NO842282L - Fremgangsmaate for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en varierbar midlere diameter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en midlere diameter som kan varieres innen området 2 til 100 mikron med en unimodal fordeling og minimalt avvik. Aluminiumtrihydroksyd fremstilles ved dekomponering av en varm overmettet oppløsning av natriumalumiat i nærvær av et hjelpepodemiddel som i seg selv er oppnådd ved dekomponering av en overmettet oppløsning av- natriumaluminat i nærvær av oppmalt aluminiumtrihydroksyd med et spesifikt B.E.T. overflateareal, oppnådd ved oppmaling, på minst en kvadratmeter pr. gram.

Det er velkjent i denne teknikk å gjennomføre utføring av aluminiumtrihydroksyd fra en overmettet oppløsning av natriumaluminat ved tilsetning av en primer bestående av på forhånd krystallisert aluminiumtrihydroksyd. Den spon-tane dannelse av podekrystaller i en oppløsning av denne type er det funnet å være ekstremt langsomt og vanskelig å oppå eller den kan sogar helt utebli, avhengig av temperaturbetingelser og konsentrasjonen i det behandlede medium. Av denne grunn er det generell praksis i Bayer-prosessen å begunstige utfelling av aluminiumtrihydroksyd fra en overmettet natriumaluminatoppløsning oppnådd fra alkalisk oppslutning av aluminiumholdige malmer p.g.a. tilbakeføringen av en betydelig andel aluminium trihydroksyd som oppnås i en forutgående cykel.

Slik den utføres resulterer imidlertid denne priming-prosess ikke bare i tilbakeføring av meget betydelige mengder tidligere utfelt aluminium trihydroksyd men også i at alle korn av aluminiumtrihydroksyd har betydelig varierende størrelse. Mediandimensjonene og avviket rundt denne verdi er vanskelig å regulere p.g.a. det faktum at dimensjonen for kornene av aluminiumtrihydroksyd øker under efter hverandre følgende cykler og forårsaker dannelse av nye podekrystaller i en periodisk rytme. Fagmannen skulle imidlertid ønske å kunne være istand til for spesielle anvendelser å fremstille aluminiumtrihydroksyd hvis mediandiameter for utfelt partik-kelstørrelse kontrolleres, dvs. hvis granulometri avviker kun i liten grad fra medianstørrelsen.

Således krever visse anvendelser av aluminiumtrihydroksyd en granulometri som er spe-sifikk. Spesielt for anvendelse slik som brannsikringscharger for syntetiske polymerer, milde slipemidler i kosmetologien og katalytiske substrater.

På basis av det antall publikasjoner som foreligger på dette område viser spesialistlitteraturen viktigheten og kompleksiteten at den forskning som er gjennomført av fagmannen i denne teknikk for å prøve å tilveiebringe industriell anvendbare løsninger på de ovenfor angitte problemer og å kontrollere størrelsen av aluminium-trihydroksydpartiklene.

Blant de tallrike løsninger som er foreslått fører den til anvendelse av mekaniske midler og andre, i større antall, til prosesser som benytter kjemien.

Den første gruppe som benytter mekaniske midler angår fremstilling av aluminiumtrihydroksyd hvis midlere diameter generelt ligger mellom 36 mikron ved oppmaling av grov aluminiumtrihydroksyd som oppnås ved Bayer-prosessen. En slik prosess er beskrevet i FR-PS 2 298 510 som krever fremstilling av et aluminiumhydroksyd ment for bruk i kosmetologien, der den midlere diameter er mindre enn 25 mikron, ved oppmaling av et grovt hydroksyd i nærvær av en organisk syre. En slik prosess kan benyttes ved fremstilling av et aluminiumhydroksyd med en midlere diameter større enn 15 mikron, fordi den forblir rimelig på basis av energiforbruk og teknologisk investering. Hvis det imidlertid skal fremstilles et aluminiumhydroksyd som har en meget mindre midlere diameter slik som mellom 15 og 1 mikron blir anvendelsen av slike midler ekstremt kostbar fordi den midlere diameter som er nødvendig krever en betydelig energimengde og bruken av meget høy oppmalingskapasitet.

Den andre gruppe som benytter kjemiske hjelpemidler foreslår fremgangsmåter for fremstilling av et aluminiumtrihydroksyd med regulert granulometri og omfattende gjennomføring av dekomponering av overmettede natriumaluminatoppløsninger i nærvær av meget fint aluminiumtrihydroksyd som primer, idet partikkelstørrelsen øker under de forskjellige utfellingstrinn.

En første prosess som har flere trinn er beskrevet i FR-PS 1 290 582 og omfatter opprinnelig fremstilling av primer-materiale bestående av aluminiumtrihydroksyd med meget fine og regulære korn, derefter anvendelse av dette primer-materiale for dekomponering i suksessive trinn av en overmettet oppløsning av natriumalumiat. Primermaterialer fremstilles ved brå og heftig fortynning av en sterkt konsentrert natriumaluminatoppløsning med et molekylforhold Na2/kl2C>3så nær en som mulig for derved å forårsake markert overmetting av aluminiumtrihydroksydet som separeres ut i form av en gel. Denne gel dannes av sfærer som er svellet med vann og inneholder tallrike mikroskopiske podekjerner av aluminiumhydroksyd med en midlere diameter mellom 0,3 og 0,5 mikron.

Når primærmaterialet med meget liten kornstørrelse er fremstillet presenteres dette som en vandig suspensjon i sin moderoppløsning til hvilken den overmettede vandige oppløsning til natriumaluminat som skal dekomponeres tilføres i trinn; Hvert tilførselstrinn følges av flere timers omrøring. Denne omrøring fortsetter efter den siste innføring av oppløsningen som skal dekomponeres inntil dekomponeringen er fullført.

En annen prosess er beskrevet i FR-PS 1 525 133 og denne omfatter først å fremstille en meget fin og meget aktiv primærinitiator av aluminiumtrihydroksyd ved dekomponering av en fortynnet oppløsning av natriumaluminat i nærvær av en liten mengde aluminiumoksydgel som fremstilles ved nøytralisering av en natriumaluminatoppløsning ved bruk av en mineralsyre. —

Denne primærinitiator benyttes så til å dekompoere en overmettet oppløsing av natriumaluminat. Det utfelte aluminiumtrihydroksyd separeres og beyttes som initiator for dekomponering v en annen overmettet aluminatoppløsning og fremgangsmåten gjentas inntil partiklene av utfelt aluminiumtrihydroksyd har nådd den ønskede størrelse.

FR-PS 2 041 750 beskriver en fremgangsmåte som omfatter først å fremstille en meget fin initiator ved karbonering av en natriumaluminatoppløsning ved en kontrollert temperatur inntil den er totalt nøytralisert og derefter å fremstille en aluminiumoksydgel. Aluminiumoksydgelen om-dannes til en stabil krystallinsk fase ved suspendering av den i en overmettet natriumaluminatoppløsning. Suspens joen omrøres i et tilstrekkelig tidsrom og derefter benyttes i initiatoren for å fremstille et aluminiumtrihydroksyd med ønsket granulometri ved dekomponering av en overmettet natriumaluminatoppløsning.

Fra forskjellige kjente publikasjoner som benytter kjemiske hjelpemidler synes det således at fremgangsmåten som foreslås for å oppnå fremstilling av et aluminiumtrihydroksyd med regulert granulometri fra utfelling av en varm, overmettet oppløsning av natriumaluminat, involverer fremstilling av en aluminiumoksydgel og omdaning av denne til en stabil krystallinsk fase hvis aluminiumhydroksydpartikkelstørrelse øker under de forskjellige utfellingstrinn. Imidlertid må fagmannen merke seg at de foreslåtte prosesser gir ufullstendig og util-fredsstillende løsninger fordi de fører til fremstilling av aluminiumtrihydroksyd hvis størrelse i utilstrekkelig grad kontrolleres p.g.a. den dårlige reproduserbarhet av gelkvaliteten og gelens dårlige tidsstabilitet.

Av denne grunn og basert på de ovenfor angitte mangler er det nu ved kontinuerlig forskning funnet og perfeksjonert en fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en midlere diameter som kan varieres innen område 2 til 100 mikron ved dekomponering av en varm, overmettet natriumaluminatoppløsning i nærvær av en initiator. Denne prosess er fri for de ovenfor angitte mangler.

I henhold til dette tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en midlere diameter som kan varieres efter ønske innen område 2 til 100 mikron og denne karakteriseres ved at aluminiumtrihydroksyd i et første trinn underkastes oppmaling til det dannes et oppmalt aluminiumhydroksyd som har en spesifikk BET overplate oppnådd ved malingen, på minst 1 m /g, hvoreter nevnte oppmalte aluminiumtrihydroksyd tilføres til en varm andel av en overmettet natriumaluminatoppløsning i en tilstrekkelig mengde til at det totale overf lateareal for det oppmalte aluminiumhydroksyd som innføres er minst 10 m pr. liter av nevnte andel, og der den således dannede suspensjon omrøres i et tidsrom som fører til utfelling av minst 10 vekt-% av tilstedeværende aluminiumtrihydroksyd i den overmettede natriumaluminatoppløsning i form av aluminiumtrihydroksydpartikler som så utgjør et hjelpepodemiddel, og, et andre trinn, den gjenværende andel av overmettet natriumaluminatoppløsning dekomponeres i nærvær av hjelpepodemiddelet, hvorved denne komponering fører til utfelling av aluminiumtrihydroksyd med den ønskede midlere diameter ved omrøring av den dannede suspensjon inntil det er oppnådd et vektforhold mellom

oppløst A<I>2O3og kaustisk Na20 på høyst 0,8.

For å lette den efterfølgende beskrivelse av oppfinnelsen skal det bemerkes at konsentrasjonen av kaustisk Na20 i gram pr. liter av natriumaluminatoppløsning som velkjent uttrykker den totale mengde tilstedeværende Na2<3 i oppløsningen i bundet form av natriumaluminat og i fri form av natriumhydroksyd.-

Under forskningen og i et forsøk på å forbedre de fremgangsmåter som er foreslått av den kjente teknikk og som anbefaler bruk av aluminiumoksydgel har det vært forsøkt å benytte tidligere oppmalt aluminiumtrihydroksyd istedet for nevnte gel. Det ble så med stor interesse bemerket at innføring av dette oppmalte aluminiumtrihydroksyd til en overmettet oppløsning av natriumaluminat forårsaket utfelling av et aluminiumtrihydroksyd hvis midlere diameter var klart mindre enn den midlere diameter av det oppmalte alluminiumtrihydroksyd som var tilført, mens det i henhold til den kjente teknikk skulle forventes en økning av den midlere diameter. Derfra bel det ved den videre forskning søkt å verifisere graden av denne observsjon og for å gjennomføre dette ble det i nye forsøk istedet for oppmalt aluminiumtrihydroksyd benyttet utfelt aluminiumtrihydroksyd med den samme midlere diameter og så og si identisk fordeling. Det ble så funnet at i det sistnevnte tilfelle at den midlere diamter av det utfelte aluminiumtrihydroksyd øket vesentlig slik som i den kjente teknikk.

Det var således mulig å påvise at bruken av oppmalt aluminiumtrihydroksyd ved dekomponering av en overmettet oppløsning av natriumaluminat resulterte i en meget for-skjellig oppførsel sammenlignet med ikke-malt alumiiumtrihydroksyd med samme granulometri.

Ved videre forskning ble det som hjelpepodemiddel benyttet et produkt utfelt under dekomponering av natrium-aluminatoppløsning i nærvær av oppmalt aluminiumtrihydroksyd og det ble funnet at man kunne oppnå en aluminiumtrihydroksydutfelling med regulerte granulometri ved dekomponering av en natriumaluminatoppløsning i nærvær av nevnte hjelpepodemiddel.

For å oppnå en bedre forståelse av de parametre som spilte en rolle ved foreliggende prosess ble forskningen fullført i den hensikt å kontrollere de betingelser som er ment gunstige for fremstilling av et aluminiumtrihydroksyd med en granulometri som kan varieres efter ønske.

Det spesifikke BET overflateareal som oppås ved oppmalingen gis av differensen mellom det spesifikke overflateareal av oppmalt aluminiumtrihydroksyd og det spesifikke overflateareal av aluminiumtrihydroksydet før det underkastes oppmalingen. Som allerede angitt må det spesifikke BET overflateareal som oppstår under oppmalingen av aluminiumtrihydroksyd være minst 1 m pr./g. Det er generelt mellom 2 og 20 m^/g og fortrinnsvis mellom 3 og 8 m /g.

Oppmalingen av aluminiumtrihydroksyd som gjennomføres ved bruk av en hvilken som helst kjent apparatur kan gjenom-føres på tørr måte men det kan være ønskelig å gjennomføre denne operasjon i et flytende media. I det sistnevnte tilfelle kan den flytende fase som benyttes for å suspen-dere trihydroksydet i et vandig medium være vann.

Den overmettede oppløsning av natriumaluminat som behandles i henhold til oppfinnelsen oppstår vanligvis fra varm alkalisk oppslutniing av en aluminiumholdig malm slik som bauksitt i henhold til den velkjente Bayer-prosess. Imidlertid kan oppløsningen også være av syntetisk opprinnelse. Uansett opprinnelse har den overmettede oppløsning av natriumaluminat generelt en konsentrasjon av kaustisk Na20 på mellom 50 og 200 gr. og fortrinnsvis mellom 90 og 170 gr. Na20 pr. liter natriumaluminatoppløs-ning som skal dekomponeres.

Videre er det ønskelig for denne overmettede oppløsning av aluminiumaluminat å "ha et vektforhold mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 på mellom 0,8 og 1,3 men fortrinnsvis mellom 1,0 og 1,2.

I henhold til prosessens annet trinn representerer andelen av overmettet natriumaluminatoppløsning hvori knust aluminiumtrihydroksyd innføres høyst 90 volum-% og fortrinnsvis fra 5 til 50volum-% av den totale mengde av nevnte oppløsning som skal dekomponeres. På tilsvarende måte er mengden av aluminiumtrihydroksyd knust i henhold til kjente metoder og inført i det første trinn til andelen av overmettet natriumaluminatoppløsning som skal dekomponeres slik at det totale overflateareal for knust aluminiumtrihydroksyd som innføres til oppløsningen er mellom 230 og 400 m pr. liter og fortrinnsvis mellom 40 og 150 m 2 pr. liter overmettet natriumaluminatoppløsning.

Efterhvert som knust aluminiumtrihydroksyd innføres i en tilstrekkelig mengde til den varme andel av overmettet natriumaluminatoppløsning blir suspensjonen som således dannes omrørt og holdt i denne tilstand inntil generelt 15 til 75 vekt-% og fortrinnsvis 40 til 60 vekt-% av det tilstedeværende aluminiumoksyd i den overmettede natrium-aluminatoppløsning felles ut i form av aluminiumtrihydroksydpartikler som utgjør hjelpepodemidlet.

Den vandige suspensjon av hjelpepodemidlet kaneventuelt underkastes væske- faststoffseparering hvorunder en fast fase isoleres for bruk i prosessens andre trinn.

I henhold til prosessens andre trinn blir den gjenværende fraksjon av overmettet natriumaluminatoppløsning som ikke er underkastet første trinn dekomponert i nærvær av hjelpepodemiddel som innføres enten i fast form hvis væske- faststoffseparering er gjennomført ved slutten av det første trinn eller i form av en vandig suspensjon av nevnte hjelpepodemiddel oppsamlet før separering gjennomføres.

Denne dekomponering skjer-i et omrørt medium og fortsettes inntil det oppås et vektforhold mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 generelt mellom 0,75 og 0,40 og fortrinnsvis mellom 0,70 og 0,45.

Under det nedre trinn kan hjelpepodemidlet og gjenværende fraksjon av overmettet natriumaluminatoppløsning bringes sammen for å gi suspensjonen og tillate dennes dekomponering ved innføring av:

enten all gjenværende fraksjon på en gang,

- eller av nevnte gjenværende fraksjon i det minste to trinn.

Således fører dekomponering av den gjenværende fraksjon av overmettet natriumaluminatoppløsning under det andre trinn av prosessen ifølge oppfinnelsen og i nærvær av hjelpepodemiddel fra det første trinn til, ved slutten av disse to trinn utfelling av aluminiumtrihydroksyd med den ønskede midlere diameter.

Andelene av overmettet natriumaluminatoppløsning dekomponeres i begge trinn av prosessen ved en temperatur generelt mellom 30 og 80°C men fortrinnsvis mellom 45 og 65°C.

I praksis skjer de to trinn av fremgangsmåten for oppnåelse av aluminiumtrihydroksyd med midlere diameter som kan varieres efter ønske innen område 2 til 100 mikron i henhold til følgende sekvenser:

a) i det første trinn:

a-1. Noe aluminiumtrihydroksyd knuses inntil det

oppnås et knust aluminiumtrihydroksyd med et spesifikt BET overflateareal oppådd ved knusing på minst lm /g.

a-2. Det knuste aluminiumtrihydroksyd innføres i en varm fraksjon av en overmettet natriumaluminatopp-løsning i en tilstrekkelig mengde for det totale overflateareal av innført -trihydroksyd til å være minst 10 m /l av den overmettede aluminatoppløsning som skal dekomponeres .

a-3. Suspensjonen som dannes i seksvens a-2 om-røres til minst 10 vekt-% av aluminiumoksyd som er tilstede i aluminatoppløsningen felles ut i form av aluminiumtrihydroksyd utgjørende hjelpepodemiddelet.

b) i det andre trinn:

b-1. Hjelpepodemiddelet fra sekvensen a-3 og

gjenværende fraksjon av overmettet natrium-aluminatoppløsning bringes sammen.

b-2. Gjenværende fraksjon av overmettet natriumaluminat dekomponeres ved hjelp av varmen i nærvær av nevnte podemiddei ved omrøring av suspensjonen fra b-1 og fortsatt omrøring inntil det er oppnådd et forhold mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 på høyst 0,8. Denne dekomponering forårsaker utfelling av aluminiumtrihydroksyd med den ønskede midlere diameter.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en midlere diameter som kan varieres efter ønske foregår i to trinn: Et trinn med-fører fremstilling av et hjelpepodemiddel og det andre dekomponering av en overmettet natriumaluminatoppløsning i nærvær av podemidlet. Disse trinn kan gjennomføres kontinuerlig eller intermitent.

Det vesentlige trekk ved oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til de følgende eksempler.

Eksempel 1

Dette eksempel viser muligheten ifølge oppfinnelsen for fremstilling av aluminiumtrihydroksydpartikler med midlere diamter og som kan varieres efter ønske ved å benytte variable mengder hjelpepodemidler under dekomponeringen av overmettet natriumaluminatoppløsning.

For dette formål og i et første trinn ifølge fremgangsmåten blir noe industriell aluminiumtrihydroksyd fra alkalisk oppslutning av bauksitt ved Bayer-prosessen benyttet. En vandig suspensjon av nevnte aluminiumtrihydroksyd inneholdende 350 g/l tørrstoff ble fremstilt for knusing.

Derefter, og for å fremstille hjelpepodemateriale, ble det benyttet en overmettet natriumaluminatoppløsning fra Bayer-prosessen og som hadde følgende sammensetning i gram pr. liter:

Tre liter av nevnte oppløsning ble derefter innført i en egnet reaktor og 45 g knust aluminiumtrihydroksyd (i form av en suspensjon i vann) for å tilveiebringe 15g knust naluminiumtrihydroksyd pr. liter overmettet natrium-aluminatoppløsning som skal dekomponeres. Suspensjonen som således ble fremstilt ble omrørt ved hjelp av en rører med vertikal akse og med store blader ved 60 omdr.pr.min Temperaturen i suspensjonen ble holdt ved 60°C under dekomponeringen som varte i 43 timer.

Ved slutten av dekomponeringen var vektforholdet mellom oppløst Na2C>3 og kaustisk Na20 0,6, noe som antydet at 45% aluminiumoksyd i oppløsningen var utfelt.

Aluminiumtrihydroksydet som ble oppsamlet ved slutten av første trinn ble derefter vasket og tørket og utgjorde hjelpepodematerialet som ble benyttet i det andre trinn i prosessen, materiale hadde en midlere diamter på 1,8 mikron som ble målt ved den såkalte "laser granulometri"-metoden ved bruk av en CILAS 715 apparatur.

I det andre trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble den ovenfor nevnte natriumaluminatoppløsning fra Bayer-prosessen dekomponert i nærvær av hjelpepodemateriale som fremstilt ovenfor ved bruk av den samme apparatur og ved å bruke de samme forsøksbetingelser for omrøring, temperatur og tid som i det første trinn.

Fem dekomponeringsprøver, hver utført på 2 liter av den overmettede natriumaluminatoppløsning, ble utført i nærvær av hjelpepodemateriale innført i økende mengde.

Ved slutten av dekomponeringen ble aluminiumtrihydroksyd samlet for hver prøve og vasket, tørket og midlere diameter bestemt ved lasergranulometrimetoden.

Alle resultater er angitt i tabell 1 nedenfor.

Den midlere diameter for aluminiumtrihydroksydet som ble samlet ved slutten av de to trinn av prosessen avhenger derfor av mengden hjelpepodemateriale som benyttes under det andre dekomponeringstrinn.

EKSEMPEL 2

Dette eksempel viser muligheten for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med stor midlere diamter (masse-produkt) som ønsket ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Ved det første trinn av fremgangsmåten ble noe industriell aluminiumtrihydroksyd fra alkalisk oppslutning av en bauksitt ved hjelp av Bayer-prosessen benyttet. En vandig suspensjon av nevnte aluminiumtrihydroksyd inneholdende 350 g/l tørrstoff ble fremstilt for knusing.

Knusingen ble gjennomført i den samme apparatur og ved den samme metode som i eksempel 1. En liter av den ovenfor angitte suspensjon ble således knust ved bruk av 2 kg. kuler med en diameter på 9 mm. og 1 kg. kuler med en diameter på 6 mm. Efter en knusetid på 1 time og 30 min. ble det oppådd aluminiumtrihydroksydpartikler med et BET overflateareal på 2,6 m /g mens aluminiumtrihydroksydet hadde et BET overflateareal på 0,1 m<2>/g før knusing.

Derefter, og for fremstilling av hjelpepodematerialet, ble en overmettet natriumaluminatoppløsning fra Bayer-prosessen og med samme sammensetning som i eksempel 1 benyttet. To liter av oppløsningen ble derefter innført i en egnet reaktor og 30 g knust aluminiumtrihydroksyd i form av en suspensjon i vann ble innført for å tilveiebringe 15 g knust aluminiumtrihydroksyd pr. overmettet natrium-aluminatoppløsning for dekomponering. Den således oppnådde suspensjon ble omrørt ved bruk av en røre med vertikal akse og med brede blader og ved en omdreiningshastighet på 60 omdr.pr.min. Temperaturen i suspensjonen ble holdt ved 60° under dekomponeringen som varte i 48 timer.

Ved slutten av dekomponeringen var vektforholdet mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 0,65, noe som antydet at 41% av aluminiumoksydet i oppløsningen var utfelt.

Det oppsamlede aluminiumtrihydroksyd som utgjorde hjelpepodematerialet som ble benyttet i det andre trinn hadde en midlere diameter på 3,9 mikron.

I prosessens andre trinn ifølge oppfinnelsen ble en natriumaluminatoppløsning med samme opprinnelse og samme sammensetning som i eksempel 1 dekomponert i nævær av hjelpepodematerialet fra det første trinn, benyttet i en andel av 5g/l av oppløsningen.

Dekomponeringen ble gjennomført på et volum av 2 1 av opp-løsningen og dette skjedde i den samme apperatur og under de samme forsøksbetingelser for omrøringshastighet, temperatur og tid som i prosessens første trinn.

Ved slutten av dette andre trinn var forholdet mellom mengden aluminiumtrihydroksyd som var samlet, vasket og tørket og mengden knust aluminium trihydroksyd som ble benyttet i det første trinn i prosessen, 170.

Videre fikk det alumiiumtrihydroksyd som ble samlet før slutten av det andre trinn sin midlere diamter bestemt ved lasergranulometrimetoden som også ble anvendt på det knuste aluminiumtrihydroksyd og hjelpepodematerialet som ble samlet ved slutten av-det første trinn i den hensikt å gjenomføre sammenligningsanalyser av resultatene.

Resultatene av den granulometriske analyse av aluminiumtrihydroksydet efter knusing, efter den første dekomponering (hjelpepodemateriale) og efter den andre dekomponering, er anført i tabell 2 nedenfor.

Denne tabell viser derfor at den midlere diameter hjelpe-podematerialesom benyttes i det nedre trinn er mindre enn den midlere diameter for det knuste produkt for oppnåelse av hjelpepodematerialet. Videre viser denne tabell at det hvis ønskelig er mulig å oppå et alumiiumtrihydroksyd med stor diamter.

EKSEMPEL 3

Dette eksempel viser muligheten for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med liten midlere diameter efter ønske ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

I det første trinn av prosessen ifølge oppfinnelsen blir industriell aluminiumtrihydroksyd fra Bayer-prosessen benyttet. En vandig suspensjon av dette aluminiumtrihydroksyd inneholdende 350 g/1 tørrstoff ble derefter fremstilt for knusing.

Knusingen ble gjenomført ved bruk av den samme apparatur og i henhold til det samme sett verdier som i eksempel 1.

Efter en knusetid på tre timer ble knuste partikler av aluminiumtrihydroksyd med et BET overflateareal på 4 m /g oppnådd mens aluminiumtrihydroksyd før knusing hadde et BET overflateareal på 0,1 m<2>/g.

Derefter, og for å fremstille hjelpepodestoff, ble en overmettet natriumaluminatoppløsning fra Bayer-prosessen og som hadde samme sammensetning som den som ble benyttet i eksempel 1, benyttet. To liter av oppløsningen og 36 g av det knuste aluminiumtrihydroksyd i form av en suspensjon i vann ble derefter innført for å tilveiebringe 18 g knust aluminiumtrihydroksyd pr. 1 overmettet natrium-aluminatoppløsning. Suspensjonen som ble fremstilt på denne måte ble omrørt ved bruk av en rører med vertikal akse hvis brede blader dreiet seg med 60 omdr.pr.min. Temperaturen i suspensjonen ble holdt ved 60°C under dekomponeringstrinnet som varte i 48 timer.

Ved slutten av dekomponeringen var vektforholdet mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 0,62, noe som antydet at 43% av aluminiumoksyd i oppløsning var felt ut. Aluminium trihydroksydet som ble fremstilt utgjorde hjelpepodematerialet som ble benyttet i prosessens annet trinn. Det hadde en midlere diameter på 1,9 mikron.

I det nedre trinn av prosessen ifølge oppfinnelsen ble en natriumaluminatoppløsning med samme opprinnelse og samme sammensetning som i eksempel 1 dekomponert i nærvær av 70g hjelpepodemateriale pr. 1 overmettet natriumaluminatopp-løsning. '■—

For dette formål ble 2 liter av natrium-aluminatoppløsningen som er beskrevet i eksempel 1 og hvis temperatur var 5o°C, tilsatt til 52 volumprosent av suspensjonen av hjelpepodemateriale fra det første trinn. Dekomponeringen ble gjennomført i samme apparatur og ved bruk av de samme andre eksperimentelle betingelser for røre-hastighet og tid som i det første prosesstrinn.

Ved slutten av dette annet trinn var forholdet mellom massen av alumiiumtrihydroksyd som var samlet opp, vasket og tørket, og massen aluminiumtrihydroksyd som var knust og benyttet i det første trinn, 25. Videre ble den midlere diameter for det samlede aluminiumtrihydroksyd ved slutten av det andre trinn målt ved lasergranulometrimetoden som også ble anvendt på det knuste aluminiumtrihydroksyd og på hjelpepodematerialet i den hensikt å gjennomføre sammenlignende analyser.

Resultatene av den granulometriske analyse av aluminiumtrihydroksydet efter knusing, efter første dekomponering (hjelpepodemateriale) og efter andre dekomponering, er dekomponert i tabell III nedenfor:

Denne tabell viser derfor utviklingen av den midlere diameter for knust aluminiumtrihydroksyd, det oppnådde hjelpepodemateriale og aluminiumtrihydroksyd fremstilt ved prosessens annet trinn.

EKSEMPEL 4:

I tillegg bekrefter denne tabell fremstillingen efter behov av et sluttprodukt med en liten midlere diamter ved bruk av en stor mengde hjelpepodemateriale i prosessens annet trinn.

EKSEMPEL 4: --

Dette eksempel viser muligheten for fremstilling av alumiiumtrihydroksyd der partiklene efter ønske ikke bare har regulert midlere diameter men også der partikkel-diameteren avviker minimalt.

I det første trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir industriell aluminiumtrihydroksyd fra Bayer-prosessen benyttet. For knusing ble en vandig suspensjon av nevnte aluminiumtrihydrat inneholdende 350 g/l tørrstoff. Knusingen ble gjennomført ved bruk av den samme apparatur som angitt i de foregående eksempler og ved bruk av den samme metode. Efter en knusetid på 3 timer ble knust aluminiumtrihydroksydpartikler med et BET overflateareal på 4 m /g oppnådd, mens aluminiumtrihydroksydet før knusing hadde et BET overflateareal på 0,10 m<2>/g.

Derefter, og for fremstilling av hjelpemiddel-podematerialet, ble en overmettet natriumaluminatopp-løsning fra Bayer-prosessen og som hadde samme sammensetning som den som er angitt i eksempel 1, benyttet. Chargen av knust aluminiumtrihydroksyd som ble innført i natriumaluminatoppløsningen er 15 g/l, temperaturbetingel-sene og tiden var som i eksempel 1, nemlig 60°C og 48 timer.

Ved slutten av dekomponeringen var vektforholdet mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 0,62, noe som antydet at 43% aluminiumoksyd i oppløsning var utfelt. Aluminiumtrihydroksydet som ble fremstilt utgjorde hjelpepodematerialet som ble benyttet i prosessens annet trinn. Dette hadde en midlere diameter på 2 mikron. I det annet trinn i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble en oppløsning av natriumaluminat med samme opprinnelse og samme sammensetning som i eksempel 1 dekomponert i nærvær avhjelpepodemateriale under omrøring. For dette formål ble en mengde av den overmettede natriumaluminiumoppløsning som er beskrevet i eksempel 1, lik 18 ganger volumet av suspensjonen av podematerialet, tilsatt til suspensjonen av hjelpepodematerialet fra det første trinn, idet denne tilsetning ble gjennomført i tre perioder på henholdsvis 24 timer. Mengden av nevnte oppløsning som ble tilsatt i løpet av hver periode utgjorde 15, 30 og 55 volum-prosent av den totale mengde overmettet aluminatoppløsning for tilførsel.

Dekomponeringen ble gjennomført i en homotetisk apparatur 15 ganger større enn den apparatur som ble benyttet i det første trinn og ved tilpasning av de samme andre forsøks-betingelser for temperatur og tid som i det første trinn. Ved slutten av dette andre trinn ble aluminiumtrihydroksydet samlet og analysert med henblikk på midlere diameter ved lasergranulometrimetoden, der resultatene er sammenfattet i tabell 4 nedenfor sammen med de som angår et produkt med samme midlere diameter oppnådd i den andre dekomponering ved tilsetning i en enkelt dose av den overmettede natriumaluminatoppløsning til suspensjonen av hjelpepodematerialet.

AVVIK:

Denne tabell viser derfor at en snevrere granulometri oppnås ved tilsetning av natriumaluminatoppløsning i flere doser, spesielt på grunn av observasjon av avviksparameteren "e" som er forholdet mellom differansen mellom diameteren d^^og diamteren d25og den midlere diameter dcjQ.

EKSEMPEL 5:

Dette eksempel viser den industrielle fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en granulometri som kan varieres efter behov ved å gjennomføre fremgangsmåten i to trinn ifølge oppfinnelsen, dvs. ved dekomponering av en overmettet natriumaluminatoppløsning i nærvær av et hjelpepode-middel.

I det første trinnet i prosessen blir et industrielt aluminiumtrihydroksyd oppnådd ved Bayer-prosessen underkastet knusing i en vibrasjnsknuser av typen "PALLA U 20" i en mengde i form av en suspensjon som tilsvarer 22 kg pr. time tørrstoff. Denne knusing ga et knust hydrat med et BET overflateareal på 4 m /g.

Derefter, for fremstilling av hjelpepodemateriale, ble en 160 m tank utstyrt med vertikal akserører i en hastighet av 7 omdr. pr. min. og istand til å røre en suspensjon som kun opptok en liten andel av det totale volum, benyttet. Videre ble den overmettede natriumaluminatoppløsning som skulle dekomponeres, tatt fra kretsen av en Bayer-fabrikk idet<AI>2O3konsentrasjonen var 165 g/l mens konsentrasjonen av kaustisk Na20 var 150 g/l, noe som ga et forhold mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 på 1,1. 33 m av nevnte overmettede natriumaluminatoppløsning ble derefter innført i den ovenfornevnte tank, temperaturen i mediet ble justert til 55°C.

500 kg knust aluminiumtrihydroksyd i suspensjon i 1 m vann ble derefter pumpet inn, mengden knust aluminiumtrihydroksyd var 15 g/l. Efter 40 timer ved 55°C var vektforholdet mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na2<3 o,57.

Innholdet av tørrstoff var 137 g/l utfelt aluminiumtrihydroksyd og den midlere diamter for dette hjelpepodemid-

del var 2, 2 mikron.

I det andre trinn av prosessen ifølge oppfinnelsen ble 120 m^ av en overmettet natriumaluminatoppløsning ved 60°C tilsatt til suspensjonen som ble oppnådd i det første trinn. Det medium som således ble oppnådd ble holdt ved denne temperatur ved omrøring i 40 timer. Ved slutten av dette andre trinn var vekt-forholdet mellom oppløst AI2O3og kaustisk Na20 0,635.

Granulometrien for sluttproduktet var som følger:

Denne granulometri ga en midlere diameter på 7,2 mikron og et minimalt avvik for diameteren omtrent på denne verdi.

Claims (15)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumtrihydroksyd med en midlere diameter som kan varieres efter behov innen området 2 til 100 mikron, med en unimodal fordeling og minimalt avvik, omfattende å gjennomføre dekomponering under varme av en overmettet- oppløsning av natriumaluminat i nærvær av en primer betående av aluminiumtrihydroksyd og derefter gjennomføres separering av de resulterende faste og flytende faser og gjenvining av den faste fase som utgjøres av utfelt aluminiumtrihydroksyd, karakterisert ved at aluminiumtrihydroksyd i et første trinn underkastes oppmaling inntil det oppnås et oppmalt aluminiumtrihydroksyd med et spesifikt BET overf lateareal på minst 1 m"Vg, idet dette oppmalte aluminiumtrihydroksyd derefter bringes i kontakt med en varm fraksjon av en overmettet natrium-aluminatoppløsning i en mengde slik at det totale overflateareal for aluminiumtrihydroksydet som tilføres i oppmalt form er minst 10 m /l av nevnte fraksjon, idet den således oppnådde suspensjon omrøres i et tidsrom som fører til utfelling av minst 10 vekt-% av tilstedeværende aluminiumoksyd i den overmettede natriumaluminatoppløsning i form av aluminiumtrihydroksydpartikler som utgjør et hjelpepodemiddel, og, i et andre trinn, den gjenværende fraksjon av den overmettede natriumaluminatoppløsning dekomponeres i nærvær av hjelpepodemidlet, hvorved dekomponeringen fører til utfelling av aluminiumtrihydroksyd med den ønskede midlere diamter ved omrøring av suspensjonen som dannes inntil det oppnås et vektforhold mellom oppløst AI2 O3 og kaustisk Na2 0 på høyst 0,8.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det spesifikke BET overflateareal som oppnåes ved kusingen er mellom 2 og 20 m /g og fortrinnsvis mellom 3 og 8 m /g.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at aluminiumtrihydroksydet knuses tørt.

4. Fremgangsmåte ifølge krav -1, karakterisert ved at aluminiumtrihydroksydet knuses i suspensjon i vandig medium.

5 . Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den overmettede, varme oppløsning av natriumaluminat har en konsentrasjon av kaustisk Na2 0 mellom 50 g/l og 200 g/l, fortrinnsvis mellom 90 g/l og 170 g/l.

6. Fremgangsmåte ifølge kravene 1 til 5, karakterisert ved at den overmettede natriumaluminatoppløsning har et vektforhold mellom oppløst AI2 O3 og kaustisk Na2 på mellom 0,8 og 1,3 og fortrinnsvis mellom 1,0 og 1,2.

7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at den fraksjon av den overmettede natriumaluminatoppløsning som benyttes i det første trinn utgjør høyst 90 volum-% og fortrinnsvis fra 5 til 50 volumprosent av den totale mengde av nevnte oppløsning som skal dekomponeres.

8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 7, karakterisert ved at mengden av knust aluminiumtrihydroksyd som benyttes i det første trinn for dekomponering av fraksjonen av overmettet natriumaluminatoppløsning er slik at det totale overflate-arealet for det knuste aluminiumtrihydroksyd som innføres er mellom 20 og 400 m <2> /l og fortrinnsvis mellom 40 og 150 m /l av fraksjonen av overmettet natriumaluminatopp-løsning som skal dekomponeres.

9. Fremgangsmåte ifølge et hviket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at suspensjonen som oppnås i det første trinn omrøres og holdes i denne tilstand inn til 15 til 75 vekt-% og fortrinnsvis 40 til 60 vekt-% av aluminiumoksydet som er tilstede i den overmettede natriumaluminatoppløsning felles ut i form av aluminiumtrihydroksydpartikler som utgjør hjelpepodemidlet.

10. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at suspensjonen som oppnås fra det førte trinn underkastes en væske- faststoff separasjon hvorefter den faste fase innføres til den gjenværende fraksjon av den overmettede natrium-aluminatoppløsning i det andre trinn.

11. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at suspensjonen som oppnås ved det første trinn bringes inn i den gjenværende fraksjon av den overmettede natriumaluminat-oppløsning i det andre trinn.

12. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at dekomponeringen av den gjenværende fraksjon av overmettet natrium-aluminatoppløsning fortsettes i det andre trinn under omrøring inntil det oppnås et vektforhold mellom oppløst A12C>3 og kaustisk Na2 0 for mellom 0,75 og 0,40 og fortrinnsvis mellom 0,70 og 0,45.

13. Fremgangsmåte ifølge et hvilket av kravene 1 til 12, karakterisert ved at fraksjonene av den overmettede natriumaluminatoppløsning dekomponeres i de to trinn ved en temperatur mellom 30 og 80°C og fortrinnsvis mellom 45 og 65°C.

14. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, karakterisert ved at hjelpepodemiddelet og den gjenværende fraksjon av den overmettede natriumaluminatoppløsning bringes sammen i det andre trinn ved innføring av all gjenværende fraksjon i en dose.

15. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, karakterisert ved at hjelpepodemiddelet og den gjenværende fraksjon av den overmettede natriumaluminatoppløsning bringes sammen i det andre trinn ved innføring av nevnte gjenværende fraksjon i minst to doser.