WO1984001568A1 - Procede d'obtention de trihydroxyde d'aluminium de diametre median regle a la demande dans l'intervalle de 2 a 100 microns - Google Patents

Procede d'obtention de trihydroxyde d'aluminium de diametre median regle a la demande dans l'intervalle de 2 a 100 microns Download PDF

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WO1984001568A1
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sodium aluminate
trihydroxide
solution
median diameter
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Benoit Cristol
Jacques Mordini
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Pechiney Aluminium
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    • C01P2006/12—Surface area

Definitions

  • the invention relates to a process for obtaining aluminum trihydroxide, having a median diameter adjusted on demand, in the range from 2 to 100 microns, with unimodal distribution and of low dispersion, by hot decomposition of a solution supersaturated sodium aluminate in the presence of an auxiliary kind, itself obtained by decomposition of a supersaturated sodium aluminate solution in the presence of ground aluminum trihydroxide having a BET specific surface, developed by grinding , at least equal to one square meter per granita.
  • this priming process leads not only to the recycling of a very large quantity of previously precipitated aluminum trihydroxide, but above all to the obtaining of aluminum trihydroxide grains of eminently large size. variable, of which it is difficult to control the median size and the dispersion around this value, by the fact that the size of the grains of aluminum trihydroxide increases during the consecutive cycles and causes the formation of new germs according to a periodic rhythm.
  • those skilled in the art wish to be able to produce, for particular applications, aluminum fcrihydr ⁇ xyde the size of the precipitated particles is controlled, that is to say whose particle size is of low dispersion around the dimension median.
  • certain applications of aluminum trihydroxide require a particle size which is specific to them, in particular for applications such as, for example, flame retardant fillers for synthetic polymers, mild abrasives in cosmetology, catalytic supports.
  • the first group making use of mechanical means, relates to the production of aluminum trihydroxide, the median diameter of which is generally between 6 and 30 microns, by grinding a coarse aluminum trihydroxide, obtained according to the Bayer process, a such a process is described in French patent 2298510 which claims to obtain an aluminum hydroxide intended for cosmetology, the average diameter of which is less than 25 microns, by grinding a coarse hydroxide in the presence of an organic acid .
  • a first process consists first of all in preparing the priming material formed from aluminum trihydroxide with very fine and regular grains, then in using this priming material to decompose in successive stages, a supersaturated solution of sodium aluminate.
  • the priming material is prepared by sudden and sudden dilution of a highly concentrated sodium aluminate solution with a molecular ratio Na 2 O / Al 2 O 3 as close as possible to unity, thus causing a strong supersaturation of the aluminum trihydroxide which separates in the form of a gel.
  • This gel is formed of spheres swollen with water, containing many microscopic alumina germs having an average diameter c ⁇ pris between 0.3 and 0.5 micron.
  • the initiation material with very small grains As soon as the initiation material with very small grains is prepared, it appears as an aqueous suspension in its mother solution into which is introduced, in stages, the aqueous solution of supersaturated sodium aluminate to be decomposed , each introduction step being followed by several hours of stirring. This stirring, after the final introduction of the solution to be decomposed, is maintained until the decomposition is completed.
  • Another process consists first of all in preparing a very fine and very active primary primer of aluminum trihydroxide by decomposition of a dilute solution of sodium aluminate in the presence of a small amount of an alumina gel prepared by neutralizing a sodium aluminate solution with a mineral acid, then using this primary primer to decompose a supersaturated sodium aluminate solution, then separating precipitated aluminum trihydroxide and use it as primer to decopose another supersaturated sodium aluminate solution and, finally, to repeat this process until the particles of precipitated aluminum trihydroxide have reached the desired size.
  • a last process consists first of all in producing a very fine primer by carbonation of a solution of sodium aluminate under controlled temperature until complete neutralization, thus causing the formation of a gel. alumina and the transformation of the alumina gel into a stable crystalline phase by carrying out the suspension of this gel in a solution of supersaturated sodium aluminate, said suspension being kept under stirring for a sufficient period of time, then using said primer to prepare an aluminum trihydroxide of desired size by deposition of a solution of supersaturated sodium aluminate.
  • the process according to the invention for obtaining aluminum trihydroxide with a median diameter adjusted on demand in the range from 2 to 100 microns, is characterized in that, in a first step, aluminum trihydroxide is subjected grinding until a ground aluminum tri-hydroxide is obtained having a BET specific surface area developed by grinding at least equal to one m2 / g, then the ground trihydroxide is introduced into a hot fraction of supersaturated sodium aluminate solution in an amount such that the total surface area of the ground trihydroxide introduced is at least 10 square meters per liter of the said fraction, and the suspension thus formed is stirred for a time leading to the precipitation of '' at least 10% by weight of the alumina present in the solution of sodium aluminate supersaturated in the form of particles of aluminum hydroxide constituting an auxiliary germ and, in a second step, one performs the deposition of the remaining fraction of the supersaturated sodium aluminate solution in the presence of the auxiliary germ, decomposition leading
  • the BET specific surface developed by grinding is given by the difference between the specific surface of the ground aluminum trihydroxide and the specific surface of this aluminum trihydroxide before it is subjected to the grinding operation.
  • the BET specific surface, developed during the grinding of aluminum trihydroxide must be at least equal to 1 square meter per gram. It is generally between 2 and 20 m2 per gram and, preferably, chosen between 3 and 8 m2 per gram.
  • the grinding of aluminum trihydroxide carried out using any device known to those skilled in the art, can be carried out dry, but it may prove desirable that it be carried out in a liquid phase. In the latter case, the liquid phase used to suspend the trihydroxide is an aqueous medium which can be water.
  • the supersaturated sodium aluminate solution generally results from the hot alkaline attack of an aluminous ore, such as bauxite according to the Bayer process, widely described in the specialized literature and well known to the man of art. However, this solution can also be of synthetic origin. Whatever its origin, the supersaturated sodium aluminate solution generally has a caustic Na 2 O concentration of between 50 and 200 grams and, preferably, between 90 and 170 grams of Na 2 O per liter of solution. sodium aluminate to decorate.
  • this supersaturated sodium aluminate solution has a weight ratio of dissolved A 12 O 3 / caustic Na 2 O of between 0.8 and 1.3 but, preferably, of between 1.0 and 1.2.
  • the fraction of the supersaturated sodium aluminate solution into which the ground aluminum trihydroxide is introduced represents at most 90% by volume and, preferably, from 5 to 50% by volume of the total amount of said solution to be broken down.
  • the amount of aluminum trihydroxide, ground according to techniques known to those skilled in the art and introduced during the first step into the fraction of the supersaturated sodium aluminate solution to be decomposed is such that the total surface area of the ground aluminum trihydroxide introduced into said solution, is between 20 and 400 m2 per liter and, preferably, between 40 and 150 m2 per liter of supersaturated sodium aluminate solution.
  • the suspension thus created is stirred and maintained in this state for a time such as generally 15 to 75% by weight, and preferably 40 to 60% by weight of the alumina present in the supersaturated sodium aluminate solution precipitates in the form of aluminum trihydroxide particles constituting the auxiliary germ.
  • the aqueous suspension of the auxiliary germ can possibly be subjected to a liquid-solid separation during which the solid phase is isolated for use in the second step of the process.
  • the remaining fraction of the supersaturated sodium aluminate solution, which has not been subjected to the first stage, is decomposed in the presence of the auxiliary germ which is introduced, either in solid form, after that the liquid-solid separation has been carried out at the end of the first step, either in the form of the aqueous suspension of said auxiliary seed collected before the separation is carried out.
  • This decomposition takes place in a medium subjected to stirring and is continued until a weight ratio Al 2 O 3 dissolved / Na 2 O caustic generally between 0.75 and 0.40 and, preferably between 0.70 and 0.45.
  • the auxiliary seed and the remaining fraction of the supersaturated sodium aluminate solution are brought into contact with one another to make the suspension and ensure its decomposition, can be carried out by introducing: - either all of said remaining fraction in one go,
  • the decomposition of the remaining fraction of the supersaturated sodium aluminate solution in the second step of the process according to the invention, in the presence of the auxiliary germ originating from the first step, leads, at the end of these two steps, precipitation of aluminum trihydroxide having the desired median diameter.
  • the decomposition of the fractions of the supersaturated sodium aluminate solution in one and the other step of the process is carried out at a temperature generally between 30 ° C and 80 ° C, but preferably between 45 ° C and 65 ° C.
  • the two stages of the process for obtaining aluminum trihydroxide with a median diameter adjusted on demand in the range from 2 to 100 microns take place according to the following sequences: a) In the first stage: a-1 .
  • Aluminum trihydroxide is subjected to grinding until a ground aluminum trihydroxide is obtained having a BET specific surface developed by grinding at least equal to lm2 / g .. a-2.
  • the ground aluminum trihydroxide is introduced into a hot fraction of a supersaturated sodium aluminate solution in an amount such that the total area of the trihydroxide introduced is at least 10 m2 / 1 of the supersaturated aluminate solution to break down. a-3.
  • the suspension created in the sequence a-2 is stirred for a time leading to at least 10% by weight of the alumina present in the aluminate solution precipitating in the form of aluminum trihydroxide constituting the germ auxiliary.
  • b-1 In the second step: b-1.
  • the auxiliary germ coming from the sequence a-3 and the remaining fraction of the supersaturated sodium aluminate solution are brought into contact.
  • b-2 Then, the hot decomposition of the remaining fraction of supersaturated sodium aluminate is carried out in the presence of said kind by subjecting the suspension of b-1 to stirring which is maintained until an Al 2 O weight ratio is obtained. 3 dissolved / caustic Na 2 O at most equal to 0.8, decomposition leading to the precipitation of aluminum trihydroxide having the desired median diameter.
  • This example illustrates the possibility, according to the invention, of producing aluminum tri-hydroxide particles, of median diameter adjusted on demand, by the use of variable amounts of auxiliary germ during the decomposition of the solution. supersaturated sodium aluminate.
  • industrial aluminum tri-hydroxide originating from the alkaline attack of a bauxite was removed according to the Bayer process.
  • an aqueous suspension of said aluminum trihydroxide was produced at 350 g / l of dry matter.
  • the grinding was carried out using a device of known type composed of a cylinder with horizontal axis of rotation, with a useful diameter of 100 mm, the grinding support of which consisted of steel balls.
  • the abovementioned auxiliary germ was carried out, the decomposition of the above-mentioned sodium aluminate solution, originating from the Bayer process, using the same apparatus and practicing the same experimental conditions stirring speed, temperature and time as in the first step of the process.
  • the aluminum trihydroxide collected for each test was washed, dried and subjected to the determination of the median diameter by the method of "laser granulometry".
  • the median diameter of the aluminum trihydroxide collected at the end of the two stages of the process depends on the quantity of auxiliary germ used during the second stage of decomposition.
  • This example illustrates the possibility of producing, on demand, according to the method of the invention, aluminum trihydroxide of large median diameter (large product).
  • the grinding was carried out in the apparatus pond and according to the same protocol as in Example 1. There was thus subjected to grinding 1 liter of the abovementioned suspension by means of 2 kg of balls having a diameter of 9 mm and 1 kg of beads with a diameter of 6 mm. After a grinding time of 1 hour and thirty minutes, milled aluminum trihydroxide particles were obtained having a BET surface of 2.6 m2 / g while aluminum trihydroxide had a BET surface before grinding of 0 , 1 m2 / g. Subsequently, and to prepare the auxiliary germ, a supersaturated sodium aluminate solution from the Bayer process was used which had the same composition as that cited in Example 1.
  • the aluminum trihydroxide collected constituting the auxiliary germ used in the second step had a median diameter of 3.9 microns.
  • the decomposition of a sodium aluminate solution was carried out, in the presence of the auxiliary germ originating from the first step and used at a rate of 5 g / l of said solution.
  • the decorposition carried out on a volume of 2 liters of said solution was carried out in the same apparatus and using the same experimental conditions of stirring speed, temperature and time as in the first step of the process.
  • the ratio between the mass of aluminum trihydroxide collected, washed and dried, and the mass of ground aluminum trihydroxide and used in the first stage of the process was 170.
  • the aluminum trihydroxide, collected at the end of said second step was subjected to the determination of the median diameter by the method of "laser granul ⁇ nétrie" which had also been applied to the ground aluminum trihydroxide and the auxiliary germ. collected at the end of the first stage, with the aim of carrying out a comparative analysis of the results.
  • the results of the particle size analyzes of the aluminum trihydroxide sampled after grinding, after the first decomposition (auxiliary seed) and after the second decorposition are collated in Table II below:
  • this table shows that the median diameter of the auxiliary seed used in the second step is smaller than the median diameter of the ground product leading to the production of the auxiliary genus.
  • this table shows that it is possible to obtain, on request, a large diameter aluminum trihydroxide.
  • This example illustrates the possibility of producing, on demand, according to the method of the invention, aluminum trihydroxide of small median diameter.
  • industrial aluminum trihydroxide from the Bayer process was used.
  • an aqueous suspension of said aluminum trihydroxide was produced at 350 g / l of dry matter.
  • the grinding was carried out with the apparatus pond and according to the same set values as in Example 1.
  • ground aluminum trihydroxide particles were obtained having a BET surface of 4 m2 / g while the aluminum trihydroxide intended for this grinding had a BET surface of 0.1 m2 / g.
  • a supersaturated sodium aluminate solution from the Bayer process was used, which had the same composition as that cited in Example 1. 2 liters of said solution were then introduced and 36 g of ground aluminum trihydroxide (in the form of a suspension in water) so that there are 18 g of ground aluminum trihydroxide per liter of supersaturated sodium aluminate solution to be decomposed.
  • the suspension thus produced was stirred by means of a stirrer with a vertical axis, with large blades; rotating at 60 rpm. The temperature of the suspension was maintained at 60 ° C throughout the decorating operation which lasted 48 h.
  • the aluminum trihydroxide produced constituted the auxiliary germ used in the second stage of the process; it had a median diameter equal to 1.9 microns.
  • the decomposition of a sodium aluminate solution was carried out, in the presence of 70 g of auxiliary kind per liter. supersaturated sodium aluminate solution to decompose.
  • the ratio between the mass of the aluminum trihydroxide collected, washed and dried, and the mass of ground aluminum trihydroxide used in the first stage was 25.
  • the aluminum trihydroxide collected at the end of said second step was subjected to the determination of the median diameter by the method of "laser granulometry" which had also been applied to the ground aluminum trihydroxide and to the auxiliary germ collected at the end of the first stage, with the aim of carrying out a comparative analysis of the results.
  • this table shows the evolution of the median diameter of the ground aluminum trihydroxide, of the auxiliary seed obtained and of the aluminum trihydroxide produced at the end of the second step of the process.
  • this table confirms that a final product of small median diameter is obtained on request, by using a large quantity of auxiliary germ in the second step of the process.
  • EXAMPLE 4 This example illustrates the possibility of producing, on demand, aluminum trihyde, the particles of which have not only a set median diameter, but also whose particle diameters are slightly dispersed.
  • ground aluminum trihydroxide particles were obtained having a BET surface of 4 m2 / g, while aluminum trihydroxide had a BET surface before grinding of 0.10 m2 / g.
  • Example 1 a supersaturated sodium aluminate solution from the Bayer process was used, which had the same composition as that mentioned in Example 1.
  • the charge of ground aluminum trihydroxide, which was introduced into the sodium aluminate solution was 15 g / l, the temperature (60 ° C) and time (48 h) conditions were the same as in Example 1.
  • the aluminum trihydroxide produced was the auxiliary germ implemented in the second step of the process: it had a median diameter equal to 2 microns.
  • the decomposition was carried out with stirring of a sodium aluminate solution, of the same origin and of mare composition as in Example 1, in the presence of the auxiliary genus.
  • the decorposition was carried out in a hct ⁇ oththermor apparatus, 15 times larger than the apparatus used in the first stage and by practicing the same other experimental conditions of temperature and time as in this first stage of the process.
  • the aluminum trihydroxide collected was subjected to the determination of the median diameter by the “laser particle size” method, the results of which are given in Table IV below together with those concerning a product of the same median diameter, obtained during the second decorposition by adding at once the solution of sodium aluminate supersaturated to the suspension of the auxiliary germ.
  • this table reveals that a tighter particle size is obtained by practicing the addition of the sodium aluminate solution in several installments, thanks in particular to the observation of the dispersion parameter "e" which is the ratio of the difference of diameter d 75 and diameter d 25, to the median diameter d 50 .
  • This example illustrates the industrial production of trihydroxide of granulometry adjusted on demand by the implementation of the two-step process according to the invention, that is to say by decorposition of a solution of supersaturated sodium aluminate in the presence of an auxiliary germ .
  • the auxiliary type use was made of a 160 m3 tank fitted with a vertical axis agitator rotating at a speed of 7 rpm, capable of maintaining a suspension occupying a low occupancy. fraction of the total volume of said tank.
  • the supersaturated sodium aluminate solution to be decomposed was taken from the circuit of a Bayer factory, the concentration of A1 2 O 3 being 165 g / l, while that of caustic Na 2 O was 150 g. / l giving a weight ratio Al 2 O 3 di-ssout / Na 2 O caustic equal to 1.1.
  • the medium thus obtained was maintained at this temperature and under shaking for 40 h.
  • the weight ratio Al 2 O 3 dissolved / Na 2 O caustic was 0.635.
  • the particle size of the finished product was as follows:
  • This particle size offered a median diameter of 7.2 microns and a small dispersion of the diameters around this value.

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Abstract

Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande dans l'intervalle de 2 à 100 microns, de répartition unimodale et de faible dispersion, consistant à effectuer à chaud la décomposition d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium en présence d'une amorce constituée de trihydroxyde d'aluminium, puis la séparation des phases solide et liquide résultantes et la récupération de la phase solide constituée par le trihydroxyde d'aluminium précipité, se caractérise en ce que, dans une première étape, on soumet du trihydroxyde d'aluminium à un broyage jusqu'à l'obtention d'un trihydroxyde d'aluminium broyé ayant une surface spécifique BET développée par le broyage au moins égale à 1 m2/g puis, on introduit le trihydroxyde broyé dans une fraction chaude de la solution sursaturée d'aluminate de sodium en une quantité telle que la surface totale du trihydroxyde broyé introduit soit d'au moins 10 m2/l de ladite fraction, et on soumet à agitation la suspension ainsi formée pendant un temps conduisant à la précipitation d'au moins 10% en poids de l'alumine présente dans la solution d'aluminate de sodium sursaturée sous la forme de particules d'hydroxyde d'aluminium constituant un germe auxiliaire et, dans une seconde étape, on effectue la décomposition de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée en présence du germe auxiliaire, décomposition conduisant à la précipitation du trihydroxyde d'aluminium ayant le diamètre médian souhaité par mise sous agitation de la suspension formée jusqu'à l'obtention d'un rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique au plus égal à 0,8.

Description

PROCEDE D'OBTENTION DE TRIHYDROXYDE D'ALUMINIUM DE DIAMETRE MEDIANREGLEA LA DEMANDE DANS L'INTEEVALLE DE 2 à 100 MICRONS
L'invention concerne un procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, ayant un diamètre médian réglé à la demande, dans l'intervalle de 2 à 100 microns, à distribution unimodale et de faible dispersion, par déccπçosition à chaud d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium en présence d'un genre auxiliaire, lui-mrêne obtenu par décomposition d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium en présence de trihydroxyde d'aluminium broyé disposant d'une surface spécifique B.E.T., développée par le broyage, au moins égale à un mètre carré par granité.
Depuis longtemps déjà, il est connu de réaliser la précipitation du trihydroxyde d'aluminium d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée par l'ajout d'une amorce constituée par du trihydroxyde d'aluminium antérieurement cristallisé, car, sans amorçage, la génération spontanée de germes cristallins au sein d'une telle solution se révèle extrêmement lente et difficile à réaliser, voire même inexistante selon les conditions de température et de concentration du milieu traité.
C'est pourquoi, il est de pratique courante, dans le procédé Bayer, de favoriser la précipitation du trihydroxyde d'aluminium à partir des solutions d'aluminate de sodium sursaturées résultant de l'attaque alcaline de minerais alumineux grâce au recyclage d'une fraction importante du trihydroxyde d'aluminium obtenu dans un cycle précédent.
Mais, tel qu'il est réalisé, ce procédé d'amorçage conduit, non seulement au recyclage d'une quantité très importante de trihydroxyde d'aluminium antérieurement précipité, mais surtout à l'obtention de grains de trihydroxyde d'aluminium de grosseur êminement variable, dont il est difficile de contrôler la taille médiane et la dispersion autour de cette valeur, par le fait que la dimension des grains de trihydroxyde d'aluminium augmente au cours des cycles consécutifs et provoque la formation de germes nouveaux selon un rythme périodique. Mais, l'homme de l'art souhaite pouvoir produire, pour des applications particulières, du fcrihydrαxyde d'aluminium dent la dimension des particules précipitées soit maîtrisée, c'est-à-dire dont la granulométrie soit de faible dispersion autour de la dimension médiane. Eh effet, certaines applications du trihydroxyde d'aluminium exigent une granulcmétrie qui leur est spécifique, en particulier pour les applications telles que, par exemple, les charges ignifugeantes pour les polymères synthétiques, les abrasifs doux en cosmétologie, les supports catalytiques.
Par le nombre de publications faites dans ce dαnaine, la littérature spécialisée révèle l'importance et la complexité des recherches menéesparlhonme de l'art pour tenter d'apporter des solutions, industriellement valables, aux inconvénients précités, et se rendre maître de la taille des particules de trihydroxyde d'aluminium.
Parmi les nombreuses solutions proposées, certaines débouchent sur l'utilisation de moyens mécaniques et d'autres, en plus grand nombre, sur des procédés utilisant les ressources de la chimie.
Le premier groupe, faisant usage de moyens mécaniques, concerne la production de trihydroxyde d'aluminium, dont le diamètre médian est généralement cαπpris entre 6 et 30 microns, par broyage d'un trihydroxyde d'aluminium grossier, obtenu selon le procédé Bayer, un tel procédé est décrit dans le brevet français 2298510 qui revendique l'obtention d'un hydroxyde d'aluminium destiné à la cosmétologie, dont le diamètre moyen est inférieur à 25 microns, par broyage d'un hydroxyde grossier en présence d'un acide organique. Si un tel procédé peut être utilisé dans l'obtention d'un hydroxyde d'aluminium ayant un diamètre moyen supérieur à 15 microns parce qu'il reste raisonnable en consommation d'énergie et en investissement technologique, dès lors que l'on veut produire un hydroxyde d'aluminium de diamètre moyen beaucoup plus petit, tel que compris entre 15 et 1 micron, l'application d'un tel moyen est d'autant plus coûteux que le diamètre moyen recherché est plus faible car il conduit alors à une augmentation très rapide de la capacité de broyage et de la consonmation d'énergie. Le deuxième groupe, faisant usage des ressources de la chimie, propose des procédés poursuivant le but d'obtenir un trihydroxyde d'aluminium disposant d'une granulométrie réglée et consistant à effectuer la décomposition des solutions d'aluminate de sodium sursaturées en présence de trihydroxyde d'aluminium très fin qui joue le rôle d'amorce, dent la taille des particules va croître au cours des diverses étapes de précipitation.
Un premier procédé, à plusieurs étapes, décrit dans le brevet français 1 290582, consiste d'abord à préparer la matière d'amorçage formée de trihydroxyde d'aluminium à grains très fins et réguliers, puis à utiliser cette matière d'amorçage pour décomposer par étapes successives une solution sursaturée d'aluminate de sodium. La préparation de la matière d'amorçage s'effectue par dilution soudaine et brutale d'une solution d'aluminate de sodium, fortement concentrée ayant un rapport moléculaire Na2O/Al2O3 aussi proche que possible de l'unité, en provoquant ainsi une forte sursaturation du trihydroxyde d'aluminium qui se sépare sous la forme d'un gel. Ce gel est formé de sphêrules gonflées d'eau, contenant de nombreux germes microscopiques d'alumine ayant un diamètre moyen cαπpris entre 0,3 et 0,5 micron.
Dès lors que la matière d'amorçage à grains très petits est préparée, elle se présente sous l'aspect d'une suspension aqueuse dans sa solution mère dans laquelle est introduite, par étape, la solution aqueuse d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer, chaque étape d'introduction étant suivie de plusieurs heures d'agitation. Cette agitation, après l'ultime introduction de la solution à décomposer, est maintenue jusqu'à l'achèvement de la décomposition.
Un autre procédé, décrit dans le brevet français 1 525 133, consiste, d'abord, à préparer une amorce primaire très fine et très active de trihydroxyde d'aluminium par décomposition d'une solution diluée d'aluminate de sodium en présence d'une faible quantité d'un gel d'alumine préparé par neutralisation d'une solution d'aluminate de sodium au moyen d'un acide minéral, puis à utiliser cette amorce primaire pour décomposer une solution d'aluminate de sodium sursaturée, ensuite à séparer le trihydroxyde d'aluminium précipité et l'utiliser comme amorce pour décαtposer une autre solution d'aluminate de sodium sursaturée et, enfin, à répéter ce processus jusqu'à ce que les particules du trihydroxyde d'aluminium précipité aient atteint la dimension souhaitée.
Un dernier procédé, révélé par le brevet français 2041750, consiste d'abord à produire une amorce très fine par carbonatation d'une solution d'aluminate de sodium sous température contrôlée jusqu'à complète neutralisation, en provoquant ainsi la formation d'un gel d'alumine et la transformation du gel d'alumine en une phase cristalline stable en réalisant la mise en suspension de ce gel dans une solutiond'aluminate desodiumsursaturée,ladite suspension étant maintenue sous agitation pendant un laps de temps suffisant, puis à utiliser ladite amorce pour préparer un trihydroxyde d'aluminium de granulαnëtrie souhaitée par dêcαrposition d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée.
Ainsi, à travers les diverses publications connues, faisant usage des ressources de la chimie, il apparaît que lesprocédës proposés pour tenter d'aboutir à la production d'un trihydroxyde d'aluminium de granulonétrie réglée par précipitation à partir d'une solution chaude d'aluminate de sodium sursaturée, passent par la préparation d'un gel d'alumine et sa transformation en une phase cristalline stable dont la taille des particules d'hydroxyde d'aluminium va croître au cours des diverses étapes de précipitation. Mais, l'homme de l'art est dans l'obligation de constater que les procédés proposés fournissent des solutions incomplètes et peu satisfaisantes, car ils conduisent à la production de particules de trihydroxyde d'aluminium dont la taille est insuffiseiment maîtrisée en raison de la mauvaise reproductibilité des qualités du gel et de la faible stabilité dudit gel dans le temps.
C'est pourquoi, forte des inconvénients précités, la demanderesse, poursuivant ses recherches, a trouvé et mis au point un procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium ayant un diamètre médian réglé à la demande dans l'intervalle de 2 à 100 microns, par décomposition à chaud d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée en présence d'amorce, ledit procédé étant exempt des inconvénients précités. Le procédé selon l'invention, d'obtention du trihydroxyde d'aluminium à diamètre médian réglé à la demande dans l'intervalle de 2 à 100 microns, se caractérise en ce que, dans une première étape, on soumet du trihydroxyde d'aluminium à un broyage jusqu'à l'obtention d'un tri- hydroxyde d'aluminium broyé ayant une surface spécifique BET développée par le broyage au moins égale à un m2/g, puis on introduit le trihydroxyde broyé dans une fraction chaude d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium en une quantité telle que la surface totale du trihydroxyde broyé introduit soit d'au moins 10 mètres carré par litre de ladite fraction, et on soumet à agitation la suspension ainsi formée pendant un temps conduisant à la précipitation d'au moins 10 % en poids de l'alumine présente dans la solution d'aluminate de sodium sursaturée sous la forπe de particules de txihydroxyde d'aluminium constituant un germe auxiliaire et, dans une seconde étape, on effec- tue la dëœmposition de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée en présence du germe auxiliaire, décomposition conduisant à la précipitation du trihydroxyde d'aluminium ayant le diamètre médian souhaite, par mise sous agitation de la suspension formée, jusqu'à l'obtention d'un rapport pondéral AI2O3 dissoute/Na2O caustique au plus égal à 0,8.
Pour faciliter la description ultérieure de l'invention, il est nécessaire de rappeler que la concentration en Na2O caustique en gramme par litre de la solution d'aluminate de sodium exprime, canne cela est bien connu, la quantité totale de Na2O présent dans ladite solution sous la forme liée d'aluminate de sodium et sous la forme libre d'hydroxyde de sodium.
Au cours de ses recherches, la demanderesse, essayant d'améliorer les procédés proposés par l'art antérieur qui préconisent l'usage de gel d'alumine, a tenté de substituer audit gel, du trihydroxyde d'aluminium préalablement broyé. Elle a alors observé avec un vif intérêt que l'introduction de ce trihydroxyde d'aluminium broyé dans une solution d'aluminate de sodium sursaturée entraînait la précipitation d'un trihydroxyde d'aluminium dont le diamètre médian était nettement inférieur au diamètre médian du trihydroxyde d'aluminium broyé qu'elle avait introduit, alors que, selon sa connaissance de l'art antérieur, elle s'attendait à une augmentation du diamètre médian. Dès lors, allant plus loin dans ses recherches, la demanderesse a voulu vérifier la portée de cette observation et, pour ce faire, dans de nouvelles expériences, a substitué au trihydroxyde d'aluminium broyé, un trihydroxyde d'aluminium précipité, de même diamètre médian et de répartition quasiment identique. Elle a alors constaté que, dans ce dernier cas, il se produisait, de même que dans les procédés de l'art antérieur, une augmentation importante du diamètre médian du trihydroxyde d'aluminium qui précipitait.
Ainsi, la demanderesse a pu constater que l'utilisation du trihydroxyde d'aluminium broyé dans la décomposition d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée, avait un comportement très différent de celui d'un trihydroxyde d'aluminium non broyé, de même granulométrie.
Dès lors, poussant plus loin ses recherches, la demanderesse a été amenée à utiliser comte germe auxiliaire, le produit précipité lors de la décomposition d'une solution d'aluminate de sodium en présence de trihydroxyde d'aluminium broyé, et a constaté qu'elle pouvait obtenir un précipité de trihydroxyde d'aluminium de granulométrie réglée en pratiquant la décomposition d'une solution d'aluminate de sodium en présence dudit germe auxiliaire.
Enfin, pour mieux connaître les paramètres intervenant dans le procédé selon l'invention, la demanderesse a complété ses recherches dans le but de maîtriser les conditions les plus favorables à l'obtention d'un trihydroxyde d'aluminium ayant une granulométrie réglée à la demande.
La surface spécifique BET développée par le broyage est donnée par la différence entre la surface spécifique du trihydroxyde d'aluminium broyé et la surface spécifique de ce trihydroxyde d'aluminium avant qu'il soit soumis à l'opération de broyage. Coure cela a déjà été exprimé, la surface spécifique BET, développée lors du broyage du trihydroxyde d'aluminium, doit être au moins égale à 1 mètre carré par gramme. Elle est généralement comprise entre 2 et 20 m2 par gramme et, préférentiellement, choisie entre 3 et 8 m2 par gramme. Le broyage du trihydroxyde d'aluminium, réalisé au moyen de tout appareil connu de l'homme de l'art, peut être effectué à sec, mais il peut se révéler souhaitable qu'il soit réalisé en une phase liquide. Dans ce dernier cas, la phase liquide utilisée pour mettre le trihydroxyde en suspension est un milieu aqueux qui peut être de l'eau.
La solution d'aluminate de sodium sursaturée, traitée selon le procédé de l'invention, résulte généralement de l'attaque alcaline à chaud d'un minerai alumineux, tel que la bauxite selon le procédé Bayer, largement décrit dans la littérature spécialisée et bien connu de l'home de l'art. Mais, cette solution peut être également d'origine synthétique. Quelle que soit son origine, la solution d'aluminate de sodium sursaturée dispose en général d'une concentration en Na2O caustique comprise entre 50 et 200 grammes et, préférentiellement, en tre 90 et 170 grammes de Na2O par litre de solution d'aluminate de sodium à décorposer.
De plus, il est souhaitable que cette solution d'aluminate de sodium sursaturée dispose d'un rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique compris entre 0,8 et 1,3 mais, préférentiellement, compris entre 1,0 et 1,2.
Selon la première étape du procédé, la fraction de la solution d'aluminate de sodium sursaturée dans laquelle est introduit le trihydroxyde d'aluminium broyé représente au plus 90 % en volume et, préférentiellement, de 5 à 50 % en volume de la quantité totale de ladite solution à décomposer.
De même, la quantité de trihydroxyde d'aluminium, broyé selon les techniques connues de l'homme de l'art et introduit au cours de la première étape dans la fraction de la solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer, est telle que la surface totale du trihydroxyde d'aluminium broyé et introduit dans ladite solution, soit comprise entre 20 et 400 m2 par litre et, préférentiellement, comprise entre 40 et 150 m2 par litre de solution d'aluminate de sodium sursaturée.
Dès lors que le trihydroxyde d'aluminium broyé est introduiten quantité adéquate dans la fraction chaude de la solution sursaturée d'aluminate de sodium, la suspension ainsi créée est mise sous agitation et maintenue dans cet état pendant un temps tel que généralement 15 à 75 % en poids, et préférentiellement 40 à 60 % en poids de l'alumine présente dans la solution d'aluminate de sodium sursaturée précipite sous la forme de particules de trihydroxyde d'aluminium constituant le germe auxiliaire.
La suspension aqueuse du germe auxiliaire peutéventuellement êtresoumis àuneséparation liquide-solide au cours de laquelle la phase solide est isolée en vue de son utilisation dans la deuxième étape du procédé.
Selon la deuxième étape du procédé, la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée, qui n'a pas été soumise à la première étape, est décomposée en présence du germe auxiliaire qui est introduit, soit sous la forme solide, après qu'ait été effectuée la séparation liquide-solide à l'issue de la première étape, soit sous la forme de la suspension aqueuse dudit germe auxiliaire recueillie avant que soit effectuée la séparation.
Cette décomposition se déroule en milieu soumis à agitation et est poursuivie jusqu'à l'obtention d'un rapport pondéral Al2O3 dissoute/ Na2O caustique généralement compris entre 0,75 et 0,40 et, préférentiellement entre 0,70 et 0,45.
Lors de la seconde étape, la mise en présence du germe auxiliaire et de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée pour réaliser la suspension et en assurer la décomposition, peut s'effectuer en introduisant : - soit la totalité de ladite fraction restante en une seule fois,
- soit des parties de ladite fraction restante, en au moins deux fois.
Ainsi, la décomposition de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée, lors de la deuxième étape du procédé selon l'invention, en présence du germe auxiliaire provenant de la première étape, conduit, à l'issue de ces deux étapes, à la précipitation de trihydroxyde d'aluminium ayant le diamètre médian souhaité. La décomposition des fractions de la solution d'aluminate de sodium sursaturée dans l'une et l'autre étape du procédé s'effectue à une température généralement comprise entre 30°C et 80°C, mais préférentiellement comprise entre 45°C et 65°C.
En pratique, les deux étapes du procédé d'obtention du trihydroxyde d'aluminium de diamètre médian réglé à la demande dans l'intervalle de 2 à 100 microns, se déroulent selon les séquences suivantes : a) Dans la première étape : a-1. On soumet du trihydroxyde d'aluminium à un broyage jusqu'à l'obtention d'un trihydroxide d'aluminium broyé ayant une surface spécifique BET développée par le broyage au moins égale à lm2/g.. a-2. On introduit le trihydroxyde d'aluminium broyé dans une fraction chaude d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium en une quantité telle que la surface totale du trihydroxyde introduit soit d'au moins 10 m2/1 de la solution sursaturée d'aluminate à décomposer. a-3. On met sous agitation la suspension créée dans la séquence a-2 pendant un temps conduisant à ce qu'au moins 10 % en poids de l'alumine présente dans la solution d'aluminate précipite sous la forme de trihydroxyde d'aluminium constituant le germe auxiliaire. b) Dans la deuxième étape : b-1. On met en présence le germe auxiliaire provenant de la séquence a-3 et la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée. b-2. Puis, on effectue la décomposition à chaud de la fraction restante d'aluminate de sodium sursaturée en présence dudit genre en soumettant la suspension de b-1 à une agitation qui est maintenue jusqu'à l'obtention d'un rapport pondéral Al2O3 dissoute/Na2O caustique au plus égal à 0,8, décomposition conduisant à la précipitation du trihydroxyde d'aluminium ayant le diamètre médian souhaité.
Le procédé suivant l'invention d'obtention de trihydroxyde d'aluminium de diamètre médian réglé à la demande selon deux étapes, l'une de préparation d'un germe auxiliaire et l'autre de la décomposition d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée en présence dudit germe, peut se pratiquer aussi bien en continu qu'en discontinu. Les caractéristiques essentielles de l'invention seront mieux perçues grâce à la description des exemples ci-dessous : EXEMPLE 1 :
Cet exemple illustre la possibilité, selon l'invention, de produire des particules de tri-hydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, par l'usage de quantités variables de germe auxiliaire lors de la décomposition de la solution d'aluminate de sodium sursaturée. Pour ce faire, et dans la première étape du procédé selon l'invention, on a prélevé du tri-hydroxyde d'aluminium industriel provenant de l'attaque alcaline d'une bauxite selon le procédé Bayer. Puis, dans le but d'en effectuer le broyage, on a réalisé une suspension aqueuse dudit trihydroxyde d'aluminium à 350 g/l de matière sèche. Le broyage a été effectué au moyen d'un appareillage de type connu composé d'un cylindre à axe de rotation horizontal, d'un diamètre utile de 100 mm, dont le support de broyage était constitué par des billes d'acier. On a ainsi soumis à broyage un litre de la suspension précitée au moyen de 2 kg de billes ayant un diamètre de 9 mm et de 1 kg de billes ayant un diamètre de 6 mm. Après un temps de broyage de 10 h, on obtenait des particules de trihydroxyde d'aluminium broyées ayant une surface BET de 8,6 m2/g mesurée selon la méthode décrite dans les normes AENOR NF X 11-621 et X 11-622, alors que le trihydroxyde d'aluminium disposait d'une surface BET avant broyage de 0,10 m2/g.
Par la suite, et pour préparer le germe auxiliaire, on a utilisé une solution d'aluminate de sodium sursaturée, provenant du procédé Bayer, qui avait la composition suivante en gramme par litre : Al2O3 : 176 g/l Na2O caustiqe : 160 g/l
Rapport Al2O3/Na2O caustique : 1,1
Na2O carbonaté : 14 g/l
C organique : 7 g/l Cl : 9 g/l On a alors introduit 3 litres de ladite solution dans un réacteur approprié et 45 g de trihydroxyde d'aluminium broyé (sous forme de suspension dans l'eau), de telle manière que l'on dispose de 15 g de trihydroxyde d'aluminium broyé par litre de solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer. La suspension ainsi réalisée était mise sous agitation au moyen d'un agitateur à axe vertical, à larges pales, tournant à 60 tours/minute. La température de la suspension était maintenue à 60°C tout au long de l'opération de décomposition qui a duré 48 h.
A l'issue de la décomposition, le rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique était de 0,6 indiquant que 45 % de l'alumine en solution avait précipité.
Le trihydroxyde d'aluminium recueilli à l'issue de cette première étape, puis lavé et séché, constituait le genre auxiliaire mis en oeuvre dans la deuxième étape du procédé, et disposait d'un diamètre médian de 1,8 micron, qui a été mesuré par la méthode dite de "granulométrie à laser" au moyen d'un appareil CHAS 715.
Dans la deuxième étape du procédé selon l'invention, on a réalisé en présence du germe auxiliaire précité, la décomposition de la solution d'aluminate de sodium précitée, provenant du procédé Bayer, en utilisant le même appareillage et en pratiquant les mêmes conditions expérimentales de vitesse d'agitation, de température et de temps que dans la première étape du procédé.
Cinq essais de décomposition, réalisé chacun sur 2 litres de la solution d'aluminate de sodium sursaturée ont été effectués en présence du germe auxiliaire introduit en quantité croissante.
A l'issue de la décomposition, le trihydroxyde d'aluminium recueilli pour chaque essai, était lavé, séché et soumis à la détermination du diamètre médian par la méthode de "granulométrie à laser".
Tous les résultats ont été consignés dans le tableau I ci-après :
Figure imgf000014_0001
Ainsi, le diamètre médian du trihydroxyde d'aluminium recueilli à l'issue des deux étapes du procédé dépend de la quantité de germe auxiliaire utilisée lors de la deuxième étape de décomposition.
EXEMPLE 2 :
Cet exemple illustre la possibilité de produire, à la demande, selon le procédé de l'invention, du trihydroxyde d'aluminium de grand diamètre médian (produit gros) .
Dans la première étape du procédé selon l'invention, on a prélevé du tri-hydroxyde d'aluminium industriel provenant de l'attaque alcaline d'une bauxite selon le procédé Bayer. Puis, dans le but d'en effectuer le broyage, on a réalisé une suspension aqueuse dudit trihydroxyde d'aluminium à 350 g/l de matière sèche.
Le broyage a été effectué dans le mare appareillage et selon le même protocole que dans l'exemple 1. On a ainsi soumis à un broyage 1 litre de la suspension précitée au moyen de 2 kg de billes ayant un dia mètre de 9 mm et 1 kg de billes ayant un diamètre de 6 mm. Après un temps de broyage de 1 h et trente minutes, on obtenait des particules de trihydroxyde d'aluminium broyées ayant une surface BET de 2,6 m2/g alors que le trihydroxyde d'aluminium disposait d'une surface BET avant broyage de 0,1 m2/g. Par la suite, et pour préparer le germe auxiliaire, on a utilisé une solution d'aluminate de sodium sursaturée provenant du procédé Bayer qui avait la mare composition que celle citée dans l'exemple 1. On a alors introduit 2 litres de ladite solution dans un réacteur approprié et 30 g du trihydroxyde d'aluminium broyé (sous forme de suspension dans l'eau) de telle manière que l'on dispose de 15 g de trihydroxyde d'aluminium broyé par litre de solution d'aluminate de so dium sursaturée à décomposer. La suspension ainsi réalisée était mise sous agitation au moyen d'un agitateur à axe vertical, à larges pales, tournant à 60 tours/mn. La température de la suspension était maintenue à 60°C tout au long de l'opération de décomposition qui a duré 48 h.
A l'issue de la decorposition, le rapport pondéral Al2O3 dissout/ Na2O caustique était de 0,65 indiquant ainsi que 41 % de l'alumine en solution avait précipité.
Le trihydroxyde d'aluminium recueilli constituant le germe auxiliaire mis en oeuvre dans la deuxième étape avait un diamètremédian de 3,9 microns.
Dans la deuxième étape du procédé selon l'invention, on a réalisé la décomposition d'une solution d'aluminate de sodium, de même origine et de mare composition que dans l'exerrple 1, en présence du germe auxiliaire provenant de la première étape et utilisé à raison de 5 g/l de ladite solution. La decorposition réalisée sur un volume de 2 litres de ladite solution était conduite dans le même appareillage et en pratiquant les mêmes conditions expérimentales de vitesse d'agitation, de température et de temps que dans la première étape du procédé.
A l'issue de cette deuxième étape, le rapport entre la masse de trihydroxyde d'aluminium recueilli, lavé et séché, et la masse de trihydroxyde d'aluminium broyé et utilisé dans la première étape du procédé était de 170.
En outre, le trihydroxyde d'aluminium, recueilli à l'issue de ladite deuxième étape était soumis à la détermination du diamètre médian par la méthode de "granulαnétrie à laser" qui avait été également appliquée au trihydroxyde d'aluminium broyé et au germe auxiliaire recueilli à l'issue de la première étape et ce, dans le but d'effectuer une analyse comparative des résultats. Les résultats des analyses granulométriques du trihydroxyde d'aluminium prélevé après broyage, après la première décomposition (germe auxiliaire) et après la deuxième decorposition ont été réunis dans le tableau II ci-après :
Figure imgf000016_0001
Ainsi, ce tableau montre que le diamètre médian du germe auxiliaire utilisé dans la deuxième étape est plus petit que le diamètre médian du produit broyé conduisant à l'obtention du genre auxiliaire. De plus, ce tableau montre qu'il est possible d'obtenir à la demande un trihydroxyde d'aluminium de grand diamètre.
EXEMPLE 3
Cet exemple illustre la possibilité de produire, à la demande, selon le procédé de l'invention, du trihydroxyde d'aluminium de petit diamètre médian. Dans la première étape du procédé selon l'invention, on a utilisé du trihydroxyde d'aluminium industriel provenant du procédé Bayer. Puis, dans le but d'en effectuer le broyage, on a réalisé une suspension aqueuse dudit trihydroxyde d'aluminium à 350 g/l de matière sèche.
Le broyage a été effectué avec le mare appareillage et selon les mêmes valeurs de consigne que dans l'exemple 1.
Après un temps de broyage de 3 h, on obtenait des particules de trihydroxyde d'aluminium broyées ayant une surface BET de 4 m2/g alors que le trihydroxyde d'aluminium destiné à ce broyage disposait d'une surface BET de 0,1 m2/g.
Par la suite, et pour préparer le germe auxiliaire, on a utilisé une solution d'aluminate de sodium sursaturée provenant du procédé Bayer, qui avait la même composition que celle citée dans l'exemple 1. On a alors introduit 2 litres de ladite solution et 36 g du trihydroxyde d'aluminium broyé (sous forme de suspension dans l'eau) de telle manière que l'on dispose de 18 g de trihydroxyde d'aluminium broyé par litre de solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer. La suspension ainsi réalisée était mise sous agitation au moyen d'un agitateur à axe vertical, à larges pales; tournant à 60 tours/mn. La température de la suspension était maintenue à 60°C tout au long de l'opération de decorposition qui a duré 48 h.
A l'issue de la décomposition, le rapport pondéral A12O3 dissout/Na2O caustique était de 0,62 indiquant ainsi que 43 % de l'alumine en solution avait précipité.
Le trihydroxyde d'aluminium produit constituait le germe auxiliaire mis en oeuvre dans la deuxième étape du procédé ; il disposait d'un diamètre médian égal à 1,9 micron.
Dans la deuxième étape du procédé selon l'invention, on a réalisé la décomposition d'une solution d'aluminate de sodium, de même origine et de même composition que dans l'exemple 1, en présence de 70 g de genre auxiliaire par litre de solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer.
Pour ce faire, on a ajouté à 52 % en volume de la suspension de germe auxiliaire provenant de la première étape, 2 litres de la solution d'aluminate de sodium sursaturée décrite dans l'exemple l et dont la teirpérature était de 50°C. La décorposition était conduite dans le mare appareillage et en pratiquant les mêmes autres conditions expérimentales de vitesse d'agitation et de temps que dans la première étape du procédé.
A l'issue de cette deuxième étape, le rapport entre la masse du trihydroxyde d'aluminium recueilli, lavé et séché, et la masse de trihy droxyde d'aluminium broyé et utilisé dans la première étape était de 25.
En outre, le trihydroxyde d'aluminium recueilli à l'issue de ladite deuxième étape était soumis à la détermination du diamètre médian par la méthode de "granulométrie à laser" qui avait été également appliquée au trihydroxyde d'aluminium broyé et au germe auxiliaire recueilli à l'issue de la première étape et ce, dans le but d'effectuer une analyse comparative des résultats.
Les résultats des analyses granulométriques du trihydroxyde d'aluminium prélevé après broyage, après la première décccrposition (germe auxiliaire) et après la deuxième décorposition ont été réunis dans le tableau III ci-après :
Figure imgf000018_0001
Ainsi, ce tableau montre l'évolution du diamètre médian du trihydroxyde d'aluminium broyé, du germe auxiliaire obtenu et du trihydroxyde d'aluminium produit à l'issue de la deuxième étape du procédé.
En outre, ce tableau confirme l'obtention à la demande d'un produit final de faible diamètre médian, en faisant intervenir une grande quantité de germe auxiliaire dans la deuxième étape du procédé.
EXEMPLE 4 : Cet exemple illustre la possibilité de produire àla demande du trihy droxyde d'aluminium dont les particules ont, non seulement un diamètre médian réglé, mais encore dont les diamètres des particules sont faiblement dispersés.
Dans la première étape du procédé selon l'invention, on a utilisé du trihydroxyde d'aluminium, industriel provenant du procédé Bayer. Puis, dans le but d'en effectuer le broyage, on a réalisé une suspension aqueuse dudit trihydrate d'aluminium à 350 g/l de matière sèche. Le broyage a été effectué au moyen du même appareillage que dans les exemples précédents et selon le même protocole.
Après un temps de broyage de 3 h, on obtenait des particules de trihydroxyde d'aluminium broyés ayant une surface BET de 4 m2/g, alors que le trihydroxyde d'aluminium disposait d'une surface BET avant broyage de 0,10 m2/g.
Par la suite, et pour préparer le genre auxiliaire, on a utilisé une solution d'aluminate de sodium sursaturée provenant du procédé Bayer, qui avait la même composition que celle citée dans l'exemple 1. La charge de trihydroxyde d'aluminium broyé, qui était introduite dans la solution d'aluminate de sodium était de 15 g/l, les conditions de température (60°C) et de temps (48 h) étaient les mêmes que dans l'exemple 1.
A l'issue de la decorposition, le rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique était de 0,62 indiquant ainsi que 43 % de l'alumine en solution avait précipité.
Le trihydroxyde d'aluminium produit constituait le germe auxiliaire mis en oeuvre dans la deuxième étape du procédé : il disposait d'un diamètre médian égal à 2 microns.
Dans la deuxième étape du procédé selon l'invention, on a réalisé la décomposition sous agitation d'une solution d'aluminate de sodium, de même origine et de mare composition que dans l'exemple 1, en présence du genre auxiliaire.
Pour ce faire, en a ajouté à la suspension de germe auxiliaire provenant de la première étape, une quantité de la solution d'aluminium de sodium sursaturée décrite dans l'exemple 1, égale à 18 fois le volume de la suspension dudit genre, cet ajout étant effectué en trois périodes de 24 h chacune. La quantité de ladite solution ajoutée au cours de chaque période représente 15 %, 30 % et 55 % en volume de la quantité totale de la solution d'aluminate sursaturée à introduire.
La decorposition était conduite dans un appareillage hctπothétique, 15 fois plus grand que l'appareillage utilisé dans la première étape et en pratiquant les mêmes autres conditions expérimentales de température et de temps que dans cette première étape du procédé.
A l'issue de cette deuxième étape, le trihydroxyde d'aluminium recueilli était soumis à la détermination du diamètre médian par la méthode de "granulométrie à laser", dont les résultats sont consignés dans le tableau IV ci-après en même temps que ceux concernant un produit de même diamètre médian, obtenu lors de la deuxième decorposition par l'ajout en une seule fois de la solution d'aluminate de sodium sursaturée à la suspension du germe auxiliaire.
Figure imgf000021_0001
Ainsi, ce tableau révèle que l'on obtient une granulométrie plus resserrée en pratiquant l'ajout de la solution d'aluminate de sodium en plusieurs fois, grâce en particulier à l'observation du paramètre dispersion "e" qui est le rapport de la différence du diamètre d75 et du diamètre d25, au diamètre médian d 50.
EXEMPLE 5
Cet exemple illustre la production industrielle de trihydroxyde d'aluminiun de granulométrie réglée à la demande par la mise en oeuvre du procédé en deux étapes selon l'invention, c'est-à-dire par décorposition d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée en présence d'un germe auxiliaire.
Dans la première étape du procédé, on a utilisé du trihydroxyde d'aluminium industriel obtenu par le procédé Bayer, qui a été soumis à une opération de broyage dans un broyeur vibrant de type connu (PALLA U 20 de HUMBOLT) traitant un volume de suspension correspondant à 22 kilos à l'heure de matière sèche. Ce broyage conduisait à l'obtention d'un hydrate broyé ayant une surface BET développée par broyage égale à 4 m2/g.
Par la suite, et pour préparer le genre auxiliaire, il a été fait usage d'un bac de 160 m3 muni d'un agitateur à axe vertical tournant à la vitessede 7 tours/mn, capable de maintenir sous agitation une suspension occupant une faible fraction du volume total dudit bac. En outre, la solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer était prélevée sur le circuit d'une usine Bayer, la concentration en A12O3 étant de 165 g/l, tandis que celle de Na2O caustique était de 150 g/l donnant un rapport pondéral Al2O3 di-ssout/Na2O caustique égal à 1,1.
On a alors introduit dans le bac précité, 33 m3 de ladite solution d'aluminate de sodium sursaturée, la température du milieu étant ajustée à 55ºC. Puis, on a également introduit par pompe 500 kg de trihydroxyde d'aluminium broyé en suspension dans 1 m3 d'eau, la quantité de trihydroxyde d'aluminium broyé étant alors de 15 g/1. Après 40 h de maintien à 55°C, le rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique était de 0,57. La teneur en matière sèche était de 137 g/l de trihydroxyde d'aluminium précipité et le diamètre médian de ce germe auxiliaire était de 2,2 microns.
Dans la deuxième étape du procédé selon l'invention, on a ajouté à la suspension obtenue dans la première étape 120 m3 d'une solution d'aluminate de sodium sursaturée à 60°C.
Le milieu ainsi obtenu a été maintenu à cette température et sous agitation pendant 40 h. A la fin de cette deuxième étape, le rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique était de 0,635.
La granulonétrie du produit fini était la suivante :
Figure imgf000023_0001
Cette granulométrie offrait un diamètre médian de 7,2 microns et une faible dispersion des diamètres autour de cette valeur.

Claims

REVENDICATIONS
1°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande dans l'intervalle de 2 à 100 microns, à répartition unimodale et de faible dispersion, consistant à effectuer à chaud la decomposition d'une solution sursaturée d'aluminate de sodium en présence d'une amorce constituée de trihydroxyde d'aluminium, puis la séparation des phases solide et liquide résultantes et la récupération de la phase solide consituée par le trihydroxyde d'aluminium précipité,, caractérisé en ce que, dans une première étape, on soumet du trihydroxyde d'aluminium à un broyage jusqu'à l'obtention d'un txihydroxyde d'aluminium broyé ayant une surface spécifique BET développée par le broyage au moins égale à 1 m2/g, puis on introduit le trihydroxyde broyé dans une fraction chaude de la solution sursaturée d'aluminate de sodium en une quantité telle que la surface totale du trihydroxyde broyé introduit soit d'au moins 10 m2/l de ladite fractien, et on soumet à agitation la suspension ainsi formée pendant un temps conduisant à la précipitation d'au moins 10 % en poids de l'alumine présente dans la solution d'aluminate de sodium sursaturée sous la forme de particules de trihydroxyde d'aluminium constituant un germe auxiliaire et, dans une seconde étape, on effectue la decorposition de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée en présence du germe auxiliaire, decorposition conduisant à la précipitation du trihydroxyde d'aluminium ayant le diamètre médian souhaité par mise sous agitation de la suspension formée jusqu'à l'-obtention d'un rapport pondéral A12O3 dissout/Na2O caustique au plus égal à 0,8.
2°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface spécifique BET développée par le broyage est comprise entre 2 et 20 m2/g et, préférentiellement entre 3 et 8 m2/g.
3°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande selon la revendication 1; caractérisé en ce que le broyage du trihydroxyde d'aluminium est effectué à sec. 4°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le broyage du trihydroxyde d'aluminium est réalisé en suspension dans un milieu aqueux.
5°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que la solution chaude d'aluminate de ssdiύmsursaturée à une concentrationen g/l et 200 g/l et, préférentiellement entre 90 g/l et 170 g/l.
6°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à
5, caractérisé en ce que la solution d'aluminate de sodium sursaturée a un rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique compris entre 0,8 et 1,3 et, préférentiellement entre 1,0 et 1,2.
7°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la fraction de la solution d'aluminate de sodium sursaturée mise en oeuvre dans la première étape représente au plus 90 % en volume et, préférentiellement, de 5 à 50 % en volume de la quantité totale de ladite solution à décomposer.
8°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la quantité de trihydroxyde d'aluminium broyé utilisée dans la première étape pour la décomposition de la fraction de la solution d'aluminate de sodium sursaturée est telle que la surface totale du trihydroxyde d'aluminium broyé et introduit, est comprise entre 20 et 400 m2/l et, préférentiellement entre 40 et 150 m2/l de la fraction de la solution d'aluminate de sodium sursaturée à décomposer.
9°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la suspension créée dans la première étape est mise sous agitation et maintenue dans cet état pendant un tempstel que 15 à 75 % fen poids et, préférentiellement 40 à 60 % en poids de l'alumine présente dans la solution d'aluminate de sodium sursaturée précipite sous la forme de particules de trihydroxyde d'aluminium constituant le germe auxiliaire.
10°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la suspension résultant de la première étape est soumise à une séparation liquide-solide, puis la phase solide est mise en présence, dans la deuxième étape, de la fraction restante de la solution sursaturée d'aluminate de sodium.
11°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la suspension résultant de la première étape est mise en présence, dans la deuxième étape, de la fraction restante de la solution sursaturée d'aluminate de sodium.
12°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la decorposition de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée dans la deuxième étape est poursuivie, sous agitation, jusqu'à l'obtention d'un rapport pondéral Al2O3 dissout/Na2O caustique compris entre 0,75 et 0,40 et, préférentiellement, entre 0,70 et 0,45.
13°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la decorposition des fractions de la solution d'aluminate de sodium sursaturée dans les deux étapes s'effectue à une température comprise entre 30°C et 80°C et, préférentiellement, entre 45°C et 65°C.
14°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la mise en présence du germe auxiliaire et de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée dans la deuxième étape s'effectue en introduisant la totalité de ladite fraction restante en une seule fois.
15°/ - Procédé d'obtention de trihydroxyde d'aluminium, de diamètre médian réglé à la demande, selon l'une, quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la mise en présence du genre auxiliaire et de la fraction restante de la solution d'aluminate de sodium sursaturée dans la deuxième étape s'effectue en introduisant ladite fraction restante en au moins deux fois.
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