KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
KLASA 12 (3)
INDUSIRISKE SVOJINE
IZDAN 1 JANUARA 1937
PATENTNI SPIS BR. 12789
Lonza Elektrizitatswerke und Chemische Fabriken Aktiengesellschaft,
Gampel-Basel, Švajcarska.
Izrada aluminijevog oksida, praktički slobodnog od silicijutnove kiseline,
iz aluminata zemnoalkalija.
Dopunski patent uz osnovni patent broj 10531.
Prijava od 24 marta 1936.	Važi od 1 juna 1936.
Najduže vreme trajanja do 30 juna 1948.
Predmet osnovnog patenta je jedan postupak za izradu aluminijevog oksida, praktički slobodnog od silicijumove kiseline, pomoću izluživanja aluminata zemnoalkalija sa probitačno vrućim rastvorom alkalijevog karbonata i naknadnog oba-;ranja aluminijevog oksida iz dobivenog rastvora, na pr. pomoću ugljene kiseline. Postupak je naznačen time, što se alkalijev karbonat upotrebljuje u suvišku i što se rastvoru aluminata, u svrhu odstranjenja rastvorene silicijumove kiseline i suviška karbonata, dodaje kalcijev hidroksid u tolikoj količini,
1)	da se upotrebljuje više kalcijevog hidroksida nego što odgovara zaostalom nepromenjenom alkalijevom karbonatu,
2)	da slobodni suvišak kalcijevog hidroksida prema alkalijevom karbonatu č7u.osi najmanje 12-tostruku, probitačno 25—30-tostruku količinu rastvorene sili-cijumove kiseline,
3)	da slobodni suvišak kalcijevog hidroksida prema alkalijevom karbonatu ne iznosi manje od 6 kg CaO na 1 mB rastvora i ne prelazi, ili znatno ne prelazi, 17,5 kg CaO, jer se pri prekoračenju te granične vrednosti dešavaju gubici u alu-minijevom oksidu.
Pri daljem razrađivanju postupka pronađeno je, da je moguće, da se po-
stupak pomoću pogodnih mera poboljša u ekonomskom pogledu, kako u odnosu na potrošnju kreča, tako i na iskorišćenje aluminijevog oksida.
Ustanovljeno je, da je rastvorljivost silicijumove kiseline, koja se nalazi u kal-cijevom aluminatu u rastvorima alkalijevog karbonata, na pr. u sodi, bila u raznim slučajevima sasvim različita, i ako je delimično ista sadržina Si02 bila ustanov-Jjena. Rastvorljivost silicijumove kiseline povećala se često tako jako, da bi za njeno odstranjivanje prema postupku osnovnog patenta, bile potrebne količine kreča, koje bi pod svima okolnostima dovodile do znatnih gubitaka u aluminijevom oksidu. Bliže ispitivanje te pojave dovelo je do iznenađujućeg saznanja, da silicijumo-va kiselina može da bude zastupljena u kalcijevom aluminatu u raznim oblicima, od kojih je jedan teško rastvorljiv ili skoro nerastvorljiv, dok se drugi može relativno lako rastvarati u rastvoru sode, ili u rastvoru nekog drugog alkalijevog karbonata. Ustanovljeno je, da se taj lako rastvorljiv oblik, pomoću oksidirajuće obrade pri povišenoj temperaturi može prevesti u teško rastvorljivi oblik i da se tako količina rastvorljive silicijumove kiseline u aluminatu može toliko smanjiti, da se može obrada lužina alkalijevih aluminata sa
Din. 10.—
oksidom ili hidroksidom zemnoalkalija uglavnom, čak sasvim izostaviti, tako da je samo u malo slučajeva potrebna deli-mična obrada, na pr. pomoću kalcijevog hidroksida.
Dejstvo oksidujuće obrade izgleda da počiva na tome, što se oblik vezivanja silicijumove kiseline, moguće usled oksidacije, tako izmenjuje, da se silicijumova kiselina prevodi u jedan nerastvorljiv oblik.
Pri izvođenju postupka žare se na pr. sluminati zemnoalkalija u prisustvu vaz-duha, ili nekog drugog oksidirajućeg gasa, na pr. u mufl- ili retortnoj peći. Proces žarenja može se sprovoditi na pr. pri temperaturama od oko 800—1400°C, pre-imućstveno pri onima od 800—OOO0 i zavisno od svojstava ishodnog materijala, u toku od 1/4 časa do više časova, na pr. u toku od 2 časa.
Dalje ekonomsko poboljšanje u odnosu na iskorišćenje aluminijevog oksida može se time postignuti, ako se vodi računa, da se u aluminatu, koji dolazi u preradu, održava odnos između oksida zemnoalkalija i A120:1 u izvesnim granicama.
Nađeno je naime, da se rastvorljivost aluminata zemnoalkalija, na pr. kalcijevog aluminata, jako smanjuje, ako je odnos između. oksida zemnoalkalija (računato kao CaO) i A1,03 u aluminatu veći od 3:1, ili manji od 0,9 : 1.
Podrobnim ispitivanjem utvrđene su đo sada nepoznate činjenice, da su alumi-nati sa CaO-sadržinom manjom od 0,9 mol CaO na 1 mol AL03 i oni sa CaO-sadržinom većom od 3 mol CaO na 1 mol ALO:. tako slabo rastvorljivi u rastvorima alka-lijevih karbonata, da pri obradi aluminata sa vrućim rastvorom sode, ide u rastvor manje od 603; aluminijevog oksida, dok je naprotiv između tih vrednosti (0,9 i 3 mol CaO na 1 mol AhO:!), rastvorljivost aluminijevog oksida znatno bolja i da se pri količinama od 1,12 do 2,2 mola CaO na 1 mol Ako,., može dovesti u rastvor 90% ^ više od prisutnog A120.„ kao što se to vidi iz sledeće tablice:
M lova CaO na 1 mol iskor'šćenle aluminl-A1203	jevog oksida u %
0.79	49 7
0	«9	53.8
1.08	77 5
1.14	926
1	48	97.7
176	95.5
1.95	96.0
2	12	93 2
2.33	72 5
2.89	68 2
3 26	54 2
Stoga ako se prema ovom postupku prerađuju kalcijevi aluminati, kod kojih odnos između Al2Oo i CaO prelazi gornje, za dobru rastvorljivost Al2Os utvrđene granice, onda se dobija takođe aluminijev oksid velike čistoće, ali pod nepodnošljivim ekonomskim uslovima, usled gubitaka u AhO.. pri procesu izluživanja.
Usled toga se prema ovom pronalasku upotrebljuju za luženje prvenstveno takvi aluminati zemnoalkalija, čiji se sastav kreće u gore navedenim granicama i to se probitačno omogućava na taj način, što se već pri izradi aluminata, na pr. prema patentu br. 9449, vodi računa o povoljnom sastavu krajnjih proizvoda u gore pomenutom smislu.
Osim povoljnog iskorišćenja čistog aluminijevog oksida, znatno siromašnijeg na Si02, pruža postupak prema pronalasku još i to preimućstvo, da se sprečava potrošnja velikih količina kreča, neželjena iz ekonomskih razloga.
Ovo je od naročite važnosti na pr. pri preradi jako nečistih boksita, kao što su hesenski boksiti, koji se nalaze u Ne-mačkoj. Za prevođenje te sirovine u kalcijev aluminat, potrebne su velike količine kreča. Stoga, ako se pri tome kreč ne ograniči na odnos maks. 2—2.4 mola CaO na 1 mol A120:„ onda osim toga što su tako dobiveni aluminati rđavo rastvorljivi, prerada te sirovine dolazi u pitanje usled potrebe velikih količina kreča, pošto ta prerada podnosi samo male materijalne izdatke.
Pri izračunavanju molova CaO ili drugih oksida zemno alkalija, koji prema pronalasku treba da su prisutni na svaki mol A120.„ treba voditi računa o tome, da osim toga na svaki mol Si02 moraju biti prisutna 2 mola CaO.
Naposletku je ustanovljeno, da pri radu na uobičajeni način, koncentracija lužina pri izluživanju može da se poveća na oko 18% alkalijevog karbonata, prema 8--12% u postupku prema osnovnom patentu, a da pri tome ne ode procentualno više silicijumove kiseline u rastvor. Na taj način se dobivaju rastvori alkalijevih aluminata, koji mesto 55—57 gr A1203 sadrže 74—76 gr, čime se zapremina lužine po toni rastvorenog aluminijevog oksida smanjuje za oko 25%.
Primer.
50 gr kalcijevog aluminata izlužuje se sa 500 cm:i rastvora 10%-nog natrije-vog karbonata jedanput u nežarenom stanju i jedanput posle dvočasovnog žarenja na 11000C. Sastav aluminata zemno alka-lija i rezultati opita proizlaze iz sledeče tabele:
Sastav u °/o	Nežareno	Žareno
SIO,	1.56	1 94
tio2	0 30	0 20
F fjOn	1 76	1 28
AljjOg	53 04	52.22
CaO	45 40	44.40
Rezultat opita rastvorijivosti:
Rastvoreno gr A!2Os	25.08	25.46
Iskorlšćenje AI203 u %	94.7	97 5
Rastvoreno gr Sl02 Ristvoreno SiOg u %	041	0.0396
	52.5	4.10
Rastvoreno gr Si02 u litru	0.744	U.080
Rastvoreno Si02 u % rastvorenog A!aOs	1.64	0.16
Lužina iz nežarenog aluminata mo-morala je biti obrađivana, u svrhu odstranjivanja silicijumove kiseline, sa 18.6 do 22.3 kg suvišnog kalcijevog hidroksida na 1 m'f, t.j. sa 9.3 do 11.1 kgrama kalcijevog hidroksida na 500 cnr!. pri čemu se moralo pomiriti sa nastalim gubicima u aluminijevem oksidu.
Lužina iz žarenog aluminata zemno alkalija imala je u sebi tako malo silicijumove kiseline, da se obrada krečom mogla izostaviti. Pri direktnoj preradi te lužine na aluminijev oksid pomoću uvođenja
ugljene kiseline, dobiven je aluminijev oksid, koji ima veoma malo silicijumove kiseline.
Patentni zahtevi:
1.	) Postupak za izradu aluminijevog oksida, praktički slobodnog od silicijumove kiseline, pomoću izluživanja aluminata zemno alkalija, kao što je kalcijev aluminat, sa probitačno vrućim rastvorom alkalijevog karbonata i naknadnog obara-nja aluminijevog oksida iz odvojenog .rastvora alkalijevog aluminata, prema osnovnom patentu br. 10531, naznačen time, što se u datom slučaju, izostavljajući obradu aluminatske lužine sa krečom, aluminat zemno alkalija podvrgava pre izluživanja oksidišućoj obradi pri višim temperaturama, na pr. pri temperaturama od oko 800—900°C.
2.	) Postupak prema zahtevu 1, naznačen time, što se upotrebljuju aluminati zemno alkalija koji sadrže osim po 2 mola CaO na 1 mol Si02 i na 1 mol A1208 ne manje od 0.9 i ne više od 3, preimućstveno 1.2—2.2 mola CaO, ili ekvivalentnu količinu nekog drugog oksida zemno alkalija.
3.	) Postupak prema zahtevu 1 i 2, naznačen time, što se za izluživanje aluminata zemno alkalija upotrebljuje rastvor alkalijevog karbonata sa velikom sadrži-nom, koja iznosi do 18%, alkalijevog karbonata.