Fülöp Tamás, Egyházy Tibor, 1Sajó István Veszprémi
Egyetem, Környezetmérnöki és Kémiai Technológia Tanszék Az utóbbi évtizedben a timföldgyártáson belül egyre nagyobb szerepet kap az ún. nem metallurgiai célú - tehát nem a fémalumínium előállítását megcélzó - speciális timföldek előállítása. E timföldek felhasználhatók, mint katalizátorhordozók, katalizátorok, adszorbensek, tűzálló- és csiszolóanyagok. Az átmeneti alumínium-oxidok egy technikailag igen fontos részét képezik e vegyületcsoportnak. Alumínium-hidroxidoknak a 300-1000 °C hőmérséklettartományban való hőkezelésével állíthatók elő. Nagy fajlagos felülettel rendelkeznek, ezért adszorbensként, katalizátorhordozóként és katalizátorként is felhasználhatók, így pl. környezetvédelmi célokra alkalmazhatóak. Az alumínium oxidoknak számos polimorf módosulata létezik, ezeket különböző görög betűkkel különítjük el. A legnagyobb fajlagos felülettel közülük a g-AI2O3 rendelkezik. 1000 °C feletti hőkezelés esetén a domináns alumínium-oxid fázis a korund (a- AI2O3) lesz, amelynek fajlagos felülete kicsi. Kísérleti munkánkban különböző alumínium-oxidok hidrogén-fluorid adszorpciós kapacitását vizsgáltuk a minták fiziko-kémiai tulajdonságainak függvényében. A hidrogén fluorid emissziója fokozottan jelentkezik pl. az alumíniumkohászatban, ahol az olvadékként alkalmazott kriolit fluortartalmából keletkező hidrogén-fluorid (és egyéb fluortartalmú vegyületek) a környezetbe kijutva káros hatásokat okoz. Az elektrolizálókádakról elszívott gáz HF tartalmát kohászati timfölddel való érintkeztetéssel csökkentik, általában fluidágyas reaktorban. A kohászati timföldben viszont a domináns alumínium-oxid fázis a korund, így az adszorpciós folyamat hatékonysága kicsi. Kísérleti munkánkban ezért hasonlítottuk össze a kohászati és az átmeneti timföldek adszorpciós kapacitását és megpróbáltunk összefüggést találni a HF megkötő képesség és a minták fiziko-kémiai tulajdonságai között. Kísérleteink során egy magyarországi (H) és egy olaszországi (I) eredetű kohászati timföldet vizsgáltunk, valamint a Rhone Poulenc Company-tól kapott átmeneti timföldet (RP). Ez utóbbit különböző hőmérsékleteken eltérő ideig hőkezeltük. Ezután meghatároztuk a minták fajlagos felületét (S, m2/g) ASAP 2000 Micromeritics nitrogén adszorpciós poroziméterrel, illetve röntgendiffrakciós felvételeket készítettünk Philips PW pordiffrakciós készülékkel. A röntgendiffraktogramok alapján meghatároztuk a minták fázisösszetételét a teljes profilillesztés módszerével. A módszert az ALUTERV FKI-ban fejlesztették ki. Segítségével a minták fázisösszetétele 10 %-os hibahatáron belül határozható meg. A HF adszorpciós kísérleteket egyszeri átömlésű polietilén reaktorban végeztük. 5 I/h térfogatárammal 1 % HF tartalmú hidrogén-fluorid - nitrogén gázelegyet vezettünk 0,25 alumínium-oxid mintára. Az adszorbensről kilépő gáz HF tartalmát 0,05 mol/dm3 koncentrációjú NaOH oldatban elnyelettük, az oldatban a fluorid-ionok koncentrációját fotometriásan, a cirkon-alizarin módszerrel határoztuk meg. Az eredmények alapján felrajzoltuk az adszorpciós áttörési görbéket, e görbék alapján számoltuk ki az egyes minták HF adszorpciós kapacitását (m, mg/g). A kapott eredmények az 1. táblázatban és az 1. ábrán láthatók. 1. táblázat A vizsgált minták fázisösszetétele
1. ábra A HF adszorpciós kapacitás függése a fajlagos felülettől Eredményeink alapján egyértelműen megállapítható, hogy az átmeneti timföldek HF adszorpciós kapacitása nagyobb, mint a kohászati timföldeké. Jól megmutatkozik ez a magyar és az olasz kohászati minta közötti különbségben is, ahol az olasz mintában a domináns fázis a y-AI2O3. A kohászati véggáztisztításban előnyös lenne, bizonyos mennyiségű átmeneti timföldnek az adszorpciós reaktorba való vezetése, mert így az adszorpció hatékonysága növelhető lenne. Előtte azonban még vizsgálni kell az átmeneti timföldeknek az elektrolízis folyamatára gyakorolt hatását, hiszen az adszorpció után a reagált timföldet az elektrolizálókádba vezetik.
Copyright © 2000 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
