AT224920B - Verfahren zur Herstellung von Pellets, die im wesentlichen aus Tonerde und Kohlenstoff bestehen - Google Patents

Description

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   Verfahren zur Herstellung von Pellets, die im wesentlichen aus Tonerde und Kohlenstoff bestehen 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pellets, die im wesentlichen aus Tonerde und
Kohlenstoff bestehen. 



   Diese herzustellenden Pellets müssen ganz besondere Eigenschaften aufweisen, damit sie den an sie ge- stellten Anforderungen genügen. Vor allem müssen diese Pellets eine solche Zusammensetzung haben, dass das Gewichtsverhältnis von Tonerde zu Kohlenstoff etwa dem der Reduktion der Tonerde mit Kohlenstoff entspricht.

   Weiters müssen die Pellets einerseits   porös und für   Gase wie Stickstoff, Luft, Chlor usw. gut durchlässig sein, anderseits aber müssen die Festigkeitseigenschaften ausserordentlich hoch sein, u. zw. nicht nur bei Normaltemperatur, sondern bis hinauf zu Temperaturen von etwa   1800 C.   Bei Erhitzung auf sehr hohe Temperaturen, beispielsweise auf die vorstehend genannte Temperatur, dürfen diese Pellets auch keine teilweise Schmelzung erfahren, die zur Sinterung oder gar zur Bildung von grossen zusammenbacken- den Klumpen führen würde, denn dadurch würde ihre weitere Verwendung wesentlich erschwert oder ganz verhindert. 



   Durch das erfindungsgemässe Verfahren können Pellets mit diesen gewünschten Eigenschaften gewonnen werden. Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erhält man Pellets, die einfache geometrische Formen, beispielsweise Kugelform aufweisen, mit nahezu einheitlicher Korngrösse. 



   Weitere Vorteile und Zwecke der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung angegeben. 



   Das   erfindungsgemässe   Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass pulverförmige Tonerde und pul-   verförmiger   Kohlenstoff in innige Berührung miteinander gebracht werden, bis eine homogene Mischung erhalten wird. Dann wird Alkalilauge zugesetzt und die so erhaltene Paste zu Pellets verformt und getrocknet. 



   Vorzugsweise werden die Tonerde und der Kohlenstoff in Form eines feinen Pulvers mit einer Korngrösse von etwa 150 Mikron oder   kleiner verwendet. Erfindungsgemäss   wird die Tonerde in reiner Form angewendet, sie kann nach irgendeinem bekannten Verfahren,   z. B.   nach dem Bayer-Verfahren gewonnen werden, man kann aber auch reinen Korund verwenden. Als Kohlenstoffkomponente kann Holzkohle, Ölkoks roh oder kalziniert, chemisch gereinigte Kohle, verkokte Kohlehydrate   u. a. m.   verwendet werden. 



   Als Alkalilauge werden erfindungsgemäss wässerige Lösungen von Natrium- oder Kaliumhydroxyd, vorzugsweise in konzentrierter Form und mit einem Gehalt von mehreren hundert Gramm des genannten Hydroxyds, insbesondere von etwa 200 bis 400 g pro Liter, verwendet. Nach einer besonderen Ausführungform wird als Alkalilauge eine beliebige Lösung eines alkalischen Aluminats, beispielsweise eine beliebige wässerige Lösung von Natriumaluminat, vorzugsweise in konzentrierter oder gesättigter Form, verwendet.

   Die dem im wesentlichen homogenen pulverigen Gemisch aus Tonerde und Kohlenstoff zugesetzte Menge dieser Lauge beträgt zwischen einigen Prozent bis zu einem Mehrfachen von   10%,   beispielsweise zwischen 3 und 30   Gew. -0/0,   insbesondere   5-20Gew.-%,   und vorzugsweise etwa 10 bis   15Gew.-%  
Nach einer kontinuierlich durchgeführten, bevorzugten   Ausführungsibrm,   auf welche die Erfindung jedoch nicht eingeschränkt ist, wird das homogene Gemisch aus Tonerde und Kohlenstoff in einer Knet- 

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 vorrichtung nach Art einer Dragiermaschine eingeführt, die aus einer Trommel besteht,

   deren Achse in einem Winkel von der Grössenordnung von beispielsweise etwa   30 - 600   gegenüber der Horizontalen ge- neigt ist und die um diese Achse langsam umläuft. Gleichzeitig wird in diese Vorrichtung die Alkalilauge eingeleitet,   u. zw.   in einer annähernd den obigen Angaben entsprechenden Menge, bezogen auf das Ge- misch.

   Ohne, dass die Erfindung darauf eingeschränkt ist, kann beispielsweise bei Verwendung einer Knet- vorrichtung von 2 m Durchmesser, 80 cm Höhe, einer Neigung von etwa 300 und einer Drehzahl von etwa
16 U/min die Verweilzeit eines im wesentlichen homogenen Gemisches von Aluminiumoxyd und Kohlenstoff mit einer Korngrösse von weniger als 150 Mikron in der genannten   Knetvorrichtung zur   Erzielung von
Pellets von etwa 10 mm Durchmesser etwa   1 - 3 h, zur   Erzielung von Pellets von etwa 15 mm Durchmesser etwa 1-4 h und zur Erzielung von Pellets von etwa 20 mm Durchmesser etwa 1-6 h betragen. 



   Die aus agglomerierter Paste bestehenden Pellets werden dann durch Erhitzung auf eine Temperatur von beispielsweise   100-200  C,   vorzugsweise bei normalem Druck oder unter einem höheren oder niedrigerem Vakuum getrocknet. 



   Die auf diese Weise erzielten Pellets haben eine ausgezeichnete mechanische Verschleissfestigkeit und können ausserdem bei normaler Temperatur vertikalen Beanspruchungen von einer Grössenordnung von 60 bis 110 kg ausgesetzt werden, ohne zerdrückt zu werden. 



   Pellets dieser Art, die als neue Industrieprodukte ebenfalls einen Gegenstand der Erfindung darstellen, können unter anderem in jedem Reaktionsverfahren verwendet werden, in dem Tonerde und Kohlenstoff reduziert wird, beispielsweise zur Erzeugung von Aluminiumnitrid, Aluminiumcarbid, Aluminiumhalogeniden usw. Diese Pellets haben ausserdem den besonderen Vorteil, dass sie bei derartigen Anwendungen keine Verunreinigungen in die Produkte einführen. Beim Nitrieren derartiger Pellets mit Stickstoff, beispielsweise nach dem in der   österr. Patentschrift Nr. 2050 03   beschriebenen Verfahren werden direkt Pellets erhalten, die. 98,   5%   oder mehr Aluminiumnitrid enthalten, wenn man als Alkalilauge mit Natriumaluminat gesättigte wässerige Flüssigkeiten verwendet. 



   Die nachstehenden Beispiele, die in keiner Weise als einschränkend angesehen werden können, bezwecken nur die Erläuterung der verschiedenen Zwecke des erfindungsgemässen Verfahrens. 



   Beispiel   1 : 100 kg Tonerde in der Form von geblasenem Korund und 47 kg reiner kalzinierter Öl-   koks, beide Materialien in Form von sehr feinen Pulvern mit einer Korngrösse von unter 150 Mikron, werden etwa 1/2 h lang durch Kneten gründlich miteinander vermengt. 



   Das so erhaltene Gemisch wird dann kontinuierlich einer Knettrommel der vorstehend beschriebenen Art in einer Menge von etwa 50 kg Gemisch pro Stunde, beispielsweise mit Hilfe einer Rüttelhülse zugeführt, mit der die Zuführungsmenge regelbar ist. 



   Anderseits führt eine Dosierpumpe der Knettrommel kontinuierlich eine wässerige Natriumaluminat- 
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 werden kontinuierlich Kugeln aus Paste mit einer mittleren Dichte von etwa l, 25 und einem mittleren Durchmesser von etwa 15 mm ausgebracht. 



   Die Pellets werden 10 h lang bei 1700C getrocknet. Die fertigen Pellets haben eine mittlere Dichte von etwa 1, 23 und enthalten weniger als 0,5 Gew.-% Wasser. 



   Beispiel 2 : Bei Anwendung derselben Arbeitsbedingungen wie im Beispiel 1, wird ein Gemisch von Tonerde und Kohlenstoff, das dem in Beispiel 1 beschriebenen ähnlich ist, in einer Menge von 50 kg/h mit etwa 5 l/h einer wässerigen Lösung von 400 g Ätznatron pro Liter behandelt. 



   Auf diese Weise erhält man Pellets, die denen des Beispieles 1 praktisch sehr ähnlich sind. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Pellets, die im wesentlichen aus Tonerde und Kohlenstoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Tonerde und der Kohlenstoff in Pulverform, vorzugsweise in einer Korngrösse von etwa 150 Mikron oder weniger, gründlich miteinander vermischt werden, bis ein im wesentlichen homogenes Gemisch entsteht, welchem dann eine Alkalilauge, deren Konzentration vorzugsweise etwa 200 - 400 g Alkalimetallhydroxyd pro Liter beträgt, in einem Gewichtsverhältnis von vorzugsweise etwa 5-20% und insbesondere 10-15% der Lösung zu dem Pulvergemisch zugesetzt wird, worauf die so <Desc/Clms Page number 3> erhaltene Faste zu Pellets geformt und getrocknet wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Tonerde zu Kohlenstoff etwa dem stöchiometrischen Verhältnis der Reduktion der Tonerde mit Kohlenstoff entspricht.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkalilauge eine wässerige Lösung von Natrium-oder Kaliumhydroxyd ist. EMI3.1 zugsweise Natriumaluminat enthält.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pellets durch Erhitzen auf etwa 100 - 2000C getrocknet werden.