HU180947B - Improved process for preparing anhydrous alum earth - Google Patents
Improved process for preparing anhydrous alum earth Download PDFInfo
- Publication number
- HU180947B HU180947B HU79SI1688A HUSI001688A HU180947B HU 180947 B HU180947 B HU 180947B HU 79SI1688 A HU79SI1688 A HU 79SI1688A HU SI001688 A HUSI001688 A HU SI001688A HU 180947 B HU180947 B HU 180947B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- alumina
- fuel
- reactor chamber
- chamber
- gas
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
- C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
- C01F7/444—Apparatus therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
- C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
A találmány tárgya javított eljárás timföld előállítására alumíniumoxid-trihidrátból.
A 10-80% a-Al2O3 tartalmú timföld A12O3 · • 3H2 O általános képletü, nedves alumíniumoxid-trihidrátból történő előállítása — melynek során a por alakú anyag mind endoterm (szárítás és kalcinálás), mind exoterm (a-Al2 O3 -képződés) viselkedést mutat a feldolgozás során — jól ismeretes.
Az α-módosulatú timföld előállítása során három, egymástól elkülöníthető folyamat megy végbe:
1. A nedves alumíniumoxid-trihidrát szabad víztartalmának elpárolgása körülbelül 100-110 °C-on,
2. a kristályvíz túlnyomó részének eltávolítása kalcinálással körülbelül 250-1000 °C-on és különböző, közbenső-termék alumíniumhidroxid vegyületekké í történő szimultán átkristályosodás, ΐ 3. az a-Al2O3 exoterm képződése, amely kb.
; 1000 °C hőmérsékleten igen lassan indul meg.
I
Míg az 1. és 2. alatti folyamatok lejátszódásához hőközlésre van szükség, a harmadik folyamatnál erre — a külső hőveszteség pótlásán túlmenően — nincs szükség, abban az esetben, ha az iniciálás kb. 1000 °C-on történik. Az a-Al2O3-képződés sebessége azonban erőteljesen nő növekvő hőmérséklettel, következésképpen a kívánt a-Al2O3-tartalom eléréséhez szükséges idő csökken, ha a hőmérsékletet 1000 °C fölé növeljük.
Ismeretesek olyan módszerek, amelyeknél az anyagot különálló berendezésekben vetik alá hőkezelésnek.
így az 1 184 744 számú Német Szövetségi 5 Köztársaság-beli nyilvánosságra hozatali irat az alumíniumhidroxid kalcinálását és az a-Al2 O3 képzését két, különböző hőfokon üzemelő berendezésben hajtja végre.
A kalcinálást itt egy konvencionális ciklon előhe!0 vítő negyedik ciklonjába vezető átemelő csövében, az emelőcső aljában elhelyezett égőben közvetlenül elégetett tüzelőanyaggal végzik.
Az a-Al2O3 képzést egy stacioner, adiabatikus reaktorban — melyben az anyag gravitációsan áram15 lik - vagy pedig egy égővel felszerelt forgókemencében hajtják végre, mely utóbbiban az égő forró füstgázai a kemencébe ürítő ciklon-előhe vítő bői jövő anyaggal ellenáramban haladnak.
Az 1 207 361 számú Német Szövetségi Köztársa20 ság-beli nyilvánosságra hozatali irat olyan eljárást ír le, amely örvényágyat használ a ciklon előhevítőből történő betáplálás után az a-Al2O3 képzésére. A ciklon előhevítőből jövő anyagot egy az örvényágyas reaktor tetejére épített, tangenciálisan elhelyezett égő 25 lángján keresztül injektálják az örvényágyba. Ezzel a hőkezelési eljárással az anyag hőfoka olyan értéket ér el, hogy az a-Al2O3-képződés megindul.
Az 1 540 679 számú francia szabadalmi leírás olyan módszert ismertet, amely a konvencionális cik30 Ion előhevítőt egy örvénykamrával kombinálja az
-1180947 α-Α12 O3-képzés iniciálása céljából, mielőtt az 1200-1400 °C hőmérsékletű anyagot forgókemencébe vagy örvényágyba ürítené.
Az örvénykamrát az jellemzi, hogy az égő és az anyag betáplálására szolgáló csővezeték a kamra tete- 5 jén, függőlegesen van elhelyezve, míg a szekunder levegőt a kónikus rész alján, tangenciálisan vezetik be, és ez indukálja az örvénylést.
Egy az 1 092 889 és 1 146 041 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírásokban is- iq mertetett eljárás a gyors örvényágy vagy „expandált” örvényágy elvét alkalmazza.
Ennél az eljárásnál a száraz és előkalcinált timföldet olyan örvényágyas kemencébe táplálják, amelyben a szilárd anyag nagy része egy külső, szabályozott recirkulációs rendszeren keresztül cirkulál.
A legidősebb, timföld gyártásra szolgáló ipari, stacioner eljárás, amely forgókemencét nem alkalmaz, a „fluid-flash” kalcináló eljárás, amelyet az Engineering and Mining Journal 1974 áprilisi számának 23. olda- 20 Ián írtak le.
Ennél az eljárásnál az α·Α12Ο3 képzést egy égető reaktorban iniciálják. A tüzelőanyagot és levegőt a kemence alján égetik el, ahol az égők az égetőkamra külső kerületén vannak felszerelve. Az előkalcinált 25 timföldet az égetőkamra felett táplálják be, és azt a forró füstgázok a kemence tetején át hordják ki. A forró anyagot a füstgázoktól a ciklon-szeparátorként működő örvényágyas edény tetején választják el, és ennek az edénynek az aljára ürítik, ahol az örvényágyat létesítik.
Valamennyi fent említett szabadalmi és ipari eljárás azon alapszik, hogy a szárítási és előkalcinálási műveletet különféle kivitelű ciklon előhevítőben hajtja végre, és az a-Al2 O3 -képzését vagy örvényágyas vagy forgókemencés, vagy adiabatikus edényben végzik. Ezeknek a berendezési egységeknek az a közös vonása, hogy az anyag tartózkodási idejét néhány percnyi időtartamról több mint 2 órára változtatják 1100 és 1200°C közötti hőmérsékleten.
A stacioner üzemekhez viszonyítva a forgókemencét alkalmazó ipari eljárásoknak az a komoly hátránya, hogy lényegesen nagyobb a fajlagos hőfogyasztásuk.
Az örvényágy-elvet alkalmazó stacioner üzemek — beleértve az expandált típusú üzemeket — üzemelése bonyolult, és karbantartási költségük aránylag magas.
Az örvényágyat alkalmazó üzemek üzemelése azért bonyolult, mert a tüzelőanyag elégetéséhez szükséges levegő-mennyiségnél kisebb levegő-mennyiségre van szükség az anyag fluidizálásához, amihez gondosan szabályozott, bonyolult légáramokra van szükség.
Ezen túlmenően az örvényágyas művelet egy kényes gázelosztó berendezést igényel a megfelelő fluidizálás biztosításához, amely viszont különleges elővigyázatot igényel a zavartalan üzemeléshez.
A 12 11 98/75 számú japán szabadalmi leírás olyan, homokszerű alumíniumhidroxid-kalcinálási módszert ismertet, melynél az alumíniumhidroxidot egy ciklon előhevítőben alakítják vízmentes timfölddé, majd ezután az előkalcinált timföldet gázáramú kalcinálóberendezésben vetik alá a-konverziónak 1150-1450 °C-on. A japán szabadalmi közlemény azonban hangsúlyozza, hogy az előhevítés
600—1100 °C-ra kell melegítse az anyagot, és ennek 30 percen belül kell megtörténnie ahhoz, hogy megfelelő a-konverziót érjenek el, valamint azt, hogy az anyag áramlási sebességét 12 m/másodperc alatt kell tartani ahhoz, hogy a részecske-letördelést (szemcseméret-csökkenést) elkerüljék.
Ez utóbbi eljárásnak számos hátránya van:
A végső hőkezelésre kerülő anyag magas hőfok-igénye a ciklon előhevítőt elhagyó gázok hőfokát oly magasra emeli, hogy a hőgazdálkodás meglehetősen rossz. Ezen túlmenően a kis részecske-sebesség aránylag nagy méretű csővezetéket igényel az előkalcináló zónában, és emiatt aránylag nagy beruházási költséggel és rossz hőgazdálkodással jár.
A jelen találmány tárgya javított eljárás finomeloszlású, timföld előállítására különösen alkalmas finomeloszlású anyag hőkezelésére, valamint az eljárás kivitelezésére alkalmas, egyszerűsített berendezés.
A találmány szerinti eljárás és berendezés kiküszöböli az említett hátrányokat, mert segítségével egy reaktorkamra égésterében igen magas hőmérsékletek hozhatók létre, ami az átkristályosodási idő néhány percről néhány másodpercre történő csökkentését teszi lehetővé, anélkül, hogy a részecskék sebességét a fent említett módon gazdaságtalanul befolyásolná, és anélkül, hogy az előkalcinált anyagot magas hőfokúnak tételezné fel.
A találmány eljárást szolgáltat timföldnek alumíniumoxid-trihidrátból történő előállítására, melynek során a trihidrát Szabad és kémiailag kötött víztartalmát legalábbis részben egy előkalcináló zónában távolítjuk el oly módon, hogy az alumíniumoxid-trihidrátot forró gázáramban szuszpendáljuk, azzal hevítjük, és abból választjuk le, ezután az előkalcinált, dehidratált alumíniumoxid legalább egy részét a-alumíniumoxiddá kristályosítjuk át egy tüzelőanyag, valamint oxigéntartalmú gáz bevezetésére alkalmas be40 rendezéssel ellátott reaktor-kamra égető zónájában, melyben az exoterm átkristályosodási folyamatot az előkalcinált alumíniumoxid további, forró füstgázokban történő szuszpendálás útján végzett hevítésével iniciáljuk, ezután a legalább részben átkristályosított 45 timföldet a füstgázáramban szuszpendált alakban a reaktorkamrából eltávolítjuk, a gázáramtól elválasztjuk, és gyors hűtésnek vetjük alá egy hűtőzónában, amely abban áll, hogy az átkristályosodási reakció erőteljes iniciálását oly módon végezzük, 50 hogy az előkalcinált alumíniumoxidot és tüzelőanyagot alaposan összekeverjük, és ezt a keveréket az égető zónába táplált, oxigén tartalmú gázban szuszpendáljuk.
Ily módon az a-Al2O3 por alakú, száraz és előkal55 cinált timföldből történő előállítása a termék kívánt a-Al2O3-tartalmától függően, 1300—1600 °C közötti hőmérsékleten, 0,5 és 5 másodperc közötti időtartam alatt elvégezhető.
A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganato60 sítási módjánál úgy járunk el, hogy az oxigéntartalmú gázt a reaktorkamra aljának közepén keresztül felfelé vezetjük, az előkalcinált timföld és a tüzelőanyag alapos összekeverését oly módon végezzük, hogy az előkalcinált timföldet és a tüzelőanyagot a reaktorb5 kamra aljába egymást keresztező irányokból vezetjük
-2180947 be, és a legalább részben átkristályosodott timföldet, valamint a véggázokat a reaktorkamra tetejéről egy gázárammal hordatjuk ki.
Az előkalcinált timföld a reaktorkamra le- és befelé szűkülő kúpos fenékfalán át vezethető be. A tüzelőanyagot előnyösen a reaktorkamra egy mélyebb pontján vezetjük be, mint az előkalcinált anyagot, például a fenékfalon át függőlegesen.
A reaktorkamrából távozó, szuszpendált timföldtől elválasztott gázáram az előkalcináló zónában az anyag szárítására és előkalcinálására használható fel.
A hőenergia-gazdálkodás javítható, ha az előkalcináló zóna véggázából leválasztjuk a finom eloszlású port, és azt a reaktorkamra véggázának anyag-szuszpenziójába vezetjük be, miután a szuszpenzió elhagyta a reaktorkamrát.
Az előkalcinálást előnyösen egy többfokozatú ciklon-előhevítőben hajtjuk végre.
A reaktorkamrából jövő gázáramból leválasztott anyag hűtőlevegőben történő szuszpendálással hűthető le, választható el ettől a levegőtől, és a használt hűtőlevegő a reaktorkamrába vezethető be oxigéntartalmú gázként.
Abban az esetben, ha az előkalcinálást többfokozatú ciklon-előhevítőben hajtjuk végre, akkor a legfelső ciklonból távozó anyag két anyagáramra osztható, melyek közül az első a felülről számított második ciklon tápláló-vezetékébe vezethető, a második anyagáramot és a reaktorkamrából jövő gázáramból leválasztott anyagot pedig hűtőlevegőben szuszpendáljuk, és a levegőt, mint oxigéntartalmú gázt a reaktorkamrába vezetjük. A második anyagáram és a reaktorkamrából jövő gázáramból leválasztott anyag azután egy keverőkamrába vezethető, és összekeverhető a hűtőlevegőbe történő szuszpendálás előtt.
A találmány további tárgya berendezés a találmány szerinti eljárással történő vízmentes timföld gyártására, amely egy cső alakú, a fenéken tengelyirányban központosán elhelyezett gázbevezetővel és a tetőn központosán elhelyezett egy részecske/gáz elválasztóhoz vezető gáz-ki vezetővel ellátott, többlépcsős ciklon-előkalcinálóval ellátott cső alakú reaktorkamrából, az előkalcinálóból betáplált timföldnek és a tüzelőanyagnak a kamrába történő betáplálására szolgáló vezetékből, a részecske/gáz szeparátorban elválasztott timföld hűtésére szolgáló hűtőből áll, melyre jellemző, hogy a reaktorkamrának le- és befelé szűkülő kúpos fenékfala van, és az előkalcinált timföld, valamint a tüzelőanyag bevezetésére szolgáló vezetékek a kamra alján oly módon vannak elhelyezve, hogy az előkalcinált timföld és a tüzelőanyag egymást keresztező irányban lépnek a kamrába.
A tüzelőanyag vezetéket előnyösen az előkalcinált anyag betáplálására szolgáló vezeték alatt, különösen a fenékfalban helyezzük el.
A berendezés tartalmazhat egy, az előkalcinálóból kilépő, elektrosztatikus szűrőberendezéssel ellátott vezetéket, valamint a szűrő által kiszűrt pornak a reaktorkamrába vezetésére szolgáló szerelvényt.
A legfelső ciklonból kilépő anyagáramot megfelelő berendezéssel két anyagáramra oszthatjuk, melyek közül az elsőt egy vezetéken át a fentről számított második ciklon emelő vezetékébe, a másodikat, valamint a részecske/gáz szeparátorban elválasztott anya got vezetékeken át egy olyan léghűtéses csővezetékbe irányíthatjuk, melyben az anyagot szuszpendáljuk, mimellett a légszuszpendáló vezeték kilépő-végét egy olyan szeparátorral kötjük össze, mely egy az elválasztott anyag ürítésére szolgáló vezetékkel és egy, a reaktorkamra aljában elhelyezett, központi gázbevezetővel van ellátva.
A keverőkamra azután a második anyagáram vezetékeihez és a reaktorkamrából jövő gázáramból elválasztott anyaghoz csatlakoztatható, mimellett a keverőkamra egy, a hűtőlevegőcsőbe csatlakozó ürítővezetékkel van ellátva.
Azt találtuk, hogy az égetőzóna nagy termikus hatásfoka — amely az exoterm folyamat oly élénk iniciálását teszi lehetővé, hogy az anyag végső a-konverziójához a korábbi gyakorlat szerinti, legalább 30 perces magas hőfokú kezelés magas hőfokra történő előhevítés nélkül másodpercek alatt elvégezhető annak tudható be, hogy a találmány szerinti eljárásnál és berendezésben bensőséges az érintkezés a tüzelőanyag, az előhevített anyag és az oxigéntartalmú gáz között. Ezt az elvet az 1 428 680 és 1 463 124 számú brit szabadalmi leírások is leírják, de csak olyan endoterm folyamatokkal kapcsolatosan, amelyek gyakorlatilag izoterm körülmények között hajthatók végre. Az elv exoterm folyamatok fűtésére való alkalmazása új, és az erős inidálóhatás meglepő, különösen, ha figyelembe vesszük, hogy a reaktorkamrába bevezetett, előkalcinált anyag hőfoka több mint 100 °C-al alacsonyabb, mint az ismert eljárásoknál.
Forgókemencét alkalmazó eljárásokhoz képest a javasolt stacioner rendszernek az az előnye, hogy sokkal kisebb a fajlagos hőfogyasztása. Timföld kalcinálása esetén ez 750-800 kcal/kg a forgókemencés eljárás 1000—1100 kcal/kg fajlagos hőfogyasztásával szemben.
Az ismert, vagy konvencionális, vagy expandált örvényágy-technikát alkalmazó stacioner rendszerekhez képest a találmány szerinti megoldásnak az az előnye, hogy nincs szükség a gáz/levegő-áram útjába elhelyezett gázelosztókra, valamint a gáz/levegő-árarioknak a megosztására az égetés és a fluidizálás céljára.
Nincs szükség gázelosztó berendezésekre ahhoz, hogy biztosítsuk a por alakú anyag megfelelő pneumatikus szállítását a magas hőfokú reaktorkamrán át, és az égetéshez szükséges gáz vagy előhevített levegő teljes mennyisége átáramlik a reaktorkamrán anélkül, hogy a gázáramokban veszteség lépne fel.
Egyéb rendszerekkel összehasonlítva, a tüzelőanyagnak igen forró előhevített levegővel történő elégetésével igen magas hőmérsékletek érhetők el, a találmány szerinti eljárásnál nincs szükség nagy hőmennyiség utánpótlását igénylő anyagáramokra a kívánt reakcióhőmérséklet eléréséhez. A kívánt kémiai átalakuláshoz szükséges anyag-tartózkodási idő az elért magas hőmérséklet következtében lényegesen csökken.
A fent említett japán szabadalmi leírásban ismertetett eljáráshoz képest a találmány szerinti eljárás kiküszöböli azt a hátrányt, hogy a 12 m/másodperc alatti részecske sebesség biztosításához nagy átmérőjű csövekre legyen szükség, és az α-konverziós zónába belépő anyag már körülbelül 200 °C hőmérsékleten legyen (mint ezt a japán szabadalmi leírás 1. kiviteli
-3180947 példája leírja). Ennek ellenére eljárásunkkal igen gyors α-konverzió és jelentéktelen anyagveszteség biztosítható.
A hőgazdálkodást tovább javítja a fentiekben leírt por-cirkuláltatás és/vagy a legfelső ciklonból jövő szilárd anyag-elosztás.
A por-ciklussal, vagyis azzal, hogy a legfelső ciklont elhagyó gázból a port elektrosztatikus porleválasztóval kicsapjuk, majd azt a reaktorkamra emelővezetékébe tápláljuk vissza, a hideg port a reaktorkamrából távozó anyaggal hőátadás útján felmelegítjük, és a 3 számú ciklonban elválasztjuk a fő anyagáramtól, ezáltal a 3 sz. ciklon hőterhelése csökken, és az elektrosztatikus leválasztó berendezésből a finom por által felvett hőt a ciklon előhevítőhöz vezetjük vissza, azzal a hőmennyiséggel együtt, amely a hűtőbe ürített fő anyagárammal távozik. Ez az elrendezés azzal a hatással jár, hogy a hűtő hőterhelése csökken, miközben ugyanakkor több hőt vezetünk vissza a ciklon előhevítőbe, ahol az alumíniumoxid-trihidrát előkalcinálásához arra szükség van.
A legfelső ciklonból jövő, aránylag hideg anyag megosztása és ezen anyag egy részének a reaktorkamrából távozó gázáramból elválasztott igen forró anyaggal történő keverése további javulást jelent a hőgazdálkodásban, mert itt közvetlen a hőcsere a hideg és meleg anyag között, szemben a gáz alakú közeggel való közvetett hőcserével.
A találmány szerinti eljárást és berendezést az alábbi rajzok és kiviteli példák szemléltetik.
Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas egyik berendezés rajza. A 2. ábra egy, az eljárás kivitelezésére alkalmas másik berendezés rajza, míg a 3. ábra az eljárás foganatosítására alkalmas berendezés példaképpeni reaktorkamrájának metszeti vázlata.
Az 1. ábra szerinti berendezés 3. ábrán metszeti vázlatban bemutatott 3 reaktorkamrája az átkristályosításra szolgáló reakciózóna. Az 1 és 2 ciklonok alkotják az előkalcináló zónát, a 3 ciklon a terméknek a reaktorkamrából távozó forró gázoktól történő elválasztását célozza, az 5 hűtő egy hűtőzóna. Az alumíniumoxid-trihidrátot 6 betáplálónyíláson át tápláljuk be a fentről számított második ciklon szellőzőcsövébe. Az elektrosztatikus szűrőből (nincs ábrázolva) leürített por a 9 betáplálónyíláson át a 4 reaktorkamra 18 emelővezetékébe juttatható. A 3 ciklonban a forró gázoktól elválasztott terméket az 5 hűtőben hűtjük le, és a 11 kilépőnyíláson ürítjük. A 4 reaktorkamrát a 7 vezetéken át tápláljuk fűtőanyaggal és a 8 betáplálónyiláson át oxigéntartalmú levegővel. A gázok a 10 vezetéken át hagyják el az előhevítő zónát, és további portalanításuk egy (fel nem tüntetett) elektrosztatikus szűrőberendezésben történik.
A nedves alumíniumoxid-trihidrátot a 6 betáplálónyíláson át szárazon és előkalcinát alakban vezetjük be a fentről számított második ciklon szellőzővezetékében lévő forró gázáramba, e gázoktól az 1 ciklonban elválasztjuk, a 3 ciklon szellőzővezetékébe juttatjuk, ahol azt a 3 ciklonból jövő gázokban előkaldnáljuk, majd azoktól a 2 ciklonban elválasztjuk. Ezalatt a kezelés alatt az anyag szabad- és kristályvizét eltávolítjuk. Ezután az előkalcinált anyagot a 4 reaktorkamrába tápláljuk, és a 7, 19 vezetékek kereszt irányú elrendezés folytán bensőségesen érintkeztetjük a fűtőanyaggal és az oxigéntartalmú gázzal. Gyors égés következik be az alul ill. felül befelé szűkülő kúpos 16 fenékfalban ill. 17. tetőfalban folytatódó 5 hengeres palástú 4 reaktorkamra égetőzónájában, amely az alumíniumoxid-részecskék hőfokát igen gyorsan megemeli, és rövid idő alatt iniciálja az exoterm átkristályosodási folyamatot. Az exoterm reakció következtében a részecskék tovább hevülnek, és 10 ez gyors átkristályosodáshoz vezet. Ezalatt a folyamat alatt az alumíniumoxid-részecskék szuszpendálva vannak az oxigéntartalmú gázelegyben és égéstermékekben, és a reaktorkamrából ez a gázelegy kihordja őket, majd a gázelegyből a 3 ciklonban elválasz15 tódnak. A kívánt mennyiségű α-alumíniumoxidot tartalmazó átkristályosodott termék az 5 hűtőben hűl le.
A 2. ábra a találmány szerinti eljárás kivitelezésére 20 alkalmas berendezés egy előnyös kiviteli alakját ábrázolja. Ezen az ábrán az 1-19 számokkal jelzett alkatrészek az 1. ábra azonos módon jelzett alkatrészeivel egyeznek meg. A 2. ábra a 14 elektrosztatikus szűrőberendezést is feltünteti. Ezen kívül az utolsó 2'5 ciklon ürítő vezetéke 15 és 15’szelepekkel ellátott 13 és 13’ két vezetékágra van osztva. Az első ciklonból jövő előhevített anyag ily módon két anyagáramra osztható, melyek közül az első a 13 csővezetéken és 15 szelepen át a 3 ciklon szellőzővezetékébe csatla30 kozik. A második anyagáramot az 5’ hűtőkamrába vezetjük be, amelyben azt a 4 reaktorkamrát elhagyó, forró gázból leválasztott forró termékkel keverjük össze. Keverés és az 5’ kamrában történt lehűtés után a keveréket a 12 hűtőlevegő-vezetékbe tápláljuk, a 35 hűtőlevegőben szuszpendáljuk, és az 5 ciklonban
- amely egy több fokozatú ciklonhűtő legfelső fokozata lehet — választjuk le. A berendezés 4 reaktorkamrája az előzőekben ismertetett kiviteli alakéval azonos, például a 3. ábra szerinti kiképzésű lehet.
A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példák szemléltetik:
Egy 600 mm belső átmérőjű, 3800 mm magas hen45 geres reaktorkamrát magában foglaló kalcináló berendezést könnyű fűtőolajjal (nettó kalóriaérték: 10 150 kcal/kg) fűtünk, és a reaktorkamrába kb. 3,8 m/másodperc sebességgel levegőt vezetünk be.
Kb. 12% szabad nedvességtartalmú nedves A12O350 —3H2O-t (szűrőpogácsa) egy az 1. ábrán jelzett előhevítőben a reaktorkamra füstgázaival hevítünk elő. Az előhevités alatt az anyag szabad víztartalma elpárolog, kb. 34,9%-os izzítási veszteséggel száraz A12O3' • 3H2 0 képződik, amelyet az előhevítőben tovább 55 hevítünk. Ezután a lényegében Al2O3-ból álló, 3-6% izzítási veszteségű anyag 400-450 °C hőmérsékletű.
Ezt az előkalcinált timföldből álló anyagot a reaktorkamra aljára vezetjük be, és az ezalatt betáplált fűtőolajjal bensőségesen érintkeztetjük. A timföld-fűtő60 olaj elegyet az égéshez betáplált levegőben szuszpendáljuk, melyet a reaktorkamra aljának közepén vezetünk be, miáltal a reaktor aljában hozzuk létre az iniciálé zónát. A reaktorkamra hőfokát annak három pontjára mérjük, az így kapott átlagérték tekinthető a 65 reaktor átlag hőfokának.
A fűtőanyag és a levegő betáplálást sebességének változtatásával a reaktorkamra átlaghőfoka a timföld többé vagy kevésbé erős égésének, vagyis nagyobb vagy kisebb α-alumíniumoxid mennyiségnek megfelelően változtatható. 5
Az égetett timföldet szuszpenzió alakban hordatjuk ki, a forró gázoktól elválasztjuk, és hűtjük.
A lehűtés után az α-timföld tartalmat és az izzitási veszteséget megmérjük. Az 1. táblázat a fenti módon előállított termékek tipikus jellemzőit tünteti fel.
Valamennyi termék 0,1 és 0,5% közötti izzitási veszteséget mutat, és körülbelül 200kg/óra mennyiségben képződik.
A 2. és 3. táblázat további, a fent leírt módon előállított termékek tipikus jellemzőit tünteti fel.
A timföld-minták Röntgen-diffraktogramjai a 3, táblázatban felsorolt mintákban a következő ásványeloszlást mutatták:
1. táblázat
| Példa sorszáma | Átlagos reaktor-hőfok (°C) | Ot-Alj O3 tartalom (%) | A timföld típusa | Gázretenciós idő (mp) |
| 1. | 1500 | 75 | liszt-szerű | 0,89 |
| 2. | 1420 | 56 | liszt-szerű | 0,88 |
| 3. | 1400 | 39 | átmeneti jellegű | 0,80 |
| 4. | 1335 | 17 | homokszerű | 1,02 |
| 5. | 1260 | 9 | homokszerű | 0,96 |
2. táblázat
| Példa sorszáma | Átlagos reaktorhőfok (°C) | Izzitási veszteség (%) | BET fajlagos felület (m2 /g) |
| 6. | 1510 | 0,53 | 15,5 |
| 7. | 1435 | 0,61 | 31,4 |
| 8, | 1290 | — | 48,1 |
| Példa sorszáma | >74 μ | Különböző frakciók α-timföld tartalma (%) | |||
| 63-74 μ | 44-63 μ | < 44 μ | összes | ||
| 6. | 75,2 | 75,7 | 76,2 | 79,0 | ' F 77,6 |
| 7. | 40,5 | 43,7 | 45,6 | 50,5 | 47,4 |
| 8. | 16,7 | 14,5 | 14,5 | 13,6 | 14,5 |
3. táblázat \ Kvalita\ tív tar- Túlnyomó Nagy meny- Kis meny\talom rész nyiségben nyiségben
Példa \ sorszámaX
| 6. | α-Al, O3 | — | γ-. δ-. 0-Al2O3 |
| 7. | a-Al2O3 | 7-, δ-. 0-Al2O3 | - |
| 8. | 7-, Ö-. Ö-A12 03 | a-Al2 O3 | — |
Mint említettük, a találmány szerinti eljárás és berendezés tág határokon belül változtatható típusú timföldek gyártását teszi lehetővé, úgy mint homok-jellegű, közbenső típusú és liszt-jellegű timföld elő- 25 állítását.
A találmány szerinti eljárással előállított timföld igen alkalmas alapanyag alumínium elektrolitikus gyártására.
A timföld minőségi követelmények gyártól füg- 30 gően változhatnak, de 10-20% a-Al2O3-tartalmú, 40-60 m2/g BET fajlagos felületű és <1% izzítási veszteségű timföld-minőség a tipikus.
Claims (8)
1. Eljárás vízmentes alumíniumoxid előállítására aluminiumoxid-trihidrátból, amelynek során a szabad és kémiailag kötött vizet legalább részben eltávolítjuk 40 egy előkalcináló zónában, amelyben az alumíniumoxid-trihidrátot forró gázáramban szuszpendáljuk, hevítjük, a gázáramtól elválasztjuk; az előkalcinált dehidratált alumíniumoxidot egy tüzelőanyag, valamint oxigéntartalmú gáz bevezetésére alkalmas bérén- 45 dezéssel ellátott reaktorkamra égetőzónájában legalább részben α-alumíniumoxiddá kristályosítjuk át: a kamrában az exoterm átkristályosítást az előkalcinált alumíniumoxid forró füstgázokban végzett szuszpendálásával és hevítésével iniciáljuk; majd a legalább 50 részben átkristályosított alumíniumoxidot a füstgáz-áramban szuszpendált alakban a reaktorkamrából eltávolítjuk és egy hűtőzónában gyorsan le hűtjük. azzal jellemezve, hogy az átkristályosodási reakció erőteljes iniciálását oly módon végezzük, hogy az előkalcinált alumíniumoxidot és a tüzelőanyagot bensőségesen összekeverjük, és ezt a keveréket az égetőzónába táplált oxigén tartalmú gázban elszuszpendáljuk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az oxígéntartalmú gázt a reaktorkamra aljának közepén keresztül felfelé vezetjük, az előkalcinált alumíniumoxid és a tüzelőanyag bensőséges összekeverését pedig oly módon végezzük, hogy az előkalcinált alumíniumoxidot és a tüzelőanyagot a reaktorkamra aljába, egymást kölcsönösen keresztező irányban vezetjük be, és a legalább részben átkristály-súiott alumíniumoxidot és az égetőzónából kilépő gá; Kát a reaktorkamra tetején át a gázárammal ürítjük ki.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az előkalcinált alumíniumoxidot a reaktorkamrának le- és befelé szűkülő kúpos falán keresztül tápláljuk be.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyagot a reaktorkamra egy mélyebb pontján vezetjük be, mint az előkalcinált anyagot.
5. A 4. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyagot a reaktorkamra fenékfalán keresztül felfelé vezetjük be.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezés, amely egy cső alakú - a kamra aljában centrálisán elrendezett gázbevezetővel és a kamra tetején centrálisán elrendezett (gázkivezetővei ellátott), egy részecske/gáz szeparátorhoz vezető gázkivezetővei, az alumíniumoxidnak és a tüzelőanyagnak a kamrába történő betáplálására szolgáló vezetékekkel és a részecske/gáz szeparátorban elválasztott alumíniumoxid hűtésére szolgáló hűtővel ellátott - reaktorkamrából, ahhoz csatlakoztatott, többfokozatú ciklon előkalcinálóból áll, azzal jellemezve, hogy a reaktorkamrának (4) egy le- és befelé szűkülő kúpos fenékfala (16) van, és az előkalcinált alumíniumoxid, valamint a tüzelőanyag betáplálására szolgáló vezeték (19, 7) a kamra (4) fenekén oly módon van elrendezve, hogy az előkalcinált alumíniumoxid és a tüzelőanyag egymást keresztező irányban lép a kamrába (4).
7. A 6. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyag-vezeték (7) az előkalcinált anyag-vezeték (19) alatt van elrendezve.
8. A 6. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyag-vezeték (7) a fenékfalban (16) van elrendezve.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1568978 | 1978-04-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU180947B true HU180947B (en) | 1983-05-30 |
Family
ID=10063676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU79SI1688A HU180947B (en) | 1978-04-20 | 1979-04-19 | Improved process for preparing anhydrous alum earth |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4529579A (hu) |
| JP (1) | JPS54151597A (hu) |
| AU (1) | AU533515B2 (hu) |
| BR (1) | BR7902452A (hu) |
| DE (1) | DE2916142C2 (hu) |
| ES (2) | ES479716A1 (hu) |
| FR (1) | FR2423445A1 (hu) |
| GB (1) | GB2097903B (hu) |
| HU (1) | HU180947B (hu) |
| IN (1) | IN150912B (hu) |
| MX (1) | MX151661A (hu) |
| NL (1) | NL7903123A (hu) |
| NO (1) | NO791174L (hu) |
| SU (1) | SU932979A3 (hu) |
| YU (1) | YU44842B (hu) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK157442C (da) * | 1982-12-07 | 1990-06-05 | Smidth & Co As F L | Fremgangsmaade og apparat til kalcinering af fosfat |
| FR2549816B1 (fr) * | 1983-07-28 | 1985-11-15 | Fives Cail Babcock | Installation de calcination pour la production de plusieurs qualites d'alumine et procede d'exploitation de cette installation |
| FR2552750B1 (fr) * | 1983-09-30 | 1987-08-14 | Fives Cail Babcock | Procede d'exploitation d'une installation de calcination pour la production de plusieurs qualites d'alumine |
| IT1184114B (it) * | 1985-01-18 | 1987-10-22 | Montedison Spa | Alfa allumina sotto forma di particelle sferiche,non aggregate,a distribuzione granulometrica ristretta e di dimensioni inferiori a 2 micron,e processo per la sua preparazione |
| US5075090A (en) * | 1988-01-12 | 1991-12-24 | Vista Chemical Company | Process for preparing small particle size mixed metal oxides |
| EP0502896B1 (en) * | 1989-11-27 | 1993-12-29 | Alcan International Limited | Calcination process for the production of alumina from alumina trihydrate and apparatus therefor |
| DE19542309A1 (de) * | 1995-11-14 | 1997-05-15 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid aus Aluminiumhydroxid |
| US6905662B2 (en) * | 2002-05-16 | 2005-06-14 | Ffe Minerals Corp. | Elimination of undesirable volatile organic byproducts of an alumina process |
| DE10260739B3 (de) | 2002-12-23 | 2004-09-16 | Outokumpu Oy | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Metalloxid aus Metallverbindungen |
| US9109801B2 (en) * | 2009-07-02 | 2015-08-18 | Pneumatic Processing Technologies, Llc | Coal heat-treatment process and system |
| US8309052B2 (en) * | 2009-07-02 | 2012-11-13 | Pneumatic Processing Technologies, L.L.C. | Carbon heat-treatment process |
| CN106542555A (zh) * | 2015-09-21 | 2017-03-29 | 沈阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种气态悬浮焙烧炉富氧燃烧工艺方法 |
| US10345048B2 (en) * | 2016-05-12 | 2019-07-09 | Golden Renewable Energy, LLC | Cyclonic condensing and cooling system |
| US10436525B2 (en) | 2016-05-12 | 2019-10-08 | Golden Renewable Energy, LLC | Cyclonic cooling system |
| IL263806B (en) | 2016-06-21 | 2022-09-01 | Braven Env Llc | System and method for coal separation |
| US20170361268A1 (en) | 2016-06-21 | 2017-12-21 | Golden Renewable Energy | Char separator |
| US10961062B2 (en) | 2016-06-21 | 2021-03-30 | Golden Renewable Energy, LLC | Bag press feeder assembly |
| EP3481923A4 (en) | 2016-07-05 | 2019-12-18 | Golden Renewable Energy, LLC | SYSTEM AND METHOD FOR CONVERTING WASTE PLASTIC INTO FUEL |
| RU2660003C1 (ru) * | 2017-05-16 | 2018-07-04 | Владимир Николаевич Ведров | Установка для термообработки гидроксида алюминия |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB745552A (en) * | 1952-06-12 | 1956-02-29 | Dorr Oliver Inc | Process of calcining finely divided solids |
| FR1080901A (fr) * | 1952-06-12 | 1954-12-14 | Dorr Co | Procédé et appareil de calcination de l'alumine |
| DE1092889B (de) * | 1958-03-11 | 1960-11-17 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von waermeverbrauchenden Reaktionen zwischen Feststoffen und Gasen nach dem Wirbelschichtprinzip |
| US3057680A (en) * | 1958-03-11 | 1962-10-09 | Metallgesellschaft Ag | Method of carrying out heat-consuming reactions |
| FR1248038A (fr) * | 1959-10-28 | 1960-12-09 | Electrochimie Electrometallurg | Procédé de fabrication d'alumines anhydres |
| FR1292741A (fr) * | 1960-06-24 | 1962-05-04 | Metallgesellschaft Ag | Procédé pour la calcination de l'hydrate d'alumine |
| DE1146041B (de) * | 1960-06-24 | 1963-03-28 | Metallgesellschaft Ag | Calcinieren von Tonerdehydrat |
| FR1295554A (fr) * | 1961-04-28 | 1962-06-08 | Electrochimie Soc | Dispositif pour la fabrication d'alumines anhydres |
| GB1205804A (en) * | 1966-10-12 | 1970-09-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | A method of and apparatus for calcining ore |
| GB1143880A (hu) * | 1967-06-16 | 1900-01-01 | ||
| GB1428680A (en) * | 1972-12-11 | 1976-03-17 | Smidth & Co As F L | Calcination of pulverous material |
| JPS5716927B2 (hu) * | 1974-03-11 | 1982-04-08 | ||
| GB1463124A (en) * | 1974-06-18 | 1977-02-02 | Smidth & Co As F L | Calcination of pulverous material |
| DE2629082C2 (de) * | 1976-06-29 | 1985-09-05 | Krupp Polysius Ag, 4720 Beckum | Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Feingut |
| DE3008234A1 (de) * | 1980-01-23 | 1981-07-30 | Aluterv-EKI Forschungs-, Entwurfs-u.Generalauftragnehmer-Zentrale der ungar. Aluminiumwerke, Budapest | Verfahren und anlage zum brennen von feinkoernigem gut |
-
1979
- 1979-04-06 NO NO791174A patent/NO791174L/no unknown
- 1979-04-18 GB GB8202034A patent/GB2097903B/en not_active Expired
- 1979-04-19 MX MX177371A patent/MX151661A/es unknown
- 1979-04-19 FR FR7909875A patent/FR2423445A1/fr active Granted
- 1979-04-19 HU HU79SI1688A patent/HU180947B/hu not_active IP Right Cessation
- 1979-04-19 ES ES479716A patent/ES479716A1/es not_active Expired
- 1979-04-19 SU SU792755653A patent/SU932979A3/ru active
- 1979-04-19 JP JP4850579A patent/JPS54151597A/ja active Pending
- 1979-04-20 NL NL7903123A patent/NL7903123A/xx not_active Application Discontinuation
- 1979-04-20 AU AU46310/79A patent/AU533515B2/en not_active Ceased
- 1979-04-20 IN IN398/CAL/79A patent/IN150912B/en unknown
- 1979-04-20 BR BR7902452A patent/BR7902452A/pt unknown
- 1979-04-20 DE DE2916142A patent/DE2916142C2/de not_active Expired
- 1979-07-18 ES ES482578A patent/ES482578A1/es not_active Expired
-
1982
- 1982-10-05 YU YU2239/82A patent/YU44842B/xx unknown
-
1984
- 1984-06-28 US US06/625,776 patent/US4529579A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| YU223982A (en) | 1986-08-31 |
| JPS54151597A (en) | 1979-11-28 |
| AU4631079A (en) | 1979-10-25 |
| MX151661A (es) | 1985-01-30 |
| NO791174L (no) | 1979-10-23 |
| YU44842B (en) | 1991-04-30 |
| FR2423445B1 (hu) | 1983-08-05 |
| DE2916142A1 (de) | 1979-10-31 |
| SU932979A3 (ru) | 1982-05-30 |
| GB2097903B (en) | 1983-03-23 |
| IN150912B (hu) | 1983-01-15 |
| ES482578A1 (es) | 1980-04-16 |
| GB2097903A (en) | 1982-11-10 |
| US4529579A (en) | 1985-07-16 |
| DE2916142C2 (de) | 1983-01-27 |
| NL7903123A (nl) | 1979-10-23 |
| FR2423445A1 (fr) | 1979-11-16 |
| ES479716A1 (es) | 1980-06-16 |
| BR7902452A (pt) | 1979-10-30 |
| AU533515B2 (en) | 1983-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HU180947B (en) | Improved process for preparing anhydrous alum earth | |
| US3336109A (en) | Process for making an anhydrous alumina product consisting principally of alpha alumina from alumina hydrate | |
| AU2009337948B2 (en) | Process and plant for producing metal oxide from metal salts | |
| US3579616A (en) | Method of carrying out endothermic processes | |
| US3565408A (en) | Production of alumina from aluminum hydroxide | |
| US7854608B2 (en) | Method and apparatus for heat treatment in a fluidized bed | |
| HU177477B (en) | Process for performing endotherm /heat consuming/ processes | |
| US4585645A (en) | Alpha alumina production in a steam-fluidized reactor | |
| WO2009129977A1 (en) | Process and plant for the heat treatment of fine-grained mineral solids | |
| JP2000512255A (ja) | 水酸化アルミニウムからアルミナを調整する方法 | |
| AU2010206320A1 (en) | Process and plant for producing metal oxide from metal salts | |
| JP2006511420A (ja) | 金属化合物から金属酸化物を生成する方法および設備 | |
| US2750258A (en) | Process for calcining finely-divided alumina hydrate | |
| US3265465A (en) | Production of anhydrous alumina | |
| EA016961B1 (ru) | Способ и установка для производства оксида металла из солей металла | |
| HU181403B (en) | Process for preparing aluminium oxide from aluminium chloride hexahydrate by thermic destruction | |
| WO2005104718A2 (en) | Process and apparatus for the producton of alumina | |
| US2799558A (en) | Process of calcining alumina trihydrate in fluidized bed | |
| CA1156431A (en) | Method and apparatus for producing anhydrous alumina | |
| US4420302A (en) | Method and apparatus for thermally treating pulverulent materials | |
| US3013786A (en) | Hydraulic cement process | |
| EP0052431B1 (en) | Cement burning plant | |
| CA1276433C (en) | Process of carrying out high-temperature reactions | |
| US4420303A (en) | Method and apparatus for thermally treating pulverulent materials | |
| EP0052429B1 (en) | Method and apparatus for thermally treating pulverulent material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |