DE2807245A1

DE2807245A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von grobem aluminiumoxid

Info

Publication number: DE2807245A1
Application number: DE19782807245
Authority: DE
Inventors: Mitsuyoshi Fujiike; Akio Kainuma; Mikio Kanehara
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1977-10-17
Filing date: 1978-02-20
Publication date: 1979-05-03
Also published as: AU506136B2; JPS5761692B2; HU178662B; JPS5456999A; DE2807245C2; FR2405902A1; YU38478A; FR2405902B1; AU3342178A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS Dl PLO M CH EMIKER · DR.-ING. AN N EKÄTE WEISERT DIPL-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/79 7077-79 70 78 · TELEX O5-212156 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1779/80 WK/rm

NIPPON LIGHT METAL COMPANY LIMITED
Tokyo / Japan

Verfahren lind Vorrichtung zur Herstellung von grobem Aluminiumoxid

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung des Bayer-Verfahrens zur wirksamen Herstellung von grobem Aluminiumoxid durch Behandlung eines Aluminiumerzes mit Alkalihydroxid.

Das Bayer-Verfahren ist eine bekannte Technik zur Herstellung von Aluminiumoxid. Bei diesem Verfahren wird Bauxit mit heißer Natriumhydroxidlösung behandelt, um den Aluminiumoxidgehalt aus dem Bauxit zu extrahieren. Nach Abfiltrieren des erhaltenen Schlammes, um den unlöslichen Rest (den sogenannten Rotschlamm) abzutrennen, wird das Piltrat (die Lösung von Natriumaluminat, die nachstehend als träcirüge Flüssigkeit bezeichnet wird) mit Aluminiumhydroxid beimpft, um die Flüssigkeit zu hydrolysieren und daraus das Aluminiumhydroxid auszufällen. Nach der Abtrennung des Aluminiumhydroxids von der Flüssigkeit wird ein Teil des Hydroxids als Beimpfungsmaterial zurückgeführt und der Rest wird gewaschen und calciniert, wodurch Aluminiumoxid als Produkt erhalten wird. Die Flüssigkeit, von der das Aluminiumhydrixid abgetrennt worden ist (die nachstehend als verbrauchte Flüssigkeit bezeichnet wird), wird so eingestellt, daß sie zur weiteren Vervrendung als Bauxit-Extraktionsflüssigkeit zurückgeführt werden kann.

Aluminiumoxid wird bekanntlich für viele Anwendungszwecke verwendet. Der größte Teil wird als Rohmaterial für die Herstellung von Aluminium durch Elektrolyse eingesetzt.

In Japan ist bislang zur elektrolytischen Herstellung von Aluminium ein Aluminiumoxid mit relativ kleiner Teilchengröße eingesetzt worden. Dieses Aluminiumoxid ist als mehlförmiges Aluminiumoxid bezeichnet worden und es hat eine solche Teilchengrößenverteilung, daß die Menge der Aluminiumoxid-

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teilchen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 44 um hindurchgeht, (d„h_o diejenige Menge, die nachstehend als die Menge von -44 nm bezeichnet wird) etwa 40 bis 60% beträgt. In den letzten Jahren wird aufgrund von verschie= denen Faktoren, beispielsweise der Automatisierung des Elek= trolyseprozesses und von Umweltschutzerwägung-en für elektrolytisch« Anlagen, in steigendem Maße die Verwendung von relativ grobkörnigen Aluminiumoxidteilchen verlangt» Ein solches Aluminiumoxid wird als sandartiges Aluminiumoxid bezeichnete Die Teilchengrößenverteilung ist so_P daß die Menge von =44 /tjm etwa 30%· oder weniger ist«

Zur Herstellung von grobem Aluminiumoxid gibt es bereits drei herkömmliche Verfahren, nämlich (1) ein erstes Verfahren₉ bei dem ein Aluminiumhydroxid-Beimpfungsmaterial aus relativ groben Teilchen (nachstehend als Beimpfungsmaterial abgekürzt) zu der trächtigen Flüssigkeit gegeben wird, um die Teilchen wachsen zu lassen, d.h. ein Verfahren ₉ das auf einer Ausfällung entsprechend dem Teilchenwachstum basiert5 (2) ein zweites Verfahren, bei dem ein Beimpfungsmaterial aus feinen Teilchen zu der trächtigen Flüssigkeit gegeben wird₉ um die Teilchen zusammenzuballen, wodurch die zusammengeballten Teilchen allmählich wachsen, d.h. ein Verfahrens, das auf der Ausfällung in Abhängigkeit von der Zusammenballung und dem Teilchenwachstum basiertj und (3) ein drittes Verfahrens, das eine Kombination der obengenannten zwei Verfahren darstellt.

Das nach dem ersten Verfahren hergestellte grobe Aluminiumhydroxid liefert weniger staubiges Aluminiumoxid, da es eine so hohe Teilchenfestigkeit besitzt, daß das Produkt beim Calcinieren, beispielsweise im Wirbelschichtbett;, im wesentlichen bruchfrei ist. Jedoch wird aufgrund eines Auftretens von abnorm gewachsenen Portionen von Teilchen feines

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Aluminiumhydroxid aus der Flüssigkeit ausgefällt. Weil dieses Material nicht als Beiinpfungsmaterial zu dem ersten Verfahren zurückgeführt werden kann, wird hierdurch die Produktivität des Verfahrens vermindert.

Bei dem zweiten Verfahren muß die Menge des Beimpfungsmaterials, die zum Bewirken der Zusammenballung zugesetzt wird, vermindert werden, so daß es unvermeidbar ist, daß eine Verminderung der Ausbeute (d.h. derjenigen Aluminiumoxidmenge, die aus einer Volumeneinheit der Ausfällungsflüssigkeit ausgefällt wird) und eine Erniedrigung der Flüssigkeitsproduktivität resultiert. Obgleich weiterhin ein allmähliches Wachstum der zusammengeballten Teilchen (nachstehend als Zementierungswachstum bezeichnet) festgestellt wird, ist jedoch die Kraft, die die einzelnen Teilchen zementiert bzw. verbindet so schwach, daß eine Calcinierung des erhaltenen Aluminiumhydroxids, beispielsweise eine Wirbelschichtbett-Calcinierung, bewirkt, daß die zusammengeballten Teilchen so fein aufgebrochen werden, daß sie staubförmig werden.

Das dritte Verfahren, das in der JA-AS 7015/68 beschrieben wird, ist vorgeschlagen worden, um die obengenannten Nachteile des ersten und des zweiten Verfahrens zu überwinden. Dieses bekannte Verfahren ist - der Einfachheit halber als absatzweise geführtes Syston - in dem Fließschema gemäß Figur 3 gezeigt. Dieses Verfahren ist ein sogenanntes 2-Reihen-2-Stufen-Verfahren, bei denen die trächtige Flüssigkeit in zwei Reihen aufgeteilt wird, d.h. in eine Reihe zum Zusammenballen und Wachsenlassen des feinen Beimpfungsmaterials (nachstehend als erste Reihe bezeichnet) und in eine weitere zum Wachsenlassen des groben Beimpfungsmaterials (nachstehend als zweite Reihe bezeichnet). In der ersten Stufe wird die trächtige Flüssigkeit in jeder der zwei Reihen hydroly-

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siert und hierauf werden die aus der ersten und zweiten Reihe gewonnenen Flüssigkeiten nach einer Klassierung kombiniert, und in die zweite Stufe überführt, wo das feine Beimpfungsmaterial zu der kombinierten Flüssigkeit gegeben wird, um die weitere Hydrolyse der Flüssigkeit durchzuführen« Dieses Verfahren wird näher unter Bezugnahme auf die Figur 3 der Zeichnungen erläutert. In der ersten Reihe wird die von einem Rohr 1 abgezweigte trächtige Flüssigkeit durch ein Rohr 2 in einen Ausfällungstank 21 eingeführt. Zu dieser Flüssigkeit wird durch das Rohr 16 und 7 ein Teil des feinen Beimpfungsmaterials gegeben, das aus dem unteren Strom einer Klassierungseinrichtung 25 in der zweiten Ausfällungsstufe erhalten worden ist. Der Ausfällungstank 21 dient vorwiegend dazu, das Beimpfungsmaterial zusammenzuballen und das zusammengeballte Beimpfungsmaterial wachsen zu lassen. Die hydrolysierte Flüssigkeit wird sodann zu einer Klassierungseinrichtung 24 überführt, aus der der Teil der zusammengeballten und gewachsenen Teilchen des Aluminiumhydroxids, der eine relativ grobe Größe hat, durch ein Rohr 5 zu einem Rohr 9 geleitet wird, um als Beimpfungsmaterial in der zweiten Reihe verwendet zu werden, während der obere Strom der Klassierungseinrichtung 24 durch ein Rohr 27 zu einem Ausfällungstank 20 in der zweiten Stufe geleitet wird. Andererseits werden in der zweiten Reihe die relativ groben Teilchen, die durch die Klassierungseinrichtung 24 in der ersten Reihe abgetrennt worden sind, und die relativ groben Teilchen, die durch die Klassierungseinrichtung 26 in der zweiten Reihe abgetrennt worden sind, als Beimpfungsmaterial zu der trächtigen Flüssigkeit gegeben, welche durch ein Rohr 3 einem Ausfällungstank 22 zugeführt wird. Der Ausfällungstank 22 dient hauptsächlich dazu, das Beimpfungsmaterial wachsen zu .lassen.

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Die hydrolysierte Flüssigkeit wird sodann einer Klassierungseinrichtung 23 der zweiten Reihe zugeführt, von der der gröbste Teil des Aluminiumhydroxids durch das Rohr 15 abgetrennt wird und sodann gewaschen und calciniert wird, wodurch grobes Aluminiumoxid erhalten wird. Der obere Strom der Klassierungseinrichtung 23 tritt durch ein Rohr 11 in die Klassierungseinrichtung 26 ein. Relativ grobe Teilchen zur Verwendung als Beimpfungsmaterial werden von dem unteren Strom der Klassierungseinrichtung 26 abgetrennt, während deren oberer Strom zusammen mit dem oberen Strom der Klassierungseinrichtung 24 der ersten Reihe in einen Ausfällungstank 20 in der zweiten Stufe durch ein Rohr 19 eingeleitet wird. Zur weiteren Hydrolyse wird der Rest der feinen Teilchen, die aus der Klassierungseinrichtung 25 erhalten werden (wie oben beschrieben, wobei ein Teil dieser Teilchen als Beimpfungsmaterial für die erste Reihe verwendet wird), durch ein Rohr 17 in den Ausfällungstank 20 gegeben. Die hydrolysierte Flüssigkeit strömt durch ein Rohr 13 und tritt in die Klassierungseinrichtung 25 ein. Der obere Strom der Klassierungseinrichtung 25 wird aus einem Rohr 12 abgenommen, um als verbrauchte Flüssigkeit zurückgeführt werden zu können.

Die vorstehende Beschreibung zeigt, daß bei dem dritten Verfahren die Aluminiumhydroxidteilchen, die in der ersten Reihe zusammengeballt worden sind und gev/achsen sind, zurückgeführt werden, um in der zweiten Reihe als Beimpfungsmaterial verwendet zu werden, wo sie mindestens einer weiteren Zementierung unterworfen werden, wodurch die Teilchenfestigkeit verbessert wird. Weiterhin kann die niedrige Produktivität der trächtigen Flüssigkeit in der ersten Reihe durch die Ausfällung in der zweiten Stufe kompensiert werden, so daß die Gssamtproduktivität der trächtigen Flüssigkeit bei einem hohen Wert gehalten werden kann. Das nach diesem Verfahren aus-

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gefällte grobe Aluminiumhydroxid hat jedoch immer noch eine nicht ausreichende Teilchenfestigkeit ₉ so daß das Aluminiumoxid, das durch den Calcinierungsprozeß erhalten wird₉ eine nicht-vernachlässigbare Menge an Staub erzeugt» Wei~ terhin ist bei diesem Verfahren die in der zweiten Stufe aus= gefällte Menge ziemlich groß und entspricht 5 bis 15% der gesamten ausgefällten Menge _s so daß die Aufwendungen in der Vorrichtung zur Abtrennung von feinem Beimpfungsmaterial erhöht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile der herkömmlichen Techniken zu beseitigen und ein grobes Aluminium-= oxid herzustellen, das nur eine geringe Menge von Staub bildet. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Das er= findungsgemäße Verfahren ist einfach und benötigt keine zusätzlichen Verfahrensmaßnahmen und -einrichtungen., Es kann unter Aufrechterhaltung einer relativ hohen Produktivität bezüglich der trächtigen Flüssigkeit durchgeführt werden»

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von grobem Aluminiumoxid durch Hydrolyse einer trächtigen Flüssigkeit, bestehend aus einer konzentrierten Natriumaluminatlösung in Gegenwart eines Aluminiumhydroxid-Beimpfungsmaterials, und Calcinierung des ausgefällten Aluminiumhydroxids zur Verfügung gestellt« Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die trächtige Flüssigkeit auf eine Zusammenballungs~ Wachstumsreihe und eine Zementierungs-Wachstumsreihe verteilt. Ein feines Beimpfungsmaterial wird am Anfang zu der trächtigen Flüssigkeit der ersteren Reihe gegeben«, Hierdurch ballt sich das feine Beimpfungsmaterial zusammen und wächst» Sodann v/erden relativ grobe Teilchens,, die hauptsächlich aus der ersten Reihe erhalten worden sind, als Beimpfungsmaterial zu der Flüssigkeit gegeben? so daß eine weitere Hydrolyse der

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Flüssigkeit durchgeführt wird. Andererseits werden relativ grobe Teilchen, erhalten aus der letzteren und der ersten Reihe als Beimpfungsmaterial, zu der trächtigen Flüssigkeit der letzteren Reihe gegeben, so daß die Hydrolyse der Flüssigkeit durchgeführt wird. Grobes Aluminiumhydroxid wird von der letzteren Reihe abgetrennt, gewaschen und calciniert, wodurch grobes Aluminiumoxid erhalten wird.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Fließschema, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 2 ein Fließschema, das eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt; und

Fig. 3 ein Fließschema, das eine herkömmliche Anlage darstellt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann als in zwei Reihen erfolgendes Zirkuli er längsverfahren unter Zusammenballung des Bsimpfungsmaterials bzw. Keimmaterials bezeichnet werden. In der ersten Reihe (zur Zusammenballung -Wachstumsreihe) wächst eine relativ kleine Menge eines feinen Beimpfungsmaterials bzw. Koimnaterials, die am Anfang zu der trächtigen Flüssigkeit zugesetzt worden ist, zusammen und wächst. Nach dem Ablauf einer geeigneten Zeitspanne werden relativ grobe Teilchen von Aluminiumoxid, die hauptsächlich von der ersten Reihe erhalten worden sind, als Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial zu der Flüssigkeit gegeben, um eine weitere Hydrolyse der Flüssigkeit durchzuführen. In der zweiten Reihe (zur Zementierung - ΐ/achstumsreihe) werden relativ grobe Teilchen von Aluminiumhydroxid, die sowohl in der ersten als auch in

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der zweiten Reihe erhalten worden sind_s als Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial zu der trächtigen Flüssigkeit gegeben₉ um eine Zementierung und ein Wachstum der Aluminiumhydroxid= teilchen zu fördern. Der gröbere Teil des ausgefällten Aluminiumhydroxids wird von der zweiten Reihe abgetrennt^ gewä= sehen und calciniert, wodurch ein grobes Aluminiumoxid erhalten wird, das geringere Staubeigenschaften hat_o

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf Figur 1 erläutert, welche eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt, die absatzweise durch= geführt wird.

Der Ausfällungsprozeß besteht aus zwei Reihen. In der ersten Reihe tritt die trächtige Flüssigkeit₉ die von einem Rohr 1 abgezweigt wird, durch ein Rohr 2 in einen Ausfällungstank 21 ein. Feine Teilchen von Aluminiumhydroxid, die als unterer Strom einer Klassierungseinrichtung 25 erhalten worden sind, werden am Anfang durch ein Rohr 7 als Beimpfungsmaterial bzw, Keimmaterial zu der Flüssigkeit zugesetzt» Das zugesetzte feine Beimpftmgsmaterial ballt sich zusammen und wächst in Form von zusammengeballten Teilchen in der Flüssigkeit. Nach Ablauf einer vorgewählten Zeitspanne von der Zugabe des feinen Beimpfungsmaterials an wird ein Hauptteil von relativ groben Teilchen, die in einer Iilassierungseinrichtung 24 abgetrennt worden sind, durch die Rohre 5 und 8 weiterhin der Flüssigkeit, die der Hydrolyse unterworfen wird, zugeführt. Nachdem ein vorgewählter Wert der Ausfällung erzielt worden ist, wird die Flüssigkeit in dem Ausfällungstank 21 durch ein Rohr 4 in die Klassierungseinrichtung 24 überführt. In der zweiten Reihe tritt die trächtige Flüssigkeit durch ein Rohr 3 in einen Ausfällungstank 22 ein. Das in der Klassierungseinrichtung 26 der zweiten Reihe abgetrennte, relativ

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grobe Aluminiumhydroxid und der Rest davon, abgetrennt in der KlassieriaySseinrichtung 24 der ersten Reihe, werden durch ein Rohr/der Flüssigkeit als Beimpfungsmaterial zugeführt. Nach dem Erreichen eines vorgewählten Werts der Ausfällung wird die Flüssigkeit in dem Ausfällungstank 22 durch ein Rohr 10 einer Klassierungseinrichtung 23 zugeführt. Das gröbste Aluminiumhydroxid wird von dem unteren Strom der Klassierungseinrichtung 23 erhalten, gewaschen und calciniert (nicht gezeigt), so daß grobes Aluminium hergestellt wird. Der obere Strom der Klassierungseinrichtung 23 wird durch ein Rohr 11 einer Klassierungseinrichtung 26 zugeführt und aus dem unteren Strom wird relativ grobes Beimpfungsmaterial abgetrennt. Der obere Strom der Klassierungseinrichtung 26, der durch ein Rohr 14 läuft, wird mit dem oberen Strom der Klassierungseinrichtung 24 der ersten Reihe, der durch ein Rohr 6 strömt, kombiniert und in die Klassierungseinrichtung 25 überführt. Feines Beimpfungsmaterial wird von dem unteren Strom abgetrennt, während der obere Strom wiedergewonnen und als verbrauchte Flüssigkeit zurückgeführt wird.

Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich wird, zirkuliert bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Hauptteil der Teilchen, die in der ersten Reihe zusammengeballt worden sind und gewachsen sind, in einem Kreis, der aus der Klassierungseinrichtung 24, den Rohren 5 und 8, dem Ausfällungstank 21 und dem Rohr 4 besteht. Während der Zirkulation sind die Teilchen einer größeren Anzahl von Zementierungs-Wachstums-Vorgängen unterworfen, als es bei den bekannten Verfahren der Fall ist," Das Verfahren verleiht daher den. erhaltenen Aluminiumhydroxidteilchen eine größere Festigkeit, so daß diese, wenn sie, beispielsweise durch ein Wirbelschichtbett-Calcinierungsverfahren, das heftige Kollisionen zwischen den Teilchen bewirkt, calciniert werden, nur ein sehr geringes Ausmaß des

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Bruches der Teilchen erfahren und das erhaltene grobe Aluminiumoxid geringe Staubeigenschaften hat« Weiterhin kann die Produktivität der trächtigen Flüssigkeit, die in der ersten Reihe verwendet wird, durch Zugabe von relativ grobem Beimp-= fungsmaterial genügend hoch gemacht werden„ Eine Ausfällung in der zweiten Stufe, wie sie bei den Verfahren nach dem Stand der Technik erforderlich ist und die eine große Menge von feinem Aluminiumhydroxid erzeugt, kann daher in Wegfall kommen_s wodurch die Produktionseinrichtungen und die Durchführung der Produktions stufen vereinfacht werden. Dazu kommt noch₉ daß feine Teilchen von Aluminiumhydroxid, die durch ein Auftreten von abnorm gewachsenen Teilen von Teilchen, gebildet in der ersten und zweiten Reihe ₉ hervorgerufen werden, als Beimpfungsmaterial für die erste Reihe verwendet werden können, wodurch die Gesamtproduktivität des Verfahrens erhöht wird»

Der Verhältnisteil der trächtigen Flüssigkeit der in die erste und zweite Reihe des erfindungsgemäßen Verfahrens verteilt wird, sollte entsprechend der Festigkeit der ausgefällten Aluminiumhydroxidteilchen, ihrer Abgabe, den Betriebsbedingungen etc. geeignet bestimmt werden. Was die Temperatur der trächtigen Flüssigkeit zum Zeitpunkt der Zugabe des anfänglichen Beimpfungsmaterials anbelangt,, so ist in der ersten Reihe eine relativ hohe Temperatur von 65 bis 80⁰C vorzuziehen, um die Zusammenballung des Beimpfungsmaterials zu fördern und dessen Verunreinigung durch Natriumhydroxid zu vermeiden. In der zweiten Reihe ist eine geringfügig niedrigere Temperatur von 60 bis 75°C vorzuziehen, um das Wachstum und die Zementierung zu fördern. Das geeignete Zeitintervall zwischen der Zugabe des feinen Beimpfungsmaterials und der Zugabe des relativ grobem Beimpfungsmaterials in der ersten Reihe ist etwa 5 bis 30 h. Ein Zeitintervall von weniger als 5 h liefert nur eine nicht ausreichende Zusammen-

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ballung. Andererseits ist ein Zeitintervall von mehr als 30 h unnötig,da eine wesentliche Zusammenballung bereits innerhalb von 30 h erreicht wird. In der ersten Reihe werden vorteilhaft 20 bis 70 kg feines Beimpfungsmaterial und 60 bis

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150 kg relativ grobes Beimpfungsmaterial pro nr der trächtigen Flüssigkeit zugesetzt, während in der zweiten Reihe vorteilhaft 100 bis 300 kg relativ grobes Beimpfungsmaterial pro die gleiche Volumeneinheit der trächtigen Flüssigkeit zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde oben im Hinblick auf eine Ausführungsform beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch in keiner Weise auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Modifikationen möglich, ohne daß man den Rahmen dieser Erfindung verläßt. In der Figur 2 ist ein Beispiel für eine solche Variation dargestellt, die verwendet werden kann, wenn ein Spielraum bei der Festigkeit der erhaltenen Aluminiumhydroxidteilchen besteht. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der obere Strom der Klassierungseinrichtung 23 der zweiten Reihe an das Rohr 4 angeschlossen, mit der hydrolysierten trächtigen Flüssigkeit der ersten Reihe kombiniert und sodann in die Klassierungseinriclvtung 24 überführt. Im Vergleich zu der oben beschriebenen ersten Ausführungsform V7ird bei diesem System die Teilchenfestigkeit etwas erniedrigt, da die zirkulierende Menge der zusammengeballten und gewachsenen Teilchen vermindert wird. Es wird jedoch offensichtlich, daß bei diesem Verfahren die Produktionseinrichtungen und die Durchführung der Produktionsstufen einfacher gemacht werden kann. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren entweder sin absatzweise geführtes oder ein kontinuierlich geführtes Ausfällungssystem verwenden.

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Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Diese beziehen sich auf die Anwendung eines absatzweise geführten Systems.

Beispiel 1

\-: β-gehlis 1,53) wurde auf die erste Reihe (Zusanmenbaliungs^Wacnstums-reihe) und die zweite Reihe (Zementiefüngs-Wachstumsreihe) im Verhältnis von 45 : 55^a«fgeteilt. Es wurde die im Zusammenhang mit Figur I^be^chriebene Verfahrensweise angewendet, um I at¹ > teileni

Das grobe Aluminiumoxid wurde gemäß Figur 1 in der Weise hergestellt, daß eine trächtige Flüssigkeit mit 118 g/l Na₂O und einem Molverhältnis von 1,53 auf die erste Reihe (Zusammenballungs-Wachstumsreihe) und die zweite Reihe (Zementierungs-Wachstumsreihe) verteilt wurde. Das Verhältnis betrug 45% in die erste Reihe und 55% in die zweite Reihe.

In der ersten Reihe wurde das feine Beimpfungsmaterial (die Menge des Materials mit -44 um betrug 51%), das in der Klassierungseinrichtung 25 in einer Menge von 50 kg (Trokkengewicht) pro τα? der trächtigen Flüssigkeit abgetrennt worden war (ein solches Verhältnis wird nachstehend als 50 kg/nr ausgedrückt), zu der trächtigen Flüssigkeit mit einer Temperatur von 74°C zugefügt und das Gemisch wurde 17 h lang gerührt. Die Ausbeute betrug 32 kg/m . Die Teilchengröße des ausgefällten Aluminiumhydroxids war so bemessen, daß die Menge eines Materials mit -44 um 22% betrug. Dies v/eist darauf hin, daß das Beimpfungsmaterial sich erheblich zusammengeballt hatte und erheblich gewachsen war. Zu der Flüssigkeit wurden weiterhin 95 kg/m relativ grob zusammengeballte und gewachsene Teilchen gegeben (der Anteil

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des Materials mit -44 um betrug 13%), das in der Klassierungseinrichtung 24 abgetrennt worden war. Das Gemisch wurde 28 h lang gerührt, um eine weitere Hydrolyse der Flüssigkeit vorzunehmen. Die Ausbeute betrug ·?§· kg/m³. Die Teilchengröße des ausgefällten Aluminiumhydroxids war so, daß die Menge des Materials mit -44 um 18% war.

In der zweiten Reihe wurden 155 kg/m⁵ des Beimpfungsmaterials (die Menge des Materials mit -44 um betrug 15%), bestehend aus relativ groben Teilchen, die in der Klassierungseinrichtung 26 abgetrennt worden waren, und einen Teil der zusammengeballten und gewachsenen Teilchen, die in der Klassierungseinrichtung 24 abgetrennt worden waren, zu der trächtigen Flüssigkeit mit einer Temperatur von 68°C gegeben. Das Gemisch wurde 45 h lang gerührt. Die Ausbeute betrug 55 kg/m . Die Teilchengröße des ausgefällten Aluminiumhydroxids war so, daß die Menge des Materials mit -44 um 11% betrug. Die Flüssigkeit wurde sodann in der Klassierungseinrichtung 23 klassiert. Aus dem unteren Strom der Klassierungseinrichtung 23 wurde Aluminiumhydroxid mit einer in Tabelle I angegebenen Teilchengrößenverteilung erhalten, während der obere Strom in der Klassierungseinrichtung 26 klassiert wurde, um relativ grobes Beimpfungsmaterial abzutrennen. Dar obere Strom der Klassierungseinrichtung 26, kombiniert mit dem oberen Strom der Klassierungseinrichtung 24, wurde in die Klassierungseinrichtung 25 überführt und dort in feines Beimpfungsmaterial und verbrauchte Flüssigkeit aufgetrennt.

Das in der Klassierungseinrichtung 23 abgetrennte grobe Aluminiumhydroxid wurde gewaschen und in einem kurzen Drehofen mit Hänge-Vorerhitzern calciniert, wodurch grobes Aluminiumoxid erhalten wurde, dessen Teilchengrößenverteilung in Tabelle I angegeben ist. Das Aluminiumoxid wurde auf die

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Staubbildung nach der Methode, beschrieben in "Tsvetnye Metal-Iy", Nr. 12, Seiten 31 bis 33, 1969, getestet. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß nur 0,5% Staub gebildet wurde» Dies ist erheblich weniger als die Staubmenge, die bei dem in herkömmlicher Weise hergestellten groben Aluminiumoxid erzeugt wird. Die Staubbildung bei letzterem Produkt ist 0,8 bis 0,9%.

Beispiel 2

Das grobe Aluminiumoxid wurde gemäß Figur 2 hergestellt, indem eine trächtige Flüssigkeit mit 115 g/l Na₂O und einem Molverhältnis von 1,52 auf die erste Reihe (Zusammenballungs-Wachstumsreihe) und die zweite Reihe (Zementierungs-Wachstumsreihe) im Verhältnis von 50% für die erste Reihe und 50% für die zweite Reihe aufgeteilt wurde.

In der ersten Reihe wurden 55 kg/cm des feinen Beimpfungsmaterials (bei dem die Menge eines Materials mit -44 um 40% betrug), das in der Klassierungseinrichtung 25 abgetrennt worden war, zu der trächtigen Flüssigkeit mit einer Temperatur von 75°C gegeben, und das Gemisch wurde 19 h lang gerührt. Die Ausbeute betrug 33 kg/m . Die Teilchengröße des ausgefällten Aluminiumhydroxids war so, daß die Menge des Materials mit -44 μΐη 18% betrug. Zu der Flüssigkeit wurden weiterhin 90 kg/m^J eines Teils des relativ groben Beimpfungsmaterials (bei dem die Menge eines Materials mit -44 um 14% betrug), das in der Klassierungseinrichtung 24 abgetrennt worden war, gegeben und das Gemisch wurde 28 h lang gerührt, um eine v/eitere Hydrolyse der Flüssigkeit durchzuführen. Die Ausbeute betrug 56 kg/m . Die Teilchengröße des ausgefällten Aluminiumhydroxids war so, daß die Menge des Materials mit -44 um 17% betrug.

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In der zweiten ^Reihe wurden 160 kg/m des Restes des relativ groben Beimpfungsmaterials (bei dem die Menge des Materials mit -44 um 14% betrug), das in der Klassierungseinrichtxing 24 abgetrennt worden war, zu der trächtigen Flüssigkeit mit einer Temperatur von 65°C gegeben. Das Gemisch wurde 45 h lang gerührt. Die Ausbeute betrug 56 kg/m . Die Teilchengröße des ausgefällten Aluminiumhydroxids war so, daß die Menge des Materials mit -44 um 12?6 betrug. Die Flüssigkeit wurde sodann in der Klassierungseinrichtung 23 klassiert. Vom unteren Strom der Klassierungseinrichtung 23 wurde Aluminiumhydroxid erhalten, dessen Teilchengrößenverteilung in Tabelle I angegeben ist, während der obere Strom mit der hydrolysierten Flüssigkeit der ersten Reihe kombiniert und in die Klassierungseinrichtung 24 überführt wurde. Relativ grobes Beimpfungsmaterial wurde von dem unteren Strom der Klassierungseinrichtung 24 abgetrennt. Der obere Strom der Klassierungseinrichtung 24 wurde in die Klassierungseinrichtung 25 überführt, um dort in feines Beimpfungsmaterial und verbrauchte Flüssigkeit aufgetrennt zu werden.

Das grobe Aluminiumhydroxid, das in der Klassierungseinrichtung 23 abgetrennt worden war, wurde gewaschen und in einem kurzen Drehofen mit Hänge-Vorerhitzern calciniert, wodurch grobes Aluminiumoxid erhalten wurde, dessan Teilchengrößenverteilung in Tabelle I angegeben ist. Das Aluminiumoxid wurde gemäß Beispiel 1 auf die Staubbildung getestet. Es zeigte sich, daß nur 0,6?S Staub erzeugt wurde.

Wie die Beispiele zeigen, ist das erfindungsgemäße Verfahren ein technisch wirksames Verfahren, das dazu imstande ist, in einfacher Weise grobes Aluminiumoxid zu liefern, das nur geringe Staubmengen bildet.

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	Beispiel 1	Tabelle I	Beispiel 2	Aluminium oxid {%)
	Aluminium hydroxid <#)		Aluminium hydroxid (%)	4,6
Teil chen größe	7,0	Aluminium oxid (%)	9,2	40,2
+105	51,6	4,0	47,6	25,0
105-74	22,8	43,6	21,2	21,7
74-62	14,6	27,0	16,0	8,5
62-44	4,0	19,5	6,0
-44	5,9

Ende der Beschreibung

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Claims

PATENTANWÄLTE DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER ■ DR.-ING. ANNEKÄTE WEISERT DIPL.-IN6. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 · TELEFON 089/797077-79 7078 · TELEX 05-212156 kpat d TELEGRAMM KRAUSPATENT -S- Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von grobem Aluminiumoxid durch Hydrolyse einer trächtigen Flüssigkeit, bestehend aus einer konzentrierten NatriumaluminatlÖsung, in Gegenwart eines Aluminiumhydroxid-Beimpfungsmaterials bzw. -Keimmaterials und Calcinierung des ausgefällten Aluminiumhydroxids, dadurch gekennzeichnet, daß man die trächtige Flüssigkeit auf eine Zusammenballungs-Wachstumsreihe und eine Zementierungs-Wachstumsreihe verteilt, wobei in der Zusammenballungs-Wachstumsreihe feines Beimpfungsmaterial bzw. feines Keimmaterial zu der trächtigen Flüssigkeit, die in die erstere Reihe eingegeben worden ist, zugesetzt wird, damit das feine Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial zusammenballt und wächst und sodann als Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial relativ grobe Teilchen zugesetzt werden, die vorwiegend aus der ersteren Reihe erhalten worden sind, so daß die trächtige Flüssigkeit weiter hydrolysiert wird, und wobei in der Zementierungs-Wachstumsreihe als Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial relativ grobe Teilchen, erhalten aus der letzteren^ Reihe, zu der trächtigen Flüssigkeit gegeben werden, die der letzteren Reihe zugeführt wird, so daß die trächtige Flüssigkeit hydrolysiert wird, grobes Aluminiumhydroxid von der letzteren Reihe abtrennt und daß man das abgetrennte grobe Aluminiumhydroxid wäscht und calciniert.

2. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der trächtigen Flüs-

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sigkeit zum Zeitpunkt der anfänglichen Zugabe des Beimpfungsmaterials bzw. Keimmaterials im Bereich von 45 bis 80⁰C für die Zusammenballungs-Wachstumsreihe und von 60 bis 75°C für die Zementierungs-Wachstumsreihe liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall, das in der Zusammenballungs-Wachstumsreihe zwischen der anfänglichen Zugabe des feinen Beimpfungsmaterials bzw. Keimmaterials und der nachfolgenden Zugabe des relativ groben Beimpfungsmaterials bzw. Keimmaterials 5 bis 30 h beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Beimpfungsmaterials, das pro nr der trächtigen Flüssigkeit zugesetzt wird, so bemessen ist, daß 20 bis 70 kg feines Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial und 60 bis 150 kg relativ grobes Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial in der Zusammenballungs-Wachstumsreihe und 100 bis 300 kg relativ grobes Beimpfungsmaterial bzw. Keimmaterial in der Zementierungs-Wachstumsreihe zugegeben v/erden.

5. Vorrichtung zur Herstellung von grobem Aluminiumoxid, gekennzeichnet durch einen ersten Ausfällungstank (2t), erste Klassierungseinrichtungen (24, 25), einen zweiten Ausfällungstank (22) und zweite Klassierungseinrichtungen (23, 26) sowie Verbindungseinrichtungen (2, 7, 5, 8, 4, 3, 9, 10, 11, 14, 6).

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