194522. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy tisztaságú alumínium-oxid előállítására
1 194 522 2 15 25 30 nak fel, vagy a kalcinálás során keletkező anyagok nem cirkuláltathatók vissza a folyamatba, ezért ezek az eljárások ipari célra nem alkalmazhatók. Célunk olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel különböző tisztaságú alumínium-oxidot állítha- 5 tunk elő hidratált alumínium-oxidból. A kiindulási anyag gibbsit, bayerit, böhmit, diaszpor és egyéb, nem tiszta hidratált alumínium-oxid lehet. A találmány szerinti eljárás során jelentős mennyiségű szennyezést tartalmazó hidratált alumínium-oxid- 10 ból nagy tisztaságú alumínium-oxidot állítunk elő oly módon, hogy a) a szilárd hidratált alumínium-oxidot 20—30 196-os sósavval, 40- 100 °C hőmérsékleten, 30—150 percig reagáitatjuk, ekkor a hidratált alumínium-oxidnak legalább egy része szilárd alumínium-klorid-hexahidráttá (ACH-vá) alakul ; b) a feloldott szennyezéseket tartalmazó savas oldatból kinyerjük a kivált szilárd anyagot, azaz az alumínium-klorid-hexahidrátot és az elreagálatlan 20 szilárd hidratált alumínium-oxidot, a szilárd anyagot 20-35 t%-os sósavval mossuk, kívánt esetben átkrístályositjuk, és az elválasztott savas oldatot célszerűen visszavezetjük a reagáltatáshoz; c) az előző lépésben kinyert szilárd anyagot kalcináljuk, ily módon sósavat és vizet, valamint a j hidratált alumínium-oxidnál kevésbé szennyezett, gyakorlatilag vízmentes amorf vagy kristályos alumínium-oxidot kapunk. Találmányunk szerinti eljárás a fentiekben ismertetett alumínium-oxid előállítási és tisztítási el- ; járásoktól főleg abban tér el, hogy a kiindulási, erősen szennyezett hidratált alumínium-oxidot szilárd ACH-vá (nem ACH-oldattá) alakítjuk, vala- 35 mint a szennyeződéseket oldat formájában távolijuk el a savas kezelés után. Az új eljárás előnye az ismert és gyakorlatban alkalmazottakkal szemben az, hogy nagy mennyiségű szennyeződést tartalmazó hidratált alumíni- 40 um-oxid is alkalmazható kiindulási anyagként, a reakciókörülmények változtatásával különböző (a felhasználandó anyagnál megengedett) mennyiségű j szennyeződést tartalmazó végtermék állítható elő, ■ továbbá a költséges ACH-kristályosítási műveletet 45 — mivel az adott körülmények között az ACH-t szilárd és nem oldat formában nyerjük a sósavas reagáltatás után — nem kell elvégezni. A találmány szerinti eljárásban különböző tisztaságú alumínium-oxidot állíthatunk elő azáltal, 50 hogy az a) lépésben a hidratált alumínium-oxidot különböző mértékben alakítjuk át alumíniumklorid hexahidráttá, a visszanyert sósavat visszacirkuláltatjuk a rendszerbe és a szennyezés-tartalmú visszacirkulálandó anyag egy részét eltávolítjuk, 55 vagy a szennyezést távolijuk el ennek a visszacirkulálandó anyagnak legalább egy részéből. A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósításában a hidratált alumínium-oxidot teljesen ACH-vá alakijük és a szennyezés-tartalmat is a minimálisra 60 csökkentjük. A találmány szerinti eljárás egy másik előnyös megvalósításában a b) lépésben kinyert szilárd anyagot — ha szükséges - átkristályosítjuk és a gg kívánt tisztaság eléréséig ezt a műveletet többször is megismételhetjük. A c) lépésben végzett kalcinálást előnyösen két lépésben hajtjuk végre, az első lépésben a klorid és a víz tartalom az aluminium-oxidban 99 96-os tisztaságig csökken, a második lépésben pedig a csökkenés 99,99 96-os tisztaságig folytatódik. A találmányt az alábbiakban ismertetjük részletesen. A találmány szerinti eljárásban nagy tisztaságú I alumínium-oxidot állítunk elő, viszonylag sok : szennyezést tartalmazó hidratált alumínium-oxidból, például a Bayer eljárásból származó gibbsitból. A találmány szerinti eljárásban a szennyeződési szintet igen alacsonyra csökkentjük oly módon, hogy a hidratált alumínium-oxidot ACH-vá alakítjuk koncentrált sósavval való reagáltatással, majd : az ACH-t kalcinálva nagy tisztaságú, gyakorlatilag I vízmentes alumínium-oxidot kapunk, i A találmány szerinti eljárás fő reakciója a hidratált alumínium-oxid ACH-vá való átalakítása koncentrált sósavban, az alábbiak szerint írható le: A1203 • 3H20[s] + 6HC1[1 + g] + + 6H20[1] -» 2AICI3 • 6H20[s] A reakcióban a sósav koncentrációja általában 20—30 96. A koncentrált savas oldat víztartalmán kívül több vizet nem adunk a reakcióhoz. A reakció előrehaladtával még adhatunk a rendszerhez koncentrált sósavat és/vagy gáznemű sósavat, vagy hidratált alumínium-oxidot is táplálhatunk be a rendszerbe, akár szakaszos, akár folyamatos az eljárás. Ha a savkoncentráció sokkal kisebb, mint körülbelül 20 96, a reakciósebesség és az ACH termelés jelentősen lecsökken. Például, 10 96-os sósav használata esetén még 24 óra elmúltával sem keletkezik mérhető mennyiségű szilárd alumíniumklorid-hexahidrát (A1C13 • 6H20). A találmány szerinti reakció során a hidratált alumínium-oxid és a szennyező fémoxidok legnagyobb része feloldódik a savas oldatban, a feloldódott alumíniumtartalmú anyag ezután a sósav klorid-részével reagál és ACH keletkezik, amely szilárd anyag formájában kicsapódik. A szennyező oxidok viszont ebben a savkoncentráció tartományban lényegében feloldva maradnak a savban úgy, hogy az ezt követő szilárd/folyadék elválasztási folyamatban lehetségessé válik a nagy tisztasági fokú ACH elválasztása a szennyezéseket tartalmazó oldattól. Ha viszont a savkoncentráció sokkal magasabb, mint 30-35 96, a nyersanyagban levő szennyezések is kicsapódnak az ACH-tal, elég jelentős mennyiségben. A savas átalakítási reakciót közönségesen egy zárt edényben, 40~100°C hőmérsékleten hajtjuk végre. A zárt e'dény megakadályozza, hogy a gáznemű kloridok elillanjanak, valamint megkönnyíti a sósav és víz visszanyerését és visszacirkuláltatását. Gyakorlatilag légköri nyomáson reagáitatjuk egymással a komponenseket, de a reakció során létrejöhet egy kis nyomásemelkedés a zárt edényen belül a hidrogén-klorid és a víz gőznyomása következté-3
