DE2501056B2 - High strength macroporous clay agglomerates - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung sind die im vorstehenden Patentanspruch näher bezeichneten makroporösen Tonerde-Agglomerate, die ausgehend von Pulvern erhalten werden, welche Bayerit enthalten.The invention relates to the macroporous ones specified in more detail in the preceding claim Alumina agglomerates obtained from powders containing bayerite.
Es ist allgemein bekannt, daß poröse Tonerde-Agglomerate vielfältige Anwendung finden, vor allem bei der Adsorption und für Katalysatorzwecke. Diese verschiedenen Anwendungen, vor allem bei der Katalyse, setzen jeweils gewisse, wohldefinierte Eigenschaften hinsichtlich der spezifischen Oberfläche und der Porosität sowie in fast allen Fällen eine gute mechanische Festigkeit, vor allem eine Zerdrückfestigkeit und meistens auch eine gute Verschleißfestigkeit voraus.It is well known that porous alumina agglomerates find diverse uses, especially in Adsorption and for catalyst purposes. These various uses, especially in catalysis, put in each case certain, well-defined properties with regard to the specific surface and the porosity as well as in almost all cases good mechanical strength, above all crush strength and mostly also one good wear resistance ahead.
Für gewisse Anwendungen werden solche porösen Tonerde-Agglomerate gewünscht, die eine Mikroporosität, welche einer bestimmten, für die Aktivät erforderlichen spezifischen Oberfläche entspricht, kombiniert mit einer beträchtlichen Makroporosität, die den Gasaustausch erleichtert, aufweisen. Allgemein führt der Wert für die Gesamtporosität in diesen Fällen zu einer zu starken Verschlechterung der mechanischen Festigkeitseigenschaften der gebrauchten Tonerde-Agglomerate. Dies ist vor allem dann von Nachteil, wenn die Agglomerate für die katalytische Reinigung bzw. Verbrennung der giftigen Abgase von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden sollen und starken Vibrationen unterliegen, die den Verschleiß der als Katalysatorträger verwendeten Agglomerate beschleunigen.For certain applications, such porous alumina agglomerates are desired that have a microporosity, which corresponds to a certain specific surface required for the activity, combined with a considerable macroporosity, which facilitates gas exchange. General leads the value for the total porosity in these cases leads to an excessive deterioration of the mechanical Strength properties of the used alumina agglomerates. This is especially disadvantageous if the agglomerates for the catalytic cleaning or combustion of the toxic exhaust gases from motor vehicles are to be used and are subject to strong vibrations, which cause wear and tear as a catalyst carrier accelerate the agglomerates used.
Außerdem sollen meistens die mechanischen Festigkeitseigenschaften dieser Tonerde-Agglomerate während längerer Zeitspannen bei ziemlich hohen Temperaturen, die bis zu 1000°C betragen können, ausreichende Werte beibehalten.In addition, the mechanical strength properties should usually be these alumina agglomerates for long periods of time at fairly high temperatures, which can be up to 1000 ° C, maintain sufficient values.
Häufig werden diese porösen Tonerde-Agglomerate durch Agglomerieren von Pulvern erhalten und es sind bereits zahlreiche Verfahren hierfür empfohlen worden, um derartigen Agglomeraten oder Körpern die gewünschte Makroporosität zu verleihen. So können den meisten agglomerierten Stoffen Porenbildner zugesetzt werden, die nach der Formgebung zu den gewünschten agglomerierten Körpern entfernt werden und infolge Gasentwicklung ihre Eigenvolumen oder ein noch größeres Volumen als Poren zurücklassen. Daneben gibt es eine Anzahl von Verfahren, die stärker an die besonderen Eigenschaften von Tonerde bzw. Aluminiumoxid(hydrat) gebunden sind, die wie allgemein bekannt, in verschiedenen amorphen oder kristallinen, gegebenenfalls hydratisierten Formen vorliegt, welche sehr unterschiedliche Textur bzw. Gefüge aufweisen können.Often these porous alumina agglomerates are obtained by agglomerating powders and there have already been numerous driving Ve r recommend this to give the desired macroporosity to such agglomerates or bodies. For example, pore formers can be added to most agglomerated substances, which are removed after shaping into the desired agglomerated bodies and, as a result of the development of gas, leave behind their own volume or an even larger volume than pores. In addition, there are a number of processes that are more closely linked to the special properties of alumina or aluminum oxide (hydrate), which, as is generally known, is present in various amorphous or crystalline, optionally hydrated forms, which can have very different textures or structures .
Bei dem Verfahren der FR-PS 10 77 163, das zu besonders interessanten Ergebnissen führt, werden Tonerdetrihydratteilchen schnell partiell dehydratisiert, die darauf stark desorganisierten Teilchen werden nach gegebenenfalls Zermahlen und Anfeuchten zu verschiedenen Formen agglomeriert und durch einen ähnlichen Abbindevorgang wie bei hydraulischen Bindemitteln gehärtet. Dieses Verfahren wird ganz allgemein auf den nach dem Bayer-Verfahren erhaltenen Hydrargillit oderIn the process of FR-PS 10 77 163, which leads to particularly interesting results, are Alumina trihydrate particles are quickly partially dehydrated, the severely disorganized particles on it become after optionally grinding and moistening into different forms and agglomerated by a similar one Setting process as hardened with hydraulic binders. This procedure is applied quite generally to the hydrargillite obtained by the Bayer process or
ίο Gibbsit angewandt Die durch Agglomerieren erhaltenen
Körper müssen durch Brennen aktiviert werden, damit sie die angestrebten spezifischen Oberflächen
erhalten.
Bei dem Verfahren der US-PS 28 81051 wird vorzugsweise ein noch !einteiliger Hydrargillit schonend
dehydratisiert, der durch Zersetzen einer technischen Wasserglaslösung bei etwa 300C in Gegenwart
von Tonerdegel als Keimbildner erhalten worden ist. Durch Rehydratisieren zu Bayerit, Trocknen und
Brennen der Agglomerate erhält man eine größere Mikroporosität als durch unmittelbare Aktivierung von
Hydrargillit aus dem Bayer-Verfahren.ίο Gibbsite applied The bodies obtained by agglomeration must be activated by burning so that they obtain the desired specific surfaces.
In the process of US Pat. No. 2,881,051, a still one-part hydrargillite is gently dehydrated, which has been obtained by decomposing a technical waterglass solution at about 30 ° C. in the presence of alumina gel as a nucleating agent. By rehydrating to bayerite, drying and firing the agglomerates, a greater microporosity is obtained than by direct activation of hydrargillite from the Bayer process.
In den mittels Agglomerieren von teilweise dehydratisiertem Hydrargillit erhaltenen Körpern kann man durch Steuern der Wassermenge, die zum Anfeuchten benötigt wird und durch Anwendung einer sehr engen Korngrößenverteilung der Teilchen eine großporige Porosität erzeugen. Nachteilig an diesem Verfahren ist aber, daß im großtechnischen Maßstab nur schwierig eine enge Korngrößenverteilung erhalten werden kann und dieses Problem läßt sich wie allgemein bekannt, nur schwer lösen.In the by means of agglomeration of partially dehydrated Hydrargillite bodies can be obtained by controlling the amount of water used to moisten is required and by using a very narrow grain size distribution of the particles a large-pore size Create porosity. The disadvantage of this process, however, is that it is difficult on an industrial scale a narrow grain size distribution can be obtained and this problem can, as is well known, only difficult to solve.
Es ist jedoch möglich, zu porösen Tonerde-Agglomeraten mit Makroporosität zu gelangen, wenn man alsHowever, it is possible to obtain porous alumina agglomerates with macroporosity if one uses as
r, Ausgangsstoffe, die in Heißgas-Strömen teilweise entwässert sein müssen, andere Tonerdehydrate verwendet als Hydrargillit. Gemäß einem älteren Vorschlag (DE-OS 24 11 846) erhält man einen großporigen Tonerde-Agglomerate ausgehend von gefällten Gelen, die nicht nur eine beträchtliche Makroporosität, sondern auch bereits eine gute Festigkeit besitzen. Um aber bei der großtechnischen Durchführung vollständig reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten, muß dieses Verfahren in allen Phasen oder Stufen sehr gutr, raw materials that have to be partially dehydrated in hot gas streams, other alumina hydrates are used as hydrargillite. According to an older proposal (DE-OS 24 11 846), a large-pored one is obtained Alumina agglomerates based on precipitated gels, which not only have a considerable macroporosity, but also already have good strength. However, in order to complete the large-scale implementation To obtain reproducible results, this process must be very good in all phases or stages
4j gesteuert v/erden wegen des instabilen Charakters der gefällten Gele, die unter der Einwirkung zahlreicher Faktoren sich weiterentwickeln bzw. verändern können.4j controlled v / earth due to the unstable nature of the precipitated gels, which can develop or change under the influence of numerous factors.
Es hat sich nun gezeigt, daß eine andere Tonerdetri-It has now been shown that a different alumina tri
hydrat-Varietät, der Bayerit, beim Dehydratisieren inhydrate variety, the bayerite, when dehydrating in
■>() Heißgasströmen zu stark desorganisierten Tonerdeteilchen führt, die durch Rehydratation abbinden und nach dem Aktivieren poröse Agglomerate liefern, die eine überraschend hohe mechanische Festigkeit aufweisen, die zudem bei ziemlich hohen Temperaturen im Bereich■> () Hot gas flows to severely disorganized clay particles leads that set through rehydration and after activation provide porous agglomerates that form a Have surprisingly high mechanical strength, which is also at fairly high temperatures in the area
)r) von 1000°C erhalten bleibt. Es hat sich weiter gezeigt, daß Bayerit selbst diesen Agglomeraten nur eine geringe Porosität verleiht, daß aber vermutlich infolge der durch ihn bewirkten Festigkeit die angestrebten Modifikationen der Poreneigenschaften erreicht wer-) r ) of 1000 ° C is retained. It has also been shown that bayerite itself gives these agglomerates only a low porosity, but that the desired modifications of the pore properties are probably achieved as a result of the strength it brings about.
W) den, wobei eine Makroporosität entsteht, ohne daß die mechanischen Eigenschaften der Agglomerate erheblich beeinträchtigt werden. Diese Modifikationen können durch die verschiedenen oben genannten bekannten Verfahren sowie durch andere wenigerW) the, whereby a macroporosity arises without the mechanical properties of the agglomerates are significantly impaired. These modifications can by the various known methods mentioned above as well as by others less
μ bekannte Verfahren, beispielsweise die verschiedenen hydrothermalen Behandlungen erzielt werden sowie dadurch, daß gemeinsam mit Bayerit andere Tonerdedehydrat-Varietäten verwendet werden, die geeignet sind,μ known methods, for example the various hydrothermal treatments can be achieved as well as the fact that together with bayerite other alumina hydrate varieties are used that are suitable
zur Porosität beizutragen.contribute to porosity.
Aus der bereits genannten US-PS 28 81 051 ist auch bekannt, Bayerit im Heißgasstrom zu dehydratisieren und das erhaltene Pulver zu agglomerieren und nach dem Rehydratisieren zu aktivieren. Die praktische Durchführung wird jedoch nicht beschrieben, auch bringt diese Druckschrift keine Hinweise auf eine entstehende Makroporosität.It is also known from the aforementioned US Pat. No. 2,881,051 to dehydrate bayerite in a stream of hot gas and to agglomerate the powder obtained and, after rehydration, to activate it. The practical one However, implementation is not described, nor does this publication provide any information on a resulting macroporosity.
Es ist überraschend, daß Tonerde-Agglomerate, zu deren Herstellung 15 bis 80 Gew.-% partiell dehydratisierter Bayerit verwendet werden, einen praktisch doppelt so hohen Anteil an Makroporosität aufweisen wie Agglomerate, die mit 90 Gew.-°/o oder nur 5 Gew.-°/o Bayerit in der Gesamtmasse partiell dehydratisiertes Tonerdehydrat hergestellt worden sind. Damit ausgehend von Bayerit die am besten entsprechenden stark desorganisierten Tonerden erhalten werden, soll das Ausgangsmaterial weiterhin so vollständig dehydratisiert werden, bis die Menge Restwasser, die durch Brennen bei hoher Temperatur entfernt werden kann, maximal 10 Gew.-% ausmacht Werden komplexe Gemische aus verschiedenen Tonerdehydrat-Varietäten behandelt, so muß natürlich, um eine ausreichende Desorganisation des vorhandenen Bayerits zu erhalten, der Restwassergehalt dieser behandelten Gemische in der gleichen Größenordnung liegen. Weiterhin müssen die Gemische deshalb eine ausreichende Menge an dehydratisiertem Bayerit enthalten, weil die Festigkeit der Agglomerate auf diese Komponente zurückzuführen ist; die anderen Komponenten tragen weniger zur jo Festigkeit und mehr zur Porosität bei.It is surprising that alumina agglomerates, too their production 15 to 80 wt .-% partially dehydrated Bayerite are used, have a practically twice as high proportion of macroporosity such as agglomerates which are partially dehydrated with 90% by weight or only 5% by weight of bayerite in the total mass Alumina hydrate have been produced. So based on Bayerit the most appropriate strongly disorganized clays are obtained, the starting material should continue to be completely dehydrated until the amount of residual water that can be removed by burning at high temperature, makes up a maximum of 10% by weight. Complex mixtures of different alumina hydrate varieties treated, of course, in order to obtain sufficient disorganization of the existing bayerite, the residual water content of these treated mixtures are of the same order of magnitude. Continue to have to the mixtures therefore contain a sufficient amount of dehydrated bayerite because of the strength the agglomerate is due to this component; the other components contribute less to the jo Strength and more to porosity.
Aufgrund der großen Festigkeit, die durch den Bayerit bewirkt wird, lassen sich auch andere poröse Agglomerate ausgehend von komplexen Ausgangsgemischen erhalten, denen weitere Komponenten züge- r> setzt worden sind, vor allem die Tonerden der verschiedenen kristallinen Varietäten, gegebenenfalls in Heißgasströmen behandelt, sowie Zeolithe oder Molekularsiebe. Diese Zusätze können weiterhin Elemente oder Verbindung mit katalytischer Wirkung unterschiedlicher Art sein, vor allem Oxide und Metalle, die der Tonerde von der Heißgasbehandlung, nach dieser, nach der Formgebung oder auch der Natriumaluminat-Lösur-g oder den Aluminiumsalzen zugesetzt werden, aus deren Lösungen die Tonerde ausgefällt wird, welche v, dann der Heißgaseinwirkung unterworfen wird.Due to the great strength brought about by the bayerite, other porous agglomerates can also be obtained starting from complex starting mixtures to which further components have been added, especially the clays of the various crystalline varieties, optionally treated in hot gas streams, as well Zeolites or molecular sieves. These additives can also be elements or compounds with a catalytic effect of various types, especially oxides and metals that are added to the alumina from the hot gas treatment, after this, after shaping or also to the sodium aluminate solution or the aluminum salts, from their solutions the alumina is precipitated which v, then the hot gas is subjected to exposure.
In der Praxis finden die verschiedensten Formgebungsverfahren zur Agglomerierung Anwendung, vor allem das Verformen zu Kugeln in einem Drehgranulator, das Verformen zu Ringen oder Zylindern mittels w Strangpressen sowie die Druckverformung. Man erhält Agglomerate mit reproduzierbaren Eigenschaften, was von großer technischer Bedeutung ist.In practice, the most varied of shaping processes for agglomeration are used Above all, deforming into spheres in a rotary granulator, deforming into rings or cylinders using w Extrusion and compression deformation. You get agglomerates with reproducible properties, what is of great technical importance.
Die Bedingungen, unter denen Tonerdehydrate, die mehr oder weniger reich sind an Bayerit, erhalten γ, werden, sind allgemein bekannt. Übliche Verfahren bestehen beispielsweise darin, daß man bei Temperaturen wenig oberhalb Raumtemperatur sowie bei relativ hohem pH-Wert von etwa ^O bis 13 Alkalialuminate oder Aluminiumsalze ausfällt; vorzugsweise läßt man wi bei diesen gleichen pH-Werten Gele sich entwickeln oder altern, die bei weniger hohen pH-Werten ausgefällt worden sind. Die Dauer dieser Fortentwicklung (Reifung), die Temperaturen, bei denen sie stattfindet, sowie bestimmte andere Bedingungen wie μ Beschaffenheit und Konzentration der Reaktionspartner verändern die Ergebnisse derart, daß die erzielten Produkte sehr unterschiedliche Zusammensetzungen hinsichtlich der vorhandenen Bayeritmenge und der Beschaffenheit der anderen damit kombinierten Tonerdehydrat-Varietäten aufweisen können; letztere können amorph oder kristallisiert, als Norstrandit, Hydragillit oder Böhm« vorliegen.The conditions under which alumina hydrates more or less rich in bayerite are obtained γ are well known. Usual processes consist, for example, in the fact that alkali aluminates or aluminum salts are precipitated at temperatures a little above room temperature and at a relatively high pH of about ^ O to 13; preferably, at these same pH values, gels are allowed to develop or age which have been precipitated at less high pH values. The duration of this further development (maturation), the temperatures at which it takes place, as well as certain other conditions such as the nature and concentration of the reactants change the results in such a way that the products obtained combined very different compositions with regard to the amount of bayerite present and the nature of the others May have alumina hydrate varieties; the latter can be amorphous or crystallized, as norstrandite, hydragillite or boehm ”.
In den nachfolgenden Beispielen wurden die Ausfäliungen entweder ausgehend von Natriumaiuminat oder von Aluminiumsulfat erhalten und die summarischen (allgemeinen) Angaben beziehen sich auf die Fällungsbedingungen und die Zusammensetzung dieser Niederschläge. In the following examples, the precipitates were either starting from sodium aluminate or obtained from aluminum sulphate and the summary (general) information relates to the precipitation conditions and the composition of these precipitates.
Im ersten Beispiel werden die Eigenschaften der Kugeln angegeben, die ausgehend von desorganisierten Tonerden hergestellt wurden, weiche sich bei der Behandlung im Heißgasstrom von Tonerde enthaltend unterschiedliche Mengen Bayerit ergeben. Die nachfolgenden Beispiele beziehen sich auf Kugeln, deren Makroporen-Volumen durch Zusatz weiterer Verbindungen, welche durch Brennen entfernt werden können, erhöht worden ist,- ferner auf Kugeln, die ausgehend von einem Gemisch von Tonerden und ausgehend von einem Gemisch aus Tonerde und Molekularsieb erhalten worden sind. Im letzten Beispiel wird gezeigt, daß vorzugsweise die Dehydratisierung von Bayerit ausreichend weit getrieben werden soll, damit man die besten Ergebnisse erhältIn the first example, the properties of the spheres are given, starting from the disorganized Clays were produced, soft when treated in the hot gas stream of containing alumina result in different amounts of bayerite. The following examples relate to spheres whose Macropore volume by adding further compounds, which can be removed by firing, has been increased, - also on balls, which starting from a mixture of clays and starting from a mixture of clay and molecular sieve have been obtained. The last example shows that preferably the dehydration of bayerite should be driven sufficiently far so that the best results
Dieses Beispiel erläutert vor allem die Beziehungen, die zwischen dem Anteil Bayerit in den Tonerden, die nachfolgend im Heißgasstrom entwässert werden und der Mikroporosität der Agglomerate bestehen, die ausgehend von den dehydratisierten Tonerden hergestellt werden. Um deutlich zu zeigen, daß die Verringerung der Mikroporisität auf die besonderen Eigenschaften des Bayerit zurückzuführen ist, wurden ebenfalls die Mikroporosität der ursprünglichen Tonerden gemessen, die einfach durch Versprühen getrocknet und dann bei 5000C gebrannt wurden sowie die Mikroporosität von Tonerden nach dem Dehydratisieren aber vor dem Agglomerieren, die Mikroporosität der erhaltenen Agglomerate sowie die Gesamtporosilät. This example mainly explains the relationships that exist between the proportion of bayerite in the clays that are subsequently dewatered in the hot gas stream and the microporosity of the agglomerates that are produced on the basis of the dehydrated clays. In order to clearly show that the reduction in microporosity is due to the special properties of bayerite, the microporosity of the original clays, which were simply dried by spraying and then fired at 500 ° C., and the microporosity of clays after dehydration were also measured before agglomeration, the microporosity of the agglomerates obtained and the total porosity.
Die verschiedenen geprüften Tonerden werden nachfolgend mit A1 B, C, D, E, F1 G bezeichnet; die Art ihrer Herstellung wird nachstehend angegeben.The different clays tested are referred to below as A 1 B, C, D, E, F 1 G; the manner of their preparation is given below.
Tonerde A — 15% BayeritAlumina A - 15% bayerite
Es wurde eine Tonerdegel-Suspension enthaltend 50 g/l AI2O3 hergestellt durch Ausfällen einer Natriumaluminatlösung mit Salpetersäurelösung bei 30°C und bei konstantem pH-Wert von 8,7. Diese Suspension wurde 6 h bei der Ausfällungstemperatui· gehalten und anschließend filtriert; der Filterkuchen wurde mit entmineralisiertem Wasser gewaschen und erneut in Wasser suspendiert und diese Suspension in Heißgas von 3000C zerstäubt.An alumina gel suspension containing 50 g / l Al2O3 was produced by precipitating a sodium aluminate solution with nitric acid solution at 30 ° C. and at a constant pH of 8.7. This suspension was kept at the precipitation temperature for 6 h and then filtered; the filter cake was washed with demineralized water and resuspended in water and this suspension is atomized in hot gas of 300 0 C.
Tonerde B - 39% BayeritAlumina B - 39% bayerite
Das Herstellungsverfahren war analog; die Ausfällung wurde bei 43°C und bei pH-Wert 10 vorgenommen; die ausgehend von dem gewaschenen Filterkuchen erhaltene Suspension enthielt 150 g/l A^Oj und wurde durch Zerstäuben in He ßgase von 4500C getrocknet.The manufacturing process was analogous; the precipitation was carried out at 43 ° C. and at pH 10; the suspension obtained starting from the washed filter cake containing 150 g / l A ^ Oj and was by sputtering in He ßgase of 450 0 C dried.
Tonerde C - 50% BayeritAlumina C - 50% bayerite
Es wurde im Verlauf von 5 h Tonerdehydrat enthaltend 80% Bayerit, gesondert hergestellt undIt was prepared separately in the course of 5 hours and containing 80% bayerite
suspendiert in Wasser zu einem Gel amorpher Tonerde gegeben, das durch Ausfällen von Natriumaluminatlösung mit Saleptersäure bei 25°C und bei pH-Wert 7,5 erhalten worden war; das Mengenverhältnis betrug 30% Tonerdehydrat enthaltend 80% Bayerit auf 70% Tonerdegel, jeweils gerechnet als AI2O3. Man ließ das Gemisch 20 h sich fortentwickeln bzw. altern; darauf wurde filtriert und der erhaltene Kuchen gewaschen. Der Kuchen wurde erneut in Wasser suspendiert und die Suspension durch Zerstäuben bei 4500C getrocknetsuspended in water, added to a gel of amorphous clay which had been obtained by precipitating sodium aluminate solution with saleptic acid at 25 ° C. and at pH 7.5; the quantitative ratio was 30% alumina hydrate containing 80% bayerite to 70% alumina gel, in each case calculated as Al2O3. The mixture was allowed to develop or age for 20 hours; it was then filtered and the cake obtained was washed. The cake was suspended again in water and the suspension was dried at 450 ° C. by atomization
Tonerde D — 65% BayeritAlumina D - 65% bayerite
Es wurde das gleiche Verfahren wie bei Tonerde C angewandt; lediglich die Zeit für das Alternlassen des Gemisches war verschieden und betrug hier 36 h.The same procedure was used as for Alumina C; just the time to let the The mixture was different and here was 36 hours.
Tonerde E — 75% BayeritAlumina E - 75% bayerite
Es wurde bei 45° C und bei pH-Wert 9,5 ein Tonerdegel, ausgehend von Wassergins und Salpetersäure ausgefällt, filtriert, gewaschen und erneut bei Raumtemperatur in Wasser suspendiert. Die Suspension enthielt 150 g/l AI2O3; nach einer Fortentwicklung (Altern) von 2 Tagen wurde die Suspension durch Zerstäuben bei 450° C getrocknetIt was turned on at 45 ° C and at pH 9.5 Alumina gel, precipitated from water gins and nitric acid, filtered, washed and re-added Suspended in water at room temperature. The suspension contained 150 g / l Al2O3; after a further development (Aging) of 2 days, the suspension was dried by spraying at 450 ° C
Tonerde F — 80% BayeritAlumina F - 80% bayerite
Es wurde das gleiche Verfahren wie bei Tonerde E angewandt mit der Anwandlung, daß die Entwicklungsbzw. Alterungszeit der Suspesion hier 3 Tage beruht. The same procedure was followed as for Alumina E except that the development and The aging time of the suspension is based here on 3 days.
Tonerde G - 90% BayeritAlumina G - 90% bayerite
Eine Aluminiumsulfatlösung wurde kontinuierlich bei 400C und pH-Wert 11 mit einer Natriumaluminatlösung ausgefällt Die Konzentrationen der Lösungen wurden so bemessen, daß die erhaltene Suspension 50 g/l AI2O3 enthielt Die Suspension wurde 12 h bei Raumtemperatur gehalten und anschließend filtriert und gewaschen: der Kuchen wurde erneut in Wasser suspendiert und die Suspension durch Zerstäuben hei 3000C getrocknet.An aluminum sulfate solution was continuously precipitated at 40 ° C. and pH 11 with a sodium aluminate solution. The concentrations of the solutions were such that the suspension obtained contained 50 g / l Al2O3. The suspension was kept at room temperature for 12 h and then filtered and washed Cake was suspended again in water and the suspension was dried at 300 ° C. by atomization.
Die verschiedenen auf diese Weise erhaltenen Tonerden A, B, C, D, E, F und G wurden in Heißgasströmen partiell dehydratisiert derart, daß sie noch 3 bis 8% Restwasser enthielten, das durch Brennen bei hoher Temperatur entfernt werden konnte. Unter diesen Bedingungen war der Bayerit nicht mehr im Röntgenbeugungsdiagramm zu erkennen.The various clays A, B, C, D, E, F and G thus obtained were shown in FIG Hot gas flows partially dehydrated so that they still contained 3 to 8% residual water, which could be removed by firing at a high temperature. Under Under these conditions, the bayerite could no longer be seen in the X-ray diffraction diagram.
Diese dehydratisierten Tonerden wurden dann erneut angefeuchtet und im Drehgranuiator zu Kugeln mit Durchmesser 3 bis 4 mm verformt; die Kugeln wurden im Ofen während 24 h bei 105" C reifen gelassen.These dehydrated clays were then re-moistened and added to balls in the rotary granulator Deformed diameter 3 to 4 mm; the balls were matured in the oven at 105 "C for 24 hours.
Zur Aktivierung wurde dann ein Teil der Kugeln 2 h bei 650°C, der andere Teil 24 h bei 1000°C gebrannt. Um die Herkunft der Mikroporosität (VmP) in den bei 650°C gebrannten Agglomeraten deutlich zeigen.For activation, some of the spheres were then fired at 650 ° C. for 2 hours and the other part at 1000 ° C. for 24 hours. To clearly show the origin of the microporosity (VmP) in the agglomerates fired at 650 ° C.
wurde diese Mikroporosität nicht nur an diesen (gebrannten) Produkte gemessen, sondern auf an den in Heißgasströmen partiell dehydratisierten Tonerden und an den Tonerden nach dem Zerstäubungstrocknen und anschließendem Brennen bei 5000C. Diese Mikroporosität wurde mit Hilfe von Kohlenstofftetrachlorid bestimmt. Weiterhin wurde die Gesamtporositäi der bei 6500C gebrannten Agglomerate mit Hilfe eines Quecksilber-Porosimeters bestimmt sowie die spezifischen Oberflächen der partiell entwässerten TonerdenThis microporosity was measured not only on these (fired) products, but also on the clays partially dehydrated in hot gas streams and on the clays after spray drying and subsequent firing at 500 ° C. This microporosity was determined with the aid of carbon tetrachloride. Furthermore, the total porosity of the agglomerates fired at 650 ° C. was determined with the aid of a mercury porosimeter, as well as the specific surfaces of the partially dehydrated clays
3ü und der agglomerierten und bei 6500C gebrannten Produkte. Schließlich wurde die Zerdrückfestigkeit Korn je Korn der bei 6500C gebrannten sowie der bei 1000°C gebrannten Agglomerate bestimmt.3ü and the agglomerated and at 650 0 C fired products. Finally, the crush strength was determined grain each grain of the baked at 650 0 C, and fired at 1000 ° C agglomerates.
Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefaßtThe results are summarized in Table 1 below
bungstrocknen
und Brennen bei
500 CAfter atomization
practice drying
and burning at
500 C
Oberfl.
m2/gspec.
Surface
m 2 / g
cm-VgVmP
cm-Vg
bei 650 CAfter agglomerating and
at 650 C
Oberfläche
m2/gspec.
surface
m 2 / g
bei 1000 CAfter burning
at 1000 C
cmVgVmP
cmVg
cm3/gVmP
cm 3 / g
porosität
cmVgTotal-
porosity
cmVg
festigkeit
kgCrushing
strength
kg
festigkeit
kgCrushing
strength
kg
Der Vergleich dieser Versuchsergebnisse zeigt deutlich, daß die Mikroporen-Volumina der durch Agglomerieren der verschiedenen Tonerden erhaltenen Kugeln sich im gleichen Sinne ändern wie die Mikroporen-Volumina der Tonerden von denen ausgegangen wird, in gleichem Sinne wie bei den dehydratisierten Tonerden und im entgegengesetzten Sinne wie der Bayerit-Gehalt der Tonerden. Die Mikroporen-Volumina der Kugeln sind jedoch größer als die der Tonerden, wahrscheinlich, weil die durch Dehydratisieren erhaltenene desorganisierte Tonerde sich nach dem bo Agglomerieren rehydratisiert und dabei Kristalle in Form von stark porösen Filzen bildetThe comparison of these test results clearly shows that the micropore volumes of the Agglomeration of the different clays obtained spheres change in the same sense as the Micropore volumes of the clays from which it is assumed, in the same sense as in the case of the dehydrated Clays and in the opposite sense as the bayerite content of the clays. The micropore volumes the spheres, however, are larger than those of the clays, probably because of dehydration obtained disorganized clay is rehydrated after bo agglomeration and thereby crystals in Forms of highly porous felts
Die Zunahme der Festigkeit mit dem Gehalt an Bayerit zeigt die Bedeutung der Agglomerate, die ausgehend von Tonerden erhalten werden, welche b5 ausreichend Bayerit enthalten.The increase in strength with the level of bayerite shows the importance of the agglomerates, which starting from clays containing sufficient b5 bayerite.
Die nach Brennen der Kugeln bei 10000C während 24 h erzielten Ergebnisse zeigen, daß die Zerdrückfestigkeit noch ausreichend gut ist.The results obtained after firing the balls at 1000 ° C. for 24 hours show that the crush resistance is still sufficiently good.
25 Ol 05625 Ol 056
Dieses Beispiel betrifft Kugeln hergestellt aus einem Gemisch von Tonerden, von denen die eine ausgehend von einem Bayerit-reichen Produkt und die andere von einem Tonerdegel ohne Bayerit hergestellt worden ist.This example concerns spheres made from a mixture of clays, one of which is based from a bayerite-rich product and the other from an alumina gel without bayerite.
Das Gel, welches keinen Bayerit enthielt und bei einem pH-Wert von etwa 8 erhalten wurde, bestand hauptsächlich aus Pseudoböhmit und amorphen Phasen. Es wurde gewaschen, zerstäubungsgetrocknet und dann in einem Heißgasstrom dehydratisiert, derart, daß der Restwassergehalt (entfernbar lediglich durch Brennen bei hoher Temperatur) 8 Gew.-% ausmachte. 68 kg dieses dehydratisierien Gels wurden mit 103 kg (gerechnet als Al2O3) dehydratisierter Tonerde D gemäB dem vorangegangenen Beispiel vermischt, die 4 Gew.-% Restwasser enthielt, das bei hoher Temperatur entfernt werden konnte. Das Gemisch der beiden Tonerden wurde im Drehgranulator zu Kugeln mitThe gel, which did not contain bayerite and was obtained at a pH of about 8, consisted mainly of pseudoboehmite and amorphous phases. It was washed, spray dried and then dehydrated in a stream of hot gas such that the residual water content (removable only by burning at high temperature) was 8% by weight. 68 kg of this dehydrated gel were mixed with 103 kg (calculated as Al 2 O 3 ) of dehydrated alumina D according to the previous example, which contained 4% by weight of residual water which could be removed at a high temperature. The mixture of the two clays became spheres in the rotary granulator
Durchmesser 3 bis 4 mm verformt; die Kugeln wurdei anschließend reifen gelassen und dann bei 6500C und be 10000C gebrannt. Für diese gebrannten Kugeln wurdei die spezifische Oberfläche, die Mikroporosität (VmP] die Gesamtporosität und die Zerdrückfestigkeit be stimmt; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle : zusammengefaßt:Deformed diameter 3 to 4 mm; the balls wurdei then ripened and then baked at 650 0 C and 1000 0 C be. The specific surface, the microporosity (VmP), the total porosity and the crush strength were determined for these fired spheres; the results are summarized in the following table:
Nach Brennen bei 650"CAfter firing at 650 "C
Nach Brenner bei 1000 CAfter burner at 1000 ° C
Spez. Oberfläche itiVg 213Special surface itiVg 213
VmP cm3/g 0,73VmP cm 3 / g 0.73
Gesamtporosität cmVg 1,01Total porosity cmVg 1.01
Zerdrückfestigkeit kg 4,3Crush strength kg 4.3
126 0,70 0,95 3,3126 0.70 0.95 3.3
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