NO791174L - Fremgangsmaate for fremstilling av vannfri aluminiumoksyd - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av vannfri aluminiumoksyd.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av alu- ;

miniumoksyd fra aluminiumoksydtrihydrat. Fremstillingen av aluminiumoksyd inneholdende fra 10-80% a-A^O^ fra våt aluminiumoksydtrihydrat med den generelle formel A^O^.SI^O er en vel-kjent prosess der det pulverformige materiale viser både endoterm (tørking og kalsinering) og eksoterm (dannelse av a-A^O^) oppførsel under behandlingen.

Ved fremstillingen av a-aluminiumoksyd skjer det tre distinkte prosesser: 1) Fordampning av fri fuktighet fra den våte aluminiumoksydtrihydrat-filterkake ved 100-110°C, 2) fjerning av hoveddelen av krystallvannet ved kalsinering ved 250-1000°C og samtidig omkrystallisering til forskjellige mellomliggende aluminiumhydroksydforbindelser, og 3) eksoterm dannelse av a-A^O^ som starter meget lang-somt ved ca. 1000°C.

Mens prosessene 1) og 2) krever tilføring av varme

for å skride frem, krever den tredje prosess ikke noen varme-tilførsel når den er initiert ved ca. 1000°C, bortsett fra det som er nødvendig for å motvirke tap til omgivelsene. Imidlertid øker hastigheten for dannelse av a-A^O^ hurtig med økende temperaturer og som en konsekvens av dette, reduseres behovet for å oppnå det ønskede innehold av a-A^O^ når temperaturen økes ut over 1000°C.

Det er kjent fremgangsmåter der materialet underkastes en varmebehandling i separate prosessenheter.

DE-OS 1.184.744 beskriver kalsinering av aluminiumhydroksyd og dannelse av oi-A^O^ i to separate prosessenheter

som arbeider ved forskjellige temperaturer.

Kalsineringen gjennomføres i stigerøret til den fjerde cyklon i en konvensjonell cyklonforvarmer ved direkte forbrenning av brensel fra en brenner-anordnet i bunnen av stigerøret. *

Dannelsen av a-A^O^gjennomføres i en stasjonær adiapatisk beholder der materialet strømmer på grunn av tyngde-kraften eller alternativt i en rotåsjonsovn utstyrt med en brenner hvorfra varme røkgasser beveger seg motstrøms materialet som slipper ut' fra cyklonforvarmeren til ovnen.

DE-OS 1.207.361 beskriver en fremgangsmåte som benytter et hvirvelsjikt der dannelsen av a-A^O^skjer etter tilmatning t fra en cyklonforvarmer. Materialet fra cyklonforvarmeren sprøytes inn i hvirvelsjiktet gjennom en flammebrenner tangeris-ialt til toppen av hvirvelsjiktreaktoren. Ved denne metode for varmebehandling når temperaturen i materialet et nivå slik at dannelsen av a- Al^ O^ initieres.

FR-PS 1.540.679 beskriver en fremgangsmåte som kombi-nerer den konvensjonelle cyklonforvarmer med et hvirvelkammer for å initiere dannelse av a-A^O^før utslipp av det 1200-1400°C varme materiale til en rotåsjonsovn eller et hvirvelsjikt.

Det karakteristiske trekk ved hvirvelkammeret er at brenneren og materør for materialet som skal behandles, er anordnet vertikalt på toppen av kammeret, mens sekundærluft blå-ses inn tangensialt i bunnen av den kone avdeling, noe som forår-saker hvirvelinduksjon.

En kommersiell prosess som er i bruk idag benytter prinsippene med et fast hvirvelsjikt, også kalt ekspandert hvirvelsjikt, og er beskrevet i DE-PS 1.092.889 og DE-PS 1.146.041.

I denne prosess blir tørr og forkalsinert aluminimum-oksyd matet til en hvirvelsjiktovn der hoveddelen av faststoff-ene skirkulerer via en eksternt regulert resirkuleringsanordning.

Den eldste kommersielle stasjonære prosess, dvs. en prosess som ikke bruker en rotåsjonsovn, for fremstilling av aluminiumoksyd, er den kalsineringsprosess som er beskrevet i "Engineering and Mining Journal", april 1974, side 23.

I denne prosess blir dannelsen av a-A^O^ initiert i

en forbrenningsreaktor. Brennstoff og luft brennes ved bunnen av

ovnen der brennere er anordnet på den ytre omkrets av forbrenn-ingskammeretForkalsinert aluminiumoksyd mates inn over for-brenningsovnen og bæres ut med varme røkgasser gjennom toppen av ovnen. Det varme materiale separeres fra røkgassene på toppen%av hvirvelsjiktbeholderen.som virker som en cyklonseparator og slippes til bunnen av denne der hvirvelsjiktet opprettes.

Alle de ovenfor nevnte patenter og kommersielle prosesser angår utføring av tørking og forkalsineringsprosessene i cyklonforvarmere av forskjellige modifikasjoner, og alle utfører dannelsen av a-A^O^enten i et hvirvelsjikt, en rotåsjonsovn eller en adiabatisk beholder. Fellestrekkene for disse enheter! er at oppholdstiden for materialet ligger innen et område fra flere minutter og til mer enn 2 timer ved temperaturnivåer som ligger fra 1100-1200°C.

Sammenlignet med stasjonære anlegg har de kommersielle prosesser som benytter rotasjonsovner, den alvorlige mangel at de har et vesentlig høyere varmeforbruk.

Stasjonære anlegg som benytter hvirvelsjiktprinsipper, også av ekspandert type, er kompliserte å arbeide med, og yedlike-holdsomkostningené er relativt høye.

Anlegg som benytter hvirvelsjikt, er kompliserte å arbeide med fordi mindre luft enn nødvendig for forbrenning av brennstoffet må tilføres for å fluidisere materialet, noe som resulterer i kompliserte luftstrømmer som omhyggelig må reguleres.

I tillegg krever drift av et hvirvelsjikt nærværet av en ømfintlig.gassfordelingsanordning for å sikre riktig fluidisering, noe som igjen nødvendiggjør spesielle forholdsregler for å sikre uforstyrret drift.

Japansk patent nr. 12 11 98/85 beskriver en fremgangsmåte for kalsinering av sandet aluminiumhydroksyd hvori aluminiumhydroksyd omdannes til vannfri aluminiumoksyd i en cyklonforvarmer, hvoretter den forkalsinerte aluminiumoksyd underkastes en a-omdanning ved en temperatur på 1150-1450°C i en gasstrømkalsinør. Imidlertid er det fremhevet i den japanske publikasjon at forvarmingen må omfatte en temperaturstigning i materialet på 600-1100°C, noe som må skje i løpet av 30 sek., for å oppnå en rimelig hastighet for a-omdanning, og at strømn-ingshastigheten for materialet bør holdes under 12 m/sek. for å unngå partikkelnedbrytning.

Denne metode lider under diverse mangler: Høytemperaturkravet for materialet som kommer inn til den endelige varmebehandling hever temperaturen i gassene som går ut fra cyklonforvarmeren med en derav resulterende heller dårlig varmeøkonomi. Videre krever den lave partikkelhastighet relativt store rør i forkalsineringssonen og således relativt store investeringsomkostninger og en sammenligningsvis dårlig varmeøkonomi.

Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er å frembringe en forbedret fremgangsmåte for og en forenklet apparatur for varmebehandling av finoppdelt materiale, spesielt egnet for fremstilling av aluminiumoksyd.

Fremgangsmåten og apparaturen ifølge oppfinnelsen opp-hever de ovenfor nevnte mangler da det er funnet mulig å skape meget høye temperaturer i en forbrenningssone i et reaksjonskammer, å tillate en drastisk reduksjon av omkrystalliserings-tiden fra i det minste flere minutter til noen sekunder uten de ovenfor nevnte uøkonomiske begrensninger for partikkelhastighet og behov for høy temperatur i det forkalsinerte materiale.

Foreliggende oppfinnelse frembringer derfor en fremgangsmåte for fremstilling av aluminiumoksyd fra aluminiumoksydtrihydrat der fritt og kjemisk bundet vann i det minste partielt fjernes i en forkalsineringssone hvori aluminiumoksydtrihydrat suspenderes i og oppvarmes og separeres fra en strøm av varme gasser, hvoretter det forkalsinerte dehydratiserte aluminiumoksyd omkrystalliseres i det minste partielt til a-aluminiumoksyd i et reaksjonskammer utstyrt med anordninger for tilmåting av brennstoff og oksygenholdig gass til en forbrenningssone i kammeret, hvori den eksoterme rekrystalliséring initieres ved ytterligere oppvarming av forkalsinert aluminiumoksyd ved sus-pendering av dette materiale i varme forbrenningsgasser; hvoretter det i minste partielt.rekrystalliserte aluminiumoksyd føres ut av reaksjonskammeret suspendert i forbrenningsgasstrømmen, separeres fra gasstrømmen og underkastes en hurtig avkjøling i en kjølesone, og oppfinnelsen karakteriseres ved at det frem-bringes en heftig initiering av rekrystalliseringsreaksjbnen ved grundig blanding av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff fulgt av suspensjon av denne blanding i oksygenholdig gasstråstoff til forbrenningssonen.

På denne måte kan dannelse av a-A^O^ fra pulverformig tørt og forkalsinert aluminiumoksyd gjennomføres i løpet av 0,5-5 sek. ved driftstemperaturer i området 1300-1600°C, avhengig av det ønskede innhold av a-A^O^ i produktet.

I en mulig måte for gjennomføring av fremgangsmåten blir den oksygenholdige gass ført oppover gjennom senteret av bunnen av reaksjonskammeret, den grundige blanding av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff oppnås ved tilførsel av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff ved bunnen av reaksjonskammeret i retninger som skjærer hverandre gjensidig, og det i det minste delvis omkrystalliserte aluminiumoksyd og avgasser fra forbrenningssonen føres ut ved toppen av reaksjonskammeret på grunn av gasstrømmen.

Forkalsinert aluminiumoksyd kan mates mot en nedover og innover skrådd ringformet bunnvegg i reaksjonskammeret. Brennstoff mates fortrinnsvis til ved en lavere posisjon i reaksjons-karameret enn det forkalsinerte materiale, spesielt oppover gjennom bunnveggen.

Gasstrømmen fra reaksjonskammeret som er befridd for suspendert aluminiumoksyd, kan benyttes som varmgass for tørking og forkalsinering av materialet i forkalsineringssonen.

Man oppnår forbedret varmeøkonomi hvis fint støv separeres fra avgassen fra forkalsineringssonen, og det fine støv tilføres til suspensjonen av materiale i utløpsgassene fra reaksjonskammeret etter at suspensjonen har forlatt reaksjonskammeret.

Forkalsinering gjennomføres fortrinnsvis i en fler-trinns-cyklonforvarmer.

Materialet som separeres fra gasstrømmen fra reaksjonskammeret, kan avkjøles ved suspensjon i kjøleluft, separeres fra denne luft og den brukte kjøleluft tilføres til reaksjonskammeret som oksygenholdig luft.

Når forkalsiheringen gjennomføres i en flertrinns-cyklonforvarmer, kan materialet som kommer fra den øverste cyklon, oppdeles i to materialstrømmer hvorved den første rettes mot stigerøret i den andre cyklon fra toppen og den andre strøm og materialet som separeres fra gasstrømmen fra reaksjonskammeret som er suspendert i kjøleluft, hvoretter materialet separeres fra luften og underkastes en ytterligere avkjøling, og luften- tilføres

til reaksjonskammeret som oksygenholdig luft.

Den andre materialstrøm og materialet som separeres fra gasstrømmen som kommer fra reaksjonskammeret, kan deretter føres til et blandekammer og blandes før de suspenderes i kjøleluft. '

Foreliggende oppfinnelse omfatter også en apparatur for fremstilling av vannfri aluminiumoksyd ved hjelp av den ovenfor beskrevne fremgangsmåte, idet apparaturen omfatter en flertrinns-cyklonforkalsinør forbundet med et rørformet reaksjonskammer med en opprett akse utstyrt med et sentralt gassinntak. i bunnen av kammeret og et sentralt gassutslipp i toppen av kammeret som fører til en partikkel/gass-separator, og kanaler for tilførsel av i aluminiumoksyd fra forkalsinøren og brennstoff til kammeret, og en kjøleanordning for aluminiumoksyd som er separert i partikkel/ gass-separatoren, og denne apparatur karkateriseres ved at reaksjonskammeret er utstyrt med en nedover og innover rettet ringformet bunnvegg og at kanalene for tilførsel av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff, er anordnet på bunnen av kammeret slik at forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff kommer inn i kammeret langs veier som skjærer hverandre.

Brennstoffkanalen er fortrinnsvis anordnet under kanalen for tilførsel av forkalsinert materiale, fortrinnsvis i bunnveggen.

Apparaturen kan omfatte et utløpsgassrør fra forkalsin-øren utstyrt med et elektrostatisk filter og anordning for inn-føring av filterstøv fra filteret til stigerøret.i reaksjonskammeret.

Materialuttaket fra den øverste cyklon kan være utstyrt med anordninger for oppdeling av materialstrømmene i to material-strømmer hvorved den første føres via en kanal til stigerøret

i den andre cyklon fra toppen, og den andre materialstrøm og materialet som separeres i partikkel/gass-separatoren, rettes via kanaler til et kjøleluftrør hvori materialet suspenderes, hvorved utløpsenden av luftsuspensjonsrøret står i forbindelse med en separator med et utløp for separert materiale og et utløp for luft forbundet med sentralgassinnløpet i bunnen av reaksjonskammeret.

Et blandekammer kan deretter forbindes til utløpsenden av' kanalene for den andre materialstrøm og materialet som er separert fra gasstrømmen fra reaksjonskammeret, hvorved blande-

kammeret har en utløpskanal med et utløp i kjøleluftrøret.

Det er funnet at den høye termiske effektivitet for forbrenningssonen som muliggjør så vigorøs initiering av den eksoterme prosess, at de prosesser som ifølge den kjente teknikk enten varte minst 30 min eller nødvendiggjorde.en meget høy temperatur i materialet som skulle underkastes a-omdanning, nå kan avsluttes i løpet.av sekunder uten forvarming til høye temperaturer, skyldes den intime og grundige kontakt mellom brennstoff, forvarmet materiale og oksygenholdig gass som er karakteristisk for foreliggende prosess og apparatur. Dette forbrenningsprinsipp er beskrevet i GB-PS 1.428.680 og GB-PS 1.463.124, kun imidlertid i forbindelse med endoterme prosesser som kan utføres praktisk talt isotermt. Imidlertid er anvend-elsen av dette prinsipp for oppvarming i eksoterme prosesser nytt, og den sterke initieringseffekt er meget overraskende, spesielt tatt i betraktning det faktum at temperaturen i det forkalsinerte materiale som tilføres til reaksjonskammeret,

er mer enn 100°C under temperaturen i det forkalsinerte materiale som benyttes i kjente prosesser.

Sammenlignet med systemer som benytter rotasjonsovner, har det foreslåtte stasjonære system fordelen med meget lavere varmeforbruk, når det gjelder aluminiumoksydkalsinering 750-800 kcal/kg sammenlignet med 1000-1100 kcal/kg for en rotåsjonsovn.

Sammenlignet med kjente stasjonære systemer som benytter enten konvensjonelle eller ekspandert hvirvelsjiktteknikk, unngår foreliggende oppfinnelse behovet for gassfordelere anordnet i gass/luft-strømveien såvel som en deling av gass/luft-strømmene på grunn av forskjeller i gass/luft-beho'vene for forbrenning hhv. fluidisering.

Ifølge søknaden trenges det ingen gassfordelingsanord-ninger for å oppnå egnet pneumatisk føring av pulverholdig materiale gjennom høytemperaturreaksjonskammeret, og hele mengden av forbrenningsgass eller forvarmet luft som er nødvendig for forbrenning, tas gjennom reaksjonskammeret, noe som unngår en oppsplitting av de foreliggende gasstrømmer.

Sammenlignet med andre systemer oppnås meget høye temperaturer ved forbrenning av brennstoff i meget.varm forvarmet luft, separert fra ethvert materiale som måtte kreve store mengder varmetilførsel for å kunne oppvarmes til reaksjonstemperaturen

som er nødvendig. Oppholdstiden for det varme materiale for å

nå den ønskede kjemiske omdanning, reduseres vesentlig på grunn av de nådde høye temperaturnivåer.

Sammenlignet med fremgangsmåten som er beskrevet i den ovenfor nevnte japanske publikasjon, unngår foreliggende, oppfinnelse manglen ved behovet for rør med store diametere for å sikre en partikkelhastighet under 12 m/sek. og kravet, for høy temperatur på.ca. 900°C for materialet som kommer til a-omdann-ingssonen,slik det er eksemplifisert i eks. 1 i den japanske publikasjon, og oppfyller allikevel kravene til meget hurtig a-omdanning og ubetydelig partikkelnedbrytning.

Ytterligere forbedringer i varmeøkonomien oppnås ved

den ovenfor angitte støvsirkulasjon og/eller delingen av det faste materiale fra den øverste cyklon.

Ved å benytte støvcyklusen, dvs. tilbakeføring av støv tatt ut fra gassen som.forlater den øverste cyklon, i en elektrostatisk filteranordning, til stigerøret fra reaksjonskammeret, oppvarmes det kalde støv ved varmevekslihg med materialet og gass som kommer fra reaksjonskammeret, og separeres fra hovedandelen av materialet i cyklon nr. 3, noe som fører til at temperaturbelastningen på cyklon nr. 3 er redusert, og varme som er tatt opp av det fine støv fra den elektrostatiske fjern-ihgsanordning, føres tilbake til cyklonforvarmeren sammen med varmeinnholdet, noe som reduserer mengden av varme som forlater hoveddelen av. materialet når dette slippes ut til kjøleren. Nettoeffekten som oppnås fra dette arrangement, er at varmebe-lastningen på kjøleren reduseres mens samtidig mer varme til-bakeføres til cyklonforvarmeren der det er nødvendig for å forkalsinere aluminiumtrihydrat.

Utskilling av det relativt kalde materiale som kommer

fra den øverste cyklon og blanding av en del av dette med meget varmt materiale fra gasstrømmen fra reaksjonskammeret, gir en ytterligere forbedring i varmeøkonomien på grunn av den direkte varmeveksling mellom kaldt og varmt materiale i motsetning til den indirekte varmeoverføring ved gassformig medium. Videre gjør dette arrangement det mulig å variere egenskapene i sluttproduktet.

Det skal nå beskrives noen eksempler i forbindelse med oppfinnelsen under samtidig henvisning til tegningene der:

fig. 1 er et diagram av en apparatur; og.

fig. 2 er et diagram av en annen apparatur.

Under henvisning til fig. 1. definerer et reaksjonskammer 4 en reaksjonssone for omkrystalliseringsprosessen, cyklonene 1

og 2 en forkalsineringssone, cyklon 3 en separator for separering av produktet .fra de varme gasser fra reaksjonskammeret, og en kjøler 5 en kjølesone. Aluminiumoksydtrihydrat mates til forkalsineringssonen gjennom et innløp .6 til stigerøret fra den andre cyklon fra toppen. Støvet fra et ikke-vist elektrostatisk, filter kan tilføres til stigerøret fra reaksjonskammeret gjennom et innløp 9. Produktet som separeres fra de varme gasser i cyklonen .3, avkjøles i kjøleren 5 og slippes ut gjennom et utløp! 11. Reaksjonskammeret mates med brennstoff gjennom en kanal 7 og med oksygenholdig gass gjennom et innløp 8. Gassene forlater forvarmingssonen gjennom en rørledning 10 og blir ytterligere avstøvet i et ikke-vist elektrostatisk filter.

Det våte aluminiumoksydtrihydrat tilføres gjennom inn-løpet 6, tørket og forkalsinert i strømmen av varme gasser fra stigerøret fra den andre cyklon fra toppen, separert fra disse .gasser i cyklon 1, tilført til stigerøret fra cyklon 2, forkalsinert i gassene fra denne cyklon og separert i cyklon 2.

På grunn av denne behandling er hovedandelen av fritt vann og krystallvann fjernet. Deretter tilføres forkalsinert materiale til reaksjonskammeret 4 og bringes i grundig kontakt med brennstoff og oksygenholdig gass. Hurtig forbrenning skjer i en forbrenningssone med en liten utstrekning, noe som gir en meget hurtig temperaturstigning i aluminiumoksydpartiklene som initi-. erer den eksoterme omkrystalliseringsprosess i løpet av meget kort tidsrom. På grunn av den eksoterme reaksjon i partiklene,

blir de ytterligere oppvarmet, noe som fører til en meget hurtig omkrystallisering. Under denne prosess er aluminiumoksydpartiklene suspendert i den gassformige blanding av oksygenholdig gass og forbrenningsprodukter og føres ut av reaksjonskammeret av denne gassformige blanding, og separeres fra denne i cyklon 3. Det krystalliserte produkt som inneholder den ønskede mengde a-aluminiumoksyd, avkjøles i kjøleren 5.-

Fig. 2 viser en foretrukket utførelsesform av.apparaturen. I denne figur viser henvisningstallene 1-11 til de samme trekk som de tilsvarende.tall i fig. 1. Fig. 2 viser den elektrostatiske anordning 14. Videre er materialutløpsrøret fra den siste cyklon delt i to rør 13 og 13' med ventiler 15 hhv. 15'. Det forvarmede materiale fra den første cyklon kan således oppdeles i to strømmer av hvilke den første gjennom rørledningen 13 og ventilen 15 mates til stigerøret fra cyklonen 3 som forklart» ovenfor. Den andre strøm mates til et blande- og kjølekammer 5' hvori den blandes med det.varme produkt som separeres fra de varme gasser fra reaksjonskammeret 4. Etter blanding og avkjøling i kammeret 5', blir det blandede produkt matet til et kjøleluftrør 12, suspendert i kjøleluft og separert i cyklonen 5 som kan være det høyeste trinn i en flertrinns-cyklonkjøler.

Oppfinnelsen skal forklares ytterligere under henvisning til de følgende eksempler: En kalsineringsinstallasjon omfattende et cylindrisk reaksjonskammer med 600 mm innvendig diameter og 3800 mm høyde oppvarmes ved hjelp av lett brenselsolje (netto-kalorimetrisk verdi: 10150 kcal/kg) og suppleres med luft i en mengde som fører til en hastighet på ca. 3,8 m/sek. i reaksjonskammeret.

En våtfilterkake av A^O^.SE^O med ca. 12% fri fuktighet forvarmes i utløpsgassen fra reaksjonskammeret i en forvarmer som vist i fig. 1. Under forvarmingen fordampes det frie vann,

og man får et tørt Al203.3H20 med et tenningstap på ca. 34,9%

som ytterligere oppvarmes i forvarmeren, noe som gir et råprodukt til reaksjonskammeret som i det vesentlige består av A^O^, og med et tenningstap på 3-6% og en temperatur på 400-450 C.

Dette råstoff bestående av forkalsinert aluminiumoksyd tilføres til bunnen av reaksjonskammeret og bringes i grundig kontakt med brenselsolje som tilføres under tilmåtet råstoff. Blandingen av aluminiumoksyd og brenselsolje suspenderes i for-brenningsgassen som tilføres i sentrum av bunnen i reaksjonskammeret, og således gir en initieringssone i bunnen av reaktoren. Temperaturen i reaksjonskammeret måles ved tre posisjoner i kammeret, og det oppnås en verdi som kan sees som en gjennom-snittstemperatur i reaktoren.

Ved å variere matehastigheten og lufttilførslen kan gjennomsnittstemperaturen i reaksjonskammeret forandres til en hardere eller mindre hard brenning av aluminiumoksyd, dvs. til større eller mindre mengder av a-aluminiumoksyd.

Den brente aluminiumoksyd føres ut fra reaksjonskammeret som en suspensjon separert fra varme gasser, og avkjøles.-

Etter avkjøling blir a-aluminiumoksydinnholdet og tenningstapet målt. Tabell 1 viser typiske verdier for produkter som oppnås som beskrevet ovenfor.

Alle disse produkter viser et tenningstap fra 0,1-0,5%, og de var fremstilt i mengder på ca..200 kg/time.

Tabellene 2 og 3 viser typiske verdier for ytterligere produkter oppnådd som beskrevet ovenfor.

Røntgendiffraktogrammer av aluminiumoksydprøver viste den følgende mirieralfordeling i prøvene som er angitt i tabell 3.

Som antydet ovenfor, tillater fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilling av aluminiumoksyd méd et bredt område av egenskaper tilsvarende sandaktig, mellomliggende og melet typer av aluminiumoksyd.

Deri ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilte aluminiumoksyd, er et meget egnet basismateriale for elektrolyttisk fremstilling av aluminium.

Kravene til aluminiumoksyd kari variere fra fabrikk til fabrikk, men ligger typisk ved et a-aluminiumoksydinnhold på 10-20%, et spesifikt overflateareal etter BET på 40-60 m 2/g og et tetningstap på <1%.

Claims (20)

1. .1. Fremgangsmåte for fremstilling av vannfri aluminiumoksyd fra aluminiumoksydtrihydrat hvori fritt og kjemisk bundet vann i det minste partielt fjernes i en forkalsineringssone hvori aluminiumoksydtrihydrat suspenderes i og oppvarmes av og separeres fra en strøm av varme gasser, hvoretter forkalsinert og dehydratisert aluminiumoksyd omkrystalliseres i det minste partielt til a-aluminiumoksyd i et reaksjonskammer utstyrt med inn-retninger for.tilmåting av brennstoff og oksygenholdig gass til en forbrenningssone i kammeret, hvori den eksoterme omkrystallisering initieres ved ytterligere oppvarming av forkalsinert aluminiumoksyd ved å suspendere materialet i varme forbrenningsgasser, hvoretter i det minste partielt omkrystallisert aluminium-

   oksyd føres ut av reaksjonskammeret suspendert i forbrenningsgass-strømmen, separeres fra gasstrømmen og underkastes.hurtig avkjøl-ing i en forbrenningssone, karakterisert ved at det tilveiebringes heftig initiering av omkrystalliserings-* reaksjonen ved grundig blanding av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff, fulgt av suspensjon av denne blanding i oksygenholdig gassråstoff til forbrenningssonen.
2. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den oksygenholdige gass føres oppover gjennom sentrum av bunnen i reaksjonskammeret, at den grundige blanding av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff tilveiebringes, ved å til- <1> føre forkalsinert aluminium og brennstoff ved bunnen av reaksjonskammeret i retninger som gjensidig skjærer hverandre,.og at i det minste partieltomkrystallisert aluminiumoksyd og avgasser fra forbrenningssonen føres ut over toppen av reaksjonkammeret av gasstrømmen.
3. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at forkalsinert aluminiumoksyd mates mot en nedover og innover skrådd ringformet bunnvegg i.reaksjonskammeret.
4. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at brennstoffet tilføres ved en lavere posisjon i reaksjonskammeret enn forkalsinert materiale.
5. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved av brennstoffet tilføres oppover gjennom en bunnvegg i reaksjonskammeret.
6. 6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at gasstrømmen fra reaksjonskammeret og som er befridd for suspendert aluminiumoksyd, benyttes som varmgass for tørking og forkalsinering av materialet i forkalsineringssonen.
7. 7. Fremgangsmåte ifølge et. hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at fint støv separeres fra avgassen fra forkalsineringssonen og at det fine støv til-føres til suspensjonen av materialet i avgassene fra reaksjonskammeret etter at suspensjonen har forlatt dette.
8. 8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7, karakterisert , ved at forkalsineringen gjennomføres i en flertrinnscyklonforvarmer.
9. 9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1-8, karakterisert ved at materialet som separeres fra gasstrø mmen fra reaksjonskammeret avkjøles ved suspensjon i kjøleluft, separeres fra denne luft og at brukt kjøleluft til-føres til reaksjonskammeret som oksygenholdig gass.
10. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at materialet fra den øverste cyklon deles i to material-strømmer hvorved den første materialstrøm rettes til et stigerør til den andre cyklon fra toppen, og at den andre materialstrøm og materialet som separeres fra gasstrømmen fra reaksjonskammeret suspenderes i kjøleluft, hvoretter materialet separeres fra luften og underkastes ytterligere avkjøling og luften tilføres til reaksjonskammeret som oksygenholdig gass.
11. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 10., karakterisert ved at den andre materialstrø m og materialet som separeres fra gasstrømmen fra reaksjonskammeret, tilføres til et blandekammer og blandes før det suspenderes i kjøleluften.
12. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den er som beskrevet under henvisning til de ledsagende tegninger.
13. 13. Vannfri aluminiumoksyd som.er fremstilt ved en fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av de foregående krav.
14. 14. Apparatur for fremstilling av vandig aluminiumoksyd ved en fremgangsmåte i henhold til et hvilket som helst av kravene 1-12, omfattende en multicyklon-forkalsinør forbundet med et rørformet reaksjonskammer med en opprett akse og utstyrt med et sentralt gassinntak i bunnen av kammeret og et sentralt gassutslipp i toppen av kammeret førende til en partikkel/gass-separator, samt kanaler for tilførsel av aluminiumoksyd fra forkalsinøren og brennstoff til kammeret, og en kjøler for aluminiumoksyd som er separert i partikkel/gass-separatoren, karakterisert ved at reaksjonskammeret er utstyrt med en nedover og innover skrådd ringformet bunnvegg og at kanalene for tilførsel av forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff befinner seg i bunnen av kammeret slik at forkalsinert aluminiumoksyd og brennstoff kommer inn i kammeret i veier som skjærer hverandre.
15. 15'. Apparatur ifølge krav 14, karakterisert ved at brennstoffkanalen befinner seg under kanalen for forkalsinert materiale.
16. 16. Apparatur ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at br'ennstof f kanalen befinner seg i bunn-:, veggen.
17. 17. Apparatur ifølge et. hvilket som helst av kravene 14^16., karakterisert ved at den omfatter et avgassrør fra forkalsinøren utstyrt med et elektrostatisk filter samt midler for tilføring av filterstøv fra filteret til stigerøret fra reaksjonskammeret.
18. 18. Apparatur ifølge et hvilket som helst av kravene 14-17, karakterisert ved at materialutløpet frå den øverste cyklon. er utstyrt med midler for oppdeling ;av material- ' strømmen i to materialstrø mmer hvorved den første materialstrøm føres via en kanal til stigerøret til den andre cyklon fra topp, og den andre materialstrøm og materiale som er separert i partikkel/gass-separatoren, føres via kanaler til et kjøleluftrør hvori materialet suspenderes, hvorved utløpsenden av luftsuspen-sjonsrøret står i forbindelse med en separator med et utløp for separert materiale og et utløp for luft i forbindelse med det sentrale gassinnløp til bunnen av reaksjonskammeret.
19. 19. Apparatur ifølge krav 18, karakterisert ved at det videre omfatter et blandekammer i forbindelse med utløpsenden av kanalene for en andre materialstrøm.og materiale som er separert fra gasstrømmen som kommer fra reaksjonskammeret, hvorved blandekammeret har en utlø pskanal med utløp i kjøleluft-røret.
20. 20. Apparatur ifølge.krav 14, i det vensétlige som beskrevet under henvisning til fig. 1 og 2 i de ledsagende tegninger.