200572. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy szemcseméretű alumínium-trihidroxid előállítására
1 HU 200572 B 2 A találmány tárgya eljárás a Bayer-fóle eljárás során a bauxit lúgos feltárásával kapott túltelített alkálifém-aluminát-oldat bontásával nagy szemcseméretű, ahol a részecskék legfeljebb 10%-ának átlagos szemcsemórete 45|x alatti, alumínium -trihidroxid részecskék előállítására. A 190 601. számú magyar szabadalmi leírás szerinti, nátrium-aluminát-oldat kezelésére alkalmas eljárás a következő lépésekből áll: a) legalább egy bontó zónában, ami egy „n” lépcsős kaszkád rendszerű bontó zónában, ahol az alkálifém-aluminát-oldatot tetszőleges szemcseméretű alumínium-trihidroxid oltókristályokkal kezelünk, és a bontó zóna első vagy első két bontó egységben legalább 700 g/liter szárazanyag tartalmú alkálifém-aluminát-oldat szuszpenziót állítunk elő, ami előnyösen a bontó zóna legalább utolsó n-1 egységét elfoglalja és, amely egységekben a hőmérséklet legfeljebb 80°C és 50°C közötti, b) a bontó zónában annyi ideig tartjuk az oldatot, amíg az oldott AI2O3 tömegaránya a kausztikus Na20-hoz viszonyítva legfeljebb 0,7 lesz, majd c) a szuszpenzió legfeljebb 50 térfogat % -át a bontó zónából az osztályozó zónába vezetjük, amelyből ci) a 45 jjL-nál nagyobb szemcseméretű Al(OH)3-t tartalmazó kristályos fázist elválasztjuk, és C2) a szuszpenziót pedig az osztályozó zónából eltávolítjuk és a bontó zónában cirkuláló nem osztályozott szuszpenzióval összekeverjük, d) a C2) lépés után kapott szuszpenziót egy szilárd-folyadék elválasztó egységbe vezetjük, ahonnan a szilárd részt, ami a nem meghatározott szemcseméretű alumínium-trihidroxidot tartalmazza, oltókristályként a Bayer-féle eljárás bontó zónájába visszacirkuláltatjuk. A találmány szerinti eljárás szerint az ismert eljárás a) és b) lépései között a 45 jx-nál kisebb szemcseméretű alumínium-trihidroxid kristály szemcsék elkülönítésére egy elválasztó zónát alakítunk ki, amit a 2. és az n-ik bontó egység között cirkuláló szuszpenzió legalább egy részével táplálunk, az elválasztó zónában legfeljebb 60°C hőmérsékletet tartunk fenn, és az oldott AI2O3 és a kausztikus Na20 tömegaránya legalább 0,7, innen a 40 |x-nál kisebb szemcseméretű részecskék összes számának legalább 5%-át tartalmazó frakciót eltávolítunk és egy másik fázisban kezelünk, míg a másik a 45 n,-nál kisebb finom szemcseméretű részecskéktől mentes frakciót a bontó zónába, előnyösen az n-2 vagy n-1 egységbe visszajuttatjuk, és ott a cirkuláló szuszpenzió másik részével összekeverjük, majd a kapott szuszpenziót ismert módon b), c) és d) lépésekben kezeljük. Az alumínium olvadékelektrolízissel történő előállításához szükséges timföldet általában a technika állásából jól ismert Bayer-féle eljárással állítják elő. Az eljárás folyamán a bauxitot melegítés közben tömény nátrium-hídroxid-oldattal kezelik, amikor is az alumínium nátriumalumlnát formában feloldódik s túltelített nátrium—aluminát oldatot kapnak. Az oldatból eltávolítják a fel nem oldódott ércmaradékot (vörösiszap), s a túltelített nátrium-aluminát-oldatot kristályos alumínium-hidroxiddal beoltják, hogy az alumínium-trihidroxid kikristályosodjon. A technika állásából számos különböző ipari eljárás ismeretes, amely Bayer-féle eljárással a buxit lúgos oldásával állít elő alumínium-trihidroxidot. Ezeket az eljárásokat általában két csoportba szokás sorolni, az ún. európai és az ún. amerikai eljárások csoportjába. Az európai eljárásban az alumínium-trihidroxid kicsapását a nátrium-aluminát oldat bontása néven ismert műveletben a kausztikus Na20 nagy koncentrációja mellett — általában 130—470 g Na20/I nátrium-aluminát-oldat — hajtják végre. A „kausztikus Na20 koncentrációja" kifejezés jelenti a Na20-nak g/l-ben kifejezett összes mennyiségét, amely a megbontandó nátrium-aluminát-oldatban van, részben kötött formában nátrium-aluminátban, részben pedig mint szabad nátrium-hidroxid. Az eljárás szerint a nátrium-aluminát-oldatba 350— 600 g/l AI(OH)3 oltókristályt visznek be és az oldat bontását általában legfeljebb 55°C hőmérsékleten végzik. Az eljárással a timföld kitermelése magas, eléri a 80 g AI2O3/I nátrium-aluminát-oldat értéket is, de az ily módon keletkező alumínium-hidroxid nagyon finom szemcsézetű. A kalcinálás után ebből kapott alumínium-oxid finom szerkezete a jelenlegi nézetek szerint problémát okoz az olvadók elektrolízisnél. Az amerikai eljárásnál az alumínium-trihidroxid leválasztása kis koncentrációjú nátrium-aluminát-oldat — nem több mint 110 g Na20/I — bontásával történik. E műveletnél a nátrium-aluminát-oldatba kevesebb AI(OH)3 oltókristályt visznek be, mint az európai eljárás esetében. Az oltókristály mennyisége : 100— 200 g/l nátrium-aluminát-oldat. Az oldat bontása az európainál magasabb hőmérsékleten 70°C-on megy végbe. Az ily módon kapott alumínium-trihidroxid durvább szemcsézetű, mint az európai eljárás során kapott. Az alumínium-hidroxldot osztályozzák, majd kalcinálják. A kapott timföld „homokos” szemcseszerkezetű, mely előnyös az olvadékelektrolízisnél. Hátrányos viszont, hogy az AI2O3 kitermelése sokkal alacsonyabb, mint az európai eljárásnál, általában 50 g AI2O3/I nátriumaluminát-oldat. Ismertek olyan kísérletek, amelyeknél megkísérelték nagyobb mennyiségű AI(OH)3 oltókrlstály beadagolásával, valamint a hőmérséklet csökkentésével a kitermelést növelni, de ilyenkor mindig számolni kell azzal, hogy a timföld „homokos” szemcseszerkezete eltűnik és kisebb szemcsézetű lesz. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
