200969. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a Bayer-féle alumínium-oxid gyártási folyamatban kapott aluminátoldat szerves anyag tartalmának csökkentésére

HU 200969 A

5

6

A találmány szerinti eljárásban alkalmazható vízoldható, szerves, kationos polimer flokkulálószer típusát tekintve sokféle lehet és mennyisége is széles határok között változhat. A flokkulálószeraek az eljárás körülményei között, így magas, rendszerint 243 °C-os hőmérsékleten, 3,8 MPa nyomáson, erősen lúgos közegben (a nátrium-karbonát ekvivalensként kifejezett alkáli tartalom 80-400 g/1) stabilnak kell lennie. Általában azok a polimerek felelnek meg, melyekben a nitrogén vagy foszfor negyedrendű vagy kationizált formában van, amihez alifás, cikloalifás vagy aromás láncok kapcsolódnak.

A polimerekben háromvegyértékű vagy tercier kén helyettesítheti a kvaterner nitrogént vagy foszfort. A kation-szén arány előnyösen 1:2 és 1:36 értékek közötti a molekulatömeg pedig 800 körüli. Ezekre a polikationos polimerekre példaként a poli(etilén-amin)-okat a poli(vinil-piridinium-só)-kat és a poli(alkil-ammónium-só)-kat nevezzük meg.

A találmány szerinti eljárásban előnyösen alkalmazható polikationos polimerek az (I) általános képlettel adhatók meg:

R

Z

R4

X

m

n

mely képletben

R1 és R2 jelentése egymástól függetlenül 1-40 szénatomos szerves, alifás-, cikloalifás- vagy aromáscsoport, vagy más, 1-10 oxigén- vagy nitrogénatomot tartalmazó szerves csoport;

R3 és R4 jelentése egymástól függetlenül hidrogénatom vagy 1-6 szénatomos szerves alifás-, cikloalifás- vagy aromás csoport; vagy

R3 és R4 Z-vel együtt gyűrűt képezhet;

Z jelentése nitrogénből, foszforból vagy kénből képződő kation, azzal a feltétellel, hogy ha Z jelentése kénatom, R4 nincs jelen;

X jelentése anion, előnyösen halogenid, nitrát, szulfát, hidrogén-szulfát, karbonát, hidroxid, borát, oxid, azid, cianid, foszfát, foszfit, célszerűen metilszulfát, etil-szulfát és metil-karbonát, vagy ezek az anionok vegyesen is előfordulhatnak;

n értéke egész szám, mely800-3000 000, előnyösen legalább 1000 molekulatömegű polimerben lévő monomer egységek számával egyenlő;

m értéke egész szám, mely az elektromos semlegesség fenntartásához szükséges anionok számával egyenlő.

A szerves vagy szénhidrogén csoportok lehetnek egyenes vagy elágazó szénláncúak, cikloalifás - vagy aromás telítetlen - és helyettesített csoportok, vagy ezek kombinációi. A szerves csoportok lehetnek homoalifás- vagy heteroalifás csoportok, azaz tartalmazhatnak más atomokat, mint például oxigén- vagy nitrogénatomokat is. A szerves csoportok 1-40, előnyösen 1-6 szénatomos szubsztituálatlan alkil- vagy arilcsoportok vagy ezek kombinációi.

Ezek közül a polimerek közül számos kereskedelmi forgalomban hozzáférhető, vagy a szakterületen járatos szakemberek számára ismert módszerekkel előállíthatók. Ilyen vegyületeket ismertetnek például a 4 462 718 számú amerikai egyesült álla5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

mokbeli szabadalmi leírásban.

Az ilyen kationos polimer flokkulálószerek közül példaként a következő vegyületeket említjük meg: poli(dimetilén-ammónium-só), N,N,N’,N’tetrametil-etilén-diamin és a 1,4-diklór-bután kondenzációs terméke; 4-klór-piridin kondenzációs terméke; poli(vinil-4-benzil-trimetil-ammóniumsó), poli(akrilamido-3-propil-trimetil-ammóniumsó), poh(4-vinil-N-metÜ-piridinium-jodid) és dialkil-dialkil-ammómum-sók polimeijei. Előnyösen azok a sók, melyek a fentiekben X jelentésénél előnyösen megadott anionokat tartalmazzák. Különösen előnyösek a dimetil-dialkil-ammónium-sók kopolimeijei, elsősorban azok, melyeknek molekulatömege 100 000-500 000, előnyösen 200000 körüli. Kiemelt jelentőséget tulajdonítunk az epihalohidrin reakciótermékeinek, mint például az epiklórhidrin és egy alkilamin, például dimetil-amin vagy alkilén-poUamin reakciójában keletkező termékeknek, elsősorban azoknak, melyek átlagos molekulatömege 75 000 és 250 000 között van.

A találmány szerinti eljárásban anionos flokkulálószerként a szokásosan alkalmazott anyagokat használhatjuk. így példaként a következőket említjük meg: keményítő; akrilsav vagy akrilát homopolimer; akrilsav vagy akrilát kopolimer, melyben a kopolimer legalább 80 mól% akrilsav vagy akrilát monomert tartalmaz; hidroüzált akrilsavamid monomerek, vagy polimerek és ezek különféle kombinációi. „Akrilát alatt az akrilsav sóját értjük. Ez a só lehet alkálifém-, alkáli-földfém- vagy ammóniumsó. Ha akrilsav vagy akrilát kopolimert használunk, akkor ezekben a komonomer mennyisége 1- 20 mól%. A komonomer igen sokféle lehet. Példaként a következő komonomereket említjük meg: akrilsavamid, metakrilsavamid, akrilnitril, akrilsav és a metakrilsav rövid szénláncú alkil-észterei, vinil-metil-éter, metakrilsav-sók, maleinsavanhidrid és ennek sói, izopropenil-acetát, itakonsav, vinilacetát, alfametil-sztirol, sztirol, fent felsorolt és egyéb monomer savak alkálifém (például nátrium, kálium, lítium) származékai és ammónium sói, különböző polikarbonsavak részleges alkil-észter-, amid származékai, valamint sói, vinil-toluol, klórsztirol, vinil-klorid, vinil-formiát, etilén, propilén vagy izobutilén. Az említett komonomerek közül azok az előnyösek, melyek telítetlen, olefinkötést tartalmazó láncon oldalláncként hidrofil csoportot tartalmaznak. Azok a monomerek, melyekben ilyen hidrofil sajátosságot adó, oldhatóságot javító csoport nincs, csak kisebb mennyiségben, a teljes monomer mennyiségre vonatkoztatva mintegy 1-5 tömeg%-nyi mennyiségben használhatók.

További komonomerek is alkalmazhatók, akrilsawal vagy akrilsavsóval együtt, mint például szulfoetil-akrilát, karboxietil-akrilát, dietil-vinil-foszfonát, krotonsav és sói, vinil-szulfonát és sói, a vinilalkohol és olyan vinil-aril-szénhidrogének, melyek oldhatóságot növelő csoportot, például szulfonátcsoportot tartalmaznak.

Különösen előnyösek fenti anionos homopolimerek vagy kopolimerek közül azok, melyek molekulatömege 50 000-nál nagyobb, célszerűen 100 000-nél nagyobb. A legelőnyösebben alkalmazható polimer adalékanyagok molekulatömege nagyobb,

4