Спосіб одержання кристалів, які містять гідрат оксиду алюмінію із каустичних маткових розчинів, та композиція на його основі

1. Спосіб одержання кристалів, що містять гідрат оксиду алюмінію, який відрізняється тим, що рідку фазу гідрату оксиду алюмінію вводять в контакт з фазою органічної допоміжної речовини, що містить сполуку загальної формули 2 UA 1 Винахід стосується способу одержання кристалів, що містять гідрат алюмінію, кристалів, що містять гідрат алюмінію, які одержують згідно з даним способом, композиції, що містить фазу гід рату алюмінію, а також застосування кристалів та фаз, що містять гідрат алюмінію. Одержання алюмінію з бокситу на сьогоднішній день в основному відбувається згідно із так званим способом Баєра. Щоб в промислових мас 3 79588 штабах одержати алюміній високої чистоти, бажано, щоб вихідні продукти для одержання алюмінію згідно зі способом Баєра також мали високу чистоту. У способі Баєра використовують як вихідний продукт боксити з природних родовищ. Ці боксити як правило забруднені рядом домішків, які протягом здійснення способу Баєра мають бути відділені від продукту, який далі переробляється на алюміній. Важливим продуктом, з якого одержують алюміній, є гідрати алюмінію, переважно тригідрат алюмінію. Цей тригідрат алюмінію є не лише першим етапом в процесі одержання алюмінію, але й в процесі одержання ряду продуктів на основі оксиду алюмінію. Поряд з тим, що ці домішки погіршують якість зазначених вище продуктів, вони також негативно впливають на здатність до переробки кристалів, що містять гідрат алюмінію. Так, наприклад, присутність оксалатів впливає на ріст кристалів, що містять гідрат алюмінію, таким чином, що на наступних етапах одержують лише кристали малих розмірів з незадовільними технологічними властивостями. В [ЕР 286034] описаний спосіб зменшення процентного вмісту малих кристалів, що містять гідрат алюмінію, шляхом додавання ефективної кількості двох розчинних один в одному компонентів (А) та (Б) до маткового розчину, причому компонентом (А) є поверхнево-активний агент, який диспергує компонент (Б) у матковому розчині, а компонентом (Б) є масло. Цей спосіб є невигідним, оскільки повинна використовуватися двокомпонентна система, яку перед використанням необхідно попередньо змішувати за способом Баєра. В [US 4,578,255] описаний спосіб Баєра, при здійсненні якого чистота продукту, одержаного способом Баєра, досягається шляхом додавання розчинних у воді катіонних вінілполімерів з четвертинними солями амонію. Цей спосіб варто покращувати також тому, що тут додатково використовується полімерний матеріал, який повинен бути синтезований з мономерів, що вимагає великих затрат. У [заявці WO 99/30794] описаний спосіб Баєра, при здійсненні якого відбувається очищення, фільтрація та контроль кількості рідини, одержаної з червоного шламу за допомогою емульсійних полімерів, зокрема високомолекулярних поліакрилатів, у присутності поверхнево-активної речовини, яка може бути С1-С10-лінійним або розгалуженим алкілфенолетоксилатом. Тут йдеться не лише про те, що так само, як і в наведеному вище описі, в даному випадку також повинна використовуватися допоміжна речовина, яку необхідно спочатку полімеризувати з мономерів, але й про процеси очищення у червоній зоні, а не про одержання кристалів, що містять гідрат оксиду алюмінію, яке відбувається у білій зоні способу Баєра. Загалом задача винаходу полягає в усуненні недоліків, які випливають з рівня техніки. 4 Крім того задача винаходу полягає в одержанні кристалів високої чистоти, що містять гідрат оксиду алюмінію. Інша задача винаходу полягає в одержанні кристалів, що містять гідрат оксиду алюмінію, таких розмірів, які б особливо підходили для подальшої переробки на продукти з алюмінію та оксиду алюмінію. Задача вирішується способом одержання кристалів, що містять гідрату оксиду алюмінію, згідно з яким рідку фазу гідрату оксиду алюмінію піддають взаємодії з фазою допоміжних речовин, яка містить органічну допоміжну речовину, що проявляє принаймні одну з наведених нижче властивостей: (A) температура помутніння згідно зі стандартами Німецького інституту стандартизації 53917 в діапазоні від 40 до 80, переважно від 50 до 70 та особливо переважно від 55 до 65°С, (Б) в'язкість, виміряна шпиндельним віскозиметром Брукфільда RV2110, в діапазоні від 100 до 1000, переважно від 200 до 500 та особливо переважно від 250 до 350мПа·с, (B) HLB-значення згідно з [W.C. Griffin, J. Soc. Cosmet. Chem., 1, 311 (1950)] в діапазоні від 1 до 19, переважно від 5 до 15, особливо переважно від 8 до 13 та найпереважніше від 10,7 до 11,1, (Г) кількість груп ОН в діапазоні від 50 до 250, переважно від 70 до 150 та особливо переважно від 90 до 130мг КОН/г, (Д) температура затвердіння нижче 10, переважно нижче 0 та особливо переважно в діапазоні від -2 до -20 °С, (Е) температура займання згідно зі стандартами Німецького інституту стандартизації 51758 від >70, переважно >100 та особливо переважно >150°С. Згідно з винаходом іншими переважними формами виконання є кожна можлива комбінація властивостей з літерами А, Б, В, Г, Д та Е. Серед них переважними є А, Б, В, Г, АБ, АВ, АГ, БВ, АГ, АД, АЕ, АБВ, БВГ, БВГД, БВГДЕ, АБГ, АБГД, АБВГ, АБВГД, АБВГДЕ, причому особливо переважною є комбінація АБВГДЕ, а найпереважнішою - АБГД. Взаємодія відбувається відомим спеціалістам способом, наприклад, шляхом перемішування, впорскування або розсіювання фази допоміжної речовини, причому перевагу надають впорскуванню. Крім того перевагу надають взаємодії, що відбувається при перемішуванні. Перевагу також надають перемішуванню, яке відбувається зі швидкістю в діапазоні від 10 до 1000, переважно від 50 до 500 та особливо переважно від 70 до 200об./хв. Швидкість перемішування та мішалку необхідно переважно обирати таким чином, щоб суміш, яку слід перемішува ти, привести в рух та забезпечити дифузію складових, при цьому, щоб у суміш не потрапляв газ внаслідок утворення бульбашок. Фаза допоміжних речовин містить щонайменше 10, переважно щонайменше 50 та особливо переважно щонайменше 90мас.% органічної допоміжної речовини (від загальної кількості фази допоміжних речовин). 5 79588 Крім того згідно з винаходом перевагу надають способу, в якому допоміжною речовиною є адукт із С7-С30-алкілфенолу та С 2-С10алкіленоксиду. В цій формі виконання переважно використовують С8-С20-алкілфенол та особливо переважно - С10-С15-алкілфенол. Крім того перевагу надають С2-С7-алкіленоксиду, а особливу перевагу - С2-С3-алкіленоксиду. Крім того тут також переважно використовують етиленоксид (ЕО) та пропілен оксид (ПО), причому особливу перевагу надають етиленоксиду. Крім того згідно з винаходом перевагу надають алкілфенолу та алкіленоксиду, які використовуються у молярному співвідношенні від 1:1 до 1:20, переважно від 1:4 до 1:15 та особливо переважно від 1:5 до 1:10. В іншій формі виконання способу згідно з винаходом фаза гідрату оксиду алюмінію походить переважно з білої зони переробки бокситу згідно зі способом Баєра. Спосіб згідно з винаходом використовується у способі Баєра переважно після буферного фільтрування, зокрема за допомогою фільтру Келлі або фільтру із активованого вугілля, переважно за допомогою фільтру Келлі. Крім того у способі згідно з винаходом вміст гідрату оксиду алюмінію у фазі гідрату оксиду алюмінію складає щонайменше 10, переважно щонайменше 50 та особливо переважно від 55 до 99мас.% (від вмісту фази гідрату оксиду алюмінію) та проявляє принаймні одну з наведених нижче властивостей: а) вміст SiO2 складає максимально 5, переважно максимально 1 та особливо переважно максимально 0,1мас.% (від вмісту гідрату оксиду алюмінію), б) вміст Fe2O3 складає максимально 5, переважно максимально 1 та особливо переважно максимально 0,1мас.% (від вмісту гідрату оксиду алюмінію), в) вміст Na2O складає максимально 10, переважно максимально 5 та особливо переважно максимально 0,5мас% (від вмісту гідрату оксиду алюмінію), г) вміст води при температурі 110°С складає від 5 до 45, переважно від 5 до 20 та особливо переважно від 5 до 12% (від вмісту фази гідрату оксиду алюмінію). Згідно з винаходом іншими формами виконання є кожна можлива комбінація властивостей з літерами а, б, в та г. Серед них переважними є а, б, в, г, аб, ав, аг, бв, аг, абв, бвг, абг, абвг, причому особливу перевагу надають абвг. Згідно з іншою формою виконання способу згідно з винаходом перевагу надають взаємодії, яка відбувається при температурі фази гідрату оксиду алюмінію від щонайменше 50, переважно щонайменше 60, особливо переважно щонайменше 70 та найпереважніше щонайменше 80°С, причому перевагу крім того надають взаємодії, яка відбувається максимально при температурі 150°С. Крім того форма виконання способу згідно з винаходом полягає в тому, що адукт є сполукою загальної формули 6 в якій R означає С1-С9-алкіл, причому перевагу надають пара-положенню R в бензольному кільці, n означає число від 1 до 20, переважно від 2 до 15 та особливо переважно від 3 до 10. Крім того в способі згідно з винаходом перевагу надають органічній допоміжній речовині, яка використовується у кількості від 0,1 до 1000, переважно від 1 до 500 та особливо переважно від 2 до 250ррm (від вмісту фази гідрату оксиду алюмінію). Крім того даний винахід стосується кристалів, що містять гідрат оксиду алюмінію, який одержують описаним вище способом згідно з винаходом. Перевагу надають кристалу, що містить гідрат оксиду алюмінію, який містить органічну допоміжну речовину у кількості від 0,01 до 2, переважно від 0,05 до 1 та особливо переважно від 0,1 до 0,5ррm (від вмісту кристалу). Крім того перевагу надають кристалу, що містить гідрат оксиду алюмінію, вміст оксалату в якому складає менше, ніж 100, переважно менше, ніж 50, особливо переважно менше, ніж 10 та найпереважніше менше, ніж 1ррm (від вмісту кристалу). Крім того винахід стосується композиції, яка містить фазу гідрату оксиду алюмінію та описану вище органічну допоміжну речовину у кількості від 0,01 до 1000, переважно від 1 до 300 та особливо переважно від 5 до 250ррm (від вмісту композиції). Крім того винахід стосується застосування описаного вище кристалу, що містить гідрат оксиду алюмінію, або описаної вище композиції для одержання алюмінію або продуктів з оксиду алюмінію, переважно зелених частинок, кераміки всіх видів, наповнювачів, переважно для фільтрів, миючих засобів та зубної пасти. Наведені нижче приклади пояснюють винахід, але не обмежують його. Приклади Загальна інструкція У 150мл скляну колбу, наповнену 100мл зеленої рідини (взятої зі способу Баєра після буферного фільтр ування за допомогою фільтру Келлі та внесення як затравки 12г гідроксиду алюмінію з розміром частинок менше, ніж 45мкм ("зародкоутворювачі")) додають впорскуванням 5мл 10%-ної IntrasolÒ NР6-емульсм (одержаної від фірми Stockhausen GmbH & Co. KG, Німеччина). Потім колбу при температурі 74°С та швидкості перемішування 100об./хв. поміщають у блочний термостат, що має магнітну мішалку, на 22 години. Після цього кристали відокремлюють фільтруванням під вакуумом та промивають 500мл деіонізованої води при температурі 80°С. Осад висушують у печі при температурі від 100 до 110°С до досягнення сталості ваги. На лабораторних аналітичних вагах визначають вагу осаду. Результати наведені у таблиці: 7 79588 8 Таблиця № 1 2 3 4 Збільшення кількості осадженого кристалу порівняно зі зразком без додавання однієї з таких допоміжних речовин (D) Дозування [ррm] ЖК+7моль ЕО lntrasolÒ -NP9 (9моль ЕО) lntrasolÒ -NP9 (6моль ЕО) 25 0,89 0,57 0,17 50 0,98 1,03 0,18 100 1,20 1,33 0,18 200 1,98 1,12 0,17 ЖК означає полігліколевий естер жирної кислоти, EΟ означає етиленоксид D [г] означає осадження за допомогою допоміжної речовини [г] - осадження без допоміжної речовини [г] Комп’ютерна в ерстка О.Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601