Способи одержання кристалів гідроксиду алюмінію та композиція модифікатора кристалізації для їх здійснення

1. Спосіб одержання кристалів гідроксиду алюмінію з насиченого технологічного розчину Байєра, який включає додавання модифікатора кристалізації до розчину, де модифікатор кристалізації містить С8-С10 жирну кислоту або її попередник, або сіль, або їх суміші, причому карбоновий ланцюг вказаної жирної кислоти не має функціональних груп. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модифікатор додатково містить оливу, яка має температуру кипіння вище ніж приблизно 93 °С. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модифікатор кристалізації є розчиненим в оливі, що має температуру кипіння вище ніж приблизно 93 °С. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що модифікатор кристалізації є композицією, що містить: (a) розчин лугу, (b) жирну кислоту або її попередник, або сіль, або їх суміші, де зазначена кислота має довжину алкільного ланцюга С8-С10 атомів карбону, причому ланцюг жирно-кислотного компонента не має функціональних груп, та (c) необов'язково вуглеводневу оливу, у якій розчинена жирна кислота (b). 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що співвідношення жирної кислоти (b), розчиненої в оливі як носії (с), становить за масою приблизно 15:85. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кристали гідроксиду алюмінію мають зменшене формування високодисперсних частинок продукту одночасно з підвищенням у розподілі величини частинок гідроксиду алюмінію, без суттєвого зменшення загального виходу продукту. 2 (19) 1 3 94232 4 причому кількість компонентів модифікатора є ефективною для забезпечення підвищення у розподілі величини частинок гідроксиду алюмінію, без суттєвого зменшення загального виходу продукту. 10. Композиція за п. 9, яка відрізняється тим, що є придатною для використання у способі Байєра для одержання кристалів гідроксиду алюмінію зі зменшенням формування високодисперсних частинок продукту одночасно з збільшенням у розподілі величини частинок гідроксиду алюмінію, без суттєвого зменшення загального виходу продукту гідроксиду алюмінію. Заявлений винахід стосується удосконаленого способу Байєра створення кристалів гідроксиду алюмінію. Зокрема, винахід стосується композицій та способів збільшення величини частинок кристалів гідроксиду алюмінію без зменшення виходу. Гідроксид алюмінію (також відомий, як тригідрат оксиду алюмінію) застосовують для утворення первинного металічного алюмінію, застосовуючи способи електролітичного відновлення. Гідроксид алюмінію виробляють у промисловому масштабі добре розробленим способом, відомим як спосіб Байєра. У цьому способі, етапи, що охоплюють кристалізацію та осадження розчиненого гідроксиду алюмінію з технологічних розчинів, є критичними відносно економічного відшкодування вартості алюмінію. Економічного відшкодування досягають оптимізацією двох комерційно значущих параметрів: вихід та середня величина частинок. Намагання збільшити вихід та величину частинок гідроксиду алюмінію добуваного з технологічного розчину Байєра зазнали невдач стосовно забезпечення оптимізації комерційно важливого продукту. При стрімкому зростанні вартості енергії протягом останніх кількох років, власники підприємств, що виробляють гідроксид алюмінію продовжують намагання знайти оптимальні параметри для створення комерційно прийнятного продукту гідроксиду алюмінію. Незважаючи на намагання винайти хімічні добавки та способи зменшення числа маломірних частинок оксиду алюмінію, у той же час підтримуючи ефективність способу, жодне з них не було цілком успішним у збільшенні виходу та величини частинок оксиду алюмінію, добуваного способом Байєра у технологічному розчині. Продукти цих намагань охоплюють допоміжні засоби фільтрування як-то коагулянти або флокулянти, що необов'язково містять поліакрилові кислоти (РАА), модифікатори кристалізації, та зневоднювальні засоби. Наприклад, патент США № 4,737,352 (тут і далі патент '352), приписуваний Nalco, розкриває спосіб забезпечення зменшеного проценту кристалів невеликого величини та збільшення виходу більш великозернистистих кристалів гідроксиду алюмінію додаванням суміш поверхнево-активної речовини, диспергованої в оливі, до насиченого технологічного розчину протягом процесу осадження фаз. Пункти формули винаходу у патенті обмежували поверхнево-активну речовину довголанцюговими жирними кислотами. Опис патенту '352, однак, розкрив поверхнево-активну речовину, як жирні кислоти, що мають насичений або ненасичений основний алкільний ланцюг принаймні з чотирьох атомів карбону, що необов'язково містить принаймні одну функціональну групу. Крім того, опис розкриває функціоналізовану С8 алкіл жирну кислоту як переважну; жирну кислоту не було заявлено, та переваги цієї жирної кислоти не є розкритими або повідомленими як фактично здійснювані або конструктивно оформлені на практиці. Опис повідомляє про удосконалений процес, як обробку гарячого зеленого технологічного розчину Байєра каустичної соди із сумішшю поверхнево-активна речовина/олива. Опис не означає, не повідомляє про те, що довжина карбонового ланцюга жирної кислоти є фактором наділяння новизною, або не має прямого відношення до підказки про це. Два комерційно доступні модифікатори росту кристалів, що мають жирні кислоти з ланцюгами більше, ніж десять атомів карбону були упроваджені у промисловість та їх позначено як комерційний продукт 1 та комерційний продукт 2 у прикладах, що ілюструють винахідницький рівень повідомлення про довжину ланцюга жирної кислоти у удосконаленому процесі створення гідроксиду алюмінію. Патент '352 розкриває родину жирних кислот в оливі, що призводять до удосконаленого комерційного продукту. Як описано у прикладах, композиція жирних кислот, що описані тут, означає різновиди жирних кислот, що призводять до неочікуваних результатів у порівнянні з описаними у прототипі патенту. Обмеження виходу та величини частинок оксиду алюмінію, добуваного з технологічного розчину Байєра, є також розкритими у патенті США № 6,168,767 (тут і далі патент '767) під назвою "Створення оксиду алюмінію", приписуваному Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited. Композиція водорозчинного модифікатору кристалізації, що містить: першу композицію поліалкоксилованої неіоногенної поверхнево-активної речовини; та другу композицію, що містить поверхневоактивну речовину, або її попередник, котрі не є поліалкоксилованими, припустимо, забезпечує збільшену величину кристалів без зменшення виходу. Етиленоксидні (ЕО) елементарні ділянки є ідентифікованими, як важливий компонент композиції поліалкоксилованої неіоногенної поверхневоактивної речовини, переважно, елементарні ділянки етиленоксиду та пропіленоксиду (РО) утворюють етиленоксидно-пропіленоксидний блоккополімер. Економічна ефективність цих компоненти та їх схвалення при порівнянні з сумішами поверхнево-активна речовина/олива, застосовуваними у більшості композицій модифікатору кристалізації у більшості підприємств, які застосовують процеси обробки способом Байєра на сьогоднішній день, залишається сумнівною. Незважаючи на намагання задовольнити потреби, що з'являються при безперервній розробці способу Байєра, що відбувається на сьогоднішній день в усьому світі, промислові необхідності у удо 5 сконаленому продукті оксиду алюмінію залишаються нездійсненими. Для того, щоб задовольнити довготривалу, але нерозв'язану необхідність, ідентифіковану вище, розроблені спосіб та композиція для отримання кристалів гідроксиду алюмінію із збільшеними величиною частинок та виходом у способі Байєра. Цей результат є досягнутим додаванням С8-С10 жирних кислот, їх попередників, солей або сумішей, вказаний основний карбоновий ланцюг жирної кислоти є позбавленим функціональних груп. Залежно від параметрів системи обробляння, модифікатор кристалізації С8-10 є уведеним нерозбавленим або розчиненим в оливі як носії. Таким чином описана композиція, про яку повідомлено тут, містить як активний інгредієнт поверхнево-активної речовини жирну кислоту, її попередник, сіль або їх суміші, що мають довжину насиченого або ненасиченого, розгалуженого або нерозгалуженого алкільного ланцюга від С8 до С10 атомів карбону, де вказані атоми карбону є позбавленими функціональних груп, розчинену в оливі з температурою кипіння вище приблизно 200°F. Ця суміш жирна кислота/олива є уведеною у технологічний розчин Байера згідно зі способом, описаним тут. Друга описана композиція, про яку повідомлено тут, містить як активний інгредієнт поверхневоактивної речовини жирну кислоту, її попередник, сіль або їх суміші, що мають довжину насиченого або ненасиченого, розгалуженого або нерозгалуженого алкільного ланцюга від С8 до С10 атомів карбону, де вказані атоми карбону є позбавленими функціональних груп. Ця жирна кислота є уведеною у технологічний розчин згідно зі способом, описаним тут. Прийнятна композиція модифікатору кристалізації згідно зі способом є уведеною у кількості, ефективній для зміни розподілення величини частинок кристалів гідроксиду алюмінію так, щоб утворені кристали мали зменшене формування високодисперсних частинок продукту без суттєвого зменшення загального виходу продукту гідроксиду алюмінію. Визначення Як застосовано тут, терміни ідентифіковані нижче, є визначеними так: "Приблизно": означає зрівнювання одному з двох визначених цілих чисел або знаходження у межах між ними. "Комерційний продукт 1 та комерційний продукт 2": упроваджені у промисловість модифікатори росту кристалів, що мають ланцюги жирних кислот більше, ніж десять атомів карбону, які було описано у патенті '352, та їх позначено як комерційний продукт 1 та комерційний продукт. "Композиція модифікатору кристалізації": Перелік, опис та визначені співвідношення сирих матеріалів, застосовуваних для створення вказаної добавки, що містить С8-10 жирну кислоту. "Жирні кислоти, що мають довжину алкільного ланцюга С8-10 атомів карбону": представляють продукт С8-10, доступний від Proctor та Gamble. Він є жовтою рідиною із середньою молекулярною масою 154 г/моль з приблизним вмістом наступних 94232 6 жирних кислот, що мають довжини ланцюгів: С6