DE1166163B

DE1166163B - Verfahren zur Herstellung eines hydratisierten Aluminiumoxyds

Info

Publication number: DE1166163B
Application number: DEA29279A
Authority: DE
Inventors: William Beveridga Innes; Thomas James Malley; John Dunning Pennel; Harvey David Schindler
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1957-05-17
Filing date: 1958-04-17
Publication date: 1964-03-26
Also published as: NL227115A; FR1205323A; NL111171C; US2980632A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: COIf

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 12 m-7/34

A 29279 IV a /12 m
17. April 1958
26. März 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hydratisierten Aluminiumoxyds durch Ausfällung von Al₂O₃ aus der wäßrigen Lösung einer Aluminiumverbindung unter Einhaltung eines bestimmten alkalischen p_H-Wertes und gegebenenfalls anschließender Alterung der erhaltenen Aufschlämmung. Dadurch werden Aluminiumoxyde bzw. Aluminiumoxydgele erhalten, deren Dichten, Porenvolumen und wirksame Oberfläche vorherbestimmt und genau festgelegt sind. Derartige Aluminiumoxyde eignen sich zur Herstellung von Katalysatoren.

Aluminiumoxyd von geeigneter Aktivität für katalytische Zwecke wird meist durch Fällung einer wasserlöslichen Alumiumverbindung, die ein Aluminiumsalz, wie Aluminiumsulfat, Aluminiumnitrat, Aluminiumchlorid u. dgl., oder ein Alkalialuminat, wie Natrium- oder Kaliumaluminat, sein kann, hergestellt. Wenn nach üblichen Fällungsverfahren hergestelltes hydratisiertes Aluminiumoxyd sprühgetrocknet wird, so erhält man ein helles, flaumiges Produkt von niedrigem Raumgewicht, das im allgemeinen zwischen ungefähr 0,2 und 0,3 g/ccm liegt. Es wurde gefunden, daß sich das ausgefällte hydratisierte Aluminiumoxyd durch genaue Einhaltung bestimmter alkalischer Bedingungen während seiner Bildung oder in einem nachfolgenden Schritt oder in beiden Schritten in eine Form umwandeln läßt, in der es durch Homogenisierung verdichtet werden kann, so daß man getrocknete Aluminiumoxydgele mit höherer Dichte erhält.

Es ist bekannt, aktive Tonerde für katalytische Zwecke herzustellen, indem die aktive Tonerde aus Tonerdehydraten, die eine Mischung von Böhmit und Bayerit darstellen, gewonnen wird. Dabei werden entweder Lösungen von Tonerdesalzen mit Alkalien oder Aluminiumlösungen mit Säuren bei einem p_H-Wert von 5,5 bis 7,5 und einer Temperatur zwischen 20 und 60° C zersetzt, das ausfallende hochdisperse Tonerdehydrat wird durch Filtrieren abgetrennt, gewaschen, bei etwa 100 bis 120° C langsam getrocknet, gemahlen und längere Zeit, z. B. 10 bis 20 Stunden oder noch länger, bei einem p_H-Wert von 9 bis 10 aufgeschlämmt. Dann wird abfiltriert und nochmals gewaschen und nach abermaligem Trocknen bei 100 bis 120° C wird der Niederschlag so fein gemahlen, daß mindestens 95 % des Mahlgutes ein 10 000-Maschen-Sieb durchlaufen. Bei einer zweiten Herstellungsweise stellt man Tonerdehydrat, ausgehend von der Modifikation Böhmit, her. Dabei wird die Aufschlämmung bei einem p_H-Wert von 7 bis 7,5 durchgeführt. Der gewaschene, getrocknete und feingemahlene Niederschlag, der Verfahren zur Herstellung eines hydratisierten
Aluminiumoxyds

Anmelder:

American Cyanamid Company, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Als Erfinder benannt:

Thomas James Malley, Stamford, Conn.,

Harvey David Schindler, Darien, Conn.,

John Dunning Pennel,

William Beveridga Innes, Stamford, Conn.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 17. Mai 1957 (660 000) -

noch aus Böhmit besteht, wird schließlich im gewünschten Verhältnis mit Bayerit gemischt. Diese feingemahlene Mischung wird nun mit Wasser angeteigt und dann wird mit Säure peptisiert. Derartige Produkte weisen nach dem Sprühtrocknen Schüttgewichte von 0, 2 bis 0,3 g/ccm auf, und es ist nicht möglich, sie bei der Herstellung zu verdichten, so daß nach Trocknen höhere Werte für das Schüttgewicht erhalten würden. Demgegenüber befaßt sich das vorliegende Verfahren mit der Fällung bei solchen Bedingungen, daß das gefällte Produkt mit oder ohne Alterung homogenisiert werden kann, wodurch sich höhere, vorherbestimmbare Dichten beim getrockneten Produkt ergeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht daher darin, daß man die Ausflälung des Aluminiuomxyds bei einem p_H-Wert von 7 bis 10,5 vornimmt und gegebenenfalls wenigstens 0,25 Stunden bei einem p_H-Wert zwischen 10 und 11 altert und darauf die Aufschlämmung homogenisiert.

Dieses Verfahren kann zur Herstellung von getrockneten Aluminiumoxydgelen oder calciniertem Aluminiumoxyd von bestimmter Dichte und wirk-

405540/460

samer Oberfläche verwendet werden, die danach mit Aktivatoren, wie feinzerteiltem Platin, Palladium, Molybdänoxyd, Wolframoxyd oder Chromoxyd, gegebenenfalls zusammen mit Kobalt- oder Nickeloxyden, imprägniert werden können. Das hydratisierte Aluminiumoxyd kann jedoch auch vor dem Trocknen bzw. vor oder nach der Homogenisierung mit den aktivierenden Metallen oder Metallverbindungen imprägniert werden. Die imprägnierten Aluminiumoxydgele, die man durch Trocknung des hydratisierten Aluminiumoxyds in einem Strom heißer Gase erhält, und die im allgemeinen einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von ungefähr 15 bis 40°/» besitzen, wie man durch den Glühverlust bestimmen kann, können als Katalysatoren verwendet werden, oder sie können tablettiert und durch Calcinierung bei höheren Temperaturen getrocknet werden, um so aktivere Katalysatoren zu erhalten, die einen sehr viel tieferen Feuchtigkeitsgehalt besitzen.

Hydratisiertes Alumiumoxyd, das durch Zerkleinerung verdichtet werden kann, kann man durch Fällung einer wasserlöslichen Aluminiumverbindung, bei einem p_H-Wert zwischen ungefähr 9,0 und 10,5 erhalten. Werden diese Bedingungen eingehalten, so wird das Aluminiumoxyd in kristalliner Form ausgefällt, und kann dann verhältnismäßig schnell filtriert und von Verunreinigungen freigewaschen werden. Das Maß der Zugänglichkeit des hydratisierten Aluminiumoxyds gegenüber Zerkleinerung wächst mit steigenden p_H-Werten innerhalb des angegebenen Bereichs. Bei p_H-Werten oberhalb 10,5 wird jedoch die Bildung von Schlamm beobachtet und eine Festlegung der Dichte durch Homogenisierung ist unmöglich. Einer der kritischen Punkte bei der Gewinnung von Aluminiumoxyd bestimmter Dichte ist daher die Einstellung der p_H-Werte bei der Ausfällung des hydratisierten Aluminiumoxydniederschlages innerhalb des angegebenen Bereichs.

Man kann hydratisiertes Aluminiumoxyd, das durch Zerkleinerung verdichtet werden kann, auch durch Alterung der hydratisierten Alumiumoxydaufschlämmung unter alkalischen Bedingungen erhalten. Es wurde gefunden, daß man eine wirkungsvolle Zugänglichkeit gegenüber Homogenisierung erhält, wenn man die Aufschlämmung bei einem höheren p_H-Wert als zur Aluminiumoxydausfällung verwendet wurde, d. h. innerhalb eines p_H-Bereichs von ungefähr 10,0 bis 11,0, altert. Obgleich hydratisiertes Alumiumoxyd, das aus wasserlöslichen Aluminiumverbindungen bei p_H-Werten von 7,0 bis 9,0 ausgefällt wurde, einer Homogenisierung durch Alterung bei p_H-Werten innerhalb dieses Bereichs zugänglich gemacht werden kann, so wird doch ein beträchtlich besseres Ergebnis erzielt mit Aufschlämmungen von hydratisiertem Aluminiumoxyd, das bei p_H-Werten zwischen 9 und 10,5 ausgefällt wurde. Das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung zur Gewinnung von Aluminiumoxyd und imprägnierten Aluminiumoxydkatalysatoren von bestimmter Dichte besteht in der Verdichtung durch Homogenisierung von hydratisiertem Aluminiumoxyd, das aus einer wasserlöslichen Aluminiumverbindung bei einem p_H-Wert zwischen 9 und 10,5 ausgefällt und bei einem p_H von 10 bis 11 gealtert wurde. In jedem Falle sollte die Alterung wenigstens 0, 25 bis 0,5 Stunden lang durchgeführt werden; sie kann jedoch 1 Stunde oder noch länger vorgenommen werden.

Die Zugänglichkeit des Aluminiumoxyds gegenüber Zerkleinerung kann auch geringfügig durch Regelung des Prozentsatzes der Feststoffe bei der Fällung gesteigert werden. Wenn die Feststoffe im Niederschlag jedoch weniger als 4 «/α betragen, so sind die Filtrier- und Wascheigenschaften des Aluminiumoxyds verschlechtert, da Schlamme gebildet werden und es schwierig oder sogar unmöglich wird, Natriumverbindungen und andere Verunreinigungen im für katalytische Zwecke erforderlichen Ausmaße zu entfernen. Für die meisten Zwecke wird daher der Feststoffgehalt im Niederschlag zwischen ungefähr 5 und 7°/o, höchstens ungefähr 9%, gehalten. Ein höherer Feststoffgehalt im Niederschlag bewirkt eine derartig hohe Viskosität, daß es schwierig oder unmöglich ist, gleichmäßige p_H-Bedingungen innerhalb des ganzen Fällungstanks aufrechtzuerhalten. Wirksame und kräftige Bewegung, beispielsweise durch Verwendung eines Turbinenrührers, ist besonders wünschenswert bei hohem Feststoffgehalt im Niederschlag, um den p_H-Wert auf gleichmäßiger Höhe zu halten.

Die Erfindung soll weiterhin unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben werden. Die Zeichnung stellt ein Fließdiagramm dar, in dem die Vorrichtung zur Herstellung von Aluminiumoxyd von bestimmter Dichte erläutert wird.

Die Vorrichtung besteht im allgemeinen aus einem Fällungstank 10, in dem das hydratisierte Aluminiumoxyd ausgefällt wird, einem Alterungstank 11, den Filtern 12 und 14 zur Reinigung des hydratisierten Aluminiumoxyds, die durch einen Wiederaufschlämmtank 13 verbunden sind, einer Pumpe und einem Homogenisator 15 und 16 und einem Sprühtrockner 17. In den Fällungstank 10 werden wäßrige Lösungen einer Aluminiumverbindung und ein Neutralisierungsmittel gleichzeitig in getrennten Strömen mit derartigen Geschwindigkeiten eingeführt, daß der p_n-Wert während der Aluminiumoxydausfällung im wesentlichen konstant gehalten wird. Geeignete Fällungstemperaturen, vorzugsweise zwischen 20 und 55° C werden mittels Kühlschlangen 20 aufrechterhalten. Während der Fällung läuft ein Rührer 21 um den Inhalt des Fällungstanks kräftig durchzumischen, und der vorzugsweise ein Turbinenrührer ist. Vor der Zugabe der Reagenzien sollte eine gewisse Menge Wasser in den Tank gefüllt werden. Der gewünschte konstante p_H-Wert wird durch Regelung der Konzentration und der Zugabegeschwindigkeit der alkalischen und sauren Reagenzien aufrechterhalten. Nach Beendigung der Ausfällung kann die Aluminiumoxydaufschlämmung entweder direkt zum ersten Filter 14 geleitet werden oder im Alterungstank 11 eine ausreichend lange Zeit hindurch mäßig gerührt werden, um ihre Filterungseigenschaften zu verbessern. Um die Zugänglichkeit der Aluminiumoxydaufschlämmung gegenüber Homogenisierung zu steigern, kann gewünschtenfalls der p_H-Wert im Alterungstank 11 von 10 bis 11 betragen, wobei die Alterungszeit wenigstens 0,25 bis 0,5 Stunden beträgt. Die Alterungstemperatur kann zwischen 30 und 55° C liegen. Sie wird durch die temperaturregulierenden Kühlschlangen 22 geregelt. Die Alterung wird unter sanftem Rühren vorgenommen, vorzugsweise mittels eines Gitter- oder Flügelrührers 23.

Die Verfahrensmaßnahme im ersten Filter 14 kann bis zu einem gewissen Grade je nach den bei der

Ausfällung verwendeten Reagenzien variiert werden. Verwendet man, wie es in der Zeichnung erläutert wird, Natriumaluminat und eine Mineralsäure, wie Salpetersäure, im Fällungstank, so liegt die Filtrationstemperatur vorzugsweise bei ungefähr 40° C. Wenn der Alkaligehalt des Filterkuchens bis zu einem gewissen Grade entfernt ist (bei Hydroformierungs- und Hydrodesulfurierungskatalysatoren bis unter 0,02%>), so kann der Kuchen direkt zum Beschik-

dig dehydratisiert werden.

Beispiel 1

Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren wurde sprühgetrocknetes Aluminiumoxyd hergestellt, wobei man eine Natriumaluminatlösung mit einem Gehalt von 29% Al₂O₈ und 31%ige wäßrige Salpetersäure

wendet werden kann. So kann es mit Metallverbindungen als Beschleunigern vermischt werden. Falls die Beschleuniger oder Aktivatoren im Mischer 26 dem hydratisierten Aluminiumoxyd einverleibt wer-5 den, kann man das hydratisierte Aluminiumoxyd nunmehr tablettieren und kalzinieren, um so den endgültigen Katalysator herzustellen. Jeder geeignete Sprühtrockner kann verwendet werden. Mit guten Ergebnissen wurde der im USA.-Patent 2 644 516 bekungstank 25 zur Homogenisierung und Trocknung io schriebene Sprühtrockner verwendet. Es sind zwar oder in einen Mischer 26 zur Zumischung von Akti- Gaseinlaßtemperaturen bis zu 705° C erfolgreich vervatoren, wie Ammoniummolybdat, Chromsäure, Pia- wendet worden, jedoch wird die Temperatur der in tinchlorid u. dgl., geleitet werden. Wird die Ausfäl- die Sprühtrocknungskammer eintretenden Trocklung dagegen mit Aluminiumsulfat- und Natrium- nungsgase vorzugsweise zwischen ungefähr 260 und aluminatlösungen vorgenommen, so sind im allgemei- 15 540⁰C gehalten, so daß das hydratisierte Aluminiumnen zwei oder noch mehr Filtrationen und Waschun- oxyd in ein gehärtetes, teilweise dehydratisiertes Gel gen erforderlich, um die Verunreinigungen aus dem während des Trocknungsverfahrens umgewandelt hydratisierten Aluminiumoxyd bis zum gewünschten wird. Dieses Gel kann nach der Tablettierung durch Grad zu entfernen. Daher muß der gewaschene Ku- Kalzinierung in einem Drehofen bei ungefähr 595 bis chen vom Filter 14 zum Wiederaufschlämmtank 13 20 730⁰C während ungefähr 4 bis 5 Stunden vollstängeleitet werden, wo er in Wasser suspendiert wird.
Man kann ausreichend Salpetersäure zur Einstellung
des pfj-Wertes der Suspension in diesem Tank auf
ungefähr 6 bis 8 und außerdem ein Ausflockungsmittel, wie Leim, Polyacrylamid od. dgl., zugeben, 25
um so gewünschtenfalls die Filtrationseigenschaften
zu verbessern. Derartige Ausflockungsmittel können
gegebenenfalls auch vor der ersten Filtration zugefügt werden. Die erhaltene Aufschlämmung wird

dann durch den zweiten Filter 12 filtriert und mit rei- 30 als Reagenzien benutzte. Eine gewisse Menge Wasnem Wasser, vorzugsweise bei einer Temperatur von ser wurde in den Fällungstank 10 gegeben, der Rührer in Bewegung gesetzt und stöchiometrisch äquivalente Mengen der Aluminat- und Säurelösung gleichzeitig zusammen mit genügend Wasser zur Auf-35 rechterhaltung eines Festgehaltes von 7°/o und mit solchen Geschwindigkeiten zugeführt, daß der p_H-Wert im Tank zwischen 9,0 und 10,0 gehalten wird; die Fällungstemperatur wurde mittels Kühlschlangen zwischen 25 und 50° C reguliert. Die Aufsierungs- und Mahlvorrichtungen geschickt. Die in 40 schlämmung wurde in den Alterungstank 11 übergeder Zeichnung mit den Zahlen 15 und 16 bezeichnete führt, der p_H-Wert auf 7,0 eingestellt und der Ansatz Vorrichtung besteht aus einer Hochdruckpumpe und 30 Minuten lang bei ungefähr 40 bis 50° C gealtert, einem anschließenden Homogenisierungsventil. Die Es wurde nitriert und der Filterkuchen bei demselben Pumpe, die vorzugsweise eine Kolbenpumpe ist, kann p_H-Wert dreimal mit deionisiertem Wasser von Drücke von 210 atü hervorbringen. Der Druck am 45 40° C gewaschen.

Homogenisierungsventil sollte so einstellbar sein, daß Ein Teil des gewaschenen Filterkuchens wurde

man die Homogenisierung regeln kann. Das hydra- direkt in einen Sprühtrockner gepumpt, während der tisierte Aluminiumoxyd, das zur Homogenisierung Rest durch Passieren zwischen einem federbelasteten durch die p_H-Bedingungen in den Tanks 10 und 11 Ventil und dessen Sitz homogenisiert wurde, wobei und gewünschtenfalls durch den Festgehalt der Aus- 5° das Maß der Homogenisierung durch Einstellung der fällung und die Alterungszeiten vorbehandelt wurde, Feder geregelt wurde. In den Sprühtrockner wurde wird im Homogenisator auf die gewünschte Dichte die Aufschlämmung durch feststehende Hülsen eine des Endkatalysators gebracht. Die homogenisierte absteigende rotierende Gassäule gedruckt, die eine Aluminiumoxydaufschlämmung kann mit jedem ge- Einlaßtemperatur von ungefähr 315 bis 370° C und eigneten Mittel getrocknet werden, beispielsweise auf 55 eine Auslaßtemperatur von ungefähr 120° C besaß, einem Trockenblech oder in einem rotierenden Ofen Darauf wurde sie zu einem hitzegehärteten Gel mit im Kontakt mit heißen Gasen. Es wird jedoch vor- einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 20 bis 25 %,

gemessen durch Verlust bei Entzündung, getrocknet.

Betrug der p_H-Wert der Fällung 9,1, so war die Schüttdichte des sprühgetrockneten, nichthomogenisierten Aluminiumoxyds 0,2 g/ccm. Dieser Wert wurde durch Homogenisierung bei einem Druck über dem Homogenisierungsventil von 140 atü auf 0,3 erbestimmten Dichte besitzen. Man erhält ein Alumi- 65 höht. Bei einem Fällungs-p_H-Wert von 9,3 betrug die niumoxydprodukt, das einen Festgehalt von ungefähr Schüttdichte des sprühgetrockneten Materials ohne 60 bis 80 % und einen Feuchtigkeitsgehalt von unge- Homogenisierung 0,24 und nach Homogenisierung fähr 20 bis 40 % hat und das für viele Zwecke ver- bei 140 atü 0,60 g/ccm.

ungefähr 40⁰C gewaschen. Der erhaltene Filterkuchen wird dann in den Tank 25 geleitet, entweder direkt oder nach Zumischung eines oder mehrerer Aktivatoren im Tank 26.

Die Aluminiumoxydaufschlämmung aus dem Tank 25, die einen Aluminiumoxydgehalt von 6 bis 20% hat und gewisse Aktivatoren im endgültigen Katalysator erhalten kann, wird durch geeignete Homogeni-

gezogen, die Aluminiumoxydaufschlämmung in einen Sprühtrockner 17 zu leiten und sie dort in ein Gel umzuwandeln, während sie in einem Strom heißer 60 Gase suspendiert ist. Durch Sprühtrocknung der homogenisierten Aufschlämmung bekommt man ein Aluminiumoxydgel in Form von Mikrokügelchen, die eine sehr gleichmäßige Teilchengröße neben ihrer

Beispiel 2

Es wurde gemäß der im Beispiel 1 verwendeten Verfahrensweise sprühgetrocknetes Aluminiumoxyd unter Verwendung einer entsprechenden Menge Aluminiumsulfatlösung als Ansäuerungsmittel an Stelle von Salpetersäure hergestellt. Die Reagenzien wurden gleichzeitig zu einer im Fällungstank 10 vorhandenen Menge Wasser zusammen mit genügend Wasser zur Aufrechterhaltung eines Festgehalts im Fällungstank von 7% gegeben, während die Temperatur zwischen 25 und 45° C betrug. Die Zugabegeschwindigkeiten waren derart, daß der Fällungs-p_H-Wert konstant bei 9,5 lag.

Zur Entfernung des Sulfats und der Natriumionen wurden zwei Filtrationen ausgeführt. Der erste Filter 14 wurde dreimal mit ammoniakalischem Wasser von einem p_H-Wert von ungefähr 8 bis 9 gewaschen, um basisches Aluminiumsulfat zu zersetzen. Der Filterkuchen wurde in Wasser im Wiederaufschlämmtank 13 auf einen Festgehalt von 7 % aufgeschlämmt und der p_H-Wert auf ungefähr 7,0 mit Salpetersäure eingestellt, um die Einführung von mehr Sulfat zu vermeiden. Dann ließ man die Alumimumoxydaufschlämmung über ein zweites Filter 12 laufen und wusch dreimal mit reinem Wasser. Der Filterkuchen wurde in den Fülltank 25 gepumpt und Teile der Aufschlämmung wurden, wie im Beispiel 1 beschrieben, homogenisiert und sprühgetrocknet. Die Schüttdichte (g/ccm) wurde bestimmt. Der Rest wurde unter denselben Bedingungen, jedoch ohne Zerkleinerung, sprühgetrocknet.

Die Schüttdichte des bei einem Druck von 39 atü homogenisierten Aluminiumoxyds betrug 0,65 g/ccm. Mit einem Homogenisierungsdruck von 70 atü betrug die Schüttdichte 0,86 g/ccm. Der ohne Homogenisierung getrocknete Anteil hatte eine Schüttdichte von

0,35 g/ccm. _ . . , „

^& Beispiel 3

Verschiedene Ansätze von hydratisiertem Aluminiumoxyd wurden aus stöchiometrisch äquivalenten Mengen Natriumaluminat- und Aluminiumsulfatlösungen gemäß der Verfahrensweise des Beispiels 2 ausgefällt, wobei man den Feststoffgehalt der Ausfällung bei 7 % hielt, die Temperatur bei ungefähr 45 bis 50° C und den p_H-Wert konstant zwischen 7,0 und 10,5. Gegen Ende der Ausfällung wurde der Zufluß der Aluminiumsulfatlösung reduziert, so daß der pjj-Wert der Aufschlämmung höher war. Die Ansätze wurden in den Tank 22 übergeführt und bei ungefähr 40^cC 0,5 bis 1 Stunde lang gealtert. Darauf wurden sie wie im Beispiel 2 filtriert und gewaschen, durch das Homogenisierungsventil 16 in den Sprühtrockner 17 gepumpt und dort unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen getrocknet.

Der p_H-Wert, bei dem die Aufschlämmung gealtert wurde, und seine Wirkung auf die Reinheit und die Schüttdichte des sprühgetrockneten Aluminiumoxyds bei verschiedenen Drücken über dem Homogenisierungsventil werden in der folgenden Tabelle gezeigt.

Tabelle 1

Diese Ergebnisse, die bei einem Fällungs-p_H von 9,3 erhalten wurden, zeigen, daß durch Fällung aus wäßrigen Lösungen von Aluminiumverbindungen hergestelltes, hydratisiertes Aluminiumoxyd auch durch Altern in einen Zustand umgewandelt werden kann, in dem es durch Homogenisierung verdichtet werden kann. Die Versuche haben jedoch gezeigt, daß die Möglichkeit der Dichteänderung durch Homogenisierung nur erhalten wird, wenn der Alterungs-p_H-Wert höher als der der Ausfällung ist. Falls das Aluminiumoxyd durch einen zu hohen p_H-Wert im Ausfällungstank oberflächlich schlammartig ist, entweder weil der p_H-Wert örtlich wegen ungleichmäßigen Vermischens oder im gesamten Tank höher als ungefähr 10,5 ist, so kann dies nicht durch Alterung bei einem niedrigeren p_H-Wert korrigiert werden.

Teile der Aluminiumoxydaufschlämmung des Beispiels 2 wurden 30 Minuten lang bei verschiedenen p_H-Werten gealtert, filtriert und gewaschen und mit oder ohne Homogenisierung sprühgetrocknet. Tabelle 2 zeigt die verwendeten Bedingungen und die erhaltenen Ergebnisse.

Tabelle 2

Alterung
(Ph)

10,0
10,2
11,0

Rückstand (Vo)
Na₂O ; SO₄

0,03 j 0,06
0,016 0,15
0,04 0,00

Schüttdichte (g/ccm) bei
Druck
keinem ^{70 atü 14}°^atu

0,39
0,48
0,62

0,56
0,78
0,88

0,74 0,95 0,96

Alterung

10,2
10,7
11,0

Rückstand (°/o)
Na₂O SO₄

0,00
0,03
0,04

0,00
0,07
0,15

Schüttdichte (g/ccm) bei

keinem

Druck ^{70 at}ü I^{40 atü}

0,24
0,53
0,56

0,86
0,94

0,32 0,95 Wurde die Ausfällung bei einem p_H-Wert von 7,0 und 7°/o Festgehalt vorgenommen und die Charge bei 40⁰C und einem p_H-Wert von 10,6 0,5 bis 1 Stunde lang gealtert, so betrug die Schüttdichte einer Probe des sprühgetrockneten Aluminiumoxyds ohne Homogenisierung 0,32 g/ccm. Dieser Wert stieg durch Homogenisierung bei 70 atü auf 0,47 g/ccm an. Diese und weitere Versuchsergebnisse zeigen, daß hydratisiertes Aluminiumoxyd, das bei einem p_H-Wert von 7 bis 9,0 ausgefällt wurde, durch Homogenisierung verdichtet wird, wenn es bei p_H-Werten zwischen ungefähr 10,4 und 11,0 ungefähr 0,25 bis 6 Stunden lang gealtert wird. Es können natürlich längere Alterungszeiten, beispielsweise Stehenlassen über Nacht (16 Stunden), angewandt werden, jedoch ist das selten erforderlich. Das Altern scheint durch Änderung der Alterungstemperatur zwischen ungefähr 15 bis 55° C nicht beeinflußt zu werden.

Die oben wiedergegebenen Versuchsergebnisse zeigen weiter, daß die Dichte durch Homogenisierung von hydratisiertem Aluminumoxyd, das bei einem PH-Wert zwischen 9,0 und ungefähr 10,5 ausgefällt wurde, durch Alterung eine gleiche Zeit lang bei einem höheren p_H von 10,0 bis 11,0 und bei denselben Temperaturen weiter erhöht wird.

Homogenisierungsdrücke bis zu ungefähr 210 atü können angewandt werden, Drücke zwischen ungefähr 35 und 175 atü werden üblicherweise verwendet. Diese Zahlen geben den Druck über dem Homogenisierungsventil wieder.

Claims

, Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines hydratisierten Aluminiumoxyds durch Ausfällung von Aluminiumoxyd aus der wäßrigen Lösung einer

Aluminiumverbindung unter Einhaltung eines bestimmten alkalischen p_H-Wertes und gegebenenfalls anschließender Alterung der erhaltenen Aufschlämmung, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausfällung des Aluminiumoxyds bei 5 einem p_H-Wert von 7 bis 10,5 vornimmt und gegebenenfalls wenigstens 0,25 Stunden bei einem p_H-Wert zwischen 10 und 11 altert und darauf die Aufschlämmung homogenisiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß man die Ausfällung bei einem p_H-Wert von 9 bis 10,5 vornimmt und darauf homogenisiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aufschlämmung des hydratisierten Aluminiumoxyds durch ein Homogenisierungsventil mit einem Druck zwischen ungefähr 35 und 210 atü preßt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfällung der Aluminiumoxyde durch Zugabe von wäßrigen Lösungen der Aluminiumverbindung und eines Neutralisationsmittels in ein Reaktions-

gefäß durchgeführt wird, wobei der Festgehalt im Reaktionsgefäß auf ungefähr 4 bis 9% gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumverbindung Natriumaluminat und das Neutralisierungsmittel eine Mineralsäure ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß getrennte Zuflüsse von wäßriger Natriumaluminatlösung und wäßriger Aluminiumsulfatlösung in das Reaktionsgefäß mit solchen Geschwindigkeiten eingeführt werden, daß darin ein p_H-Wert von 9 bis 10 aufrechterhalten wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hydratisierte Aluminiumoxyd vor dem Homogenisieren filtriert und praktisch frei von anorganischen Salzen gewaschen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 858 840, 903 691;
USA.-Patentschrift Nr. 2 616 857.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen