DD246528A1

DD246528A1 - METHOD AND DEVICE FOR THE TEMPERATURE-CONTROLLED CRYSTALLIZATION OF ALUMINUM TRIYDRATE

Info

Publication number: DD246528A1
Application number: DD28773886A
Authority: DD
Inventors: Roland Stenzel
Original assignee: Mansfeld Industrieanlagen Veb
Priority date: 1986-03-11
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1987-06-10
Also published as: DD246528B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur temperaturgesteuerten Kristallisation von Aluminiumtrihydrat aus uebersaettigten Aluminatlaugen, vorzugsweise zur Erzeugung von Spezialtonerde fuer die Oxidkeramik. Die definierte Temperaturfuehrung im Verlauf des Kristallisationsprozesses in einem Ausruehrbehaelter dient der Steuerung, vorzugsweise von Primaerkristallwachstum in bestimmten Korngroessenbereichen. Damit werden Voraussetzungen zur Erzeugung von Keramiktonerde mit spezifischen physikalischen Kennwerten geschaffen. Erfindungsgemaess sind fuer dieses Verfahren in einem Ausruehrbehaelter Vorrichtungen einzubauen, die im wesentlichen aus einem Waermeuebertragerrohr mit Ruehrwerk bestehen. Mit Hilfe eines Waermetraegers wird partiell eine Waermemenge, ausgehend von Temperaturmessungen und Waermebedarfsermittlungen, in einem Zeitintervall in die umlaufende Aluminatlauge-Suspension eingefuehrt. Durch staendige Wiederholung des Vorgangs wird der Temperaturverlauf waehrend des Ausruehrprozesses in definierter Form gesteuert. Fig. 1The invention relates to a method and a device for the temperature-controlled crystallization of aluminum trihydrate from over-saturated aluminate liquors, preferably for the production of special clay for the oxide ceramics. The defined Temperaturfuehrung in the course of the crystallization process in a Ausruehrbehaelter serves the control, preferably of Primaerkristallwachstum in certain grain size ranges. This creates conditions for the production of ceramic clay with specific physical characteristics. According to the invention devices are to be installed for this process in a Ausruehrbehaelter, which consist essentially of a heat transfer tube with agitator. With the aid of a heat transfer medium, a heat quantity, based on temperature measurements and heat demand determinations, is partially introduced into the circulating aluminate liquor suspension at a time interval. Through constant repetition of the process, the temperature profile is controlled during the Ausruehrprozesses in a defined form. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eineVorrichtungzurtemperaturgesteuerten Kristallisation von Aluminiumtrihydrat aus 'übersättigten Aluminatlaugen, vorzugsweise zur Erzeugung von Spezialtonerde für die Oxidkeramik.The invention relates to a process and apparatus for the temperature-controlled crystallization of aluminum trihydrate from supersaturated aluminate liquors, preferably for the production of special clay for the oxide ceramics.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Im Verlauf der Tonerdeerzeugung nach der Bayer-Technologie wird die Klarlauge von ca. 9O⁰C auf ca. 50 bis 60⁰C abgekühlt, um eine Übersättigung der Aluminatlauge herzustellen. Diese übersättigte Lösung wird sodann in Ausrührbehälter bzw. Kristallisatoren eingebracht und ausgerührt. Die Ausrührbehälter sind große zylindrische Behälter von TOO bis 1000 m³ Inhalt, die entweder mechanisch mit langsam laufenden Rührwerken oder durch Einblasen von Preßluft gerührt werden. Trotz starker ^v Übersättigung der Laugen fällt das Aluminiumtrihydrat nur sehr zögernd aus, so daß bekanntermaßen durch Impfen der Lauge und Suspendieren des zugesetzten Impfhydrates der Kristallisationsprozeß eingeleitet wird und im Verlauf der Ausrührzeit eine Ausscheidung von bis zu 50% des gelösten AI₂O₃ erfolgt.During the alumina production by the Bayer technology, the clear liquor of about 9O ⁰ C is cooled to about 50 to 60 ⁰ C, to produce a supersaturation of the aluminate liquor. This supersaturated solution is then placed in stirred tank or crystallizers and stirred. The stirred tanks are large cylindrical tanks of TOO to 1000 m ³ content, which are stirred either mechanically with slow-running stirrers or by blowing compressed air. Despite strong ^v supersaturation of the alkalis, the aluminum trihydrate precipitates only very hesitant, so that, as is known, the crystallization process is initiated by seeding the lye and suspending the added Impfhydrates and in the course of Ausrührzeit an excretion of up to 50% of the dissolved Al ₂ O ₃ takes place.

Charakteristisch ist, daß die bekannten Verfahren und Vorrichtungen vorzugsweise dem Ziel dienen, unter Intensivierung des Verfahrensablaufs bei Einsparung von Arbeitszeit und/oder Investitionen das Massenprodukt Aluminiumtrihydrat zu erzeugen. Demzufolge vergrößerten sich die Ausrührbehälter beträchtlich, sie wurden im Freien aufgestellt und zu kontinuierlichen Systemen umgestaltet, wobei erhebliche Impfhydratmengen zum Einsatz gelangen. Diese Entwicklung ist auf die Erzeugung eines möglichst grobkörnigen Hydrates ausgerichtet, wobei vorzugsweise Agglomerate (Realkörner), bestehend aus primär gebildeten Kristallen (Primärkörner), erzeugt werden. Entwicklungen in dieser Hinsicht werden gemäß DD-PS 147 090 durch zwei Stufen, d.h. die Agglomerationsphase und die Wachstumsphase, realisiert. Hinsichtlich der hierbei erforderlichen Temperatureinstellung muß die gesamte Aluminatlauge über außerhalb des Ausrührbehälters befindliche Wärmeübertrager geleitet werden, wobei eine gesteuerte Temperaturführung im Verlaufe der mehrere Tage dauernden Ausrührung nicht vorgenommen wird. It is characteristic that the known methods and devices preferably serve the purpose of producing the mass product aluminum trihydrate while intensifying the course of the process while saving labor time and / or investment. As a result, the stirrers widened considerably, they were set up outdoors and transformed into continuous systems using substantial amounts of seed hydrate. This development is aimed at producing a very coarse-grained hydrate, wherein preferably agglomerates (real grains) consisting of primarily formed crystals (primary grains) are produced. Developments in this regard are described in DD-PS 147 090 by two stages, i. the agglomeration phase and the growth phase realized. With regard to the temperature setting required in this case, the entire aluminate solution must be passed through heat exchangers located outside the stirrer container, wherein a controlled temperature control is not carried out in the course of several days of Ausrührung.

In der DE-PS 3338169 wird zur Regulierung des mittleren Durchmessers der erzeugten Aluminiumtrihydrat-Kristalle ein Impfen in zwei Stufen vorgeschlagen. Die Temperatureinstellung zur Erzeugung der jeweiligen Übersättigung in den Stufen erfolgt gleichfalls außerhalb der Behälter, wobei keine Aussagen zur Steuerung der Temperatur vorliegen.In DE-PS 3338169 a seeding in two stages is proposed for the regulation of the average diameter of the aluminum trihydrate crystals produced. The temperature setting for generating the respective supersaturation in the stages is also outside the container, with no statements for controlling the temperature.

Gemäß EP-PS 0102403 wurde grobkristallines Aluminiumoxid gleichfalls in einer Zweistufen-Technologie nach Separation einer Hydratfraktion für Impfzwecke erhalten. Die erforderliche Temperatureinstellung für die Übersättigung in den'zwei Stufen erfolgt ebenfalls zu Beginn des Prozesses. Die weitere Abkühlung der Aluminatlösung verläuft ohne Steuerung. Gleichermaßen wird gemäß US-PS 3545923 durch bestimmte Na₂O-AI₂O₃-Verhältnisse auf eine Beeinflussung der Kristallgröße und Ausbeute hingearbeitet, ohne daß eine Temperatursteuerung im Verlauf der Ausrührung vorgenommen wird. Vorgenannte Entwicklungsrichtungen sind auf die Bedürfnisse der Aluminiumelektrolysen ausgerichtet. Die Kornstruktur wird vorzugsweise durch Agglomerate charakterisiert. Auftretende Schwankungen der granulometrischen Zusammensetzung des erzeugten Aluminiumtrihydrats sind charakteristische Nachteile, die auf Schwankungen des Temperaturregimes der nicht gesteuerten Systeme zurückgeführt werden können. Zur Temperatureinstellung (Starttemperatur) für die Erzeugung der Übersättigung oder/und zur Zwischenaufheizung wird mit außenliegenden Wärmeübertragern durch Umpumpen der Suspensionen gearbeitet.According to EP-PS 0102403, coarsely crystalline alumina was also obtained in a two-stage technology after separation of a hydrate fraction for inoculation. The required temperature setting for the supersaturation in the two stages also occurs at the beginning of the process. The further cooling of the aluminate solution runs without control. Similarly, ₃ ratios worked by certain Na ₂ O-Al ₂ O to influence the crystal size and yield according to US-PS 3,545,923, without temperature control during the Ausrührung is made. The aforementioned development directions are geared to the needs of aluminum electrolysis. The grain structure is preferably characterized by agglomerates. Occurring fluctuations in the granulometric composition of the aluminum trihydrate produced are characteristic disadvantages that can be attributed to fluctuations in the temperature regime of the non-controlled systems. To set the temperature (start temperature) for the generation of supersaturation and / or for intermediate heating is carried out with external heat exchangers by pumping the suspensions.

Bei besonderen Ansprüchen an die Kornstruktur und den Primärgrößenbereich des auskristallisierten Aluminiumtrihydrates, insbesondere zur Erzeugung von Sondertonerden für die Oxidkeramik gemäß DD-PS 160611, ist im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungen vorzugsweise das Wachstum der Primärkristalle (Primärkörner) zu beeinflussen, wobei Angaben über eine gesteuerte Temperaturführung zur Kristallisation von Aluminiumtrihydraten nicht enthalten sind. Zusammenfassend ist festzustellen, daß die bekannten technischen Verfahren die erforderliche Temperatureinstellung zur Erzeugung einer Übersättigung (Starttemperatur) zu Beginn des Ausrührprozesses oder nach bestimmten Teilstufen mit HilfeWith particular demands on the grain structure and the primary size range of the crystallized aluminum trihydrate, in particular for the production of special clay for the oxide ceramic according to DD-PS 160611, in contrast to the preceding embodiments, preferably the growth of the primary crystals (primary grains) to influence, with information on a controlled Temperature control for the crystallization of aluminum trihydrate are not included. In summary, it should be noted that the known technical methods, the required temperature setting for generating a supersaturation (start temperature) at the beginning of the stirring process or certain stages with the help

außenliegender Wärmeübertrager realisieren. In keinem der bekanntgewordenen Systeme wird der Temperaturverlauf während der Dauer des Ausrührprozesses gesteuert.realize external heat exchanger. In none of the known systems is the temperature profile controlled during the duration of the stirring process.

Damit ist der Temperaturverlauf von den Zufälligkeiten und Einflüssen der Umgebung (Wärmeabfuhr), der unterschiedlichen Verdunstungsleistung bei verschiedenen Ausgangstemperaturen und Rührintensitäten (Wärmeabfuhr) und dem exothermenThus, the temperature profile of the contingencies and influences of the environment (heat dissipation), the different evaporation performance at different outlet temperatures and stirring intensities (heat dissipation) and the exothermic

Kristallisationsvorgang (Wärmezufuhr) abhängig.Crystallization process (heat supply) dependent.

Zur Realisierung eines Verfahrens zur temperaturgesteuerten Kristallisation von Aluminiumtrihydrat ist eine geeignete Wärmeübertrager-Vorrichtung erforderlich. Auf apparatetechnischem Gebiet scheidet aufgrund der Größe der Kristallisatoren eine MantelheizungAkühlung aus. Die Anordnung außenliegender Wärmeübertrager ist für einen Dauerbetrieb bei einer gesteuerten Temperaturführung aus energetischen und aus technologischen Gründen infolge der Verkrustungsneigung der Aluminatiaugen und der Dauer des Prozesses (mehrere Tage) nicht sinnvoll.To realize a process for the temperature-controlled crystallization of aluminum trihydrate, a suitable heat transfer device is required. On apparatetechnischem area separates due to the size of the crystallizers a jacket heating cooling. The arrangement of external heat exchanger is not meaningful for continuous operation at a controlled temperature control for energetic and technological reasons due to the tendency of the aluminium eyes to crust and the duration of the process (several days).

Die Anordnung von Wärmeübertragern in den Ausrührbehältern, wie sie gemäß US-PS 3978918 beschrieben werden, entspricht nicht den Anforderungen hinsichtlich der technologischen Funktion, der Wärmeübertragung bei den entstehenden Verkrustungen und der Ausbaufähigkeit für die Regenerierung.The arrangement of heat exchangers in the Ausrührbehältern, as described in US-PS 3978918, does not meet the requirements in terms of technological function, the heat transfer in the resulting encrustations and the expandability for regeneration.

Gleichermaßen sind aufgrund der Größe der Ausrührbehälter und der entstehenden Ansätze heiz- und kühlbare Scheibenrührer · gemäß EP-PS 0105436 oder eingesetzte Rohrbündelwärmeübertrager gemäß DE-PS 2634166 ungeeignet. Eine Lösung des Problems mit einem Rohrbündelwärmeübertrager mit zentralem Rührer entsprechend DE-PS 1601180 berücksichtigt die Zielstellung nach hoher Wärmeübertragungsleistung bei geringer Temperaturdifferenz in der Aluminatlauge, ist jedoch hinsichtlich der Krustenbildung zu kompliziert und für Wartungsarbeiten nachteilig gestaltet.Likewise, heatable and coolable disk stirrers according to EP-PS 0105436 or used tube bundle heat exchangers according to DE-PS 2634166 are unsuitable due to the size of the stirred tank and the resulting approaches. A solution to the problem with a tube bundle heat exchanger with central stirrer according to DE-PS 1601180 takes into account the objective for high heat transfer performance with low temperature difference in the aluminate, but is too complicated in terms of crusting and designed for maintenance work disadvantageous.

In der DD-PS 93747 sind Lösungen für die Realisierung des Umlaufs der Aluminatlauge-Trihydratsuspension in den Ausrührbehältern angegeben, jedoch ohne die Möglichkeit einer Wärmeübertragung und ohne die erforderliche Reparatur- bzw. Ausbaufreundlichkeit für die notwenigen Wartungsarbeiten.In DD-PS 93747 solutions for the realization of the circulation of the aluminate-Trihydratsuspension are specified in the Ausrührbehältern, but without the possibility of heat transfer and without the required repair or ease of maintenance for the necessary maintenance.

Die bekannten Vorrichtungen in Ausrührbehältern erfüllen hinsichtlich der Zielstellung für die Realisierung eines Verfahrens zur gesteuerten Temperaturführung im Verlauf des Kristallisationsprozesses nicht die erforderlichen Funktionen der Wärmeübertragung bei einem hohen Massendurchsatz und geringer Temperaturdifferenz sowie bei auftretender Ansatzbildung und erforderlicher Reparatur- bzw. Ausbaufreundlichkeit für die notwendigen Wartungsarbeiten.The known devices in Ausrührbehältern meet with respect to the objective for the realization of a method for controlled temperature control in the course of the crystallization process does not have the required functions of heat transfer at a high mass flow and low temperature difference and occurring accumulation and required repair or training friendliness for the necessary maintenance.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, durch temperaturgesteuerte Kristallisation Aluminiumtrihydrat-Kristalle (Primärkörner) in einem einstellbaren Korngrößenbereich in einer dafür geeigneten Vorrichtung zu erzeugen, wobei eine Veredlung des Zwischenprodukts Aluminiumtrihydrat angestrebt wird.The aim of the invention is to produce, by temperature-controlled crystallization, aluminum trihydrate crystals (primary grains) in an adjustable particle size range in a device suitable for this purpose, wherein a finishing of the intermediate aluminum trihydrate is desired.

Darlegung des Wesens der Erfindung . .Explanation of the essence of the invention. ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nach Einstellung der Übersättigungstemperatur in Aluminatlaugen das Verfahren einer temperaturgesteuerten Kristallisation von Aluminiumtrihydrat in den Ausrührbehältern mittels Vorrichtung zur Wärmeübertragung mit vorgegebener Rührintensität bei eingestellter Übersättigung sowie einer bestimmten Impfstoffzugabe durchzuführen.The invention is based on the object, after setting the supersaturation temperature in aluminate liquors, the method of a temperature-controlled crystallization of aluminum trihydrate in the Ausrührbehältern by means of heat transfer device with predetermined stirring intensity at set supersaturation and a certain vaccine addition.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kristallwachstum der Primärkörner durch die besondere Abhängigkeit der Kristal I Wachstumsgeschwindigkeit von der Temperatur gemäß Vw = f (T²...) beeinflußt wird.The object is achieved according to the invention in that the crystal growth of the primary grains is influenced by the particular dependence of the crystal growth rate on the temperature according to Vw = f (T ² ...).

Bei der zur Anwendung kommenden Fällungskristallisation müssen nachfolgende Grundbedingungen erfüllt sein:For the precipitation crystallization used, the following basic conditions must be met:

— Chemische Reaktion zur Bildung einer entsprechenden Verbindung mit nicht zu geringer Löslichkeit Cs, aber ausreichender Fällungsgeschwindigkeit v_F;- Chemical reaction to form a corresponding compound with not too low solubility Cs, but sufficient precipitation rate v _F ;

— Einstellung einer der Zielstellung des Prozesses entsprechenden Übersättigung S (S = Inc/cs);Setting a supersaturation S (S = Inc / cs) corresponding to the objective of the process;

— Zugabe von Impfzusätzen;- addition of vaccine additives;

— Keimbildung- Nucleation

Die Keimbildungsgeschwindigkeit v_K = f (S,T...);The nucleation rate v _K = f (S, T ...);

— Kristallwachstum- Crystal growth

Die Kristallwachstumsgeschwindigkeit ist abhängig von v_w = f (T², S...) bei ausreichender Suspendierung der Impfzusätze;The crystal growth rate depends on v _w = f (T ² , S ...) with sufficient suspension of the seed additives;

— Agglomeration- agglomeration

Aneinanderwachsen von Kristallen (Primärkörner) zu Agglomeraten (Realkörner).Growth of crystals (primary grains) to agglomerates (real grains).

Neben dem Kristallwachstum laufen gleichzeitig eine gewisse Keimbildung und eine teilweise Agglomeration ab, die in ihrem Umfang einzuschränken sind.In addition to the crystal growth, a certain nucleation and a partial agglomeration occur at the same time, which are to be limited in their scope.

Vorzugsweise ist eine lineare Temperatursenkung von der Starttemperatur auf die Endtemperatur vorzunehmen. Je nach den' gewünschten Korngrößenbereichen der Kristalle sind Starttemperaturen von 50 bis 90⁰C einzustellen. Die Endtemperaturen betragen 40 bis 45°C. Infolge des Kristallwachstums tritt ein Abbau der Übersättigung ein. Durch die stetige lineare Abkühlung wird ständig partiell neue Übersättigung geschaffen und durch intensives Rühren ein Konzentrationsausgleich erzeugt. Die Realisierung eines Verfahrens zur definierten Temperaturführung für eine gesteuerte Kristallisation erfordert eine Vorrichtung, die eine ausreichende Beeinflussung des Temperaturregimes in Ausrührbehältern gestattet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die bekannten Ausrührbehälter mit mechanischen oder pneumatischen Rührwerken die erfindungsgemäßen Vorrichtungen im Bereich der Strombrecher eingebaut werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen Wärmeübertragerrohr, das'mit einem Einlaufelement formschlüssig verbunden wird. In das Wärmeübertragerrohr wird ein Rührwerk zentral in der Achse angeordnet, dessen Antrieb auf dem Deckel der über dem Einlaufelement befindlichen Zuführungsrohre befestigt ist. Die Zuführungsrohre werden zum Wärmeübertragerrohr geführt und gleichzeitig zur Halterung des Wärmeübertragerrohres mit genutzt. Vorzugsweise sollten in einem Ausrührbehälter zwei bis drei erfinderische Vorrichtung symmetrisch angeordnet sein.Preferably, a linear decrease in temperature from the starting temperature to the final temperature is to be carried out. Depending on the desired particle size ranges of the crystals, starting temperatures of 50 to 90 ^° C. must be set. The final temperatures are 40 to 45 ° C. As a result of the crystal growth, a suppression of supersaturation occurs. Due to the continuous linear cooling, partial new supersaturation is constantly created and a concentration balance is generated by intensive stirring. The realization of a method for the defined temperature control for a controlled crystallization requires a device which allows a sufficient influence on the temperature regime in stirred vessels. According to the invention this object is achieved in that the devices according to the invention are installed in the field of baffles in the known stirred tank with mechanical or pneumatic agitators. The device according to the invention consists of a cylindrical heat exchanger tube which is positively connected to an inlet element. In the heat exchanger tube, a stirrer is arranged centrally in the axis, the drive is mounted on the cover of the feed pipe located above the inlet element. The feed pipes are guided to the heat exchanger tube and at the same time used for holding the heat exchanger tube with. Preferably, two to three inventive devices should be arranged symmetrically in a stirred tank.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werdenThe invention will be explained in more detail in an embodiment

Eine gereinigte Aluminatlauge mit A purified aluminate lye with

AI₂O₃ Al ₂ O ₃

MVMV 1,671.67 SiO₂ SiO ₂ 71mg/l71 mg / l Fe₂O₃ Fe ₂ O ₃ 2,8 mg/l2.8 mg / l

wird auf die Starttemperatur von 6O⁰C abgekühlt und in einen Ausrührbehälter gefördert. Nach Zusatz von Impfhydrat wird zur Realisierung eines maximalen Primärkristallwachstums in einer Zeit von 200h eine lineare Abkühlung der Suspension auf 45⁰C durchgeführt. Da infolge der natürlichen Wärmeabfuhr ein 300-m³-Behälter sich bereits innerhalb von 50 h (bei 15⁰C Außentemperatur) auf diese Endtemperatur abkühlen würde, ein zeitlich veränderliches Temperaturregime auf dem Niveau der linearen Abkühlungskurve gehalten werden muß, ist nach einem gewählten Zeitintervall (z. B. eine Stunde) eine bestimmte Wärmemenge durch den Wärmeträger B zuzuführen, der nach dem Zeitintervall neu festzulegen ist. Hierzu ist am Ende des Zeitintervalls eine Temperaturmessung mit d'en Temperaturmeßsonden 1Ot₁ ...t₃ (Mittelwertbildung) vorzunehmen und, ausgehend von dieser Messung, die für das folgende Zeitintervall benötigte Wärmemenge zu ermitteln und durch die . äquivalente Wärmeträgermenge B dem System zuzuführen. Dieser Vorgang wird ständig wiederholt. Je kürzer die Zeitintervalle gewählt werden, um so genauer läßt sich die lineare Abkühlungskurve realisieren. Im Falle eines Temperaturanstiegs durch zeitweilig intensive Hydratausscheidung (exotherme Reaktion) kann die Vorrichtung als Kühler geschaltet werden, oder es wird zumindest so lange keine Wärme zugeführt, bis durch weitere Temperaturabsenkung sichtbar wird, daß die Periode der intensiven Hydratabscheidung vorüber ist. Der Kristallisationsprozeß ist im wesentlichen beendet, wenn das molare Verhältnis MV Na₂O/AI₂O3 auf 3 bis 3,5 angestiegen istis cooled to the starting temperature of 6O ⁰ C and conveyed into a stirred tank. After addition of Impfhydrat a linear cooling the suspension at 45 ⁰ C is performed to realize a maximum primary crystal growth in a period of 200h. Since due to natural heat dissipation, a 300 m ³ vessels for would cool already within 50 h (at 15 ⁰ C ambient temperature) in this final temperature, a time varying temperature regimes must be maintained at the level of the linear cooling curve is for a selected time interval (For example, one hour) to supply a certain amount of heat through the heat transfer medium B, which is to be redetermined after the time interval. For this purpose, at the end of the time interval, a temperature measurement with d'en temperature measuring probes 1Ot ₁ ... t ₃ (averaging) is made and, on the basis of this measurement, the amount of heat required for the following time interval is determined and determined by the. to supply equivalent heat transfer amount B to the system. This process is repeated constantly. The shorter the time intervals are chosen, the more accurate the linear cooling curve can be realized. In the case of a temperature increase by temporarily intense hydrate excretion (exothermic reaction), the device can be switched as a cooler, or it is at least as long no heat supplied until it is visible by further lowering the temperature that the period of intense hydrate separation is over. The crystallization process is essentially complete when the molar ratio MV Na ₂ O / Al ₂ O 3 has risen to 3 to 3.5

Die für die Realisierung dieses Verfahrens erforderliche Vorrichtung wird in der zugehörigen Zeichnung dargelegt, welche in den The device required for the implementation of this method is set forth in the accompanying drawing, which is incorporated in the

FIg. 1: einen'Längsschnitt durch einen Ausrührbehälter;FIG. 1: ein'Längsschnitt through a Ausrührbehälter;

Fig.2: einen Schnitt C-C Fig. 1;2 shows a section C-C Fig. 1;

Fig. 3: einen Längsschnitt durch eine der erfindungsgemäßen Vorrichtungen3 shows a longitudinal section through one of the devices according to the invention

zeigt.shows.

In einem geschlossenen Ausrührbehälter 1 mit zentralem Rührwerk 2 werden zwei oder drei erfindungsgemäße VorrichtungenIn a closed Ausrührbehälter 1 with central agitator 2 are two or three devices according to the invention

im Bereich der Strombrecher angeordnet. arranged in the field of current breaker.

Durch das Einlaufelement 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das der Herabsetzung des Widerstandes des strömenden Mediums durch die Vorrichtung dient, wird mit Hilfe des Rührwerkes 6, das in der Achse der Vorrichtung angeordnet ist, ein möglichst großer Massenanteil an Suspension durch die Vorrichtung gefördert, daß die partielle örtliche Aufheizung je Durchgang gering sein muß, um das allgemeine Kristallwachstum nicht zu stören. Demzufolge ist als Wärmeträger ein Medium mit relativ niedrigem Temperaturniveau einsetzbar, wie es beispielsweise erwärmtes Waschwasser von 80 bis 90°Cdarstellt.By the inlet element 4 of the device according to the invention, which serves to reduce the resistance of the flowing medium through the device is promoted by means of the agitator 6, which is arranged in the axis of the device, the largest possible mass fraction of suspension through the device that the partial local heating per pass must be low, so as not to disturb the general crystal growth. Consequently, a medium having a relatively low temperature level can be used as the heat carrier, as for example heated wash water from 80 to 90 ° C represents.

Außerdem bewirkt das Rührwerk 6 erhöhte Turbulenzen in dem Wärmeübertragerrohr 5, wodurch die Wärmeübertragungsleistung verbessert wird und eine zusätzliche Homogenisierung zur Nachlieferung von frischer, übersättigter Aluminatlauge in den Mikrobereich der wachstumsfähigen kristallinen Oberfläche der Kristallkeime und Impfkristalle eintritt. Das Wärmeübertragerrohr 5 ist innenseitig als glattes Rohr zur schnellen Beseitigung von Ansatzbildungen ausgeführt. Es überträgt partiell eine je Zeitintervall ermittelte Wärmemenge zur Realisierung der linearen Abkühlungskurve über die Zu- bzw. Abführungsrohre 7. Der außenliegende Flächenanteil wird infolge der ungünstigen Umströmungsbedingungen und der somit schnellen Verkrustung nur unwesentlich an der Wärmeübertragung beteiligt.In addition, the agitator 6 causes increased turbulence in the heat transfer tube 5, whereby the heat transfer performance is improved and additional homogenization for subsequent delivery of fresh, supersaturated Aluminatlauge enters the micro-region of the viable crystalline surface of the seeds and seed crystals. The heat exchanger tube 5 is executed on the inside as a smooth tube for rapid elimination of buildup. It partially transmits an amount of heat determined per time interval for the purpose of realizing the linear cooling curve via the supply or removal tubes 7. The outer area fraction is only marginally involved in the heat transfer as a result of the unfavorable flow conditions and thus rapid encrustation.

Das Leitrohr 8 befördert den Suspensionsstrom in den Bereich des Bodens. Die oberhalb des Leitrohres 8 angebrachte Halterung 9 dient der Befestigung desselben am Ausrührbehälter 1.The guide tube 8 conveys the suspension flow in the region of the bottom. The mounted above the guide tube 8 holder 9 is used to attach it to the Ausrührbehälter first

Durch die einfache Konstruktion wird die Ausbaufähigkeit der Vorrichtung für Wartungsarbeiten, insbesondere zur Entfernung der für die Wärmeübertragung hinderlichen Ansätze, unterstützt. Die gesamte Vorrichtung kann während des Betriebes des Ausrührbehälters mit Hilfe eines Hebezeugs aus demselben herausgehoben und durch eine regenerierte Vorrichtung ersetzt werden.The simple design of the expandability of the device for maintenance, in particular for the removal of the heat transfer hindering approaches supported. The entire device can be lifted out of the same during operation of the Ausrührbehälters using a hoist and replaced by a regenerated device.

Claims

1. A method and apparatus for the temperature-controlled crystallization of aluminum trihydrate from supersaturated aluminate, which are introduced and stirred in Ausrührbehälter, characterized in that the introduced Aluminatlauge by a defined Temperaturführurig at a starting temperature in the range of 50 to 90 ° C to the final temperature in the range of 40 to 45 ⁰ C is linearly cooled and in the course of the crystallization process, a crystal growth of primary crystals in certain particle size ranges in Ausrührbehältern is generated by symmetrically arranged heat transfer devices consisting of a cylindrical heat transfer tube · (5), positively with an inlet element (4) connected, through which a centrally arranged in the axis agitator (6) in the heat exchanger tube (5) projects, which is fastened by means of holders (12) in the already known Ausrührbehälter becomes possible.

2. Method and device according to item 1, characterized in that an optimum of the crystal growth is achieved by the control of a defined temperature control.