Nieznany do niedawna jednozasadowy siarczyn glinu (Al2Os. 2SO . xH20) wy¬ dziela sie przy ogrzewaniu roztworu siar¬ czynu glinu, jesli jego zawartosc S02 utrzymuje sie calkowicie lub czesciowo ta¬ ka, zeby na 1 mol Al203 przypadaly przy¬ najmniej 2 mole S02 (patrz patent nie- -miecki nr 579487).Dotychczas pracowano przy tym w ten sposób, ze roztwory siarczynu glinu, za¬ wierajace np. 30—40 g/l Al2Os, przepusz¬ czano przez wytrzymala na cisnienie mie¬ szarke, a nastepnie ogrzewano je powoli, np. do 100°C, pozwalajac przy tym na ucho¬ dzenie S02. Ogrzewanie to nie powinno byc uskuteczniane zbyt szybko, gdyz inaczej z takich roztworów S02 odgazowywaloby zbyt predko, Al2Oz zas nie stracaloby sie w po¬ staci zadanego ziarnistego siarczynu jed¬ nozasadowego, lecz w postaci bardzo drob¬ nych siarczynów dwu lulb wiecej zasado¬ wych.Po osiagnieciu zadanej temperatury i nastawieniu zadanego cisnienia postepem wanie przeprowadzano dalej w tych wa¬ runkach az do zakonczenia zabiegu straca¬ nia, po czym zawartosc autoklawu ochla¬ dzano i spuszczano.Na przyklad autoklaw z mieszadlem, o pojemnosci 20 cm3 napelniono 18 m3 roztworu siarczynu glinu o zawartosci 35 g/l AI203 i 200 g/l S02. Jesli w ten spo¬ sób otrzymano 6 m3 roztworu na- godzine, to stracanie konczono w ciagu 3 godzin.Nastepnie orgzewano gp w ciagu 3 godzin w temperaturze 100°C i przy cisnieniu 4 atm, po czyim ochladzano i spuszczano jego zawartosc. W ciagu mniej wiecej 7 go¬ dzin caly przebieg byl zakonczony i otrzy¬ mano 17,5 m3 roztworu macierzystego o 3,5 g/l AI203 i 35 g/l S02. Stracony jed- nozasadowy siarczyn glinowy wazyl po przefiltrowaniu go i zasysaniu na sucho 2150 kg i zawieral 26,5% A/203. Zawieral on zatem 570 kg Al2Os, odpowiadajacych wydajnosci 90%Kwej.W ciagu 7 godzin otrzymano zatem 570 kg Al203 w postaci siarczynu jedno¬ zasadowego, czyli na godzine otrzymywa¬ no 80 kg Al203.Okazalo sie, ze zabieg ten mozna takze wykonywac w sposób ciagly i osiagnac w ten sposób znaczna oszczednosc na czasie, co posiada duze znaczenie przy otrzymy¬ waniu duzych ilosci Al203 w sposób ciag¬ ly. Jesli mianowicie wedlug wynalazku pracuje sie w sposób ciagly, to za pomoca urzadzenia o tej samej pojemnosci mozna uzyskiwac na godzine okolo 190 kg A/203 zamiast okolo 80 kg Al2Oz uzyskiwanych przy prowadzeniu procesu w sposób okre¬ sowy; stanowi to prawie 2,5-krotne zwiek¬ szenie wydajnosci urzadzenia. Przy stra¬ caniu w sposób ciagly pracuje sie najlepiej tak, ze autoklawy z mieszadlami, posiada¬ jace pojemnosc np. 20 m3, utrzymuje sie stale wypelnione okolo 18 m3 mieszaniny reakcyjnej i dolewa sie do nich w sposób ciagly 6 m3/gOidz. roztworu siarczynu gli¬ nu oraz odpowiednio do dolewanej ilosci spuszcza sie przez zawór denny wraz z so¬ la roztwór macierzysty ubogi w A/203.Podczas pracy stale utrzymuje sie tem¬ perature = np. 100°C i cisnienie = 4 atm.Doplywajacy roztwór zostaje bardzo szybko oigrzany do 100°C i nalezaloby ocze¬ kiwac, ze /wskutek tego wraz z ziarnistym jednozasadowym siarczynem glinowym stracany bedzie drobny siarczyn wieloza- sadowy. Jednak równoczesnie z szybkim ogrzewaniem w mieszarce nasitepuje rów¬ nie szybko znaczne rozcienczenie doplywa¬ jacego roztworu za pomoca roztworu ma¬ cierzystego, czesciowo uwolnionego juz od Al203, przy czym stwierdzono, ze przez to rozcienczenie wyrównany zostaje szkodli¬ wy wplyw szybkiego ogrzewania.Przy tych obu sposobach pracy straca¬ nie jednozasadowego siarczynu glinu prze¬ biega w podanych warunkach z wydajnos¬ cia = okolo 90%. W celu zwiekszenia tej wydajnosci mozna podwyzszyc temperatu¬ re. W temperaturze 110—115°C osiaga sie juz np. wydajnosci = okolo 95%. Jednak okazalo sie przy tym, ze powyzej 100°C nastepuje najpierw bardzo powolny, a na¬ stepnie wraz ze wzrosteim temperatury co¬ raz szybszy samorzutny rozklad kwasu siarkawego. Rozklad ten, wspomagany przez autokatalize, moze powodowac duze straty S02 i równoczesnie zaburzenia przy stracaniu. Celowo zatem nie nalezy wcale przekraczac temperatury 100°C lub tez naj¬ wyzej przekroczyc ja bardzo nieznacznie.Postep w tym samym kierunku, a wiec zwiekszenie wydajnosci, osiaga sie zamiast podwyzszania temperatury przez zmniej¬ szanie cisnienia. Jednak takze i moznosc zmniejszania cisnienia osiaga szybko gra¬ nice, gdyz przy zbyt niskich cisnieniach i w wysokich temperaturach jednozasado- wy siarczyn glinu wydziela sie w postaci zbyt drobnych ziarn. Pozadane jest jednak wydzielanie go w postaci gruboziarnistej, co jednak nastepuje tylko przy wysokich cisnieniach. Tylko w tej postaci gruboziar¬ nistej mozna zadowalajaco filtrowac stra¬ cony material, zwlaszcza gdy chce sie fil¬ trowac w sposób ciagly (np. na wirów¬ kach). Jesli cisnienie robocze zbytnio sie zmniejszy, to w ogóle nie uzyska sie siar¬ czynu jednozasadowego, lecz glinka zosta¬ nie stracona z roztworu siarczynu glinu w postaci bardzo drobnych, bezpostaciowych wielozasadowych siarczynów, nie nadaja¬ cych sie idta dalszej przeróbki na glinke. — 2 —Stwierdzono jednak, ze tak samo, jak przy wzrastajacym rozcienczeniu roztworu wyjsciowego moizna go ogrzac szybciej bez otrzymania produktów drobnoziarnistych, tak samo mozna utrzymywac cisnienie tym nizsze, im bardziej rozcienczony jest roz¬ twór wyjsciowy.Jesli material wyjsciowy stanowia np. roztwory siarczynu, zawierajace okolo 30 do 45 kg/l Al203 i 150—250 g/l S02, to mozna stosowac temperatury niewiele wyz¬ sze od 100°C i cisnienia okolo 3—4 atm, aby stracic ziarnisty jednozasadowy siar¬ czyn glinu. Jesli jednak stosuje sie np. roz¬ twór glinu, zawierajacy tylko 8 g/l Al203, to mozna pracowac w temperaturze 100°C i przy cisnieniu 1,2 atm, przy czym otrzy¬ muje sie bardzo dobry ziarnisty jednoza¬ sadowy siarczyn glinu. Jesli zawartosc Al203 w roztworze wyjsciowym zmniejszy sie do 3 g/l, to przy stosowaniu tempera¬ tury 95°C mozna zmniejszyc cisnienie na¬ wet do 0,3 atm, a zawsze jeszcze otrzy¬ ma sie siarczyn ziarnisty. Przy rozpuszcza¬ niu mineralów glinkowych za pomoca wod¬ nego kwasu siarkowego chodzi jednak o wytwarzanie roztworów siarczynowych mo¬ zliwie bogatych w glinke. Z tym warunkiem jest jednak sprzeczne stosowanie roztwo¬ rów ubogich w glinke, pozadanych przy stosowaniu wysokich temperatur i malych cisnien.Postepowanie ciagle umozliwia w naj¬ prostszy sposób wyzyskiwanie tych oko¬ licznosci bez potrzeby rezygnowania z ko¬ rzysci stosowania mozliwie bogatego w AI203 roztworu wyjsciowego. Zamiast stra¬ cania jednozasadowego siarczynu glinowe¬ go w jednym urzadzeniu ciagle stracanie przeprowadza sie w dwóch lub wiekszej liczbie stopni, przez wlaczenie jednej za druga dwóch lub wiekszej liczby miesza¬ rek.Z nadchodzacego roztworu bogatego w Al203 w pierwszym stopniu przy wyzszym cisnieniu straca sie Al203 jako siarczynu jednozasadowego tak duzo, jak to jest mo¬ zliwe w tych warunkach reakcji.' Produkt stracania wraz z roztworem macierzystym, wykazujacym nieznaczne juz tylko stezenie Al203, przeprowadza sie do drugiego stop¬ nia. Ten drugi stopien znajduje sie pod nizszym cisnieniem niz pierwszy, przy czym mozna tu wyzyskac korzysci pracy przy nizszym cisnieniu. W razie zyczenia mozna dolaczyc jeszcze kilka stopni pra¬ cujacych przy stezeniach Al203 coraz mniejszych i cisnieniach stale zmniejsza¬ jacych sie.Zmniejszanie sie cisnienia w ostatnich stopniach mozna przeprowadzac tak dale¬ ko, az w koncu pracuje sie przy cisnieniu atmosferycznym, a nawet przy cisnieniu nizszym, lecz wtedy temperatury takze po¬ winny wynosic ponizej 100°C.W ten sposób mozna wytwarzac ziar¬ nisty jednozasadowy siarczyn glinu, daja¬ cy sie dobrze filtrowac, z wydajnoscia az do 98%, przy czym równoczesnie z roz¬ tworu macierzysteg'0 w mozliwie najwiek¬ szym stopniu usuwa sie dwutlenek siarki.Przyklad L W autoklawie o pojemno¬ sci 20 m3, zaopatrzonym w mieszadlo i ogrzewanym wezownica parowa lub przez bezposrednie wdmuchiwanie pary, przeply¬ wa od góry na igodzine 6 m3 roztworu, za¬ wierajacego 35 g/l Al203 i 200 g/ S02. Pod¬ czas pracy stale utrzymuje sie temperatu¬ re cieczy, wynoszaca 100QC i cisnienie 4 atm. W miare doplywu swiezego roz¬ tworu przez zawór denny spuszcza sie w sposób ciagly raztwór ubogi w Al203 wraz z powstala sola, tak jednak, aby autoklaw zawieral stale okolo 18 m3 cieczy. Na go¬ dzine odgazowuje okolo 700 kg S02 przy cisnieniu 4 atm, przy czym otrzymuje sie 5,8 m3/godz, roztworu, zawierajacego 4 g/l Al203 i 40 g/l S02y wraz z 710 kg wilgotne¬ go jednoizasadowego siarczynu glinu, za¬ wierajacego 26,3% A12039 co odpowiada wydajnosci glinki wynoszacej 89% = 187 kg A/A/godz. — 3 -Przyklad II. Wlaczono jedna za druga (szeregowo) dwie mieszarki wedlug przy¬ kladu I, lecz o pojemnosci po 12 m8. Przez mieszarki te przeplywa na godzine 6 m3 roztworu o poczatkowym stezfeniu 45 g/l Al203 i 200 g/1 S02. W kazdej mieszarce jest utrzymywane napelnienie* = okolo 10 m8. Obie mieszarki pracuja w tempe¬ raturze 100*0. Cisnienie wynosi w pierw¬ szej mieszarce 4 atm, a w drugiej —- 2 atm.W pierwszej mieszarce straca sie okolo 80% glinki w postaci jednozasadowego siar¬ czynu glinowego, a okolo 450 kg S02 otrzy¬ muje sie w postaci wilgotnego gaiziu o cis¬ nieniu 4 atm. Stracona sól przeprowadza sie do drugiej mieszarki wraz z roztwo¬ rem macierzystym, zawierajacym jeszcze okolo 9 g/l A/203. W tej drugiej mieszar¬ ce straca sie dalsze ilosci glinki i odgazo¬ wuje okolo 250 kg S02 przy cisnieniu 1,2 atm. Na godzine przeplywa 5,8 m3 roz¬ tworu o zawartosci okolo 2 g/l A/203 i 30 g/l S02. Na godzine otrzymuje sie 960 kg jednozasadowego siarczynu glinu, co odpowiada wydajnosci 95%.Przyklad III. Trzy mieszarki wlacza sie tak jak w przykladzie II jedna za druga (szeregowo). Przez pierwsza przeplywa na godzine 6 m3 roztworu o 45 g/l A/203 i 200 g/l S02. W kazdej mieszarce utrzy¬ muje sie stale napelnienie = okolo 10 m3.Cisnienie i temperature nastawia sie w spo¬ sób nastepujacy: temperatura cisnienie mieszanka 1: 100°C 4 atm 2: 100°C 1,2 atm 3: 95°C 0,3 atm Stracanie glinki przebiega w ten sposób, ze w pierwszej mieszarce straca sie 80% glin¬ ki i uwalnia sie 450 kg S02 przy cisnieniu 4 atm. W drugiej) mieszarce straca sie dal¬ sze 15% zawartego Al2Os i odgazowuje okolo 250 kg S02 przy cisnieniu 1,2 atm.W trzeciej mieszarce straca sie dalsze 2,5% wprowadzonego Al2Oa i przy cisnie* niu 0,3 atm otrzymuje sie jaszcze 50 kg gazu S02. Zatem na godzine otrzymuje sie okolo 5,8 m3 roztworu, zawierajacego 0,8 g/l AI203 i 20 g/l S02, a jako produkt stracania otrzymuje sie 990 kg jednozasa¬ dowego siarczynu, co odpowiada wydajno¬ sci 98%.Otrzymane siarczyny sa ziarniste i daja sie latwo oddzielic w wirówkach od roz¬ tworu macierzystego. PL