PL166016B1 - Sposób ciągłego hydrolitycznego rozkładu roztworów glinianu sodowego - Google Patents

Abstract

Sposób ciągłego hydrolitycznego rozkładu roztworów glinianu sodowego polegający na neutralizacji i krystalizacji w ciągłym przepływie w przeciwprądzie gazem zawierającym dwutlenek węgla z równoczesnym doprowadzeniem zarodków, znamienny tym, że roztwór glinianu sodowego poddaje się wstępnej neutralizacji w reaktorze wstępnej karbonizacji w temperaturze 353K przy pomocy dwutlenku węgla niezaabsorbowanego na dalszych stopniach karbonizacji, dalszą neutralizację przeprowadza się na pierwszym stopniu karbonizacji przy użyciu CO 2 w temperaturze 348K, następnie roztwór z pierwszego stopnia karbonizacji podaje się systemem pneumatycznym przy pomocy CO2 na drugi stopień karbonizacji, gdzie podaje się zarodki krystalizacyjne AL(OH)3 zawierające nie więcej niż 20% ziarn poniżej 35 pm i nie więcej niż 15% ziarn powyżej 85 pm w ilości nie mniejszej niż 15% w stosunku do zawartości Al(OH)3 w karbonizowanym roztworze, po czym karbonizuje dwutlenkiem węgla w temperaturze 343K, uzyskaną zawiesinę podaje się pneumatycznie na trzeci, a następnie czwarty stopień karbonizacji, w których następuje dalszy hydrolityczny rozkład glinianu sodowego w temperaturze 343K.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ciągłego hydrolitycznego rozkładu roztworów glinianu sodowego, znajdujący zastosowanie do otrzymywania wodorotlenku glinu.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 103 361 sposób ciągłej karbonizacji polega na tym, że najpierw prowadzi się neutralizację roztworu w kolumnie absprbcyjncj z wypełnieniem, podając strumień masy dwutlenku węgla w ilości zapewniającej uzyskanie na wyjściu z kolumny stężenia jonów wodorotlenowych od 305 do 705 stężenia początkowego, a następnie częściowo zneutralizowany glinianowy roztwór poddaje się dalszemu procesowi karbonizacji w co najmniej jednym stopniu reakcyjnym, do którego gaz karbonizacyjny wprowadza się za pomocą strumienicy, w której jako czynnika roboczego używa się karbonizowanego roztworu glinianowego. W celu uzyskania optymalnej dla przebiegu krystalizacji temperatury, częściowo zneutralizowany roztwór glinianowy ogrzewa się do temperatury od 80 - 100°C przed dalszym procesem karbo^za^^

Inny znany z polskiego opisu patentowego nr 103 364 sposób ciągłej kaabonizaęei roztworów glinianowych polega na tym, że absorbcję dwutlenku węgla prowadzi się w roztworze uzyskiwanym po oddzieleniu osadu wodorotlenku glinowego, w którym utrzymuje się stężenie jonów glinianowych nie większe niż 5 kg/m3 w przeliczeniu na tlenek glinowy, przy czym uzyskany roztwór zawierający jony wodorowęglanowe miesza się ze świeżym roztworem poddawanym karbonizacji, zaś z tej mieszaniny reakcyjnej oddziela się osad wodorotlenku glinu.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu, który pozwoli uzyskać wodorotlenek glinu o wysokiej czystości i żądanym uziemieniu.

Istota wynalazku polega na tyra, że wstępnej neutralizacji roztworu glinianu sodowego, polegającej na częściowym przeprowadzeniu NaOH w Na2CO3 dokonuje się w reaktorze wstępnej karborizacJi w temperaturze 353K przy użyciu dwutlenku węgla niczaadsprbpwαnego przez roztwór glinianu sodowego na poszczególnych stopniach kaabonizacji oraz podczas transportu roztworu. Dalszą neutralizację przeprowadza się w reaktorze na pierwszym stopniu karbonizacji przy użyciu dwutlenku węgla w temperaturze 348K. Zachodzi wówczas reakcja:

2NaOH + CO₂ = Na2CO3 + H2O

Roztwór z pierwszego stopnia kaabpnizacJi, w którym rozpoczyna się na skutek obniżania modułu kaustycznego hydrolityczny rozkład glinianu sodowego, podaje się pneumatycznie przy

166 016 pomocy CO₂ do reaktora drugiego stopnia karbonizacji, utrzymując temperaturę 343K. Do roztworu na drugim stopniu karbonizacji podaje się zarodki krystalizacji w postaci wodorotlenku glinu zawierającego nie więcej niż 20% ziaren poniżej 35 pm i nie więcej niż 15% ziaren powyżej 85 pm w ilości nie mniejszej niż 15% w stosunku do zawartości AlCOH^ w karbonizowanym roztworze, uzyskaną zawiesinę podaje się pneumatycznie do trzeciego, a następnie czwartego reaktora karbonizacji, w których następuje dalszy hydrolityczny rozkład glinianu sodowego w temperaturze 343K zgodnie z reakcją:

2NaAlO2 + 4 H2O -> 2A1(OO)) 2 2 NaOO

2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O

Zaletą sposobu według wynalazku jest uzyskanie wysokiej czystości wodorotlenku glinu o składzie ziarnowym, zapewniającym po poddaniu go procesowi kalcynacji uzyskanie specjalnych tlenków glinu oraz tlenku glinu dla nowoczesnych typów elektrolizerów. Ponadto sposób według wynalazku pozwala na wykorzystanie gazu CO2 niezaabsorbowanego w procesie hydrolitycznego rozkładu roztworu, do wstępnej neutralizacji NaOH, oraz wyeliminowanie pomp do transportu roztworu i zawiesin pomiędzy reaktorami.

Sposób według wynalazku ilustruje rysunek, który przedstawia schemat technologiczny realizacji sposobu.

Przykładowe rozwiązanie sposobu przedstawia się następująco.

Odkrzemowany roztwór glinianu sodowego, zawierający 30 g/l Al₂O3, 15,8 g/l NaOH i 10 mg/l SiO₂ podaje się instalacją 1 od góry do reaktora wstępnej karbonizacji 2, a niezaabsorbowany w procesie właściwego hydrolitycznego rozkładu w reaktorach 3, 4, 5, 6 i z separatorów 7, 8 i 9 gaz CO2 podaje się od dołu zbiornika 2, gdzie spotyka się w przeciwprądzie z roztworem glinianu sodowego. W ten sposób 25% NaOH znajdującego się w roztworze przereagowuje na Na₂CO3· Mała ilość CO2 nie zaabsorbowana w reaktorze wstępnej karbonizacji 2 uchodzi do atmosfery.

Roztwór glinianu sodowego z reaktora 2 spływa instalacją 10 od góry do reaktora pierwszego stopnia karbonizacji 3, a gaz CO₂ doprowadzony jest od dołu instalacją 11 w takiej ilości aby pozostała ilość NaOH przereagowała na Na₂C03.

Roztwór glinianu sodowego z reaktora pierwszego stopnia karbonizacji 3 podawany jest pneumatycznie przy użyciu gazu CO2 rurociągiem 12 od góry do reaktora drugiego stopnia 4. Gaz CO₂ podawany jest od dołu do reaktora 4. Równocześnie do reaktora drugiego stopnia 4 poprzez króciec 13 wprowadza się od góry zarodki Al(OH)j w ilości 20% w stosunku do zawartości Al(OH)j w karbonizowanym roztworze, przy czym uziarnienie AlOOH)j wprowadzanego do reaktora jest następujące:

ziarna poniżej 35 pm - 10,2% ziarna 35 282 pm 8 84,2% ziarna powyżej 85 pm - 5,66 ti reaktorze drugiego stopnia utrzymuje się temperaturę 343K. Zawiesina z reaktora drugiego stopnia 4 podawana jest pneumatycznie przy użyciu CO2 do reaktora stopnia trzeciego 5, do którego gaz CO2 doprowadzany jest od dołu.

Transport zawiesiny do reaktora czwartego stopnia odbywa się w taki sam sposób i karbonizacja zachodzi w takich samych warunkach. Wszystkie reaktory 3, 4, 5 i 6 wyposażone są w mieszadła 14 mechaniczne.

Po procesie hydrolitycznego rozkładu uzyskuje się wodorotlenek glinu o następującej charakterystyce:

ziarna	poniżej	45	-m	-	17,,%
ziarna	0 -	80	- 2	-	73,1%
ziarna	powyżej	150	pm	-	9,,%

Ilość zanieczyszczeń wodorotlenku glinu:

SiO₂ - 0,015%

Fe₂O3 - 0,,08%

Na₂O - 0,1,%

Odprowadzony po karbonizacji roztwór zawiera 0,45 g Al₂O3/l oraz 54,2 g Na₂CO3/l.

166 016

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób ciągłego hydrolitycznego rozkładu roztworów glinianu sodowego polegający na neutralizacji i krystalizacji w ciągłym przepływie w przeciwprądzie gazem zawierającym dwutlenek węgla z równoczesnym doprowadzeniem zarodków, znamienny tym, że roztwór glinianu sodowego poddaje się wstępnej neutralizacji w reaktorze wstępnej karbonizacji w temperaturze 353K przy pomocy dwutlenku węgla niazaabsorbowanego na dalszych stopniach karbonizacji, dalszą neutralizację przeprowadza się na pierwszym stopniu karbonizacji przy użyciu CO^ w temperaturze 348K, następnie roztwór z pierwszego stopnia karbonizacji podaje się systemem pneumatycznym przy pomocy CO₂ na drugi stopień karbonizacji, gdzie podaje się zarodki krystalizacyjne Al(OH>3 zawierające nie więcej niż 20% ziarn poniżej 35 pm i nie więcej nżi 15% ziarπ powżżej 85 pm w ilości nie mniejszej niż 115 w stosunku do zawartości Al(OH)j w karbonizowanym roztworze, po czym karbonizuje dwutlenkiem węgla w temperaturze 343K, uzyskaną zawiesinę podaje się pneumatycznie na trzeci, a następnie czwarty stopień kaabonizacjż, w których następuje dalszy hydrolityczny rozkład glinianu sodowego w temperaturze 343K.

   * te en