DD149354A5 - Verfahren zur umwandlung von hydrargillit in boehmit - Google Patents
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Abstract
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontinuierliches Verfahren zu entwickeln, das in waeszrigem Medium ablaeuft, industriell anwendbar ist und die Herstellung von Aluminiumoxid in groszen Mengen und bestimmter Korngroesze ermoeglicht. Das hydrothermale Verfahren besteht darin, eine Hydrargillitsuspension in Wasser in einem Verhaeltnis zwischen 150 g/l und 700 g/l Trockensubstanz, ausgedrueckt in Al&ind 2!O&ind 3!, herzustellen, sie bei einer Temperatur zwischen 200 und 270 Grad C unter Druck waermezubehandeln, wobei die Geschwindigkeit der Temperatursteigerung der besagten Suspension mindestens 1 Grad C/min betraegt, und sie in einer Zeit zwischen 1 und 60 min in einem Aufenthaltsbereich bei einer Temperatur im Intervall von 200 bis 270 Grad C verweilen zu lassen. Das gewonnene Boehmit zeigt eine Korngroesze, die hoechstens identisch mit der des Ausgangshydrargillits ist, und ist sehr arm an alkalischen Elementen.
Description
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Berlin, den 16.7.1980 AP C 01 F/ 219 999 56 993 12
Kontinuierliches Verfahren zur Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit in wäßrigem Medium, bei hoher Temperatur und unter Druck.
Schon lange Zeit werden in der Spezialliteratur zahlreiche Verfahren zur Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit beschrieben: in wäßrigem, saurem Medium, in alkalischem Medium oder sogar in Wasserdampfmedium.
Ein erstes, in einem Artikel von R. BUMANS beschriebenes Verfahren der Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit in saurem Medium bestand darin, in einen Autoklaven eine wäßrige Äthansäurelösung 1,75 M mit industriellem Hydrargillit einzugeben, wobei die so erzielte Suspension 5 Stunden lang auf einer Temperatur von 200 C gehalten wurde.
In einem anderen Verfahren der Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit in alkalischem Medium, das in Zerechrift Anorg. alloy Chemie., Bd. 271, 1952, Seiten 41bis 48, von VON GINSBERG beschrieben wird, wird eine Hydrargillit-Suspension im Autoklaven in wäßriger, alkalischer Lösung variabler Konzentration bei einer Temperatur zwischen 150 und 200 0C wärmebehandelt. Der Verfasser zeigte in diesem Artikel, daß die Umwandlungsgeschwindigkeit des Hydrargillit in Böhmit sowohl bei Erhöhung der Temperatur
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als auch bei ansteigender Konzentration an alkalischem Mittel anwuchs.
Ein anderes Verfahren, das in "Oo Appl. Chem.", 10 Oktober 1960, von TAICHI SAITO unter dem Titel "Hydrothurinal Reaction of Alumina Trihydrate" beschrieben und in rein wäßrigem Medium vorgenommen wurde, besteht darin, 5 g getrocknetes Hydrargillit bei 110 0C in einem 500cm Wasser enthaltenden Autoklaven einzugeben und das so erhaltene Medium entweder bei einer konstanten Temperatur von 200 0C oder bei ansteigenden Temperaturen von 140 bis 200 0C zwei Stunden lang zu erhitzen.
Dieser Artikel stellte durch verschiedene, vom Verfasssr vorgenommene Versuche jedoch auch fest, daß die Umv/andlung von Hydrargillit in Böhmit bei e: bereits vollständig erfolgt war.
von Hydrargillit in Böhmit bei einer Temperatur von 200 0C
Wie der Nutzen dieser Veröffentlichungen auch sein mag, so weisen doch die beschriebenen Verfahren große Nachteile auf, die mit einem industriellen Umwandlungsprozeß nicht vereinbar sind, da dieser eine hohe Reaktionsleistung bei geringstmöglicher Energiemenge verlangt.
Zunächst hat es den Anschein, daß das Umwandlungsverfahren von Hydrargillit in Böhmit in rein wäßrigem Medium mittels einer Suspension geschieht, die eine geringe Menge Trockensubstanz enthält und eine Wärmebehandlung bei 200 0C benötigt, die mindestens zwei Stunden andauert.
Außerdem ist dem Fachmann gut bekannt, daß die Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit in wäßrig-saurem Medium durch
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die Azidität des Mediums verlangsamt wird.
Schließlich lehrt da3 Verfahren zur Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit in einem wäßrig-alkalischen Medium, daß die Umwandlungskinetik um so schneller ist, je höher die Konzentration des Reaktionsmediums an alkalischem Mittel ist· Ein solches Verfahren weist dennoch den großen Nachteil auf, bedeutende Mengen Na2O in dem gewonnenen Böhmit zurückzu* lassen und es so für bestimmte Verwendungen zu verunreinigen.
Neben den gerade beschriebenen Nachteilen haben die drei in der Literatur beschriebenen Verfahren noch den gemeinsamen Nachteil, diskontinuierlich und dadurch in einem Betrieb zur Herstellung von Aluminiumoxid schwer verwendbar zu sein.
Die moderne Literatur nannte jedoch auch kontinuierliche Verfahren für die Gewinnung von feinstem Böhmit in wäßrigem, saurem Medium. So hat zum Beispiel das US-Patent 3 954 957 eines dieser Verfahren beschrieben, das darin bestand, Hydrargillit auf ein Maß zwischen 1 und 3 ^m fein zu mahlen und es dann in wäßrigem, saurem Medium so wärmezubehandeln, daß sehr fein zerteiltes Böhmit mit Korngrößen von höchstens 0,7 Aim gewonnen wird.
Ein solches Verfahren hat neben dem Nachteil, Böhmit für nur begrenzte Anwendungen wie Pigmentation von Farben, Tinte, Papier, usw. zu gewinnen, noch denjenigen, in saurem Medium durchgeführt zu werden und dadurch die Umwandlungsgeschwindigkeit zu verlangsamen.
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- 4 Ziel der Erfindung
Es ist Ziel der Erfindung, die Nachteile bekannter Verfahren zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kontinuierliches Verfahren zur Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit zu entwickeln, das in wäßrigem Medium vorgemommen wird, industriell anwendbar ist und die Herstellung von großen Mengen Aluminiumoxid für zahlreiche Anwendungen und vor allem in einer Korngröße ermöglicht, die für die Verwendung bei der Schmelzflußelektrolyse geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird industrielles Hydragillit (vorzugsweise feucht) in Wasser gebracht und eine Suspension gebildet, die eine in Al2O ausgedrückte Menge an Trockensubstanz zwischen 150 g/l und 700 g/l enthält. Die Suspension wird auf eine Temperatur zwischen 200 und 700 0C bei einer "Steig"geschwindigkeit der Temperatur von mindestens 1 C/Minute erhitzt und während einer Dauer von 1 bis 60 Minuten bei einer dem vorangehend genannten Intervall von 200 bis 270 C entsprechenden Temperatur belassen.
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Wie bereits gesagt wurde/ wurde eine stark mit Trockensubstanz angereicherte Suspension gewählt. Der Antragsteller stellte tatsächlich fest, daß es möglich war, mit Trockensubstanz stark getrübte Suspensionen zu behandeln, was ihm gestattete, die Böhmitproduktion für eine Industrieanlage gegebener Größenordnung substantiell zu erhöhen. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Behandlung von Suspensionen mit einer Konzentration von vorzugsweise 400 bis 600 g/l Al2O3 besonders vorteilhaft sein konnte.
Es stellte sich heraus, daß die Behandlungstemperatur notwendigerweise mindestens 200 C betragen muß, um die Aufenthaltszeit der Suspension im Bereich der Wärmebehandlung zu beschränken, es empfahl sich jedoch, diese Behandlungstemperatur in einem Intervall von vorzugsweise 220 bis 240 0C festzulegen.
Bezüglich der Geschwindigkeit der Temperatursteigerung der Hydrargillitsuspension in Wasser stellt der Antragsteller fest, daß die schnellstmögliche am vorteilhaftesten war, dies aber in mit dem Wärmeaustausch und dem verwendeten Reaktortyp zu vereinbarenden Grenzen.
Wenn der verwendete Reaktor eine relativ schwache Wärmeaustauschkapazität besitzt, wie es zum Beispiel bei einer Reihe von Autoklaven mit indirekter Heizung der Fall ist, wurde die Geschwindigkeit der Temperatursteigerung der Suspension im Intervall von 1 bis 5 0C gewählt.
Wenn der verwendete Reaktor eine starke Wärmeaustauschkapazität besitzt wie zum Beispiel ein Ein- oder Mehrrohrreaktor, wurde festgestellt, daß die schnellstmögliche Geschwindigkeit der Temperatursteigerung der Suspension möglich war, das heißt, daß sie vorteilhaft mindestens 5 0C/ Minute betragen konnte und dabei mit dem Wärmeaustausch zu vereinbaren war.
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Die Aufenthaltsdauer der Suspension ist wichtig und hängt ab von der Konzentration an Trockensubstanz der besagten Suspension und von der gewählten Behandlungstemperatur, Diese Aufenthaltszeit ist vorzugsweise zwischen 3 und IO Minuten zu wählen, um die höchste Umwandlungsleistung zu erzielen.
In der Praxis geschieht die Temperatursteigerung im Rahmen der Erfindung vorzugsweise in einem Ein- oder Mehrrohraustauscher· In diesem Fall beträgt die Umlaufgeschwindigkeit der zu behandelnden oder in Behandlung befindlichen Suspension mindestens 1,5 Meter/s, um die Absetzerscheinungen der Trockensubstanz einzuschränken.
Die Erfindung ist mit Hilfe der numerierten Beschreibung des erläuternden Schemas besser zu verstehen.
Der Abbildung nach wird die Hydrargillitsusp*ension in Wasser in (A) durch Zufuhr adäquater Wassermengen, durch 1, und Trockensubstanz, durch 2, zubereitet. Nachdem die Konzentration an Trockensubstanz eingestellt wurde, wird die so zubereitete Suspension unter Druck in (B) in den Wärmeaustauscher (C) gepumpt, wo sie auf die gewählte Temperatur gebracht wird.
Diese Behandlungstemperatur kann durch indirekte Heizung durch Dampfeinspritzung erzielt werden, zum Beispiel in einen Doppelmantel, Diese Temperatur kann jedoch auch durch Wiedergewinnung der potentiellen Wärmeenergie der bereits behandelten Suspension, die im Gegenstromprinzip wie eine wärmeabführende Flüssigkeit zirkuliert, erzielt werden.
Natürlich kann die Behandlungstemperatur auch durch die Kombination der beiden genannten Mittel erreicht werden.
Am Ausgang (C) wird die auf die gewünschte Temperatur ge-
brachte Suspension in einen Reaktor (D) gebracht, in dem die zur vollständigen Umwandlung des Hydrargillit in Böhtnit notwendige Aufenthaltsdauer erfolgt. Die im Reaktor (D) erzeugte Temperatur ist im allgemeinen höchstens gleich der Temperatur der Suspension am Ausgang des Austauschers (C), bewirkt durch das endotherme Verhalten der ümwandlungsreaktion des Hydrargillits in Böhmit, Deshalb hielt es der Antragsteller für vorteilhaft, die Heizung dieses Reaktors bei Aufenthaltsdauer vorzunehmen.
Nach Ablauf der Aufenthaltsdauer im Reaktor (D) müssen Temperatur und Druck der Suspension gesenkt werden, um die Trennung der Feststoff-Flüssigphase zu ermöglichen.
Dafür wird in einer ersten Variante die Suspension durch
(3) in den Entspannungsbereich (E) geleitet, der zum Beispiel aus einer Reihe Druckregler bestehen kann.
Der bei der Entspannung ausgesendete Dampf kann vorteilhaft aufbereitet und in den Wärmeaustauscher (C) zurückgeführt werden. So erhält man eine gekühlte Suspension mit größerer Konzentration an Trockensubstanz, die durch
(4) in den Trennbereich (G) geleitet wird, in dem die Abscheidung des Böhmit zum Beispiel durch Vakuumfiltration vorgenommen wird.
Einer zweiten Variante nach wird die durch (5) bewegte Suspension in einem geeigneten Austauscher (F) durch ein Kühlmedium gekühlt, das aus der aus der Pumpe (B) kommenden Suspension bestehen kann. Dann wird der Druck der gekühlten Suspension in einem Druckabfallelement (H), zum Beispiel eine Reihe von Rohren mit abnehmendem Durchmesser/ gesenkt, um ihn praktisch auf atmosphärischen Druck zu bringen. Im Rahmen dieser Variante hat der Antragsteller festgestellt, daß es nützlich war, die Senkungen der
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Temperatur und des Drucks der aus (D) kommenden Suspension gleichzeitig durch Kombination der beiden durch die Abschnitte (F) und (H) gewährleisteten Funktionen in einer einzigen Apparatur vorzunehmen. Am Ausgang von (H) gelangt die gekühlte Böhmitsuspension durch (6) in den Trennbereich (G), wie bereits gesagt wurde.
In praktischer Hinsicht hat der Antragsteller in beiden vorangehend genannten Varianten festgestellt, daß, wenn die Suspension im Austauscher (C) oder Reaktor (D) oder gleichzeitig in (C) und (D) durch eine ungenügende Entspannung in (E) oder einen ungenügenden Druckabfall in (H) in Siedezustand gebracht wird, ein Böhmit viel feinerer Korngröße als der des Ausgangshydrargillits gewonnen wird, wobei diese Verfeinerung besonders durch die Erhöhung des Anteils der Böhmitkörner in bezug auf die Ausgangskörner des Hydrargillits, die durch die Maschen eines auf 15 Mikron genormten Siebes passen, zum Ausdruck kommt.
Dagegen kann, wenn die in (C) und (D) erzeugten Drücke gegenüber den Temperaturen genügend hoch sind, um ein Sieden der Suspension zu vermeiden, festgestellt werden, daß:
- durch Erzeugung einer Entspannung in (E) nach der ersten Variante immer, wie die Konzentrationen an Trockensubstanz und die Temperaturen auch seien, eine bedeutende Verfeinerung des Böhmit in bezug auf die durchschnittlichen Anfangsmaße des Hydrargillit hervorgerufen wird;
- es bei Verwendung der zweiten Variante bei in (C) und (D) gegebenen Temperaturen überraschenderweise möglich ist, die Verfeinerung des Böhmit während der Umwandlung einzuschränken oder sogar die Ausgangskorngröße des Hydrargillit bei der Umwandlung in Böhmit zu bewahren.
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Außerdem stellte der Antragsteller mit lebhaftem Interesse fest, daß das der Erfindung entsprechende Verfahren in bezug auf die gleichen Elemente im Ausgangshydrargillit zur Gewinnung eines an alkalischen Fremdstoffen und besonders an Na2O sehr armen Böhmits führt.
BEISPIEL 1 (Nach Abbildung)
Der Erfindung nach wurde kontinuierlich eine Suspension von Hydrargillit in Wasser hergestellt, indem in den mit einem wirksamen Rührwerk ausgestatteten Behälter (A) 960 kg/Stunde feuchtes Hydrargillit, das 12 Gewichtsprozent Restwasser enthält und im Bayer-Verfahren hergestellt wurde, und 730 Liter/Stunde Industriewasser eingeführt wurden.
Der Trockensubstanzgehalt dieser Suspension, ausgedruckt in Al2O3, betrug etwa 461 g/1.
Die besagte Hydrargillitsuspension wurde mittels einer Membranpumpe (B) in einem Röhrenreaktor (C), der aus einem Rohr mit einem inneren Durchmesser von 15 mm und einer Länge von 80 Metern besteht, unter Druck gesetzt. Der Reaktor wurde durch Dampfeinfuhr in einen Doppelmantel mit einem inneren Durchmesser von 50 Millimetern außerhalb des Reaktors geheizt.
Die Durchflußleistung der Suspension im Reaktor betrug 1,2 m /Stunde, während die I Suspension 1,88 m/s betrug.
1,2 m /Stunde, während die Umlaufgeschwindigkeit der besagten
Am Ausgang des Röhrenreaktors wurde die Temperatur der Suspension durch ein Regelsystem bei 210 °C gehalten.
Die besagte Suspension wurde also in den mit einer Röhrenheizkammer ausgerüsteten Aufenthaltsautoklaven eingeführt, wo sie 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 210 0C verblieb.
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Am Ausgang des Autoklaven (D) wurde die Suspension in (E) entspannt, wodurch ihr Druck von 23 bar durch Durchlauf in zwei Membrandruckminderern, die nacheinander angeordnet wurden, auf atmosphärischen Druck gesenkt wurde.
Die Suspension wurde in (G) aufgefangen, wo die Trennung der Feststoff-Flüssigphase erfolgte.
Um die Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit einschätzen und die Entwicklung der verschiedenen Kenngrößen des gewonnenen Erzeugnisses bestimmen zu können, wurde in der Feststoffphase eine Probe entnommen und diese einer Verzunderungsverlustbestimmung unterzogen. Dieser Verzunderungsverlust betrug 16,9 %, was zeigte, daß die Umwandlung des Hydrargillit in Böhmit vollständig vollzogen war.
Der Verzunderungsverlust von 16,9 %, höher als der theoretisch erwartete Verzunderungsverlust von 15 %, entsprach dem Vorhandensein von 1,9 % freiem Wasser, das in den Lücken innerhalb der Böhmitkristalle eingeschlossen war.
Zahlreiche Autoren wiesen auf das Vorhandensein dieses Wassers hin und zeigten insbesondere, daß der Verzunderungsverlust von Böhmit bei 1100 0C 17,4 Gewichtsprozent der Anfangsmasse erreichen kann (B. IMELIK; CJ, CHIM. PHYS, 1966, Band 4, Seiten 607 bis 610),
Um dieses Ergebnis zu bestätigen, wurden eine Röntgenanalyse vorgenommen, die zeigte, daß die bei einer Kobalt-Antikathode für Hydrargillit charakteristischen Diffraktionslinien (Braggwinkel 21Ο35'-·23Ο6': intensivste Linien) vollständig verschwunden waren und den für Böhmit charakteristischen Linien (Kobalt-Antikathode: Bragg-Winkel: 16°8'-32°8'-44°3': intensivste Linien) Platz gemacht hatten.
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Außerdem konnte man, da in (E) am Ausgang des Aufenthaltsreaktors (D) eine Entspannung vorgenommen wurde, eine Verfeinerung der gewonnenen Böhmit-Körner in bezug auf die Ausgangskörner des Hydrargillits feststellen, wie nachfolgende Tabelle zeigt, in der die Korngrößen des Produkts vor und nach der hydrothermalen Umwandlung verglichen werden.
| Gewichtsprozent der Körner kleiner als | 100 in ,um | 80 in ,um | 60 in ,um | 45 in ,un | 30 in ,um | 15 in ,um |
| Ausgangshydrargillit | 59,4 | 40,6 | 26,2 | 12,9 | 4,6 | 0,6 |
| Gewonnenes Böhmit | 85,9 | 75,6 | 70,8 | 63,4 | 55,7 | 40,0 |
Anhand dieser Ergebnisse konnte festgestellt werden, daß das gewonnene Böhmit einer intensiven Reibung ausgesetzt gewesen war.
Schließlich wurde festgestellt, daß der Gehalt an Natriumhydroxid, in Na„0 ausgedrückt, im gewonnenen Böhmit 680 ppm betrug, während der Natriumhydroxidgehalt im Ausgangshydrargillit, das der hydrothermalen Umwandlung ausgesetzt worden war, 4500 ppm betrug, ausgedrückt in Na2O,
So zeigte sich das Verfahren entsprechend der Erfindung nicht nur wirksam für die Umwandlung von Hydrargillit in Böhmit, sondern auch besonders interessant durch die überraschende Tatsache der bedeutenden Verringerung des Endgehaltes an Na2O,
Entsprechend der Erfindung wurde kontinuierlich eine Hydrar gillitsuspension in Wasser zubereitet, indem in den mit ei-
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nem Ruhrwerk versehenen Behälter (A) 960 kg/h Hydrargillit des Bayer-Verfahrens, das 12 Gewichtsprozent Restwasser enthält, und 730 Liter/Stunde Industriewasser eingefüllt wurden.
Der Trockensubstanzgehalt dieser Suspension, ausgedrückt in Al2O3, betrug 461 g/Liter.
Die besagte Hydrargillitsuspension wurde durch eine Membranpumpe (ß) in den Röhrenreaktor (C), der aus einem Rohr mit einem inneren Durchmesser von 15 Millimeter besteht und Meter lang ist, unter Druck eingeführt.
Der Röhrenreaktor wurde wie in Beispiel 1 mit einem mit Wasserdampf gespeisten Doppelmantel geheizt.
Die Durchflußleistung der Suspension durch die Anlage betrug 1,2 m /Stunde. Am Ausgang des Wärmeaustauschers (C) wurde die Suspension in einen nicht geheizten zylindrischen Aufenthaltsballon mit geringem Volumen (100 Liter) eingeführt. Die Temperatur der Suspension schwankte im Ballon zwischen 220 und 227 0C.
Die Suspension entwich also durch den oberen Teil des besagten Ballons und trat in einen Kühlbereich ein, der aus einem Rohr mit einem inneren Durchmesser von 15 mm und einer Länge von 55 Metern bestand, das in das in Umlauf befindliche Wasser getaucht war. Die Temperatur am Ausgang dieses Bereiches betrug etwa 75 C.
Nach diesem Kühlbereich zirkulierte die Suspension in einem Druckabfallbereich (H), der aus einem ersten Rohr mit einem inneren Durchmesser von 15 mm und einer Länge von 230 Metern bestand, dem ein zweites Rohr mit einem inneren Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 18 Metern folgte.
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.1
Durch einen absichtlich ungenügenden Druckabfall gegenüber dem hohen Heizpotential im Röhrenreaktor (C) wurde festgestellt, daß die Suspension in aufeinanderfolgenden Siedezuständen zum Ausgang des besagten Reaktors (C) und in den Aufenthaltsballon (D) gelangte.
Die Suspension wurde schließlich in (G) gesammelt, wo die Trennung der Feststoff-Flüssigphase erfolgte.
An einer in der Feststoffphase entnommenen Probe wurden die gleichen Verzunderungsuntersuchungen und Röntgenuntereuchungen vorgenommen, die die vollständige Umwandlung des Hydrargillits in Böhmit bestätigten.
Wie im Beispiel 1 wurde eine Verfeinerung der gewonnenen Böhmit-Körner im Vergleich zu den Körnern des Ausgangshydrargillits festgestellt, wie nachfolgende Tabelle zeigt:
Gewichtsprozent der Körner kleiner als
160 in /Um
146 in ,um
124 in ,um
SO in ,um
60 in
»LJ Ii
45 in um
30 in /Um
15 in ,um
Ausgancjshydrargillit
95,5
90,3
79,9
53,717,7
,l 1,!
gewonnenes Böhmit
94,6
92,7
83,8
56,437,830,8126,721,2
Schließlich wurde festgestellt, daß wie in Beispiel 1 der in Na2O ausgedrückte Natriumhydroxidgehalt von 4450 ppm bei Hydrargillit auf 1100 ppm dem entsprechend der Erfindung gewonnenen Böhmit überging.
BEISPIEL 3 BIS 8
In diesen Beispielen wurden verschiedene Konzentrationen der zur hydrothermalen Behandlung bestimmten Suspension an
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Trockensubstanz versucht, um den Einfluß dieses Parameters auf den Umwandlungsgrad, die Korngröße und den NaJD-Gehalt festzustellen*
Dafür wurden Hydrargillitsuspensionen in Wasser vorbereitet, wie in Beispiel 1 beschrieben wurde, jedoch mit in jedem Beispiel anderen stündlichen Hydrargillit- und Wassermengen, wie die nachfolgende zusammenfassende Tabelle zeigt, wobei das verwendete Hydrargillit in bezug auf das feuchte Produkt einen Feuchtigkeitsgehalt von 9,6 Gewichtsprozent hatte:
| Beispiel Nr. | 3 | 4 | 5 I 6 | 760 | 7 | 8 |
| Stündliche Durchfluß menge an verwendetem Wasser in l/h | 990 | 835 | 800 | 910 | 740 | 710 |
| Stündliche Durchfluß menge an feuchtem Hydrargillit in kg/h | 445 | 770 | 850 | 452 | 974 | 1035 |
| Gehalt an Trockensub stanz der Suspension in g/l, ausgedrückt in AIpO3 | 219 | 380 | 418 | 480 | 510 |
Alle im Beispiel 2 beschriebenen Apparaturen waren in (A), (B) und (C) die gleichen, während der Ballon für die Aufenthaltszeit (D) ein Volumen von 100 Litern hatte und an seiner Peripherie durch elektrische Widerstände mit kontrollierter Leistung geheizt wurde·
Die Kühlung der (D) verlassenden Suspension wurde in (F) auf gleiche Weise wie in Beispiel 2 gewährleistet«
Nach dem Kühlbereich zirkulierte die Suspension im Druck-
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abfallbereich (H), der aus einem ersten Rohr mit einem inneren Durchmesser von 15 nun.'und einer Lange von 230 Metern bestand, dem ein zweites Rohr mit einem inneren Durchmesser von 12 mm und einer Länge von 96 Metern folgte, das also viel langer als in Beispiel 2 war.
Bei allen diesen Beispielen betrug die Temperatur am Ausgang des Wärmeaustauschers (C) zwischen 233 und 235 0C, während die Temperatur am Ausgang des Aufenthaltsballons (D) zwischen 218 und 222 0C betrug, wobei in diesem Ballon ein Druck von mindestens 34 bar herrschte und somit jede Siedegefahr in der gesamten Apparatur vermieden wurde.
Wie auch J.n den -anderen Beispielen wurde die aus (H) kommende Suspension in (G) aufgefangen, wo die Trennung der Feststoff-Flüssigphase erfolgte.
An in der Feststoffphase bei jedem Beispiel entnommenen Proben wurde überprüft, ob die Umwandlung des Hydrargillits in Böhmit vollständig war, und zwar sowohl durch Verzunderung als auch durch Röntgenuntersuchung.
Schließlich wurde die Korngröße des durch die hydrothermale Umwandlung gewonnenen Böhniits in jedem der Beispiele 3 bis 8 gemessen.
Hinsichtlich der Messung der Korngrößenentwicklung bei dieser Umwandlung wurde in nachfolgender Tabelle die Erhöhung des Anteils an Böhmitkörnern in Gewichtsprozent im Vergleich zu den Ausgangskörnern des Hydrargillits angegeben, die ein auf 45 Mikron genormtes Sieb passieren.
In der gleichen Tabelle wurde der in Na2O ausgedrückte Natriumhydroxidgehalt dargestellt, der an dem in den Beispielen 3 bis 8 gewonnenen Böhmit gemessen wurde,
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wobei vorausgesetzt wird, daß der Anfangsgehalt an Natriumhydroxid im Hydrargillit vor der hydrothermalen Umwandlung 4600 ppm betrug:
| Beispiele | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Trockensubstanz gehalt g/l | 219 | 380 | 418 | 452 | 480 | 510 |
| Steigerung des bei 45 Mikron das Sieb passierenden Anteils in Ge wichtsprozent | 18,4 | 8,£ | 6,4 | 2,8 | 1/5 | 0,4 |
| Na20-Gehalt | 850 | 1.050 | 1.150 | 1.200 | 1.250 | 1.500 |
So wurde mit großem Interesse festgestellt, daß die beim Hydrargillit beobachtete Ausgangskorngröße bei den höchsten Trockensubstanzgehalten der Suspension im Böhmitstadium aufrechterhalten wurde.
Außerdem konnte festgestellt werden, daß der in Na„0 ausgedruckte Natriumhydroxidgehalt wie in ,den anderen Beispielen sehr stark gesenkt war.
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EI NH EI TS TAF E L
| 1 Wasser/ | Bereitung der Suspension | 2 "iHydrargil |
| r | ^ A | |
| Pumpen | ||
| . <. B | ||
| - | Wärmeaustauscher | C |
Aufenthaltszeitbereich
Entspannung
Wärmeaustauscher
Druckabfall
Böhmit
Claims (5)
1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Böhmit mit kontrollierter Korngröße durch Waseerentziehung bei Hydragillit, das darin besteht, eine Hydrargillitsuspension in Wasser herzustellen, sie unter Druck wa'rmezubehandeln und sie bei einer Temperatur zwischen 200 und 270 0C in einem bevorzugten Bereich, der zur Verlängerung der Aufenthaltsdauer während der Behandlung best-immt ist, zu halten, gekennzeichnet dadurch, daß die Suspension, die den zur Verlängerung dor Aufenthaltsdauer bestimmten Bereich verläßt, in einen Wärmeaustauschbereich und dann in einen Senkungsbereich des durch die Wärmebehandlung erworbenen Drucks gelangt, wo der Druck bis zu atmosphärischem Druck gesenkt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drucksenkung im Drucksenkungsbereich unmittelbar nach dem VVärmeaustauschbereich durch Druckabfall erfolgt, um dem Böhmit die Ausgangskorngröße des Hydrargillits zu bewahren.
3« Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß, um dem Böhmit die Ausgangskorngröße des Hydrargillits zu erhalten, die Drucksenkung durch Druckabfall in der gleichen Zeit vorgenommen wird wie die Temperatursenkung im V/ärmeaustauschbereich, so daß der in jedem Moment herrschende Druck ausreicht, um ein Sieden der besagten Suspension zu vermeiden.
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'APC Ol F/ 219 999 ι 56 993 12
4* Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hydrargillitsuspension im Wärmeau9tauschbereich oder Aufenthaltsbereich in Siedezustand gebracht wird, indem im Druckeenkungsbereich ein ungenügender Druckabfall erzeugt wird, um den Anteil der Körner, die die Maschen eines auf 15 jum genormten Siebes pas· eieren, zu erhöhen,
5. Verfahren nach Punkt 1 bi3 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Verweildauer im Aufenthaltsbereich vorzugsweise zwischen 3 und 10 Minuten beträgt.
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