DE2419544A1

DE2419544A1 - Verfahren zur herstellung von tonerde

Info

Publication number: DE2419544A1
Application number: DE2419544A
Authority: DE
Inventors: Hans-Gerd Dipl Ing Schulte
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1974-04-23
Filing date: 1974-04-23
Publication date: 1975-11-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Tonerde Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde aus kristallwasserhaltigen Alaunen und Aluminiumsulfaten, wobei aus dem Ausgangsmaterial in einer ersten Wärmebehandlungsstufe das Kristallwasser im wesentlichen ausgetrieben und aus dem so erhaltenen Salz in eineqzweiten Wärmebehandlungsstufe unter Abspaltung von Schwefeldioxyd Tonerde gebildet wird.
Zur Herstellung von Tonerde aus kristallwasserhaltigen Alaunen ist ein Verfahren bekannt (GB-PS 514 538), bei dem das Ausgangsmaterial in einer ersten Wärmebehandlungsstufe in Form einer Lösung, Suspension oder einer wasserhaltigen Schmelze in einen Kalzinationsturm mittels Luft oder Dampf eingesprüht wird und bei dem die gebildeten wasserfreien Salze anschließend in einer zweiten Wärmebehandlungsstufe, ggf. nach Vermahlung, in einem hoch erhitzten Gasstrom durch eine Zersetzungskammer geleitet werden. Ein solches Verfahren ist sehr aufwendig, langwierig und damit für eine Verwendung im industriellen Maßstab kaum geeignet.
Es ist weiterhin bekannt (DT-OS 2 215 594), wasserhaltige Alaune mittels Preßluft unmittelbar in eine Brennerflamme, die eine Temperatur von etwa 1200 bis 16000C aufweist, einzublasen und auf diese Weise thermisch zu zersetzen. Auch dieses Verfahren ist Jedoch technisch aufwendig und zudem mit dem Nachteil einer erheblichen Störanfälligkeit behaftet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, untere Vermeidung der aufgezeigten Mängel ein Verfahren zur Herstellung von Tonerde aus kristallwasserhaltigen Alaunen und Aluminiumsulfaten zu entwickeln, das sich durch besondere Einfachheit und Störungsfreiheit auszeichnet und sich für eine Anwendung im industriellen Maßstab eignet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ausgangsmaterial in der ersten Wärmebehandlungsstufe in Pulverform mittels heißer Gase erhitzt und das Material dann vor Eintritt in die zweite Wärmebehandlungsstufe agglomeriert wird.
In der ersten Wärmebehandlungsstufe spaltet das pulverförmige Ausgangsmaterial aufgrund seines intensiven Kontaktes mit den Heißgasen spontan Kristallwasser ab. Die wasserfreien Salze sind sehr voluminös und besitzen nur noch ein verhältnismäßig geringes Litergewicht.
Es ist wesentlich, daß die Wärmebehandlung in der ersten Stufe nicht über das Austreiben des Kristallwassers hinausgeht. Mit einer beginnenden Umwandlung des Aluminiumsulfates in Al203 nimmt nämlich die Feinheit zu und verringert sich das Teilchengewicht weiter. So verkleinert sich beispielsweise bei einer Entsäuerung des Aluminiumsulfates bis auf 5% Rest-SO3 das Litergewicht -auf ca. 25 g/l.
Dieser feine, leichte Staub könnte in Zyklonen der ersten Wärmebehandlungsstufe nicht mehr abgeschieden werden, sondern würde von den Heißgasen ausgetragen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgende Agglomeration des vom Kristallwasser befreiten Materiales (vor Eintritt in die zweite Wärmebehandlungsstufe) dient dem Zweck, das Material In cine stückige Form zu bringen, in der es trotz der bei der Entsäuerung des Aluminiumsulfates eintretenden Verringerung des Litergewichtes von den Abgasen der zweiten Wärmebehandlungsstufe nicht mitgerissen und ausgetragen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besitzt damit das Material in den beiden Wärmebehandlungsstufen Jeweils die für die betreffende Stufe optimale Feinheit bzw.
Stückigkeit: In der ersten Wärmebehandlungsstufe gewährleistet die durch die Pulverform bedingte große Oberfläche ein rasches und vollständiges Austreiben des Kristallwassers, während in der zweiten Wärmebehandlungsstufe die Agglomerate verhindern, daß ein nennenswerter Teil des in dieser Stufe besonders leichten Materiales von den Heißgasen mitgerissen und wieder ausgetragen wird.
ZweckmäRig erfolgt die Agglomeration des Materiales zwischen der ersten und zweiten Wärmebehandlungsstufe bei einer Materialtemperatur zwischen 150 und 3000C, vorzugsweise zwischen 170 und 2000 C.
Die Agglomeration kann mittels Kompaktierwalzen oder Brikettierpressen erfolgen. Als Kompaktierwalzen können beispielsweise Glattwalzen oder geriffelte Walzen, ferner auch Walzen mit kissenförmigen Mulden verwendet werden.
Um die in dem pulverförmigen Material enthaltene Luft vollständig auszutreiben, ist es günstig, wenn die Agglomeration mehrstufig erfolgt.
Wird eine einstufige Agglomeration vorgenommen, so ist es im allgemeinen erforderlich, einen bestimmten Anteil des aus der Kompaktierwalze oder Brikettierpresse kommenden Materiales in diese zurückzuführen, um auf diese Weise den erforderlichen Vorverdichtungseffekt zu erzielen.
Die erste Wärmebehandlungsstufe wird vorzugsweise durch einen ein- oder mehrstufigen Zyklonwärmetauscher gebildet, die zweite Wärmebehandlungsstufe zweckmäßig durch einen Drehrohrofen.
Am Eintritt in die erste Wärmebehandlungsstufe besitzen die Heißgase zweckmäßig eine Temperatur von 800 bis 10000C und am Austritt eine Temperatur von mindestens 150°C.
Die weitere Erhitzung des stückig gemachten, teil-oder vollständig entwässerten Aluminiumsalzes in einem gas- oder ölbeheizten Drehrohrofen erfolgt bis auf ca.
1200 bis 1300 C. Während dieses Brennprozesses im Drehrohrofen spaltet das Salz S02 ab. Das hierbei gebildete Al203 liegt in der d - bzw. 78 -Modifikation vor. Die Menge an Cv-Tonerde kann durch entsprechende Einstellung der Brenner und der Verweilzeit variiert werden. Die Zersetzung der Salze erfolgt im Drehrohrofen fast 100%-ig zu Al203. Im fertig gebrannten Produkt ist S03 nur noch in Spuren enthalten.
Die Kühlung des Fertiggutes kann in bekannter Weise oder in Planeten-Trommelkühlern erfolgen. Bei genügend großer Stückigkeit des agglomerierten Materiales ist auch der Einsatz von Rostkühlemmöglich.
Zwei Ausführungsbeispiele von Anlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der Zeichnung veranschaulicht.
Gemäß Fig. 1 enthält die Anlage zur Herstellung von Tonerde einen zweistufigen Zyklonvorwärmer 1 (mit den Zyklonen 2 und 3), eine Brikettiereinrichtung 4, einen Drehrohrofen 5 sowie einen Planetenkühler 6.
Das Rohmaterial (Aluminiumsulfat) wird beispielsweise durch eine pneumatische Fördereinrichtung 7 etwa in folgender Feinheit eingeblasen; mm >0,2 >0,09 >0,063 >0,04 % 14,0 37,3 50,4 63,8 Der Weg des Materiales ist in der Zeichnung durch voll ausgezogene Pfeile 8 und der Weg der Gase durch gestrichelte Pfeile 9 gekennzeichnet.
Das Material durchwandert zunächst die Zyklone 2 und 3, wobei das Kristallwasser abgespalten wird. Die wasserfreien Salze haben dann nur noch ein Litergewicht von ca. 80 g/l-.
In der Brikettiereinrichtung 4 wird das Material, das an dieser Stelle zweckmäßig eine Temperatur von 170 bis 200°C hat, agglomeriert und durchwandert dann den Drehrohrofen 5, wo unter Abspaltung von Schwefeldioxyd Tonerde (Al203) gebildet wird.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante enthält der Vorwärmer 1' nur eine Stufe mit zwei parallel geschalteten Zyklonen 2a, 2b. Das in die zentrale Steigleitung 10 eingetragene Material teilt sich in zwei Teilströme, die von den Heißgasen den Zyklonen 2a bzw. 2b zugeführt werden.
Die in diesen Zyklonen abgeschiedenen Materialströme vereinigen sich dann wieder auf der Einlaufseite der Brikettiereinrichtung 4.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Tonerde aus kristallwasserhaltigen Alaunen und Aluminiumsulfaten, wobei aus dem Ausgangsmaterial in einer ersten Wärmebehandlungsstufe das Kristallwasser im wesentlichen ausgetrieben und aus dem so erhaltenen Salz in einer zweiten Wärmebehandlungsstufe unter Abspaltung von Schwefeldioxyd Tonerde gebildet wird, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Ausgangsmaterial in der ersten Wärmebehandlungsstufe in Pulverform mittels heißer Gase erhitzt und das Material dann vor Eintritt in die zweite Wärmebehandlungsstufe agglomeriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeration des Materiales zwischen der ersten und zweiten Wärmebehandlungsstufe bei einer Materialtemperatur zwischen 150 und 300 C, vorzugsweise zwischen 170 und 2000C, erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeration mittels Kompaktierwalzen erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeration mittels Brikettierpressen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeration mehrstufig erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere mit einstufiger Agglomeration, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmter Anteil des aus der Agglomeriereinrichtung kommenden Materiales in diese erckeführt wird.-

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wärmebehandlungsstufe in einem ein- oder mehrstufigen Zyklonwärmetauscher durchgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wärmebehandlungsstufe in einem Drehrohrofen durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißgase am Eintritt in die erste Wärmebehandlungsstufe eine Temperatur von 800 bis 100000 und am Austritt eine Temperatur von mindestens 1500C aufweisen.