DE2407922C3 - Verfahren zur Herstellung wäßriger Lösungen von basischen Aluminiumsalzen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung wäßriger Lösungen von basischen AluminiumsalzenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahre., zur Herstellung
wäßriger Lösungen von basischen Aluminiumsalzen, bei welchem eine Aufschlämmung von Aluminiumhydroxid
und/oder eines Aluminiumtrioxid enthaltenden Minerals und Chlorwasserstoff- oder Salpetersäure mit einer
solchen Geschwindigkeit durch ein indirekt bis mindestens zum Siedepunkt der jeweiligen wäßrigen Lösung
der basischen Aluminiumsalze beheiztes Reaktionsrohr geleitet wird, daß sich die Aufschlämmung nicht absetzt
Basische Aluminiumsalze der allgemeinen Formel:
worin X für ein Cl- oder NO3-Anion steht, 3/7 größer ist
als m und das chemische Äquivalentverhältnis Al zu X, d. h. 3/7/3/J — m, im Bereich von etwa 1,2 bis etwa 6 liegt,
eignen sich als Koagulationsmittel zur Klärung von Abwässern, Imprägniermittel, Klebemittel und Schweiß
steuernde Mittel.
Der Bedarf an solchen basischen Aluminiumsalzen hat in den letzten Jahren stark zugenommen.
Wäßrige Lösungen basischer Aluminiumsalze wurden bisher dadurch hergestellt, daß Aluminiumtrioxid und
eine Mineralsäu-e, wie Chlorwasserstoff- oder Salpetersäure,
in einem mit Glas ausgekleideten Autoklaven chargenweise reagieren gelassen wurden. Da jedoch
Aluminiumtrioxid mit Mineralsäuren schlecht reagiert, waren in der Regel zur Umsetzung der beiden
Temperaturen über 1200C erforderlich. Nachteilig an bekannten, in einem mit Glas ausgekleideten Autoklaven
durchgeführten Verfahren ist jedoch, daß die Umsetzung durch die Wärmeübertragung gesteuert
wird, daß zur Beendigung der Umsetzung in der Regel eine extrem lange Zeit, z. B. 5 bis 20 st, erforderlich ist
und daß sich der mit Glas ausgekleidete Autoklav kaum mit einem Einlaß für die Ausgangsmaterialien und
einem Auslaß für die Reaktionsprodukte versehen läßt, so daß die Umsetzung unmöglich kontinuierlich
durchgeführt werden kann. Darüber hinaus ist die Durchführung des bekannten Verfahrens unzweckmäßig
kostspielig, da die Auskleidung großdimensionierter Autoklaven mit Glas sehr teuer ist
Aus der DE-OS 21 07 970 ist ein Verfahren zur
Herstellung sulfathaltiger, basischer Aluminiumchloride
ίο der allgemeinen Formel
w obei χ + y + ζ — 3 ist und y + ζ einen Wert
zwischen 1 und 2 sowie ζ einen Wert zwischen 0,02 und 03 bedeutet, in Form von wäßrigen Lösungen bzw. in
fester Form, bekannt Es handelt sich also «im ein Verfahren zur Herstellung basischer Aluminiumchloride,
die zusätzlich noch Sulfationen enthalten. In einem
v> Druckreaktor werden wäßrige Lösungen von Aluminiumchlorid
mit festem Aluminiumhydroxid und mit Schwefelsäure unter Einhaltung eines Verhältnisses
zwischen Cl und SO4 (y: z/2) von 8 :1 bis 80 :1 versetzt
Die Gemische werden unter dem Eigendruck auf eine Temperatur zwischen 130 und 2000C erhitzt, sodann
wird noch vorhandene« Aluminiumhydroxid abgetrennt und gegebenenfalls werden die Lösungen durch
Verdampfen des Wassers in feste Produkte überführt
Dieses Verfahren weist alle Nachteile von Verfahren auf, die in einem geschlossenen Reaktionsgefäß
einheitlich ablaufen. So können in dem Gefäß beispielsweise keine Nachbehandlung beziehungsweise
Nachreaktionen durchgeführt werden.
Aus der DE-OS 19 37 392 ist ein Verfahren zum nassen sauren, alkalischen oder neutralen Aufschluß von
Mineralien oder Erzen oder anderen Stoffen, die in Jen entsprechenden Reagenzien lösliche Bestandteile aufweisen,
mit Ausnahme der Extraktion von Bauxit mit Natriumaluminatlauge, bekannt In diesem Verfahren
wird der Aufschluß in einem langgestreckten Rohr bei turbulenter Strömung der Feststoff-Flüssigkeits-Suspension
durchgeführt.
Die Druckschrift befaßt sich unter anderem mit der Extraktion von Aluminiumoxid aus bei 7000C vorcalcinierten
Tonen mit Schwefelsäure oder anderen Säuren, Abtrennung der Kieselsäure und Aufarbeitung der
erhaltenen Aluminiumsalzlösung auf Aluminiumoxid in an sich bekannter Weise.
Ein langgestrecktes Reaktorrohr weist den Nachteil auf, daß relativ geringe Umsatzgeschwindigkeiten
erzielt werden und der Transport der Stoffe im Rohr Probleme bereitet. Zudem ist bei Verwendung von
langen Reaktionsrohren ein großer Apparate- und damit Kostenaufwand zu betreiben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung wäßriger Lösungen von basischen Aluminiumsalzen
zu schaffen, bei welchem eine Aufschlämmung von Aluminiumhydroxid und/oder eines Aluminiumtrioxid
enthaltenden Minerals und Chlorwasserstoff- oder Salpetersäure mit einer solchen Geschwindigkeit durch
ein indirekt bis mindestens zum Siedepunkt der jeweiligen wäßrigen Lösung der basischen Aluminiumsalze
beheiztes Reaktionsrohr geleitet wird, daß sich die Aufschlämmung nicht absetzt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei Verwendung von Aluminiumhydroxid pro Mol
Aluminiumhydroxid 1 bis 5 Mole Chiorwasserstoffsäure oder Salpetersäure oder bei Verwendung eines
Aluminiumtrioxid enthaltenden Minerals pro Mol AI2O3 + Fe2O31 bis 5 Mole Chlorwasserstoffsäure oder
Salpetersäure verwendet werden, daß die Feststoffkonzentration in der Aufschlämmung 5 bis 60Gew.-%
beträgt und diese dem Reaktorrohr mit einer Fließgeschwindigkeit vcn mindestens 0,1 cm/sec, vorzugsweise
von 0,5 bis 400 cm/sec, zugeführt wird und daß im
Anschluß an das Reaktionsrohr eine Nachbehandlungs- beziehungsweise Nachreaktionszone vorgesehen ist, die
zumindest auf der Temperatur des Siedepunkts der wäßrigen Lösung des basischen Aluminiumsalzes
gehalten wird.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich stark basische wäßrige Lösungen basischer Akiminiumsalze
in einem kurzen Reaktionsrohr herstellen lassen, wenn man einen Teil der Umsetzung des Aiuminiumtrioxids
mit Aluminiumchlorid oder Aluminiumnitrat, das heißt den zu Beginn der Umsetzung entstehenden
Produkten, bei einer solchen Fließgeschwindigkeit durchführt, daß das Aluminiumtrioxid, das infolge der
Umsetzung eine kleinere Korngröße angenommen hex nicht ausfällt, sondern maximal suspendiert bleibe
Eine Vorreaktion wird üblicherweise dadurch ablaufen gelassen, daß man die Aufschlämmung mindestens
1 Minute lang, vorzugsweise 10 Minuten bis 30 Stunden lang, bei einer Temperatur von Normaltemperatur bis
zum Siedepunkt der gebildeten wäßrigen Lösung des basischen Aluminiumsalzes stehen läßt Wenn die
Reaktionstemperatur unter Normaltemperatur liegt, wird die Umsetzungsgeschwindigkeit niedrig. Wenn die
Reaktionstemperatur über dem Siedepunkt der wäßrigen Lösung des basischen Aluminiumsalzes liegt, muß
das Vorreaktionsgefäß druckbeständig sein.
Als Vorreaktionsgefäß wird üblicherweise ein mit einem Rührer ausgestatteter und mit Glas oder Gummi
ausgekleideter Tank verwendet Andererseits kann aber auch ein geschlossener, mit Gummi ausgekleideter Tank
oder ein mit Glas ausgekleideter Autoklav verwendet werden.
Die erhaltene Aufschlämmung des Vorreaktionsprodukts
mit einer Mineralsäurekonzentration von unter etwa 20Gew.-% im Falle von Chlorwasserstoffsäure
und unter etwa 50 Gew.-% im Falle von Salpetersäure wird dann entweder so, wie sie ist, oder nach Zusatz von
frischem Aluminiumausgangsmaterial zur Bildung eines basischen Aluminiumsalzes durch ein indirekt auf eine
Temperatur von oberhalb 120° C erhitztes Reaktorrohr
geleitet Vorzugsweise liegt die Konzentration der Chlorwasserstoffsäure mindestens bei 10 GeW1-1Vb, insbesondere
bei 20 bis 35 Gew.-%. Die Konzentrationen der Salpetersäure sollen vorzugsweise bei mindestens
20 Gew.-%, insbesondere bei 50 bis 100% liegen.
Die Feststoffkonzentration in der dem Reaktorrohr zugeführten Aufschlämmung hängt von der Mineralsäurekonzentration
ab. Sie wird auf einem Wert von 5 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-°/o, gehalten.
Wenn die Feststoffkonzentration unter 5 Gew.-% liegt, sinkt die Produktivität pro Reaktorvolumeneinheit ab.
Wenn die Feststoffkonzentration über 60 Gew.-% liegt,
fließt die Aufschlämmung nur schwierig durch das Reaktorrohr und kann dieses verstopfen.
Die Aufschlämmung aus dem Aluminiumausgangsmaterial und der Mineralsäure oder des Vorreaktionsprodukts
wird durch das Reaktorrohr mit einer solchen Fließgeschwindigkeit gjleitet, daß die in der Aufschlämmung
enthaltenen Feststoffe nicht ausfallen. Die Fließgeschwindigkeit betragt in einem solchen Falle
mindestens 0,1 cm/sec, vorzugsweise 0,5 bis 400 cm/sec.
Die" Temperatur des Reaktorrohrs beträgt mindestens etwa 1200C, das heißt, sie liegt mindestens am
Siedepunkt der erhaltenen wäßrigen Lösung des basischen Aluminiumsalzes. Vorzugsweise beträgt die
Temperatur des Reaktorrohres 150° bis 220°C Wenn die maximale Temperatur des Reaktorrohrs unter
1200C liegt, wird eine lange Reaktionszeit benötigt
Die Aufenthaltsdauer der Aufschlämmung in dem Reaktorrohr ist je nach dem Molverhältnis Mineralsäure
zu Aluminiumausgangsverbindung und der maximalen Temperatur im Reaktor verschieden. Wenn
beispielsweise das Molverhältnis Mineralsäure zu Aluminiumtrioxid 3:1 ist, können etwa 80 Gew.-% der
Aluminiumausgangsverbindung bei einer Temperatur von 12O0C in 2 bis 3 st, bei einer Temperatur von 140°C
in 1 st, bei einer Temperatur von 1600C in 20 min und
bei einer Temperatur von 1800C in 10 min gelöst werden. Etwa 95 Gew.-% der Aluminiumausgangsverbindung
körnen bei einer Temperatur von 1400C in 4 st,
bei einer Temperatur von 1600C in .·■ <Λ und bei einer
Temperatur von 1800C in 15 min sovie bei einer
Temperatur von 220° C in einigen Minuten gelöst werden. Die Aufenthaltsdauer der Aufschlämmung in
dem Reaktorrohr wird nach dem gewünschten Lösungsgrad
der yuminiumausgangsverbindung gewählt
Die Länge des Reaktorrohres ist insofern begrenzt, als sie für die Aluminiumausgangsverbindung eine
ausreichende Aufenthaltsdauer im Hinblick auf den gewünschten Umwandlungsgrad gewährleisten muß.
Üblicherweise beträgt die Länge des Reaktorrohres 5 m bis 500 m. Der Durchmesser des Reaktorrohres ist nicht
besonders kritisch, er beträgt in der Regel 5 bis 400 mm.
Die Aufschlämmung des derart hergestellten, eine
niedrige Basizität aufweisenden und noch nicht umgesetzte Aluminiumausgangsverbindung enthaltenden
basischen Aiuminiumsaizes wird dann zu der
erfindungswesentlichen Nachbehandlungs- beziehungsweise Nachreaktionszone geleitet Dort löst sick die
(bisher noch) nicht gelöste Aluminiumausgangsverbin-
4j dung, wobei ein basisches Aluminiumsalz hoher
Basizität erhalten wird.
Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung kann als Ausgangsmaterial beispielsweise Aluminiumhydroxid,
Bauxit, Alaun oder Ton verwendet werden.
Vorzugsweise wird das nach dem Bayer-Verfahren erhaltene Aluminiumhydroxid als Ausgangsmaterial
verwendet Das nach dem Bayer-Verfahren erhaltene Aluminiumhydroxid besitzt eine durchschnittliche
Korngröße von in der Regel unter 150 Mikron und kann entweder als solches oder in Form feinerer Körnchen
zum Einsatz gebracht werden. Der Bauxit, Ton und dergleichen wird vorzugsweise in einer Korngröße von
unt^r IJa) Mikron verwendet
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung von Aluminiumhydroxid eingesetzte
Salzsäure müß'pro Μοί Aluminiumhydroxid 1 bis 5 Mol
Chlorwasserstoffsäure aufweisen. Bei Verwendung von Aluminiumtrioxid enthaltenden Mineralien müssen pro
Mol Al2O3 + Fe2O31 bis 5 Mole Chlorwasserstoffsäure
go oder Salpetersäure eingesetzt werden, Wenn die
Mineralsäurekonzentration unter den angegebenen Werten liegt, verlangsamt sich die Reaktionsgeschwindigkeit
unzweckmäßig stark.
Bei der Durchführuig des Verfahrens gemäß der
Bei der Durchführuig des Verfahrens gemäß der
6< Erfindung folgt die Nacnbebandlungs- beziehungsweise
Nachreaktionszone auf das Reaktorrohr, in dem sich hauptsächlich die Bildung der basischen Aluminiumverbindung
abspielt Die Nachbehandlungs- bzw. Nach-
reak'ionszone dient dazu, die Vorreaktionsprodukte,
d. h. Aluminiumchlorid oder Aluminiumnitrat, oder das schwach basische Aluminiumsalz mit der nicht umgesetzten
Aluminiumausgangsverbindung bei einer solchen Fließgeschwindigkeit umzusetzen, daß die Aluminiumausgangsverbindung,
deren Korngröße bei der Umsetzung in dem Reaktorrohr abgenommen hat, nicht
ausfällt, sondern maximal suspendiert bleibt Die Fließgeschwindigkeit in der Nachbehandlungs- bzw.
Nachreaktionszone ist einerseits niedriger als die Fließgeschwindigkeit am Zufuhrteil zu dem Reaktorrohr
und gestattet andererseits kein Absetzen der Aluminiurnausgangsverbindung. Die Nachbehandlungsbzw. Nachreaktions- bzw. Haltezone kann derart
ausgebildet sein, daß an das Ende des Reaktorrohrs ein Rohr, Autoklav oder sonstiges Gefäß mit größerem
Innendurchmesser, als ihn das Reaktorrohr aufweist, angeschlossen ist oder indem die hintere Hälfte des
Reaktorrohres einen größeren Durchmesser erhält als die vordere Hälfte.
Die Temperatur in der Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone liegt mindestens bei etwa 12O0C,
d. h. beim Siedepunkt der erhaltenen wäßrigen Lösung des basischen Aluminiumsalzes, vorzugsweise bei 150°
bis 220° C. Wenn die Temperatur der Nachbehandlungsbzw. Nachreaktionszone niedriger ist als die Siedetemperatur
der wäßrigen Lösung des basischen Aluminiumsalzes, treten verschiedene Nachteile auf. Diese
Nachteile bestehen beispielsweise darin, daß zum Auflösen der Aluminiumausgangsverbindung eine extrem
lange Zeit erforderlich ist, daß die Basizität des erhaltenen basischen Aluminiumsalzes nicht erhöht
werden kann und daß die Ausbeute, bezogen auf die Menge an Aluminiumausgangsverbindung, sinkt. Wenn
andererseits die Temperatur in der Nachbehandlungsbzw. Nachreaktionszcne höher ist als 2200C, wird der
Betriebsdruck übermäßig hoch, was zu wirtschaftlichen Nachteilen führt
Die Aufenthaltsdauer der Aufschlämmung in der Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktions- bzw. Haltezone
hängt von der Temperatur, der Menge an Aluminiumausgangsverbindung und dergleichen ab. In der Regel
verbleibt jedoch die Aufschlämmung in dieser Zone, bis mindestens 95% der Aluminiumausgangsverbindung
gelöst sind.
Wenn erfindungsgemäß eine Nachbehandlungs- oder Nachreaktionszone vorgesehen ist, läßt sich die
Umsetzung unter Verwendung eines bei gleichbleibendem Durchmesser weit kürzeren Reaktionsrohrs als
ohne Nachbehandlcrtgs- oder Nachreaktionszone durchführen.
Das Reaktionsrohr und die Nachbehandlungs- oder Nachreaktionszone können aus beliebigen säurefesten
Materialien bestehen. Beispiele für solche Materialien
sind mit Tantal ausgekleidete Rohre, rostfreie Stahlrohre,
mit säurefesten Harzen ausgekleidete Rohre, mit säurefesten keramischen Materialien ausgekleidete
Rohre und mit Glas ausgekleidete Stahlrohre. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten werden jedoch vorzugsweise
mit Glas ausgekleidete Stahlrohre verwendet
Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Fließbüdes näher erläutert
Bei dem in der Zeichnung schanktisch dargestellten Verfahrensablauf werden die Aluminhimausgangsverbindung
und die Mineralsäure durch Leitungen 1 bzw. 2 einem Vorreaktionsgefäß 3, d.h. einem mit einem
Rührer ausgerüsteten und mit Gummi ausgekleideten Tank, zugeführt. Die erhaltene Aufschlämmung wird in
dem Tank auf eine Temperatur von etwa 25° bis 1000C
erwärmt und einer Vorreaktion unterworfen, um die Konzentration der Mineralsäure in der Aufschlämmung
(bis im Falle von Chlorwasserstoffsäure eine Konzentration von weniger als etwa 20 Gew.-% erreicht ist) zu
erniedrigen. Die Vorreaktion ist jedoch nicht immer erforderlich.
Die Aufschlämmung des erhaltenen Vorreaktionsprodukts wird dann mit Hilfe einer Pumpe 5 über Leitungen
4 und 6 mit einer derartigen Geschwindigkeit, normalerweise mit einer Geschwindigkeit von mindestens
0,1 cm/sec, Reaktorrohren 7, 8 und 9 zugeführt, daß die Aluminiumausgangsverbindung nicht ausfällt.
Die Reaktorrohre 7, 8 und 9 sind miteinander durch Leitungen 10 und 11 verbunden. In der Zeichnung sind
zwar drei miteinander kombinierte Reaktionsrohre dargestellt, es braucht jedoch nicht ausdrücklich betont
zu werden, daß selbstverständlich auch ein einziges
m Reaktorrohr oder eine Kombination mehrerer Reaktorrohre
verwendet werden kann. Sämtliche Reaktorrohre 7, 8 und 9 weisen einen Mantel auf und sind so
konstruiert, daß sie durch Einführen eines Heizmediums, z. B. von Hochdruckdampf, Diphenyläther, eines flüssigen
organischen Mediums oder einer Salzschmelze, erhitzt werHen können, wobei dann auch die Aufschlämmung
zur Bildung eines basischen Aluminiumsalzes erwärmt wird.
In der Zeichnung ist als Heizeinrichtung ein
In der Zeichnung ist als Heizeinrichtung ein
jo Doppelrohrwärmetauscher dargestellt, selbstverständlich
können auch andere Heizeinrichtungen verwendet werden. Im Falle, daß bei Verwendung von Reaktorrohren
des in der Zeichnung dargestellten Typs eine maximale Temperatur von mindestens 1800C erreicht
werden soll, können die Ausgangstemperaturen der RcakioiTohre 7, S und 9 in der Regel auf etwa 1000C,
150° C bzw. 180° C gehalten werden.
Das in den Reaktoren gebildete, noch nicht gelöste Aluminiumausgangsverbindung enthaltende, basische
Aluminiumsalz wird über eine Leitung 12 einer Nachbehandlungs- oder Nachreaktionszone 13 zugeführt,
damit dort die nicht gelöste Aluminiumausgangsverbindung gelöst wird. Die Nachbehandlungs- oder
Nachreaktionszone war bis zu der oder über die Maximaltemperatur des Reaktorrohrs erhitzt oder bei
einer solchen Temperatur gehalten worden und ist so konstruiert, daß darin eine niedrigere Fließgeschwindigkeit
herrscht als in dem Reaktorrohr. Wenn die Fließgeschwindigkeit in der Nachbehandlungs- br.·..
Nachreaktionszone etwa die Hälfte der Fließgeschwindigkeit am Einlaßteil des Reaktorrohres beträgt und
wenn ein Reaktorrohr anstelle der Nachbehandlungsbzw. Nachreaktionszone verwendet wird, sollte das
Reaktorrohr zweimal länger gemacht werden als die Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone. Dies zeigt
die Tatsache, daß der erfindungsgemäß erzielbare Effekt ganz erheblich ist Die Nachbehandlungs- oder
Nachreaktionszone ist mit einem Mantel umgeben und so konstruiert, daß in den Mantel zum Erwärmen der
Aufschlämmung ein Hetzmedium, zum Beispiel Hochdruckdampf, Diphenyläther, ein flüssiges organisches
Heizmedium oder eine Salzschmelze, eingeführt werden kann. Das in der Nachbehandlungs- bzw. Nachreakuonszone
verwendete Heizmedium kann auch zum Aufheizen der Reaktorrohre verwendet werden.
Das in der geschilderten Weise hergestellte basische
Ahiminhimsalz wird dann über eine Leitung 14 einem
Kühler 15 vom Doppelrohrwärmetauschertyp züge-
führt, darin indirekt über ein in den Mantel eingeführtes Kühlmedium gekühlt und schließlich als basisches
Aluminiumsalzprodukt aus einer Leitung 16 entnommen.
Die in der Zeichnung dargestellten, aus einem einzigen Rohr bestehenden Reaktoren können selbstverständlich
auch durch aus mehreren Rohren bestehende .teaktoren ersetzt werden. Auch der Kühlvorgang
kann in einem aus mehreren Rohren bestehenden Kühler durchgeführt werden. Das Erhitzen oder
Abkühlen kann auch ohne Verwendung eines Doppelrohrwärmetauschers erfolgen, sofern die jeweils gewählte
Maßnahme ein indirektes Erhitzen oder Abkühlen der im Rohrinneren fließenden Aufschlämmung
gestattet. Insbesondere das Abkühlen erfolgt zweckmäßigerweise mit einem Kühlmedium, das sich
durch Eigenverdampfung abkühlt, so daß die gewonnene Wärme bei der Reaktion wiederverwendet werden
kann. Die Reaktorrohre können auch mit Kaschig-Ringen
oder anderen Füllmaterialien gepackt sein, um die Wärmeübertragungsgeschwindigkeit und die Reaktionsgeschwindigkeit
zu erhöhen.
Im Falle, daß als Aluminiumausgangsverbindung Aluminiumhydroxid verwendet wird, ist es möglich, das
basische Aluminiumsalz frei von nicht gelösten Substanzen
herzustellen. Bei Verwendung von Bauxit und dergleichen enthält jedoch das gebildete Produkt
ungelöste Substanzen. In einem solchen Falle kann es einer Feststoff/Flüssigkeits-Trennung durch Filtrieren
und dergleichen unterworfen werden.
Das. m der geschilderten Weise hergestellte basische
Aluminiumsalz kann als solches oder, falls erforderlich, nach Erhöhung der Konzentration an Aluminiumverbindungen
und der Basizität durch Zumischen von Aluminiumsulfat oder einem nach einem anderen
Verfahren hergestellten basischen Aluminiumsalz zum PincQtτ trolan^An
Wie die vorherigen Ausführungen gezeigt haben, lassen sich erfindungsgemäß wäßrige Lösungen basischer
Aluminiumsalze im Gegensatz zu der bisher einzig möglichen chargenweisen Herstellung kontinuierlich
herstellen.
Bei dem unter Verwendung eines Autoklaven durchgeführten bekannten Verfahren benötigt man zur
Umsetzung etwa 5 bis 20 st. Im Gegensatz dazu läßt sich die Umsetzung im Rahmen des Verfahrens gemäß der
Erfindung in der Regel in 10 min bis 2 st beenden, das heißt, erfindungsgemäß läßt sich die Reaktionszeit stark
verkürzen.
Die im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendeten Reaktorrohre besitzen eine extrem kurze
Länge und lassen sich folglich in vorteilhafter Weise leicht herstellen und gut warten. Da das Verfahren
gemäß der Erfindung mit extrem kleindimensionierten Reaktorrohren durchgeführt werden kann, stellen sich
zudem zahlreiche wirtschaftliche und technologische Vorteile ein.
Das folgende Beispiel soll das Verfahren gemäß der Erfindung näher veranschaulichen.
60 ein mit Glas ausgekleidetes und in geeigneter Weise wärmeisoliertes Rohr eines Innendurchmessers von
150 mm und einer Länge von 80 cm verwendet. Das Vorreaktionsgefäß 3 wurde auf eine Temperatur von
8O0C erwärmt Die Reaktorrohre 7, 8 und 9 wurden so
stark erhitzt, daß ihre Auslaßtemperaturen 100° C,
1500C bzw. 1800C betrugen, das Innere der Nachbehandlungs-
bzw. Nachreaktionszone wurde auf einer Temperatur von 18O0C gehalten. Schließlich wurde
noch als Kühler 15 ein Kühler vom Doppelrohrwärmetauschertyp eines Innendurchmessers von 20 mm und
einer Länge von 6 m verwendet, welcher die Temperatur der über die Leitung 16 abgezogenen wäßrigen
Lösung des basischen Aluminiumsalzes auf 70° C hielt.
In dem Vorreaktionsgefäß 3 wurde eine Aufschlämmung mit einer Chlorwasserstoffsäurekonzentration
von 35Gew.-% und 31,8Gew.-% eines nach dem
Bayer-Verfahren hergestellten Aluminiumtrioxidtrihydrats einer durchschnittlichen Korngröße von 60 μ
10 min lang einer Vorreaktion unterworfen, um die Chlorwasserstoffsäurekonzentration auf 7 Gew.-°/o zu
erniedrigen und die durchschnittliche Korngröße des Aluminiumtrioxidtrihydrats auf 10 μ zu verkleinern.
Mit Hilfe der Pumpe 5 wurde die Aufschlämmung dann mit einer Geschwindigkeit von 3,6 cm/sec durch
die Leitungen 4 und 6 zu den Reaktorrohren 7,8 und 9 geleitet. Die aus dem Reaktorrohr 9 austretende, eine
Temperatur von 180° C aufweisende und noch eine
kleine Menge an ungelöstem Aluminiumtrioxidtrihydrat enthaltende Aufschlämmung wurde über die Leitung 12
in die Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone 13 überführt und dort 20 min lang bei einer Fließgeschwindigkeit
von 0,06 cm/sec gehalten. Die Umsetzung wurde in der geschilderten Weise kontinuierlich durchgeführt
Die über die Leitung 16 abgezogene wäßrige Lösung von basischem Aluminiumchlorid besaß eine Basizität
(ausgedrückt als /n/3n/von 46,1% und einen Äiuminiumhydroxidlösungsgrad
von 99,5%. Der Druck im Inneren der Reaktorrohre betrug 8 kg/cm2.
Zu Vergleichszwecken wurden die geschilderten Maßnahmen ohne die Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone
13 wiederholt Die hierbei über die Leitung 16 abgezogene wäßrige Lösung von basischem
Aluminiumchlorid besaß eine Basizität von 433% und
einen Aluminiumhydroxidlösungsgrad von 95,5%.
Diese Ergebnisse zeigen klar und deutlich, daß sich durch Ausnutzung einer Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone
die Basizität und der Aluminiumhydroxidlösungsgrad der erhaltenen wäßrigen Lösung von
basischem Aluminiumchlorid erhöhen lassen.
Sofern unter Verwendung eines Reaktionsrohres mit einem Innendurchmesser, wie ihn auch die Reaktionsrohr«
7 bis 9 aufweisen (anstelle der Nachbehandlungsoder Nachreaktionszone 13) eine wäßrige Lösung von
basischem Aluminiumchlorid eine Basizität von mehr als 46,1% hergestellt werden soll, muß das anstelle der
Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone 13 verwendete Reaktionsrohr eine Länge von mehr als 40 m
aufweisen. Somit muß also ein extrem langes Reaktionsrohr verwendet werden.
Bei einer entsprechenden Anlage, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, wurde als Vorreaktionsgefäß
3 ein Kessel mit einem Innenvolumen von 7 1 verwendet Als Reaktorrohre 7, 8 und 9 wurden Doppelrohrwärmetauscherreaktorrohre
eines Innendurchmessers von 20 mm und einer Länge von 2,1 m verwendet Als
Nachbehandlungs- bzw. Nachreaktionszone 13 wurde
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung wäßriger Lösungen von basischen Aluminiumsalzen, bei welchem eine Aufschlämmung von Aluminiumhydroxid und/oder eines Aluminiumtrioxid enthaltenden Minerals und Chlorwasserstoff- oder Salpetersäure mit einer solchen Geschwindigkeit durch ein indirekt bis mindestens zum Siedepunkt der jeweiligen wäßrigen Lösung der basischen Aluminiumsalze beheiztes Reaktionsrohr geleitet wird, daß sich die Aufschlämmung nicht absetzt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Aluminiumhydroxid pro MoI Aluminiumhydroxid 1 bis 5 Mole Chlorwasserstoffsäure oder Salpetersäure oder bei Verwendung eines Aluminiumtrioxid enthaltenden Minerals pro Mc! AbO3 + Fe2O3 1 bis 5 Mole Chlorwasssrstoffsäure öfter Salpetersäure verwendet werden, daß die Fesisjoffkonzentration in der Aufschlämmung 5 bis 60Gew.-% beträgt und diese dem Reaktorrohr mit einer Fließgeschwindigkeit von mindestens 0,1 cm/sec, vorzugsweise von 0,5 bis 400 cm/sec zugeführt wird und daß im Anschluß an das Reaktionsrohr eine Nachbehandlungs- beziehungsweise Nachreaktionszone vorgesehen ist, die zumindest auf der Temperatur des Siedepunkts der wäßrigen Lösung des basischen Aiuminiumsalzes gehalten wird.
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Publication Number | Publication Date |
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DE (1) | DE2407922C3 (de) |
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IT (1) | IT1008940B (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4069299A (en) * | 1976-05-05 | 1978-01-17 | Chevron Research Company | Hydroxy-aluminum chloride and sulfate polymer production |
US4297336A (en) * | 1979-06-26 | 1981-10-27 | Imperial Chemical Industries Limited | Preparation of solutions of basic aluminium nitrate |
US4256714A (en) * | 1979-07-27 | 1981-03-17 | Reynolds Metals Company | Basic aluminum nitrate crystallization |
US4565086A (en) * | 1984-01-20 | 1986-01-21 | Baker Drilling Equipment Company | Method and apparatus for detecting entrained gases in fluids |
IT1229503B (it) * | 1989-01-25 | 1991-09-03 | Caffaro Spa Ind Chim | Procedimento per la preparazione di composti basici di alluminio. |
WO1992004281A1 (en) * | 1990-09-07 | 1992-03-19 | Reheis, Incorporated | Basic aluminum and aluminum/zirconium antiperspirants and method of making the same |
DE4130751A1 (de) * | 1991-09-16 | 1993-03-18 | Solvay Werke Gmbh | Verfahren zur herstellung waessriger loesungen von basischen aluminiumsalzen |
DE4202937C2 (de) * | 1992-02-01 | 1995-10-26 | Air Lippewerk Recycling Gmbh | Verfahren zur Herstellung von basischen Aluminiumchloridlösungen |
JP3106411B2 (ja) * | 1992-12-21 | 2000-11-06 | 東和化成工業株式会社 | 1,4−シクロヘキサンジカルボン酸の製造方法 |
SE508128C2 (sv) * | 1995-01-24 | 1998-08-31 | Kemira Kemi Ab | Förfarande för framställning av lösningar av aluminiumsalt |
WO2003009811A2 (en) * | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Haase Richard A | Processes and apparatus for the manufacture of polynuclear aluminum compounds and disinfectants, and polynuclear aluminum compounds and disinfectants from such processes and apparatus |
US20040105811A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-03 | Lind Christopher B. | Preparation of aluminum water treating product |
US8268269B2 (en) * | 2006-01-24 | 2012-09-18 | Clearvalue Technologies, Inc. | Manufacture of water chemistries |
US20100196300A1 (en) * | 2007-07-17 | 2010-08-05 | Demetrius Michos | Basic aluminum nitrate |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB489769A (en) * | 1937-01-25 | 1938-08-03 | Ig Farbenindustrie Ag | Improvements in the manufacture and production of water-soluble basic aluminium compounds |
US2931706A (en) * | 1954-06-21 | 1960-04-05 | Alan T Gresky | Preparation of dibasic aluminum nitrate |
JPS435647Y1 (de) * | 1964-07-17 | 1968-03-12 | ||
DE1592194B2 (de) * | 1967-05-06 | 1970-09-24 | Vereinigte Aluminium-Werke AG, 53OO Bonn | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion von Bauxit mit Natriumaluminatlauge durch Rohraufschluß |
US3544476A (en) * | 1967-05-09 | 1970-12-01 | Taki Fertilizer Mfg Co Ltd | Coagulant and method for treating aqueous medium comprising a basic metal salt and a multivalent anion |
US3655329A (en) * | 1968-01-02 | 1972-04-11 | Warner Lambert Co | Poly aluminum hydroxy complexes and process for their production |
DE1937392C3 (de) * | 1969-07-23 | 1973-09-20 | Vereinigte Aluminium-Werke Ag, 5300 Bonn | Verfahren zum Naßaufschluß von Minera hen, Erzen oder anderen Stoffen |
US3667905A (en) * | 1969-08-06 | 1972-06-06 | George H Jennings | Continuous production of aluminium sulphate |
FR2124277A1 (en) * | 1971-02-03 | 1972-09-22 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Continuous extraction of bauxite - pressure reaction appts. ensure optimum reaction results |
DE2107970C3 (de) * | 1971-02-19 | 1975-05-28 | Kali-Chemie Ag, 3000 Hannover | Verfahren zur Herstellung sulfathaltiger, basischer Aluminiumchloride |
-
1974
- 1974-02-19 DE DE2407922A patent/DE2407922C3/de not_active Expired
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