőmérsékletet. A száraz agyagot a középső, széntüzelésű, 650 °C-os hőmérsékletű fluidágyon egy óra hosszat kalcináljuk, majd a harmadik, alsó fluid-ágyon hűtjük, miközben hővisszanyerés céljából az égéshez vitt levegőt előmelegítjük. Az agyag a kalcináló berendezést 480 °C-os hőmérsékleten hagyja el, melyet a szárítóberendezésből elvezetett gázokkal 66 °C-ra lehűtünk és tárolunk. A feltáró műveletben a kiindulási anyagból kioldjuk az oldható, alumínium-tartalmú részeket. Mivel néhány szennyező is oldódik, így innen szennyezett oldatot vagy nyers lúgot vezetünk el, ami alumíniumkloridot és egyéb szennyező kloridokat, legnagyobb mennyiségben vas-kloridokat tartalmaz. A nyers lúg az oldhatatlan alkotókat tartalmazva így zagy alakjában jelenik meg. A feltárás során a következő fontosabb reakciók játszódnak le: (A1203 + 2SiO,) + 6HC1 - -2A1C1, + 3H,0 + 2SiO, Fe.Oj + 6HC1- 2FeCl3 +~3H,0 Feb + 2HC1 - FeCL + H,0 ' A kalcinált agyagot a tárolóból folyamatosan, például mérőcsigás adagolóval bemérjük az első feltáró tartályba. Ezzel egyidőben 10-26 tömeg%, pontosabban 20-26 tömeg%-os sósavat mérünk be a feltáró tartályba. Az utolsó feltáró tartályból kilépő lúg általában 10 g.F1 többlet HCl-ot tartalmaz. Lehetőséget biztosítunk arra, hogy szükség szerint a belépő savat grafitos hőcserélőkkel 60 °C-ra melegíthessük. Ezt a savat közvetett módon gőzzel vagy a 107 °C-os kilépő zaggyal is előmelegíthetjük. Mindegyik feltárósor ke verőkkel ellátott tartályokból áll. A teljes tartózkodási idő három óra, mely idő alatt 92%-os hatásfokú feltárást érhetünk el. Noha a fent leírt feltáró művelet folyamatos, azt szakaszos módon is végezhetjük. A 107 °C-on forrásban lévő zagyot, ami az utolsó feltáró tartályból lép ki, kétfokozatú vákuumos gyorshűtőbe vezetjük. A lehűtött nyers zagyot azután elválasztó berendezésbe vezetjük azért, hogy a további feldolgozásra szánt alumínium-klorid oldatból az összes szilárd anyagot eltávolítsuk. A gyors-hűtőkből kilépő nyers zagyot hűtés után általában egy flokkulánssal összekeverjük, és 46 °C-on üzemelő egy vagy több ülepítőbe továbbítjuk. Az utolsó ülepítőből túlfolyó anyagot a két szűrőprés-egység első egységébe vezetjük. A szűrőpréseket sorba kapcsolva üzemeltetjük a lúg tisztítására. A második szűrőprésegység üzemeltetése biztosíték arra, hogy az első egység esetleges üzemzavaros működése esetén is tiszta oldatot kapjunk. A szűrt lúg jellemző összetétele: Vegyület Tömeg% AlClj 17,73 FeClj 0,46 CaCl2 0,06 MgCl2 0,06 Egyéb 0,11 HC1 0,85 H,0 80,73 Noha a lúg vastartalmát három vegyértékű vas alakjában tüntettük fel a táblázatban, a vasszennyező mintegy 24 tömeg%-a két vegyértékű alakban van jelen. Az utolsó ülepítő aljáról összegyűjtött 30 tömeg% szilárdanyag-tartalmú anyagot a dobszűrőkre szivattyúzzuk. A szűrőpogácsákat az oldat tisztításából származó hulladékokkal együtt a hulladékhányóra visszük. A vastalanítás során először a két vegyértékű alakban jelenlévő vasszennyezőt három vegyértékű ne legyen vasszennyezés az oldatban. Ily módon a végtermék vasmentes lesz. A vastalanítás során először a két vegyértékű alakban jelenlévő vasszennyezőt három vegyértékű vassá oxidáljuk klórgázzal annak érdekében, hogy a vasszennyezőt oldószeres extrakcióval távolíthassuk el az oldatból. A két vegyértékű vas három vegyértékűvé való oxidálása klórral a következő egyenlet szerint játszódik le: Fe++ + 0,5 Cl, -Fe+ + + + CL A klórt, az utolsó szűrőprést és a gumival bélelt klórozott anyalúgot tartalmazó tartályt összekötő, lúgot szállító csővezetékbe injektáljuk. A vastalanításra szerves ioncserélő oldatot használunk, és a vasat egy háromfokozatú, ellenáramú keverőülepítő berendezésben távolítjuk el. A lúg eredeti, 0,46 tömeg%-os vastartalmát 34,5 ppm-re csökkentjük. A szükséges érintkeztetési idő mindössze néhány másodperc. A szerves ioncserélő oldat decil-alkohol, petróleum és nagymolekulasúlyú szekunder- vagy tercier amin keveréke. Az ioncserélő oldat 2 tf% amint, 9 tf% decíl-alkoholt és 89 tf% petróleumot tartalmaz. Ezt a keveréket 20 tömeg%-os sósavval kezeljük azért, hogy az amint amin-kloriddá alakítsuk át, mert az ioncseréhez erre van szükségünk. A vasmentes anyalúgot folyamatosan a kristályosító egységet tápláló tartályba szivattyúzzuk. A vastartalmú ioncserélő oldatot regenerálhatjuk. A nyers zagy szilárd és folyékony fázisainak elválasztását, valamint az ioncserés vastalanítást követően 25- 35 tömeg% alumínium-klorid-hexahidrátot (ACH-et) tartalmaz. A gyakorlatilag vasmentes kristályok előállítására két módszert alkalmazhatunk, a bepárologtató kristályosítást és a sósav-befúvatásos kristályosítást. A bepárologtató kristályosítás esetében a vasmentes lúgot hőcserélő és gyors vákuumozó rendszer segítségével besűrítjük. Az elpárologtató segítségével az alumínium-klorid koncentrációját 18,7 tömeg%-ról29,0tömeg%-ra növeljük. Ez a telített oldat kerül be a kristályosítóba, ahol azt hirtelen 89 °C-ra hűtjük, és így alumínium-klorid-hexahidrát kristályok keletkeznek. A kristályosítót folyamatosan üzemeltetve, a kristályos alumínium-klorid-hexahidrát koncentrációja 33 tf%-os értéken tartható a kristályosító alján. Ilyen módon 0,75-1,5 mm méretű kristályokat állítunk elő. Az ACH-kristályokat a kristályosítóban lévő anyalúgtól vákuumszűréssel vagy céntrifugálással választjuk el. Ezután a kristályokat 35 tömeg%-os sósavval mossuk - melyben az alumínium-klorid oldhatósága igén kicsi -, hogy a kristályokat megtisztítsuk a rájuk tapadt anyalúg-maradványoktól. A centrifugálással elválasztott anyalúgot két részre osztjuk, és az egyik részt visszavezetjük a kristályosító táptartá-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
