NO782368L - Fremgangsmaate for fremstilling av natriummetalloksyd - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av natriummetalloksydInfo
- Publication number
- NO782368L NO782368L NO782368A NO782368A NO782368L NO 782368 L NO782368 L NO 782368L NO 782368 A NO782368 A NO 782368A NO 782368 A NO782368 A NO 782368A NO 782368 L NO782368 L NO 782368L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- sodium
- metal
- aluminum
- compounds
- burned
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 45
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 43
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 34
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 26
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 11
- 150000003388 sodium compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- -1 aluminum compound Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 7
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 6
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 4
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims 4
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 38
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 22
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 14
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 13
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 7
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000004289 sodium hydrogen sulphite Substances 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 2
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- UOCIZHQMWNPGEN-UHFFFAOYSA-N dialuminum;oxygen(2-);trihydrate Chemical compound O.O.O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] UOCIZHQMWNPGEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/34—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of sprayed or atomised solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0085—Introduction of auxiliary substances into the regenerating system in order to improve the performance of certain steps of the latter, the presence of these substances being confined to the regeneration cycle
- D21C11/0092—Substances modifying the evaporation, combustion, or thermal decomposition processes of black liquor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Fremgangsmåte til fremstilling av
natr.ium-metal.l.oksy.d.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av natrium-metalloksyd av forbindelser som inneholder natrium og et annet metall ved brenning, hvor det annet metall er aluminium, titan eller vanadium. Fremgangsmåten er tenkt til bruk ved fremstilling hovedsakelig av natriumaluminiumoksyd, eller natriumaluminat, i forbindelse med gjenvinning og regenerer-ing av koke- og/eller blekekjemikaliene på natriumbasis for
cellulose. Fremgangsmåten er videre tenkt for bruk ved fremstilling av rene oksyder og andre forbindelser av nevnte metaller.
Aluminium og aluminiumforbindelser har en meget sterk til-bøyelighet til å funksjonere som autokaustiserende midler når
de erstatter de anioniske bestanddeler av natriumsalter når de reagerer med natriumsalter. På grunn av dette kan aluminium og aluminiumforbindelser med fordel anvendes ved fremstilling av natriumsulfit for cellulosekoking, ut fra natriumforbindelser.
En fremgangsmåte som er basert på aluminiumforbindelsenes sterke autokaustiserende tilbøyelighet, for fremstillingen av natriumsulfit for bruk ved cellulosekoking, ut fra natriumforbindelser og aluminiumforbindelser, er kjent fra US-patentskrift 3.061.408. Ifølge denne fremgangsmåte konsentreres avluten fra kokingen av en substans som inneholder lignocellulose, og den brennes i nærvær av forbindelser som inneholder silisium eller aluminium i overskudd. De natriuminneholdende reaksjonsprodukter omdannes til natriumsulfit ved hjelp av svoveldioksyd, svovelsyre eller natriumbisulfit. Silisium- og aluminiumforbindelse inneholder
som reaktive bestanddelerSi02ellerAl20^. I patentskriftet er det særlig understreket de reagerende substansers lange forsinkelse som er nødvendig for at reaksjonen skal fullføres. Slik lang forsinkelse oppnås ved å anvende en kraftpapir- eller glassovn.
måte av samme type som den ifølge ovennevnte US-patentskrift 3.061.408, med unntagelse av at for å oppnå en lang forsinkelses-tid anvendes det en rotasjonsovn, hvori det innføres granulater dannet av aluminiumaske fra brenning og av avlut på natriumbasis. På denne måte kan ca. en tredjedel av asken som dannes gjenvinnes som natriumaluminat.
Det knytter seg ved fremstillingen av natriumaluminat vesentlig betydning til forbindelsens faseformer og deres forandringer Når temperaturen er fra ca. 390 til 720 K frigjøres hovedsakelig vannmolekyler fra natriumaluminatoppløsningen. Opptil 1370 K foreligger natriumaluminat som forbindelsen NaAlC^. Ved temperaturer på mellom 137 0 og 147 0 K begynner spaltingen av natriumaluminat. Dersom fritt karbon er nærværende dannes det x.Na20 y.A^O^, hvor x/y er 1/1 eller 1/11, samt natrium og karbonmonoksyd. Samtidig begynner oksydet beta-Al^^ O 3å danne seg, som spaltes ved 1670-1770 K, og oksydet alfa-Al2C>3, eller korund,
som er en meget stabil og tungtløselig forbindelse og en forbindelse som er vanskelig å håndtere. Når natriumaluminat fremstilles av natriumkarbonat og aluminiumoksyd begynner dannelsen av forbindelsen NaAl2ved 770 K, og reaksjonen foregår hovedsakelig ved fra 920 til 1370 K.
Natriumaluminat, som er meget velegnet for fremstilling av natriumsulfit ved hjelp av svoveldioksyd på den angitte måte, fremstilles i vannfasen og under tørre betingelser, avhengig av tilstanden for utgangssubstansene, ved temperaturer på mellom 350 og 1470 K. Også i praksis fremstilles natriumaluminat ifølge våt- og tørrmetoder.
Ifølge våtmetoden til fremstilling av natriumaluminat opp-løses bauxitt eller aluminiumoksydtrihydrat i varm, vandig natriumhydroksydoppløsning som har en temperatur på f.eks. fra 390 til 420 K. Den derved oppnådde viskøse oppløsning tørkes i tromler ved en temperatur på under 470 K, hvorved det oppnås krystallinsk natriumaluminat ved fuktighetsinnhold på ca. 20%. Aluminatet tørkes ved 1000 K for å fullføre reaksjonen. Slutt-produktet inneholder ca. 0,6% fuktighet.
Ifølge tørrmetoden blandes den aluminiuminneholdende substans med en natriumforbindelse, såsom f.eks. karbonat, og blandingen oppvarmes i en rotasjonsovn ved fra 1170 til 1370 K inntil reaksjonen har forløpt til enden. Krystallisasjon av natriumaluminatet innebærer et forholdsvis høyt alkaliinnhold.
Når temperaturen overskrider ca. 1370 K begynner oksydene beta-Al^O^ og alfa-A^O-j å danne seg. Natriumaluminat oppnås også ved temperaturer under de ovennevnte, ved å omsette natriumhydroksyd med naturlig aluminiumoksyd.
Andre fremgangsmåter til fremstilling av NaAlO^er kjent f.eks. fra tyske patentskrifter 93 og 1650 fra 1877, fra tyske patentskrifter 7256, 31.675, 80.063 og 112.173, samt fra US-patentskrifter 877.376 og 2.734.796.
Ulempen med de ovenfor beskrevne fremgangsmåter ifølge US-patentskrifter 3.061.408 og 3.787.283 er den lange forsink-elsestid som reaksjonen mellom natrium og aluminiumforbindelsene nødvendiggjør slik at reaksjonen kan forløpe til slutten, noe som innebærer en stor kraftpapirovn, glassovn eller rotasjonsovn. Kapasiteten og prisen på ovnen vil derved være høy, og de løpende kostnader for fremgangsmåten er likeledes høye.
Ved fremstilling av natriumaluminat ifølge våtmetoden, hvorved natrium og aluminiumoppløsninger bringes til å reagere med hverandre, må man håndtere store mengder av oppløsninger. Dette innebærer selvfølgelig store beholdere og væskehåndterings-utstyr. Dessuten må det oppnådde aluminat tørkes ved høyere temperatur.
Ved fremstilling av natriumaluminat ifølge tørrmetoden
er det likeledes nødvendig å anvende store reaktorer. Dette skyldes at råmaterialeblandingen (aluminiumforbindelse pluss natriumforbindelse) håndteres i granulert form og at forbindelsene reagerer med hverandre i granulert form.
Ved fremstillingen av natriumaluminat forårsakes ytterligere vanskeligheter av dannelsen av uoppløselig oksyd, av korund.
Ved temperaturer på over 1370 K begynner nemlig dannelsen av korund, særlig dersom det ikke foreligger overskudd av alkali.
Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å eliminere de ovennevnte ulemper. Det er videre et formål med oppfinnelsen å utvikle en fremgangsmåte til fremstilling av natriumaluminat hvor reaksjonen hvorved natriumaluminat dannes foregår hurtig slik at forsinkelsestiden i reaktoren er kort. Det er dessuten et formål med oppfinnelsen å utvikle en fremgangsmåte til fremstilling av natriumaluminat hvorved det ikke dannes korund. Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å frembringe en fremgangsmåte til fremstilling av natriumaluminat hvor det er mulig å anvende som råmaterialer billige natriumforbindelser og billige aluminiumforbindelser. Enda et annet formål med oppfinnelsen er å utvikle en fremgangsmåte til fremstilling av natriumaluminat som er særlig hensiktsmessig for fremstillingen av natriumsulfit for bruk ved sulfitcellulosekoking og hvor det som råmaterialer anvendes avlut fra natriumbasert cellulosekoking samt aluminiumoksyd .
De kjennetegnende trekk ved oppfinnelsen er angitt i kravene.
Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser i form av et blokkdiagram fremstillingen av natriumaluminat ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser som et blokkdiagram en cellulosekokingsprosess hvor det anvendes fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og natriumaluminatet som fremstilles ifølge fremgangsmåten, ved fremstillingen av natriumsulfit. Fig. 1 viser en brenneprosess ifølge oppfinnelsen til fremstilling av natrium-metalloksyd fra forbindelser som inneholder natrium 1 og det respektive metall 2, ved brenning, hvor metallet er aluminium, titan eller vanadium. Forbindelsene 1 og 2, som inneholder natrium og vedkommende andre metall, f.eks. et natrium-salt og et metallhydroksyd, føres inn i en blander 3 og videre,
i form av en vandig suspensjon som er blandet i blanderen, inn i en dyse 5 hvorfra suspensjonen sprøytes inn i et brennkammer 6
i form av dråper og brennes, hvorved det dannes -natrium-metalloksyd, ved en temperatur på mellom 970 og 1870 K. Fra brennkammeret 6 fraskilles natrium-metalloksyd 8 såsom natriumaluminat- eller NaAl02~aske, ved hjelp av en separeringsanordning 9, og det fjernes 10 for viderebehandling eller omdannelse. Røykgasser 7
fra brennkammeret 6 føres til en varme- og kjemikaliegjenvinnings-enhet. I tillegg til metallforbindelsen føres forbrenningsluft 12 inn i brennkammeret 6.
Temperaturkammeret i brennkammeret 6 i fig. 1, hvor brenningen av natrium-metalloksydet foregår ifølge oppfinnelsen, kan regul-. eres etter ønske når brenneprosessen begynnes, ved hjelp av en ytterligere brenner 11 under anvendelse av ytterligere brennstoff og hvorved brennkammeret oppvarmes til en brenntemperatur på fra 970 til 1870 K, fortrinnsvis fra 1170 til 1570 K. Dersom det som forbindelser som inneholder natrium og det respektive metall anvendes substanser med en høy varmeverdi, såsom f.eks. natriumlignosulfonater, alkaliligniner frembrakt ved cellulosekoking samt aluminiumhydroksyd, er det vanligvis ikke nødvendig med ytterligere varmetilførsel til brennkammeret dvs. varmen fra prosessen vil opprettholde den ønskete temperatur.
Når natriumaluminat fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er hoveddelen av den anvendte forbindelse hensiktsmessig en aluminiumforbindelse, f.eks. aluminiumhydroksyd, bauxitt, rent aluminium, aluminiumoksyd eller en annen ekvivalent aluminiumforbindelse.
Den anvendte natriuminneholdende forbindelse kan f.eks. bestå av natriumforbindelser fra avlut eller natriumbasert cellulosekoking, såsom natriumlignosulfonater eller alkaliligniner, natriumsulfid, natriumhydroksyd, natriumoksyd, natrium-bikarbonat, natriumsulfat, natriumsulfit, natriumbisulfit eller andre ekvivalente natriumforbindelser.
Ved brenning av forbindelser som inneholder natrium og aluminium foreligger natrium og det respektive metall i forbindelsene fortrinnsvis i støkiometriske forhold når brenningen finner sted. I det tilfelle inneholder materialet som brennes,
de blandete forbindelser som inneholder natrium og aluminium,
i vandig fase og i dråper, natrium og aluminium i stort sett støkiometrisk forhold, idet forholdet Na:Al er fra 0,5 til 1,5, fortrinnsvis fra 0,9 til 1,1, med fordel ca. 1. Forholdet mellom natrium og aluminium, som uttrykkes som et molart forhold, er viktig med hensyn til hensiktsmessig bruk av råmaterialer, med
hensyn til smeltepunktet for det brennende produkt og for å hindre dannelsen av skadelig, tungtløselig korund. Dersom materialet som brennes inneholder et overskudd av natrium, dersom forholdet mellom natrium og aluminium er 1,5 eller høyere enn ca. 1,1, dannes det natriumkarbonat hvorved natriumaluminats smeltepunkt, ca.
187 0 K senkes, eller det fordamper som ioner. Dersom det foreligger vesentlig mindre natrium enn aluminium i materialet som brennes, dersom forholdet mellom natrium og aluminium er mindre enn 0,5, fortrinnsvis mindre enn 0,9 eller 1, er det overskudd på aluminium, noe som forårsaker dannelsen av inert, skadelig korund eller unødvendig gjennomledning når natriumaluminat anvendes mot fremstillingen av cellulosesulfitkokevæske slik som angitt nedenfor.
Når natrium og det annet metall brennes, f.eks. forbindelser som inneholder aluminium, suspendert i en vandig fase,
er tørrstoffinnholdet i suspensjonen som skal brennes vanligvis fra 45 til 75 vektsprosent. Suspensjonens konsentrasjon, dvs. vannmengden, har ingen større betydning i seg selv. Suspensjonens
fluiditet er viktig med hensyn til håndteringen av den. Maksi-malisering av konsentrasjonen er fordelaktig sett fra et energi-økonomisk synspunkt, dvs. for å minske vannmengden som fordamper under brenningen. Forbindelsene som inneholder natrium og det annet metall kan blandes i en separat blandebeholder, hvorved forholdet mellom natrium og metallene kan reguleres etter ønske. Det er dessuten mulig å blande forbindelsene som inneholder natrium og det annet metall i en blander som er bygget i forbindelse med brennkammeret, eller i dysen som bevirker dannelsen av dråpene som skal brennes.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling av natrium-metalloksyd er basert på brenning av forbindelser som inneholder natrium og det annet metall, i form av dråper i suspensjon og/eller som en oppløsning. Når forbindelsene brennes som dråper i form av en dusj eller aerosol, er brenningen hurtig, øyeblikkelig. Når forbindelsene som skal brennes blandes med hverandre, inneholder dråpene natrium og det annet metall i riktig forhold, hvorved bruken av natrium og av metallet i overskudd unngås. Dessuten reagerer natrium og det annet metall med hverandre i regulert og ønsket blandingsforhold.
Det har vist seg ved studier som er blitt utført at når natrium og det annet metall, såsom forbindelser som inneholder aluminium, brennes som dråper i en vandig fase, vil det ikke dannes noen tungtløselige oksyder, såsom korund. Dette skyldes åpenbart nærværet av natriumioner og av vann. Det annet metall dissosieres også delvis i vann, hvorved substansene er høy-reaktive, og det kan ikke dannnes noen skadelige biprodukter.
Ved brenningen av forbindelser som inneholder natrium og det annet metall, i vandig fase og som dråper, kan dessuten forholdet mellom natrium og det annet metall lettvint reguleres på grunn av at blandingen av substansene kan utføres i vannfasen. Dersom substansene brennes og blandes i tørr tilstand vil opp-nåelsen av et tilfredsstillende og nøyaktig resultat av blandingen innebære nøyaktige rive-, veie- og blandeoperasjoner, og håndteringen av de tørre forbindelser vil fremdeles være tung-vint og vil kunne nødvendiggjøre ytterligere håndteringstrinn, såsom f.eks. tørking.
På grunn av tørkingen i dråpeform, som er øyeblikkelig, kan den nødvendige brennreaktor eller brenner være konstruert forholdsvis liten og enkel, f.eks. slik som ifølge US-patentskrift 2.985.506. Forsinkelsestiden i reaktoren vil derved være kort, og reaktorens rombehov er meget små, f.eks. sammenliknet med trommel-ovnene som vanligvis anvendes ved fremstillingen av natriumaluminat, US-patentskrifter 3.061.408 og 3.787.282.
Fig. 2 viser en annen utførelsesform av oppfinnelsen, hvor fremgangsmåten er anvendt i en cellulosefremstillingsprosess i industriell målestokk. I prosessen separeres avluten 1, som inneholder natriumlignosulfonater i en separator 34, fra masse 23 frembrakt fra en koker 32, og den ledes sammen med aluminiumhydroksyd 2 til en blander-fordamper 3 og videre til brenn-reaktoren 6 for brenning. Brenningen av forbindelsene 1 og 2,
som inneholder natrium og aluminium, finner sted på liknende måte som i fig. 1, ved å sprøyte forbindelsen inn i brennkammeret, blandet med hverandre og som en vandig suspensjon med et tørr-stoffinnhold på fra 45 til 75 vektsprosent, som dråper, hvorved brenningen foregår ved en temperatur på mellom 970 og 1870 K. Natriumaluminatasken som dannes ved brenningen, 8, fraskilles
ved hjelp av et elektrofilter 9 og føres ved 10 inn i en beholder 12 for å bli suspendert i vann, og videre i suspendert tilstand 130 til en lagertank 13.Røykgassene 7 som dannes ved brenningen av forbindelsene 1 og 2 i brennkammeret 6, hovedsakelig karbondioksyd og svoveldioksyd, føres til svoveldioksydgjenvinnings-venturier 21, 22, 23 og 24.
Natriumaluminatet fra prosessen anvendes sammen med svoveldioksydet som oppnås til fremstilling av kokevæske. Fra lager-tanken 13 ledes natriumaluminatsuspensjonen 140 gjennom en separator 14, som fraskiller faste stoffer 2', og gjennom en tank 15 via ledninger 151 og 150 til bunnen av motstrømsvaskeren 24. Samtidig vaskes røykgassene 7 i vaskeventurien 21 med vann,
og vaskevannet 250 føres sammen med svoveldioksydet som er løst i dette, fra bunnen av venturien til bunnen av venturien 24.
I venturien 21 føres røykgasser 222 som ikke er oppløst i vann
og som skal vaskes til den etterfølgende venturi 22 og videre gjennom 23 2 til den etterfølgende venturi 23 og til slutt gjennom 24 2 til venturien 24 og til en røykgassventuri 260. Fra venturien
24 føres den vandige oppløsning og suspensjon som er dannet der av røykgasser og av natriumaluminat, 243, til den foregående venturi 23, og videre 233 til venturien 22 og til slutt 223 til blandetanken 16. Venturiene 21-24 har dessuten en indre sirkulasjon, og oppløsning sirkuleres kontinuerlig fra bunnen av venturiene inn i venturien gjennom dens øvre del. Når vaskingen av røykgassene 7 foregår i venturiene 21-24, reagerer natriumaluminatet og svoveldioksydet som følger: NaAl02+ 2H20 + S02> NaHS03+ Al(OH)3
Reaksjonsproduktene som inneholder natrium som dannes ved oppløsningen av natriumaluminat omdannes således til natriumbisulfit ved hjelp av svoveldioksyd.
Fra blandetanken 16 føres suspensjonen som inneholder natriumbisulfit og aluminiumhydroksyd som er blitt dannet, til aluminiumhydroksydseparatoren 18, hvor aluminiumhydroksyd 170 fraskilles, og ledes til blandetanken 17 og gjennom den andre natriumbisulfit 201 separator 19 til blanderen-fordamperen 3
for å brennes. Natriumbisulfitoppløsningen 200, 201 frembrakt i separatorene 18 og 19 føres til syrekonsentreringsreaktoren 20, og den konsentrerte syre 310 til syretanken 31 og videre til kokevæskeprepareringstanken 33 og til kokeren 32. Det foregår en kontinuerlig sirkulering mellom tankene 31 og 33, og kokekjemikaliene tilsettes til tanken 33. Til kokeren 32 tas kokevæsken fra sirkulasjonsrørsystemet 330.
Til kokeren 32 tilføres det i tillegg til kokesyren de lignocelluloseinneholdende råmaterialer, såsom treflis 340.
Ved koking, etter at defibrering har funnet sted, separeres
det fiberformete materiale fra massen■som er oppnådd, i separ-atoren 34, og avluten 1 som inneholder natriumlignosulfonater, føres til blanderen-fordamperen 3 for inndamping og for ytterligere å brennes.
Eksempel 1
Til avlut som inneholdt natriumlignosulfonater, oppnådd fra sulfitkoking av cellulose, ble det tilsatt aluminiumhydroksyd,
og den derved oppnådde suspensjon ble brent, ved anvendelse av et eksperimentoppsett som vist i fig. 1, i et horisontalt, sylindrisk brennkammer. Temperaturen i brennkammeret ble hevet til en begynnelsestemperatur på over 147 0 K ved brenning av hydrokarboner med en hjelpebrenner. Asken som derved ble dannet bestod av, ifølge røntgendiffraksjonsanalyse, av natriumaluminat. Ved oppløsning av vasken i vann ble det oppløst 80% natriumaluminat, beregnet av tørrstoffinnholdet i den brente suspensjon. Ved brenningen av suspensjonen ble luft ledet inn i brennkammeret. Analyse ga følgende sammensetning av røykgassene: 2,7% hydrogen, 0,9% argon og oksygen, 77,2% nitrogen, 2,4% karbonmonoksyd, 16,1% karbondioksyd, 0,3% hydrogensulfid, 0,02% svovelforbindelser
av karbon, 0,05% svoveldioksyd og 0,2% metan.
Forsøket ble gjentatt under anvendelse av avlut oppnådd fra sulfatkoking av cellulose (alkaliligniner) som natriumforbindelse istedenfor avlut fra sulfitkoking.
Eksempel 2
Aluminiumhydroksyd ble blandet med avlut fra natriumbisul-fitkoking av cellulose, og suspensjonen ble brent ved å sprøyte den gjennom en Urquhart-dyse inn i et brennkammer som vist i fig. 1. Temperaturen i brennkammeret ble regulert ved hjelp av en hjelpebrenner under anvendelse av hydrokarboner. Kammeret bestod av en vertikal sylinder og tilførsel av suspensjon og ytterligere brennstoff i sylinder og av forbrenningsluft fore-gikk fra den indre ende av sylinderen. Den nedre ende av brennkammeret munnet ut i fyrkammeret for en dampkoker, med kapasitet på 24 t/h. Asken som ble dannet i brennkammeret ble oppløst i vann og oppløsningen analysert. Resultatene er vist i tabellen nedenfor.
Claims (9)
1. Fremgangsmåte til fremstilling av natrium-metalloksyd ut fra forbindelser som inneholder natrium og det annet metall,
ved brenning, hvor det annet metall er aluminium, titan eller vanadium, karakterisert ved at forbindelser som inneholder natrium og det annet metall sprøytes inn i et brennkammer blandet med hverandre, i vandig fase og i dråpeform, hvorved natrium-metalloksydet dannes, ved en temperatur på mellom 970 og 1870 K.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at natriumforbindelsen og metallforbindelsen som anvendes brennes ved en temperatur på mellom 1170 og 1570 K, fortrinnsvis mellom 1270 og 1520 K.
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at natrium og metallet i natrium- og metallforbindelsene foreligger i stort sett støkiometrisk forhold i dråpene som brennes.
4. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at hoveddelen av metallforbindelsen som anvendes er en aluminiumforbindelse.
5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at hoveddelen av metallforbindelsen som anvendes er aluminiumhydroksyd.
6. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at hoveddelen av forbindelsen som inneholder natrium består av natriumlignosulfonater.
7. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at hoveddelen av forbindelsen som inneholder natrium består av alkaliligniner.
8. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-7, karakterisert ved at materialet som brennes inneholder natrium og aluminium i forholdet Na:Al fra 0,5 til 1,1, fortrinnsvis fra 0,9 til 1,1, fordelaktig ca. 1.
9. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-8, karakterisert ved at forbindelsene som inneholder i deres hoveddeler natriumlignosulfonater og aluminiumhydroksyd, blandes med hverandre og sprø ytes som en vandig suspensjon i form av dråper inn i et brennkammer og brennes, hvorved det dannes NaAlC^ , ved en temperatur på mellom 1170 og 1570 K,
idet forholdet mellom mengdene natrium og aluminium i dråpene er mellom 0,9 og 1,1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US81681477A | 1977-07-18 | 1977-07-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO782368L true NO782368L (no) | 1979-01-19 |
Family
ID=25221677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO782368A NO782368L (no) | 1977-07-18 | 1978-07-07 | Fremgangsmaate for fremstilling av natriummetalloksyd |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0000398A1 (no) |
JP (1) | JPS5420997A (no) |
BR (1) | BR7804680A (no) |
DD (1) | DD137217A5 (no) |
FI (1) | FI782187A (no) |
NO (1) | NO782368L (no) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2863265B1 (fr) * | 2003-12-04 | 2006-12-08 | Centre Nat Rech Scient | Procede de synthese de nanoparticules de chalcogenures ayant une structure lamellaire |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1704599A (en) * | 1926-05-08 | 1929-03-05 | Metallgesellschaft Ag | Disintegrated alumina |
GB884671A (en) * | 1957-03-29 | 1961-12-13 | Montedison Spa | Method of producing water-soluble aluminates from aluminium ore such as bauxite |
US3378335A (en) * | 1964-02-24 | 1968-04-16 | Government Of Israel As Repres | Preparation of mixed metal oxides by thermal decomposition of metal salts |
GB1295434A (no) * | 1968-11-25 | 1972-11-08 | ||
US3833718A (en) * | 1971-04-02 | 1974-09-03 | Chevron Res | Method of mixing an aqueous aluminum salt solution and an alkaline base solution in a jet mixer to form a hydroxy-aluminum solution |
US3787283A (en) * | 1972-03-28 | 1974-01-22 | Sonoco Products Co | Treatment of waste liquor from pulp production |
-
1978
- 1978-07-07 NO NO782368A patent/NO782368L/no unknown
- 1978-07-07 FI FI782187A patent/FI782187A/fi not_active Application Discontinuation
- 1978-07-12 EP EP78100386A patent/EP0000398A1/en not_active Withdrawn
- 1978-07-17 DD DD78206760A patent/DD137217A5/xx unknown
- 1978-07-17 JP JP8620678A patent/JPS5420997A/ja active Pending
- 1978-07-18 BR BR7804680A patent/BR7804680A/pt unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR7804680A (pt) | 1979-03-13 |
EP0000398A1 (en) | 1979-01-24 |
FI782187A (fi) | 1979-01-19 |
JPS5420997A (en) | 1979-02-16 |
DD137217A5 (de) | 1979-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1443810A3 (ru) | Способ получени химических веществ из отработанного щелока сульфатного производства целлюлозы | |
NO161451B (no) | Fremgangsmaate for behandling av avlut fra en cellulosekokeprosess i en hvirvelskiktreaktor. | |
US3366535A (en) | Process for regenerating waste liquor for reuse in kraft pulping operation | |
US2377282A (en) | Manufacture of sulphite pulp | |
US2238456A (en) | Purification of magnesium base liquors | |
US2739039A (en) | Treatment of waste ammonium sulfite pulping liquors | |
US4000264A (en) | Method of recovering sodium hydroxide from sulfur free pulping or bleaching waste liquor by mixing ferric oxide with condensed waste liquor prior to burning | |
US3650888A (en) | Pollution controlled polysulfide recovery process | |
NO782368L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av natriummetalloksyd | |
FI95723B (fi) | Menetelmä suovan hapottamiseksi suurella yliannostuksella NaHSO3-liuosta | |
JPH0663191B2 (ja) | 硫酸セルロース処理過程の硫化度の調節方法 | |
US1560900A (en) | Process of treating wate sodium monosulphite liquors | |
CA1332862C (en) | Kraft pulping process | |
US1852264A (en) | Method of dry distilling waste liquors from the soda pulp manufacture | |
GB813072A (en) | Sulphite pulping process | |
US3650889A (en) | Pollution controlled polysulfide recovery process | |
NO150089B (no) | Innretning til gjenvinning av natriumkjemikalier fra groennlut og roekgasser. | |
US1970258A (en) | Manufacture of pulp | |
US3414468A (en) | Process of regenerating pulping liquor from cellulose digestion waste liquor | |
US3061408A (en) | Recovery of chemicals from waste liquors | |
US3216788A (en) | Flash evaporation of pulp liquor to eliminate calcium salts | |
US2716589A (en) | Process of re-forming magnesium bisulfite solution | |
US1580269A (en) | Process for regenerating black liquor | |
EP1570125B1 (en) | A method for the production of green liquor | |
US4153502A (en) | Process for the production of polysulphide pulping liquor from pulp mill recovery smelt |