Fabrieksschema: De bereiding van aluminium uit aluminiumarme grondstoffen, liefst uit Ned. klei

/

,':\ . ~ ~ ~,~~-.--+~--,..., I . d..

l'IIr'ultJD..

DIaoember 1..94-7. ~ABRI.B.:K.SSCI.Bn,A..

Ia Bare:1.ding vea Al.wId:niwa: uit, aJ.um:inium:a.ruua arendstef'fa;,. l.Uf." uit . d . Uei..

JtluminiUDb 18 e.n. van d. me . . t ... rk • • mta .l.eJnD,~ ap aarde. eu mineral.en. en gesteenten,. d.i.e l.Q.

à

~ .:tum1.ni~de be'D.t.ten .. zijn. . e r

tal.r1Jk.

a.gena de. grat. &ffiniteit~ tot zuuratof:. 1& het eolttäer :gat in. 1;32..5-~er be.t; e.rat geJ.uk.t aan. oersted. em het vrije meta.al.. lIl.a. po.er "te iael.ere.." n..l.... èer I"~!~"..n watervrij al.uminiu.mohl.~ .. lB t _~i.ach kallu-..

'r.t, l.8.86. was de enige methede tm;luminillR te bere:tdeR." reduc.tU

van een &l:uminiumv:erbinding

t.

meutal.. JQ.Cl.'y); met eea. a.l.Jalf;mataa:t.,

k. lBa6 httbbel1:kU

en

~~ cwath&llkalijk-

van

elkaar in J6urika eIn lIIilropa he-t eJ.eotrüytiache reduc..ti.eproc..es .ntw1k.keld. waar&mr

het mogelijk .... d .. sl..um1n1ullL &~Op op teohlUaolla achaal. te maken.. B1.j die el.ectr ~e van . . n. opl saing van;

.ln.a.0:r

in ge8m01ten kry lltlt ~ ~&

1

varzamel t het metallische. aluminium nOh aan de. kathode QP de bccie.m:: van

d..

electrolyse.cel... Dkttr- het geproduceerde. al.uminium ni.t. op eenveudi.ge Wijz.

t.

raf~inerea is .. ~oet er ste.ede voor gezorgd worden .. dat de. Yeor d. ele.c.tr __

~~e grondstoffen~ &.Za, .. kryeli th en k.etüalectr0dan .. D zuive.r Dle-~i~ zij~ want all. verontrein1gingen verzam.len zich in het eindpr~

~ zijn later ook nog enige pracesaon. uitgawerlLt~ODr aluminiumalllage.s ... en &luminiumailicium te bereiden .. maar da.ar dit e.nigS2rl.na buiten het onderwerp valt~ zijn dez. hier verdar niet besproke~

-r-clJnisch is bat niet BlGg.l.ij~ gabl.u.a., al.uminiumaari;Yde·

-:L04)g a.an. ijzerGx,yde mtlt behu~p van. koolst<ll~

te

recit.ta.reDl.. Bij

.tII"

hGga t.emperatur-n. is de raduotie op aoh zelf wel. mogelijk,. maar het al..uminium lEervluchtigt dan en ar tredan nevenreaoties ep. ( oarbideverming

1

:na

bere.iding van zuiver aluminium v:alt dus ui w~ twee zaer varschiUenda de.~en::

:La Jht afscheiden van zuiver ~ayw..:tt 'eu-ts ..

Ze ü t ber.iden.rvan metallisch al.uminium. uit zuiver

AJ..aP1

door

.lectr~üys ...

!lil! afsche.1ding van zuiver- 1Q.a~ .. p teohniSèla ac-baal.. gaschiedt tegenwoordi~g st~eds voor bat allergrootBt. a.el ui~aaande. V~ het in d .. natuur ~orkolllende ru ... &l.umini~a.at.;a.auxIET .. Ileor verhitten met eert. Hit.OI Gplossi.ng., o.f door smelten . t soda,. en daarna uitlogen., -vermt. man e.u. natriumal.wninaatoplosa1ng,. wasrui t ,. na zuivering., 4(~ uaerg __ Bl.agen wardt door~ hydrol.ys. ef- door inl.aiden van

c.oa:.

C&l.cineren. vm het uitgewasse~ hydro~de levert dan het Al~.

Iat bereiden van matall.isch aJfuminiUDL door el.ectlt8i-).ys. vm •• n. oplossing van

Jtl.a,0J

in kryol.th:,. ge.beurt in prinoip. n.og steeds op dezeltd .. wijze &ls

in 1886 door

&all en I/rouLt is aangegeven.

Alle~

eD ~. gr &tte vaqbaden en el.ectroden zijn in de lee~ der tijd wat veraàderd.

Q k. '1IOegt lII8n nu wel. eens bepaa~de z:euten. aan de badan toe om hun sme~tte __ peratuur t~rlag.u.

,

;

III

A,

•

Bij het beoordelen

,

ot 0013. bepaald produot ot go

-st . .

nte geschikt is

,

om als grondstof voor d. aluminiumtabrikag. dienst

to doen

,

m et voernamelijk golet wo.den op het gehalto aan Al203

.

dat we

z.

hoog mogelijk

,

en de gohalten aan

Fe203

en Sl02

.

dio

.e

liefst ze laag

mogelijk willen hebben

.

Verder zijn natuurlijk eek van groot belang de

tetale

be90hikb~e,

! ontginbare hoevoelheid

,

de k sten

,

verbonden aan

het ontsluiten

van

een eventuele groeve

,

en do exploitatiekosten van ze'n

groeve

.

zand

en

arm 5~ ~

S102

Al203

·

De alluviale Ne

'

ierland.e

kleien zijn z

. .

r rij

k.

aan

aan

aluminium xyde

.

( 1

.

2

.

3 )

.

Klei uit de IJpolder bevat bijv

.

14

%

Al2~

en ,

%

Fe20~.

Groningse klei bevat sleohts 4

-

5

%

In

Zuid

Limburg

komen

enIge grondsoorten voor

,

met

een &l.um1nil1moxydegehal te van meer dan 20

%

.

Alhoe.el dit

,

in vergelijking met

Buitenland.e ertsen nog z

.

er we1nig is

,

is het tooh vermoedelijk .01 het

maximum

,

wat

wo

hier

in

de Nederland.o bodem megen verwaohten

.

no

leisteen ( klei80halie

,

verharde klei )

.

die o

.

a

.

het ganggesteente van de

Limburgso kolenlagen

vormt

,

komt

in

het aeul.dal

bij Cottessen aan de oppervlakto

,

en bovat

d~r

22

%

Al

2

0

3

en 6

%

Fe203

.

ontginning

ald.~

i. eohter niet goed mogelijk

,

daar de teegankelijke hoe

-veelheid niot bijzonder gro t i8

,

en het geheel oen uniek

geologisoh

natuurmonument

in

Nedorland

vormt

.

Bij

de ateenkoelwinning is ni.t te vermijden

,

d~t

er stenon

,

atkomBtig van de lei.t.enbankon boven

,

tussen on onder de

kool

-lagon

,

tus.en de kolen komen

.

Deze wordon bovengronds

,

op do

l~osbanden

en

in de

~gerij

.eer uit de kool vorwijdord

.

Vaak bevatten ze nog iets kool

( dat

er~d~orgegro.idezit

)

,

vorder ruim 20

%

Al2?3

e

n 7-10

%

Fe203

.

Tot

nu tee. rd.t

dit

materiaal niet

gobruikt

,

on het hoopt zioh

,

bsamen

.et

gesteenten uit nieuw aangelegd. mijngangen

,

tet de z

.

g

.

n

.

stort

op.

O~k

de vetkoolfljn wasserijen van

st~~tsmijn

Maurits

leveron zeer ve.l

,

betrekkelijk Al203riJk materiaal

at,

dat

ook

nog

tame-lijk wat koel bevat ( 6l )

Ben volgende

Limburgse grondsoort

,

met eon

,

voor

ons land

,

he g

Al2~gehalte,

is jong tertiaire klei

,

uit bestAande groe

-ven p het

°

atelijk doel van d

it

~or

heide

.

Deze klei bevat ruim

20

%

Al2~.

on sleohts 3

%

Fe203

.

Tenslotte komt bij Camerig

~

nabij

Epen

) yrij dioht

onder de epporvlakte Z

.

g

.

n

.

~ken8e

klei voor}Jlet

_

20

%

Al20~.

Door

uit-slibben v&n het verontreinigende zand

,

is het

Al2~gehalte

vrij

eenvou-dig tot ruim

~O ~

op te voeren

.

Ben teohnisohe toepassing voor de

aldus

oveneena gewonnon Band.traotie MSloefzand-

,

is

eohter

nog ni

e

t gevonden

,

on

de kleilagen

k

men zo onregelmatig vo r

,

dat

een meohanisohe

ontgin-ning vrij lastig \litvoorbI'J.1'U" zl't.l zijn

.

Bij

d.

verdere

opzet

Vll.n

de

!~briek

zullen

. 0

aan-~n,

dat als

llitg~gsmateriaal

de pliooene klei van de Brunsummerheide

gebruikt

wordt

.

Deze heett boven de

andere

,

eventue. l in

aanmerking

kome~

grondsoorten voor

,

d&t het ijzeroxyde

gehalte

v.el

,

en het

m~gnesiumoxyde

gehalte

iets lager i8

.

( Vooral

KgO kso

bij

de

ontSluiting

ste~k

storen

.

)

Voor de oomplote

analy •• s

der besproken

grondsoorten

an

gesteenten

zie tabel

I

Y

egeliJke werkwijzon voor

de

bereiding van

zulve~uminiumoxyde.

~ljn

drie grote

gro

epen methodes uitgewerkt

,

em uit

grondst.ffen

,

di.

0.&. Al

₂

0

3

,

Fe2e3

en

SiO

l

bevatten

,

zuivor

Al

20

₃

af

te

soheidon

,

n

.

l

.

apreken

.

Alkalisohe pr oessen,

A.

langs alkalische

. .

g. B.

langs zure weg

.

C

.

langs droge weg liet behulp van neu.trale

Binto~n

gleoiprooessen

.

Achtereenvolgens zullen

we

alle drie de

groepen

be

-Deze zijn ver het algelleon goed te

g

ebruiken

voor

grQndstoffen

mot een lAag

Sl~g.h&l.te.

terwijl het

gehalte aan

_{F0203 vo.r}

het pr oe. Gnbel.angrljk ls

.

,,)

.et

Bayerprooos

.

(6

.

7

,

8

,

9,18

,

21

,

16

,

17

,

19

,

20

,

22

,

30

,

11

,

19

,

65)

r

,

.

I w

I

I

l

Dit prooes wordt zeer veel gebruikt VOQr cle ontslui -ting van bauxiet, die niet m.er.dan enige procenten Si02 bevat. De bauxiet wordt mee.tal eerst bij oa 400°C geroost, om water en or~an1sche verentrel -nigingen zoals humuszuren, die SOlllS hot I\f'scheiden van.

Al(

QHJ

~ uit de al u-minaatoplossing kunn.n vertragen, te verwijderen, en de bauxiet

gemakkelij-ker ontsluitbaar te maken. Ha in een kogelmolen zeer rijn t. Zi~~~~~ wordt het pootd.ttr ln een ... erautoola&t gedurende enige uren bij 150 C en 7 atm. Met een 30 %ige

NaOI

OplOS8~g behandeld. ~ormt zich d~n velgens de vorgelijklng Al2~"!f 2~ao1! :;;:..,. -~NaAl02 ... 20 e.n oplossing VM, natrium-aluminaat, terwijl Fe2~; _{Ti02 en} het aeest. Si02 ~8 residu "red mud"

enopgelo8t ~ohterblijven. &en deel van het Si02 lost w.l op en reageert dan met nl!.trilUlalmn1naat ondGr vorming van. onoplo.baar Al203. Na20. 391°2. 9I20. Opdeze wijze gl\&t er du.s Zonl Al₂₀

3

•

a.L8 Naaa voor het proces ver ...

loren. Blj een hoog silioiumgehalte vsn het erts voegt men soms tijdens het fijnmalen of t1jdens het oproeren kalk to • • wa~door h~t _{S102 gebonden}

werdt~et onopleabaar oaloiumsiliceat (30)

Na de ntsluiting wordt d. inhoud van de autoolaven

in

gr

t. tanks I'\fgelat.n. en, met Wl\swl\ter uit het verdere prooes verdund.

Ilerna g~t de suspensie door Dorr indikkers en filterpersen. zod~t we een heldere aluminaatoplossing krijgen. en een hoeveelheid "red mud" als

afvalprodu.ot. Na kC)eling van de ( door dia verdlmning metastabiel geworden)

aluminaat plosslng tot !

65

C wordt hij ge.nt met een hoev~elh.id Al(Oa}3 kristallen van ~en vorige oharge, waarna in de loep van enige dagen onder roeren

!

2/~ van de tot"l. hoeveelheid alua1nium uit de oplossing als

Al (OI) neerslaat. Ook is het mog~lljk. het Al(Oa) neer te slaan deer het

inblaz~n

van koulzuurhQudende gassen.

Na

afflltrer~n

en uitwassen van het Al(OI) ep reterende vaouumfiltera, wordt de moederloog weer ingedampt, en

ter~gGVb.rd

in het ontsluitb&drijf. Iet op deze wijze verkregen

Al(OI)~

o

.ordt nu gedroogd en bij nlim 1000 C geoalcineerd in een roterende even.

lIirbij ga'lt he'tlbij de precipitatie ontstane ~ Al203. 3~0 achhreenv.lgens

o ..

eve.r in het tussen

WO-

9000

e

stabiele

I:

1U.203 en daarna in het boven 900 -C

stabiele 0( _A120

3

•

Op deze wijze kl\n een behoorlijk ztliver preduct

nt-st&l\n. dat bijv. de volgende analyse geert:

Al20~ 98,70

%

li20 0,85

%

Na20 0,3

%

3102 0,15

%

cao

0,013% Fe20

3

o,OO~:% ,

b) aet S"t.int-Claire, Deville-l'echiney-Le Chllteliltr-Morin -LeenEii Prooes

(6,7,22,39,65) ; Dit roostprooes met soda, dat reeds uit 1859 dateert,

.. erd vro.ger zeer veel gebruikt. In een roterende ven werd een mengs.ï e "

v~ gemalen, gerGoste bauxiet en s da, enige uren op 1200- 1400 C verä~t.

a.t Al2~ reageerde aet soda, onder vorming van natriumaluminast en,'

lFool-zuur: Al203'" N"2C~ ~ 2 NaAl02 ..,.. _CO2 .. IJzer en titaanverbindingen .~rden

niet ,,~ngetast. Bij het extraheren nl\ afloop VfU1 het gloeien lessen ~aAl 2 en . . n klein deel vs,n het _5i02 op. Dit hatste is echter z.er behoGl/'l~jk te verwijderen. door verhitten v~n d. vloeistof in een autoolaaf op ~.C(24+ JIr vormt zioh dan onoplosbaar natriuJllllwainiullsilioaat. De ruttriualll ' nal\t-oplossing kltn analoog aall die van het Bayerproces verwerkt worden. O~lt \dit proces is .eer niet te gebruik.n bij aanwezigheid van v.el 9102 in ~ :grond­ stof, daar. er dah te veel verlies ~l'I.n _Al20

3

en alkali optreedt. doot ~e vorming van onoplosbaar ne.triu.l]2q,lu.minimISillca&t.

0) Ro •• ten met nl'ttriumsulflde

ot

met n~trium.ulfaat en koolstof. (22',8.1S)

l'rQ04d4 Peniakelf (6,7,12,14, l6,20,2l,23,65) \

In .en draaioven wordt bauxiet ontsloten met Mn " mengsel VAn natriWllsultaat en koolstof, zodat we de veel dmtrdere sod~ ni!.\~ n dig hebben. Er ntwijkt met de rookg8.ssen 502, dat/gebruikt wordt, omvo.l~\

gens Iargreaves nieuw )(&2S04 te I'laken. In de ;irq.loven heeft de vOlge~de ', '

reactie plaats: .

,'I

I"

3

_Na2S

ö4

+

Al20

-+

.2C+JO···~Al203. ~Na20

+

~S02+ 6002.

I

De smelt kan Met een alkali.àhe eploBsing uitgeloegd worden, waarna hij

o~

de norml'lle wijze volgensf'·Sayer verder te verwerken ls. Van dit prooes is

i '

men over het &lgemeen we .. ,r afgestapt. omdat bet niet rende.rde. All.en de;)

Gebr. Giulini G.M.B.I. t. Ludwigshafen hebben .en analoog proce., naast

i'l

r

fi

; :

_{I '}

/

I \ ;; I

--I

..

andere ontslu1tmethode~ no~teeds g.handba~fd~

:il'" wordt oek wel •• ns aangeraden., om, i..P .. v .. met

natriumsulfMt,. met natrium:sulfide of ijzersulfid. tesmelten .. Deze vari

-!U1ten van het proces zijn echter nooit tOS;itechnische toepalisiDgen

gt-k~m.n .. Bij gebruik van sterk. S102. houdende bAuxit wordt wel eens kalk toe~

gevoegd ~ de sintenmassa in de ov.n., opdat het SiO& door ka~ i .. p .. v ..

door. ~~ gebonden wordt ..

ei} Roest.n met calciumcarbonaat (6,7 ,,8,.~4 ,,16,,2l..,,22.,,28 .. ~. 3~~.4.0,.4.1...1 (46,.4. 7 .48 ~Ot;6Q,,6.4 .. )

Pedersen v.rhitte •• n m.ngs.l van ijurerta .. aClkes,.

elk en bauxiet gedurende 45 minuten 0p ruim l40o-"c.,. JIl!r;Qntstond dan een

g.esmolten slak: Vlln v..n.l .. calcium&luminaat .. die

30-

sa

%

~at en Slecht&.

5 - J..O

%

510 . b.euatte. :o.ze slak onttrok vrijwel tile

zwav.r

aan het., zi.ch

er onder bevtndende vl..eibar.

ijzer

~

zode.t pedersen op deze wijze zeer

zui.-ver ijzer maakte. ~l&k kan uitgeloQgd word.A met . . n

J -

8 %ig.

na:triU1\t-carbonaat oplossing .. waard'Gor onopllilsbaar CaCo, en eplGsbAar

lll\tri.um-aluminaat entstJlI!t1t .. Dijde technische uitvoering vsn dit. proces in Noorwegen

b~eek het toch mo.ilijk om Si.02.vrij A.1.:a~ te maken. Volgens S"e~ille8 4Ilt

Dijakerhaff i.S het toch mogelijk,.

om

een goed read.ment aan zuiver KLa~

te

krijgen,. mits we d. reactie Gmstandigheden goed cQntrol..ren.. 1Ir moet

v ~doende kalk aanwez1g zijn. m monocalaiumaluminaat~ dica~ciumsilicast

en. diaalciu.nt.ferriet te vormen., en dan nog 10

%

\l)v.rmaa'lt. I . t

Peders.npro-ces is .igenlijk e.n uitwerking van het oude Bl1gu.tproces., wA.arbij •• n.

~ng8e~ van klei. kalk~ ijzerschrQQt en een reduoti.midd.~ in e.n

el.c-trische oven gesmolten wordt. Br ontstond weer e.n FeSLlegering met een

ca.l.ciumlduminaatslak er b.ovenop drijv ...

De laatste jaran zijn er Z"owel in d.

tI.S

.

A..

alS m

Duitsland en Noorwegen veel ond.rzeekingen ged~.an op het gebied van het

ontal.uit.n van klei met kalk .. zlIJw.l wat de Ql'ltSluitingsreaati ... üs de

extracti.e

.n

eventueel de desilicat1e betr.ft~ zodat mom.nteel deze pro

-c..ss.u

technisch wel ui tvaerbaar zijn ..

De Seaill.s - Dijckerhoff methed ... ( ~4.,l5 .~,,22..,.,29 •. J6,.s6~

Dealuminiumhoudend. uitgangsstof wordt ontsJ.~t.n

cWor sinteren met de. jui.ste heeveelheid kalk bij l;oOQ in reduc.rend miluu

waarna in tegenstroom geextrane.rd ~n worden met een verdunde 8QdaQplos~

sing .. Tijdens de oorl..eg is dit prooes in Duitsland wel toegepast .. met I'ds.

grondstof soms klei m.t ZO

%

.(lZ0r.- Dealuminaatoplosaing kan op d. g.won •.

wijze verder verwerkt worden. 1I8n tw.ede maal branden van het residu levert

•• n go.de kwalit.it Portlandcament als nevenproduct op ..

el Routen met een mengsel van kalk .n soda .. (6,.8,,9,.18,;a4.#'1,. 3'1 .. 42. .. 49:"

52...,54,56.,63 }

Dit proces is ook te beschouwen,. als .en .. ViO r het

verwerken van ~i02.houdende ~r.~.ffen geschikte variant van ~et

Sainte-Clair. ~vill proces. Onder d} werd eerst c&lci.umaluminaat g.~skt~ dat

~ater door i.nw.rking van een Bodaoplcssing omg.zet w.rd in natriumaluminsll't.

~ caloiumaarbenaat. We kunnen 0nze grcndst~f echter ook ineens smel ten

m:.t

een mengse-l vl'tn calcium- et: bariumcarbonaat. en soda". en dasrna met g.wQon

water extraheren. Voor ~9Z5 is .1 vee~ experimeteel werk op di' gebied g«da~~

maar eoonomisch verantwoord. resul~at.~.eft het niet opgel.v8rd~ daar st •• ds

een grClot deel vl'tn het voer de cmtsluiting toegevoegde alkali IIls

onoplos:-baa_- slakp-erleren ging. Wel wordt sQms" bijv .. in Duitsland aan S'iOar1Jke

bauxiet bij de Daville ontsluiting!

%

CaCQ1 toegevoegd,. teneind. mi r

~luminiumverlies in het onoplosbare extraotleresidu te hebben ..

iJ

I . t cement.fsbriekproces van de L~.FArbenindustri .. te. Wolfen ..

(~4~5.,55J

Met daze meth0de 1s alleen e.n proef genomen. Van

technische toepassing is weg.ns het .inde v~ de oorlog niet meer

gekomen-In. .en roterende c.m.nt_ven werd een mengsel van 30 - 3~

%

klei,.

60 -

á5

%

tmhydriet en 5

%.

k00~ij LOQQ

a

l.4oooc gebrand. S:Q. en CO ontwijken in de

rookgssseJl" .n er ontstaat een mengsel van verbindT"ngen -van v.n.l .. CaO., ~p~

.

..

91.0"2. en ft2...a,... Na malen wCilrdt het ~OJ. dat al.a c!llciumaluminaat.

aanwe-zig la". met" ~en aodaoplossing ge~xtraheerd. en ~s residu ~lijft een

meng-sel van CaeQ Jo 3:10

2 " Fe20~., e .. d. achter" dat opnieuw gebrand kan worden.-,.

au· dan een gà.de kwaliteit cement oplevert .. Da gev rmde alkalillluminaat

L

5.

g:}

~enpr a.aa.u:. met s,l.k~li-af aardalk&lichloriden..(6)

Iet Al20~h.ud~nde materiaal wordt in fijngemalen toestand met ohl~riden gegloeid. Bij de hoge temperatul~ ontleedt het ohLo-ride~ en de volgende reacties vinden pla~~a~

2NaCl- 1- ~03

r

~Q~ 2NdJ.02

+

C12 2:NaC1.

+

A1.20-:r+ ~~:·2N&Al.02-

+-

2El...

Tot technische toepassingen heeft dit praees he~et kunnen brengen ..

Alh .wel er zeer ve 1 werk gedaan is op het gebied van de b.reiding van. zuiver Al.a~ b.Dgs zure weg" is men er tot nu t.ttnog niet in geslaagd, hhrop een economisch verantwQQrd technisch prQcea

te

baseren. D& moeilijkheden zijn:

1. De scheiding ijzer-s,l.uminium~

ae ne terugwinning van het gebruikte zuur. ZU1~erli.s is niet ~lleen kGstbaar~ maar ook zeer hinderlijk en schadelijk VGQr apparaten en

Qmgeving ..

~'e Iet werken met alkalische oplossingen is . . . r- het algemeen. makkelijker en prettiger d~ met Zur8 oplessingen~ die altijd appa.ate~

ui.t special.e" meestal kostbare,.. m~terial.en nQdig hebben .. o..,er het IllgUl:eea

komen de zure precesaen op het volgende schaml'!. neer~ De grondstof ,.(biJv:.klei) die mee.stal. voorl'!.f ~p 450e_ 7000C verhit geweest is GIm het A1₂Q3 beter opl.llIsbaar temaken., wordt. maestal onder roeren en verw~en" m .. t een lIUur behandel.d"

tot d@ m~ximumhoeveelheid ~O~ getxtr~he.rd ia .. Afhankelijk van de

omstan-digheden zal o~k Wl\t ijzer .. silicium en ti tIJ;an oplossen, zodat aluminium-zoutoplossing eerst gereinigd moet w~rden, v~ordat er voldee.de zuiver ~ay uit bereid kan wQrden.. Na de zuiveriDg van de aluminiumzeut oplossing"

wordt Dat. :;reut uitgekristalliseerd" gedroogd en gegloeid,. wallrbij het

uit-eenvalt in zuiver Al.20, en zure gassen" die teruggewonnen moeten worden.

OQk kan men uit de al.uminiumopl~ssing met behulp V!lll bijv .. NI~ zuiver Al(OI~ u.eral.asn" en dit verder op de gewone wijze behandelen. U.estil is de ne«r- .

geslllgen Al{~}3 eahter Lastig fi~trabe~.

Bet overblijvende extractieresidu v~ ~~e ontslui-tingen heeft tot nu t.e nog geen toepassing4itn gevonden..

al

~.t zwavelzu~prQces .. (6~7.8~1O~14

..

23.25.62~óQ}

Iren heeft de extractie va.n aluminium met behulp vau

zwavelzuur onderzocht bij aonaentraties tussen. 15 en 100 ~ en bij temperaturen tot 450·C toe .. Kie~.lzu~ lest vaa:k aoll.otliaa.l op .. I.J"zer lest altijd op ... n . r is neg geen .cd ende. goedkope" manier uitgewerkt voor d. iJzer-aJ.uminium-scheiding. Alleen bij grondstoffen met een uitzonderlijk laag Yea03 . . hal"(~ kan het

.2804

pr.ces momenteel rendabel zijn.

In: Duitsl.and is nog. gedurende ner korte tijd in 4HQt

pr.effabriekje een. combinatie van het

r.G

..

CementfabriekpFaaes en het navel.-zuurproces geprobeerd .. nei ('20-40

% ~03) werd.

geëxtrah.erd lllJ t ~val..­

zwavelzuur van een kttnStzijdefabri .. k.... Iet p deze wijze verkreg.nj.~~ werd. :nu met C"~t> cokes en klei gemalen en gegl. id in een roterende oven:.. Iet OIltstan. pr.d.llOt. kon met .en .plOIiBing g.fxtr&h.er4 w rdeu,. en

uama

op de normale wijze op Al203 verwerkt werden:.

Ih. d. {f .S .. A .. is lolp semi-technische scha&l. getracht

dt:! F"e-AJ... IIch.iding Ilet b41.lup van al.oüncl (38) dOQr te vo.ren .. Technisch ging het" maar h.t wa~ to:.;h a::_ \,Irlj kostb&re methede ..

In .... rika op 8.lI\i-~oclm.ische achaa:L uitgn:aerdè Pe-4l.8ch.idingen met behul.p van. mangaaDSul.fllat en azon.,. en electralytiscà: (62} kunnen in d. teek.mat

misachien wel b.lsngrijk werden.

b)

Ameniu.maul.taat.processen (23,.2.4)

... &~ b t .. JG..ten." proces van BuolUler (ti,.s,.a8,.66)

nerbiJ wordt klei .. i ... p.:v: .. met zwavel..zuur .. cf •• r smelten met ammeni~uLfaat ontsloten.

n.

ontstana massa wordt nu g.-extraheerd met .en hete". verzadigde,. l'l.nancmiu.ms:ulfaat oplossing ... lIiLj

afkoe-ling VAJl de I> zo gevürmde .. ge:fil treerde ol-lossing., kristalliSeert een zuiver

~niumaluin uit" terwijl de ijzerzouten in 01'l ossil1: blijven •. Uit de

al.uirL al.aat men nu

_t

~ het Al.(OI)3n.er., t.rwijl de a.mmoniumaul..faat-houdende oplossingen na zttiv.ring we.r in he$ proces teruggevoerd. werd.n. Op .emi-hchnillche a.chaal ~eft dit prece. _1 auco..1l gehad.,. maar het

040lk 1,,, h~t n . . r~"slllgen Al(OH)3 SemS slecht flltrabel, en het hendt altijd ~~zienliJke h.eve.lheden BUlr~~t in~e8loten.

c) Ontsllliten met zwaveldiexyd •• plosRingen.(Ó,8,28. 5~.57,58,66)

Velgens hat Goldschmidt proces wordt uit gekorreld~

gecalcineerde kl.i onder druk met een w~terige 302 oplessing het aluminiume

oxyde owelest in tie verm v"n .Al..z0~. _2S02.4IlQ. Verhit men nu deze c;.plessing,

d~ sl.~t Al203. 2302 /lls QnQP~$.~a~. verbinding neer, terwijl het ijzer

wel in opless;ln:: blijft.T ch lIe.t men voor .en geode zuivering de aluminlum

-verbindin(! neg .ens emkrist.iallisl.lren. Tensl.tte k8.n men door v··rhi tting,

eventueel Mot st~aro inblazen, het sulfi. t ontleden in Al(OH)3 en S02'

14

Frecesaen, dio met behnlpV~~utzuur entSlu.iten.(ó,6ó)

V03r het ontsln: ten heeft IC1, vergelekon met _1I2S , .

het n8deel , dat het veel duurder is, en het stelt veel hogere eisen aan de

s.pparllten. :ien v"erd.el is, dllt de ontsluiting vlet verloopt , en het HCl is

beheerlijk sls zedlt.nlg terugtte winnen. De Al-Fe scheidins wordt bij de 11

61-entslni tings1']jtthQde ui tgoveord, door in de chlerideoploss inf3: HCl te leiden.

Rr slllat dl'm znivltr AlCl~ neer, terwijl ijzêr in eplossing blijft. liet ~g . .

scbeiden AlCl₁ 6~q glt."!It bij verhitt~n vlot oVer in Al203, terwijl liCl ent.ijkt

en in h8t preces teruggevG.rd wQrdt.

e) Prö>cltssen, die met behulp van fluorwaterstGfzuur ontsluihn.(6,7)

Bet ontsluiten vlln klei met behulp van .I:lF ot SiF4

6.

is ook wel ~ens voorp;t'!steld. Vol~ens het Chllds proces leidt men bijv. d or

vochtige klei ~F IiIf SiF._ Ket hierbij gev.ormde Al.F~ wordt a.fgoscheiden, en d~ar­

na bij Mnwezighe1d van stoom gec.ltlcineerd.tot Al20~ en HF. Iet is eohter

een ~Qstbll~r proces an zeer soh~delijk voor de gezondheid.

t)

3alpeterzu,~~rocess.n.(6,7,~,28,66)

DaR.r JlNO~ duurder is dan I2S0" zull en entslu.';' tmethoden

met 81llpeterzuur daidelijj{ voordelen boven de zwsvelznur ntsluiting moeten bie

-den, willen Zit in 1e practijk Su.cces hebben. In Noorwegen is bijv. geUeèAlt

volgens hAt Goldschmidt proces mineralen, die naast alu~lnium neg kalium ot

caloium bev~tten, met !lNO~ tt~ cantsluiton, Als bijproduot entstlll'lt dan een w,,!.I'I.r

-devolle kunstmest.

Ook Ge-,yeCke en Buchner (~9) hebben hun "Huvalonftpreoes

gebaseerd ep JIN~ entsluitlnS. Zij werkten zodanig, dat alleen .l!luminlumlerbin

-dingen epl~sten. NI'l indttmpen VRn de epll)ssing kon het nitrtt/lt op ~Oo-t'OO C

met steom ontleed wIJrd"n ln zuiver Al20~ en 1N0

₁

•

dat weer ln het pr

oe

8

klll1 wOFden teruggev •• rrt.

C. Neutrale ~lnter en glee~prooessen.

a} let Ball proces. (6,7)

~n Tden::r:sel van silicium-, tit'!lan-. en ijz!!rheu

-rl.nde b/lll)(ieten, ti·,t de juiste hoev •• lh.d~n Si, Ti en Fe bevat,yordt eerst

verhit 0.:1 watftr t. verwijrl"ren, Wi'tq.rna het in e.n electrischli even met de

jlüste .'1oeveelheid cokes gesmolten wordt, teneinde alle venmtreinigingen

en een klein b ... tj • . '\l20~ te reduceren. '.'" krijgen dan een twee-phaaen systeem: vrij zUL ver 'Îl20~ drijft op een FeSi Ti smelt. et Al20~ wordt nu II.fge

-lllt~n, en met stf)Om ()f p~rslucht tot zeer fijne belletjes verstoven. Na uitle

-gen met zWRvelzllllr, tentitinde de mlb in spGren aanwezige Ca, Fe. Si en Ti verder te verwijderen, is het A1.20~ zuiver gen.eg, em er allninium uitte

ber.ld~b. .

b) .et Kaglund proces (6,8,9,17,22,26,28,45.51)

tfaglnnd hu f':. het dall prQces belangrijk gewiJzigd

doar Met behulp van toevoegingen het smeltpunt van bet _tJ.20 te verlagen. .

Rij veegt a/ln de chsrge een sulfide (bijv. pyriet). en un Behoorlijke hQe

-veelheid ookes toe, zedl'lt tijdens bet smeltproces alle zuurstofhcudende

verontreinigingen, en .en dael v~n het !~20~ gereduceerd werden. ir entstaAt

nu als onderlaae,e"n a.lliage van Fe, Si en Ti, met een h og zwa.velgeha1te.

Ilet ges:rt.llhn Al20~ bevat 10-40

%

Al2S~, hetgeen het smeltpunt vlln tie slak met ,

enig-jh.,nderd.;n graden ver1aaet. Ana1~og aan het Jla.llproces wordt de slek

tet bCill1et jes v4rsteven. Het A1_{2 S}

3

kan nu met wlt.ter, stoem ef chloor ef

zoutzuur entle~d werden. De hi.rb~j vrijkomende t H, a', et. kan gea.dsorbeerd

werden .. an ijzerhoudend bau.xiet , die VQor een volgenie oharge gebruikt werdt.

In Itlllii werdt cp deze wijze t~20~ emaakt, maa.r het

w~s niet erg eeschikt voor de electrolyse. Het -as'" _{.. ..nzu~ver} - denduurder dan _er

I

~

TIr ..

de Bayerprtducten.

0.1

en

lpreces met silicium

(59)

In een patent van de

l.G.

Farbenindustrl~erdt een preces beschr.vea~ waarin een mengs.l van een sluminiumsi11caat en silicium~ wa~r-in gelijke meleculJtire heeveelheden Si0₂ en Si. in voerkQmen .. in hee>gvac.uUll. baven 1.250'ec: venit w rdt .. Vel.gens de reactie:-

4l20~

.. 2S102

+

2S1-~A1.2C1r

+-

(Sin

vervluchtifft vrijwel al het 8102 als S'1O., en we heuden . . n vrij zu~ver ~201' ever .. Technisbh uitgevoerd is dit idee niet ..

d} . . t Serpek. preces (6,.7 ,,65}

Dit preoes is QQrspronkelijk ontwerpen VGor de binding van lu.chtstikstef ... Aluminiumhydroxyde entstGnd hierbij als bijproduct ..

Later-beft men ,.veorlll in Frankrijk, getrl'tcht het Al20~

uS

hoofdpreduct te verkrij-gen .. Gemalen ba.uxiet en koolstof' worden in . . natikBtofatJll~sfe.r op l.600-1800·C verhi t .. nerbij verloopt de reactie A1.Z0':f

+-

:re

-r

ZN~ ~Jtl.N

+

1"CO ..

Iet gevQrmde alum1niumnitride kan nu verdel.r op verschll-lende II"nieren verwerkt wGrden.." ... Il~ ~

le Re~st&n met sed~~ waeTd.or natriumaluminllat en ammoniak entsta~

2. Ontleden met water of NaOI oplessing onder drlu en bij hoge tem~ perlrluur J'- hetgeen N!i~OI en AJ.{OI!)1 ge.ft ..

liet is niet gelukt. het proces Serpek voor de berei , 1ng-van .A1.20~ in de techniek in te voeren .. Bij de verhitting moeten vrij nauwe temperat(mrgrenzen as,neehouden warden" dlt<lr Mders de reactiesnelheid t~

kl.em

is~ ef de p.rit~van het materia~ dichtvloeien, zodat de stikstof ni&t meer

-krol inwerken .. Ook de -qQrmin:<: van carbiden geeft ast,. het evenm~teriltAl verteert

snel,. en d~ ontsluiting V811 het AlN gaat (/10k vl'tak niet vlot ..

Besohou.wing ever de t . volgen werkwijze ..

~ de hierbeven genQemde preoaRsen kemen nu de v.l~nde in aan."llerking ve"r een nl'1dere bescheuwing ever hun bruikbaarheid bij het ont-Blui ten vl'!n sterk kiezel.zuurheudencle" aluminiumanu grendshffeu in Nederûmd...

A.ei.. Dt ro~sten met ce.loiumcarb.uaa..

A

..

~

a.t

r.esten me~ka1k en sed~.

A~.. Iet reesten met anhydriet en k.~lst0~ .. R-.. l1.. & t ammeniumsul:faatpreoes ..

C .. ~ Wet ~aglundpreces ..

K.o.. Dt Geldschmidt S02- prtl"ces,.

Dal'tl" er bij de verwerkinp: van de zeer arme Nederl"-lldse

grcmdateffen steeds greb hoeveelheden 'tfVal.st84~en entata,a.n., Z'1'1 Mt

cr ..

..

O-o-neroie van e.n prea.s zeer gunstig bemioedeop• als we die &fvMstoffen el) e en-veudige wijze tot verk~opbare u.venproducten kunnen opwerken .. Ditt is mogelijk bij de preoessen Alf" /fit en Jtf p- waubij we een goede kwaliteit Pertlandcement. als nevenprodu.ot kUnnen Ilfleveren .. Bij eb'I" het Iaglund preces " winnen .e _1-iawa.r ijzersilioium als bijproduct"

maar

de kwaliteit vlln het geproduceerde aluminiumu:yde is niet erg geschikt VOCi>r eleotr.lyse .. Bij de twee zure prea.eaaen. ten slotte Bb en Bo,. is de kWlI.liteit VIIll het gepredu.ceerde A1.

203 wel bruikbaa-;:

maar

goedkeop ~ de werkwijzen niet" en &an bijpreductwinning wordt niet

ge-daan. ~

A

i~ ~'?>

.

&r

rest 8n8 nu nog een ~uze uit~ o~taluiten de~r sinter$n

met kalk ... ;: met kalk en seda; ef met calciumsulfaa.t en kool. naar de rendeJUnt.n van deze drie pr$cesse bij een juiste desering viln de .engsels niet erg uiteen.-lep.a~ en bovendien sterk afhankelijk zijn van de gevoagde wijze van uitl.ge~,

zul~en wij bij het maken van een keuze. niet alloen

QP

de te4hnische~ maar v.or-al eek op de eceQellisch. k e t vm de precessen meeten letten .. In ens land hebben.

wi\t

geen makkelijk teegankelijke ~d.rietl.gen" maa.r in Zuid Limburg zijn mee--dere k&lk8teengre.ven in expleitatie. di. een vrij zuivere aoert kalksteen kunnen

opleveren .. I . t ligt dus voor de hand.~ .en ~a.lk of Á3.1ksodasinter preoes tf)e- te passea" en het g_hel. bedrijf 1J1 Zuid: L~g te vestigen7 waar alle grend- en

·hulpateffen (klei

.r

leisteen,., kalk8t~en, steenkeel,. en ever enige tijd .ek /

aeda) en ..

lectri8oh~nergie

... dicht bij de hsnd hebben .. z.dat er op het eindpraduct min~ale tranaptTtke.ten drukken.

Ctedurend .. de .or~fjg zijn in d. V:erenigd. Staten ep -.rij gret. schan pr . . ven gedaan_ .. zewel met het kalK:, als met het ka-lksoda preces.

r

I I I

I

-v

..

In lIngel~.nd is d bruikbaArheid vs.n het kalksedaproces veer de entsluiting van. leisteen uit eie kQlen mijneJlll in Wales vrij grend~ enderzocht d •• r Spenoer _ ... (8)

~aa~ hebben deze vrijwal geen ~andacht besteed a~h.t k&lkainterprooea. ~~

pr •• ~je van een mengael VI1Il k~.lkst.,en en leiste.n,. dat ze velgens het patent

vaa SÜ1l1es en D1jckerheff 45 min., 0p l400ec gegl . . ü hebb~4 gaf bij uitll'lgeu' mat water .en reildement van

9"J..

%

~03', terw.ijl de verheu.d ~:

danL 1/100 was in het extraot .. llet het AI'!"lkseà.apreces hadden

ze~t a~r,&!~

Al20~ kunnen extraheren,. JUt een verhouding in het extraot S1021 Jtl..

2G; ::I: a~6J].(lfr

..

zodat ze niet v~rd.r ~ het k~sinterpr.c.s zijn ingega~~ làd"n ze hun kalk-st.en- le1.st.enmengsel 90 min verhit, en daarna in twee trsppen in tegenstroom. met .erL

3

%.igo_sedaepl.ssing ge.xtrMeerd~ dan was e.n ~pbrengst van 85 ,. AJ..:a0'l

met 6102Î.Al.z.~ - 0..05

%"

misschi.n megelijk geweest .. CAlth&ns Iighnett a.s.

{J'3''J

hebben dit rertdement met klei verkregen,

Bij beid. preoessen w.rdt het 6102 gebonden d.or

CaO

_r het Al₂0₁ werdt bij het kalkprooes CIIok door CaO gebonden" bij het kalksQd.a ];lreCAs eohter dQQr Na20.

Al ontbreken ems dus goede vergelijk~nde gegevena . . . r d .• resultrlen met het kalk- en het kalksedapreces Glp eenzelfdeg.'_eto:r, tech

nuten ik" dat we /tan het kalksinterproces eie v00rkeur moeten geven.-. niet alle.tL wegens de verkregen rendementen, (d~ kuru1en eak wel dQor verschillen in de grendsteffen verkregen zijn)"maar vooral ook wegens de grotere wlU'mte ecenemie.

~îj het kltlkseda preces sinteren wtn.en roterende Qv.n een' mengsel van klei_r klUkfrJ sedll (af I'tlth!'!ns .en shrk ingedampte sedaopl@ssing) .. De s~~!T wQrdt

d.'l.arn", . t wahr uitgeloogd. AAn bet eind van het proces krijgen we dan Al(01l)3 en eenvQtd.nnde sedaoplesaing" die e.rst. sterk ingedampt moet worden.,. Qm in het prQoes tekunnen werden teruggevoerd. Bij het kalksinterprQces hebben we de eed!! no@it in v~ste te.stand nodig .. :0. sinter w,-dt g."extrah.erd met een s4!làep-leSsing" en /tan het eind v~n het proces is de s@c'!ah&udendli vleeistQf: alleertwat

verdund deer waswater" maar (jok wat geconoentreerd dGer de verdamping tiu.dens de filtraties en de oltrbQnat 'lttie.. Inde,ropen van de terug te voeren. sodaep-Ä8ssingen. .is dus missohien wel nedig. maar lang niet Z0 sterk. als bij het

kalk-sedapreoes. ~n verder voordeel van het kalksinterproc~s is nQg, dat de w~d.n van. de rot:erende even lang niet ze sterk aangetast werden, ~,ls bij het

kalk-liIedaprcces.. Een nad'itel is echter de benCildigde hegere temperatuur (1~50 -I;.400·C), tege& 1100 C bij h. t k~,lkS.dapreces.

In

~942 he.ft het ~A1umina 6ubo~ttee~ van de War Ereduetien

:a.Rrd in de U .. S .. Ä., het kalksinterpree . . sangewezen. a].s de methodii,. die de beste

m~gelijkheden b.iedt veor de extraotie van AJ..2~ ui t klei~ (67}

Nadere bespreking van het te v~lg.n kalksinterprGces.

We zullen nu &chtereen.v6lagens de vQlgende bewarkingatrap-pen be spre-ken :::

~) Voorbereiden,. afwegen en mengen d~r grondst(j)ffen ..

a)

Sinteren ven d grondstoffen ..

3)

Koelen van de gesinterde grondstoffen •

.4.)

Fijn malen en zeven v/t.n de sinter ...

5)

Uitlogen van de sinter.

u) Scheiding Vft.rl Qplossing .~~pl(j)Sbare bestanddelen der sinter.

7) N •• rsll'l,an vl'tn het A1.(OH)~ uit de. liiplassing .. 8) Afscheiden en uitwassen ?an het

AlCPI)

~

~}

Drogen an calcineren v'!!n het

Al(OH1

₃

t ' t A.l2

93'"

101,Terugv.eren en ... e.r op sterkte brengen vl'l.n d. ui tleogvl •• istef .. ll)Verwerken van het \11 tgeà.Qogde sin.terresidu. ep PQrtl~ndcemen.t.

l)Vearbereiden,. afwegen en mengen van d. grondstoffen ...

Bij het sinterproces heeft elk kg .. 6:-102 in het uit

gangsmaterhal.,.

J,'3'

k g ZUiver-. CaOO~ nodig., ~m l1Iee t. res.geren volgens

Si02,." 2CaGIO, ~ Q~i.a..

+

25102.. .. Wilden we uits,luitend ~~, Fabricereu ..

d.IIUl. zeu. het -6elangrijk ~,. cr..! zoveel mogelijk vrij kiez.rd:ur(kw~rts­

kr1atsllet jes) uit· de ui. tgangskl.ei t.e verwijde-ren deer slibben.{32) .. Kt- is dalt. echter weer een ~&llZienlijk~ h •• veelheid wan1te nodig .. om het natte klei-slib te dregen.,. v. r het in de sintereven kan luimen.. Als we naast &l.2.~

neg Pti'tl.andaement will.m fabriceren .. .is het niet nodig het kiez.lzuur te

vtr"-1d.jd.ren~ want CaS'iO:r 1.s juist •• n bel~ijk bestanddeel vur de oement .. 100 kg Kunrader kalksteen bevat (~1 0,,8 kg 6i02,.. di. ~er hun

b1.n-cUng -t,.t €CaoJi2,.3iO

ar

2 .. 6 kg CaCO., nQdig hebben ..

- -

-9 ..

ve r hun bincling t . t 5CaO.:r-.G20; resp .. SC!aO ... '3'Fë20 in htaa~ 0,.:; kg

CaCO-necIig Mbben.. ,. - - j

~0Okg- Kunrader kl!1l.kSt.en bevat 95,,7, kg z.uiver CaCQ ", waarvam dUB al.

Z~6

+

Q~j ~

a,a

kg

~COj

nodig is,. ve.r de binding der

elg~n verontrein1ginge~

JIJ:' blijft dus over 92.,.8 kg -.ri.je CtlC0-r par lOOkg kalkstun .. Vi or :100 kg n-ij

cao

1.s clus nedig 100/56 .. ~00/92 ,,8 .. ~(JOk:g: kalksteen =-1..92. kg kalkateen ..

S'el'filles en Dijc.kerhoff geven i~un ps.tenten. ('16.) 'üs

gunstigste samenstdling V'Ul het te sinteren. grendstefllengsel lp:.

2. m •. ~ caO :: ~ Tl:el S102., •

1.,'1 -

2.,..0 mlü CaO :..~ rul Al.q03; 1'-2 tul.. CaO:.. lmol Ti0 2 2.: mol CJotO :: 1.. mlil~ F.2.0~" n..gnett c .. s~ hevestigen dit .. Zij verkregen de ~sta resul.tsten met 1. .. 66. mo~ caO :. 1 rao~ Al.z0~ Iet b~e.k hun.,. dat de a&n\Hzigheid

van grotere bQ.veelheden MgCOJ d,~ ople9b~,srheld van het Al .. uit de sinter st.rk

u ed Atnem.eIl._ 'lij zull.n hiar echtar met 0.,6

%

MgO in de kalk nog weinig last v~ habben ..

. 1.00 kg Brun.ssumae klei bevat

59,5

kg

SiOar ..

die

v

....

hunbinding

h t 'cd._{O) Si.02} nodig h.bben 112!6Q .. 590,.5 kg caO ~ ~2. kg aaA'.,

2iöOkg klei. bevat 2;.,2 kg

~03"

die veer hun binding -tet

5

CIIO ..

1A1z.~

n.dig hebben 1,.66...

5b/l.02..

2":1 ".2 kg CaO ~Jf kg CaO..

-100 kg klei beYat '1,2.. kg F~OJ" cUe voer hun bind.ing tet 5CsO~e2..oJ

neetig hebben 1 ..

66 ..

56/~60

..

3'.,2.

kg caO ::: 1. .. 9 kg C&O.

In htall!l. 1.2 dus ~.r ~OO kg klei nedig 1.35 kg CaO,. d .. w .. z: .. 260 kg

kalkSteen ..

We m.eten dUB

gebruiken,., in

als voeding v •• r d. draai.ven een mengse~ van klei en ka~ksteen ne verhouding 1.:.2~6 ..

ia nu

sls

vo~gt~

n.

veorbehandeli~, v~ de voadinc V.1r de draa~even

Kalkste.nvoorraad ~ kleiopslagpl.aata 8

~

dr"ogtrClllllel.

9

~

Jfilm:ermcüen 2. ~

_t

dr.egtr.mme~ 1 hamermelen 10 ~ ~

gemalen ktükst.ens Uo

5

kloipoederail. 11

IlUtera .. i-do"eerapP/lrI't/!I.t 6 autem. ko •• erl't.pparaat

~

transPClrtsc~

l

~, kege.1.me1en 1.4

~

draai oven 1.5

De droegtrommols zijn nodig,' taneind. a .ter BMlen-bsllen do.r de _anwezigheid van vecht in da kege~~len te v.ork~men. De

menging van klei en k211k begint III in de transpertschreef ~ hij wordt

v.ertge-zet en volt.:>eid in de ke.:::elmolens.De voeding Villor do draalCilven rnElet Z fijn

%ijn~ dat 90

%

de zeef van 200 mazen

I

inch kan passeren ..

z~ Rat sinteren v~n de gr~ndst.ffen.

Dit goschiedt in een ~ange draaioven (15l~ analoog

aan h.t type, dl'tt in de corr;entindustrie ~ebruikt wordt .. :0. t~tale psssage-tijd van het iremIct deGC de draaiovon moet ~ ~ UUr zij~ waarvan eng_vear

1. uur op ~4-00 C do . . gebraoht mut werden.. Deze temperatuur wCilrdt ~eikt1

d.flr inblazen v.om veerg.warmde lucht, en poederk.el. De verbrandingsg~,ss.n

uit de dr~.ai.ven worden nog gebruikt veor het verwarmen van de droogtrommels

VOGr de~ . .,n. ~. klltlksteen .. Me.geveerd stQf werdt I1lfjt bohu~p v.·m CottreU

apparaten afg~scheid.n~ en weer in het proces teruggev •• ttd~ Tenslette g~an

de zuivere,. keelzuurrijke verbrandingsgasson na!l:r de preclpitatieafdeling, em uit de nl\trluma)umirvl.llteplossingen A1.(01:I1~er te slaan~

~,4) Iot k~elen, fijn m"l.ken en z.v.n van de gesinhrde gr ndstlff.n ..

lIet keelen geschiedt dirliot na de draaiQven in een

r~t.rand. kQeltrQmruel.

In

het eerste d •• l werdt de verbrandingslucht veor de dre.aieven vGlorgewarmd ~,"'.n de hete klink$r. ]let tweedl! deel 1s v~n e.n kQ.~­

watermmtel voorzhn .. Ten gevolg. van de uitzet ting bij d_ chemisohe

m-zetting A c.s2Si04,---+fC&a.Si04" valt de.klinker tijdens hat koelen t teen .

p •• der t{ite.n, dl\t, gad.llt er met ~en w~ndseparator een paar precent kQrrels

lüt verwijderd is" ze,. zender verder malen,. fi jn genoeg is, om te worden ui

t-g~l •• gd .. n.~gescheidefrkQrrels werd.n weer teruggeveerd na~r àe

kleihamer-m.;üen., om nog .ens ontsl"ten te werden .. Ze ontstaan verm.edelijk uit niet

I

-I

-I

-l

5}

5) :&t uitlegen van de sinter •.

W.rdt de sinter gewun g.ëxtrahe.rd m,,~ •• n .plossing van seda in w&t.r~ dan krijgen we e.n vloeistof met ~.n SiOzgehalte van ~

2$

van het A120~ güh&Lh .. _{Dit SiOZJo dat niet in het eindpr.duot mag} k.meut- meet nu verwijderd werden" bijv: .. ei.er n •• rs1.ean v~ kalk C5,0} ef doer verhitt.n iB. .en au t.olaaf. v.lg.na Bayer ..

passen

w.

daarentegen de tw •• trapsextractie volgens pederun arurignett t . . (29,..~,,41,"r48) rdan kunn.n we tilt O,.05%.SiOZgerekend op ~20~ k.oldn .. n.gnett extraheert in

2

tr"lpp.n bij

50

r.sp._ 40

cr

met een Tl ei-stef," die 1,4.

%

N"aZOr b.rekend. als Na2eo ,bevat,_ gedurende resp_ 80 en ~o min...

~.lgens

.en No.rs patent (60) en oek voigens Spenc.r CS) lest . r bij l.ager. temperatuur .n ll'tgere cQncentratie aanad..enlijk _{minder 8i02} op. db bij hegere temperatuur en cGno.ntrati . ... Zij pasten een eentra:psextract1. t •• bij 35 - 40eC

met e.n

2

%ige sod~.plossing bijv~ g.dur.nd. 120 minQten.

Wij willen nu Veler ens zeer B:iO.,rijke .rrtllteriaal deze tw.e

proo.ssen combineren,. dus extrah<tren in. twee traBienlt-iedurende in tetaa~ 120 min bij 400C resp

~5eC

_

,

met

e.rurl~eistGf,

_

die 20g

N"azorbi'fJl!t,h

e

~ek.nd

als

NaZCO~

Pedersan C48} extrsheerde bij 55 - 60 C- sinters van d' samenstellins caO ... AlZO ~ Hlebij verkre*g hij een minimumheoveelheid opgelçst

3i02,< indien hij uitgiJg van .en vl . . istof. die Gngeveer 1.0

%

van de t

tale~

.

heeveelheid sod~ als

KaO

H

b~vatt • • Onze ~inter haeft echter de samenstelling 5C~O.:t41a~ .. 1lieze .verml\&tc&o vermt bij het extrltherlen met seda vrije NaOlr ~ velgens:;. CaO +- NtJ:2C.O~~ N&ZO + C .... C0₁•. Wij hettven dus bij het begin van de extra.ctie niat te zergen voer eon NaOI heudenda vl •• is tof. het is zelfs gunstig te beginnen met .en natriurnoarhena.&t-bicarbonaatQPl.osaing van een

z.da.nige "sMlenstelling, dat d.e eindvle@istof ju.ist ,~en gering~ .v&rma .... t IDt.O

I.

bavst~ We hebb«n nu g.li~ het vQQrdeel~ dat we bij de precipitatie evermal\t

'\ koolzuur kunnen inblazen,. Al(01l)3 kltn dus vrijwel q,uantitatief worden

ne.rg.-I

Iill.sg.~

n.

chemische reactias~ die in d. tw •• extraotietra.ppen

plaats vinden~ kunnen als volgt geformule.rd. werden~

~*ov.rmaat s~dltopl~ssing

+

half uitgel~.gd.e sinter~

3Naa,CQ

+

_2I20 t Al.ZOr ..

3~

lü2.Al204

+

3'caCo, .j.. LJNaOI..

:in wegens de

ev.~aa

t seda lest er

w~

,

t

5iQZ p volgens:: 2N&aCOi 1-

Ca2Si04-

~

~a.CD~

i

+

Na4Si.04 ..

b) Ondermaat sedaoplessing

+

Beetje N.aa8iA14

+-

verse sinter ..

2N&ZCO~ +' ~Al..20, .. 5C~ 2CJI!CO~ -t- A1z03~tcaO --t 2N8l'-Z~04"

mn

het gehItlt. a&o ~pgelost _{Si02 n.emt af velg.na::}

2:A1..

_Z03',,1cao

+

_{Ns4, 8104} ~ _1Cs.siD4

t

+

2NaZAl204" n.overmaat

osloium-a.lumina~t m~!tkt~

dat de

reactie

~

naar

rechts verleept ...

Dee",ng der producten bij de tweetrJllps-"xtraoties is nu

SGi~ 2a%c verS8 Wl'!sw~t.r 80% verse sinter

Q

f~mlulling ~ sinter

J

.l,

OProertlUlk -)OprQ~rtank-?, Opreertank~ RCI)ter.nd~ Opre.rtank-? Oproertl'mk.~ltpraert

19 ZO 1U V/t.ouumfilter 22. Z~ 2.4

'r

____________________

~I

Z5

3eheel. gentrah .. na.ar cement

fabriek waswlt.ter

Reter8nd Vavuumfil ter- Persfil terZ7~ Voerw!U'zaer~ Carbena-teriln

26 34 batterij 28

t

Na2C03-N&aC03 Qplossing ~ ________________________________ ~~ __________________ ~~ ___________ R.terendVa~uum filter 290

~

~jiL

De teevoeging van 20 % verse sinter aan de

BuspenSi~&a

gef'xtrahearde sinter in de hlllf v.rzadigde extractievl.eist.r". heeft een aan zienlijk.. vermindering van het 8i0

2 gehalte vs,n het eind.preduct ten gevelge

03)

...

á.) De sch.iding va.n oplessing en .neplesbare bestlmddelen._

Daar volgens (29t~ de Je in de &luzainiulI.uyde industrie

ze.r veel. gebruikt. indikkers voer h.t verwerken van enze auspeusi.s niet ge

-sohikt wl\ren., meeten wij de suspensies ineens lI.et roter.nd.e y&Quumtr.mm.elfilt.rs

De

keek vsn filter 25 werdt direct afgeveerd

naar de

oementfabriek . . . t filtraat v~ filter 26 gaat via een persfilter ~7 (em de laatst. resten

zw.veqà.. &tenen tetver1lijd.eren) en een veerW&rIIer em de

vl~eish:f

el' 1lZ-C

te varwarm.n~ na~ u. pr.aipitatiwaf~eling.

'Z).Iiltt n,Iterlll~- h .. t sl.W1.in1UDhyàr.~d. .. uit tie h.ld.er.

r:lAtriwaalum:i-naatepl •• aing ..

Dit kan .p twe maaieren geaOO1eà.etl:.

ata,..

b Velg.na Bayer .. eer e.ten IMt &.OI;

3

en àan eniCe àagen laten

:& neer i:r1l:tJ.azen van belzuurheuàend. cass • • (bij"C-.. cle v.rbr.mings-,uselil uit cl. d.rll.~wen) :Ir he.ft cian <.ie velgeade reactie plaat .. ;.

2l\Ia~2. -r ~o + COa~ _{Na2 CO} + 2Al.(OI).,..~

'lij mlle. d.a lJalt'tete IUthade

~ebruü.eD..

wut-

clan winnen w. wear eelt tirect bruikbare natriwl.aarbenaat-bicarbenaat. eplessing hrug .. Iet is ,ewenst _ het

•

koelzuurheudend. cas niet t . sn.l,. en beven 70 C in t . bl.,zen. d.aar snel.ra d.e q •• ltjeagreett. vsn h.t n.arg •• lag.n ~(OIl~ al t . klein werdt~ zaà.at we bij het d.hyvat.r.n t . v •• l vliegatef krijg.n .. O.k 18 •• n. st.rk atuiv.nd A:l

20: w.et prettig bij h.t bij1IDll.n V8J'l d • • l.atrelys.bad.n.. Iitt 18 gebleken" el~

. f'T."\o&'f . .

20 uur inhlazen van C02~ ••• beh.erlJ.jlC geeft .. W1J l!leehn s~ppen lOt het keel..zuurblazCl.,. a'ls de verheuting

cOjNazeJ

~..a-1.,.4 goworden is ~

want

d.an is el. 8amonsttll1ine Vlm cU -v;l •• ist.t juist weer geschikt ge •• reten.. .. e.r d.e .xtracti.

De carbenatatiea:t'd.eling .eta.at clUB uit .an greet .auta~~ di.a.cAtntinu werkende carb.na te1l'e.n .

8)

Ketlafsch.iden,..w uitwass.n. va.n h.t JU.(OI! ...

Desuspensilo van Al(OI) in. de

~arbenaat-bicgbenaat-

.

eplesaing" . . rdt mot behulp van een CAntinu r'terand.

T&QUumtremm.lfilter~

afgefiltreerd. en uitgewassen.

:n.

Ile.derl.eg en de .Asvle.istaf ~,vm ~.Z'IltD.:r:l­ lijk t.rug naar de .xtraotieafdeling~ ~eename van do hoeve.lheid le.g ct.er de t ••••• ging van de wa8~1.eist.f w.rtt Ilin af meer gea.Ilpense.rd d.er de ver-damping tijd.ns,d. verschill.nd. trappen van h.t pr.aes~ in het bijzend.r tijdens h~t inblJtzan vl!n de _C02, h9udand~ reekgassen :bij d. preo.ipi tat:La ..

9)

~.gon en calcin.ren v~n het

4L(OI)3

tet Al20~.

mt g.schiedt in ê4'ntr!l.1> in een c1raai~, waarin. aan. bat ene eind liet behulp VI!ll1 .en reterilnde VG.din.gs8:ohijf aentinu d. veahtige hyà.r.~d.ep~.st&' ingobr.-,chtworè:t ... Iet midden va.n de even meet ruim 1000·C rijD,.

tIIan d-isndere kant k~mt hot wl!.rmo Al20~ ~r uit. Na. een reter~nd. k~.ltremm.l ci •• rl_pen te hobben" w.erdt het A1.

20- per JacebBladdar &fgeveord naar een

veor-r~a~siler

w~ar

hot

be.a~rd werdt~ t~t

het veQr de electrolyse neà.ig ,is .. 10) T'erugvGlttring on w",er Gp sterkt. brenjan VIID de sod8;oplQssing ..

De natriumcarben8,at-bic~b.n.'1atepl.8sing,. die we ver.:;;..

krijgen W't de filtrl\ti. van het

AlPI)

werdt, nadat hij wur lip do juist'!

t&Ilplratuu.r

gFlbr~oht

is, en. d.

ge

r~n

g

~

v(irli.z

~

n

M.n. N&2003

f

in

de

~itgel.Clgd.

sin~er

an

h.t~(O.fi)

J..

.

as.ngevuld

7J.jn:.~.

,:,.erllpnuuw

vi')~r

de extraotu.

ge-brlukt. Is de 'natuuril.Jke

vord~mpl.n

g

tlJdens h.t 0--OlL J.nleiden te gerl.ng, em d. velum.toename teng;N51g. VR.n het wdw~t.r te OOll.pensfrren, dan zal .en( de.l v~n de s.d~lo.g geregeld ingedampt Iloet.n werden, bijv~ in

e.nsproei-uren,. w~qr gezuiverde rGokga.ssen V&l e~nd.raaiev.n deerhaen geleid werden.

lil

Verwerkiûg vlLn het uitge1.eiilgd. sinterresidu ep ~rtl~ndooldnt ..

Als e;rendst.f VOGr de entslui teve. van de klei gebruik-ton w. •• rullongse1.~ dat ep 100 kg klei ... 260 kg kalkst •• n b.v~t.

100 kg klei bevat:- en 260 kr; kalkstun bav"1t.

aiOa

59~5

kg

2~1 kg A1.2~ 2~,.2 kg O,:~ kg Fe~p~ ~

,,2

kg

0,1

kg GaO l~O kg l42~5 kg MgO 1,1 kg

1.5

kg N8.2Q

2"g

kg 1,,0 k~ n02 1 l.k

Van de sinter werat

~u

85

%

van h.t Al₂0

1

uitgelGogd~

de van het uitleogr.sidu werdt d~n dus:..

Si02

AL,2°3

Ftit20~ 01\0 llgO Na2 0 T'102_ bl,.6 kg

-;,5

kg

1,5

143,5

kg 2- .. 6. kg

,,9

k'

1,.1 kg Teta"!:l in gew ..

%

.

28,4

%

1,6

%

1,6

%

b6.,O

%

1,2

%

1'(3

%

O,5~,J;

100%

dus de sinter bl.,,6 kg 23,5 kg

,,5

kg l..4~,,5 kg 2,.6 kg 3,.9 kg 1,1 kg samenstelling be~at:

,..--' I ..

/

i

.

B .. J.Z ..

Di

t

geaft een. Pertl~ndo . . nt. met . . nllhyd.ra.u.l.ia~

m.d.ulus.

aao.

60,.0 2',,02 in. eie ~dr .. m.du1.us ven Si02... .... A1.aQrrha.~. Jl,.b.

g •• de c:el1entu.rt .. n. moet.n tussen 1,,8 en 2.,,2 ligg~ lius hi,;;ra~ v.~.t

ens pr.ci.uct. ... Httt is achter tech d. vrasg .. et' dez.e cement voer all~

te&:-pa-ssing~m gctJohikt is,., d/HU' het AlZ.03 3tlhal t. bier maar1...&.

%

iB.,. terwijl het.. lU eS tal. tussen

3

'

en 8

%.

ligt ...

'leer d. oementfabri .. k werdt nu het nAtte

uitleQg-resiGfu van. fil.t.r 25 c.ontinu in ee.n Vmg_ «raaiev.n geve.rei,. waar het in h.t

eerste de(il .ntwat.erd", en. da,arna at 1400·a verhit •• relt .. :0. entste:n. klink.rkerrelll w.rden na het verlaten. Van ei. dra.sieven iq/aen ksel.tremmel verder gwk.el.d., .. n d~,arna fijngwzulan en verm"Il&d met

3

%.

gi:ps,. em het 8;1 t. sn.l1ft hard wereüm t.g~n t .. gs,an... De c __ ment is cLm v.oer het gebruik geru.d ..

:0. electr.lyae_(,:22 .. 3U"OB)

Dit geachi.Git neg steeds d<icr .lectrelyse van .en .pl.s:

-sing v~n Al.2~ in geameltlm kryelith .. WR,aI"aan soms ter verl~ing VII.n het smeJ.t-ptutt" neg wat CR.F

2 is t •• glivQcgd ... !öel5taJflchak.elt men 5Q - ::ló.a cell.n in ser i •. n . r gl'tS't dan. een streo]"Q VBn ~O._OQQ J{ d.oerheen bij .en spanning van 250-80OV ..

gelijkspanning~ Tegenw.~rdig g.bruikt men meeat rechth~.kige~ vuurvast st.«e~

elootrolyseC.ll"m." met op ei. b.ede]"Q •• n kQclpla'1t als k8thede~ Beven de o.el is een ZW8.1I.K ijzeren fraraa" waara!!W. d.. gr.t.," rechthoekigw c.ntinu8 Sé'dwrb.rg-.lectred. hangt" di. meahanisoh op .. m ne.,r t.bewltgen ia .. Dez. ellltotrod.e wardt

Oiolig.nlijk e.vermd. d.eor .... n huls J. WIIM"in men van beven ~n petrelc.umcokes-pak.

pssta teev •• gt .. Tijdens het g .. brnik brandt de .nd.rkant d.r .1ectr4)de geregi!ld

af Je zedat IOn h8I1 st •• ds l . . . t lat,zalck.n .. Jrf en t.e verwijd.ett !Hn de ond.rst.

d.l.en der huls" epdat hlit ulitctrolys.bA.d . r met dCllllr ver.ntreinigd werdt ..

n.

str •• minvo.r gidtichi;edt deer •• n Mnt~l metalen c,)ntaotp.nn.n .. di. illliOn goilre

-geld. .nei .. r uit d . . . 1.ctrGd.a verwijdert,. an b.v .. n epniwuw d.er d& huls in <ie ptpta druk~.. Na&rma.t. de hull:! m.t pasta zakt, werdt d. .. pasta warmer,. en gal\t er

mo.r stre.,m à.eGr" zedat d • • 1.ctr5de zich zelf oakt .. !let de invooiring van deze

zel.fbakk.md. el.otr~de is dus d. h.d. ult:lctred .. bakafdeling .verbod:ig gewerden...

:0. totlll.peratuur van d • • ü .. ctrolyt in d. oel. iA-

:!

950QC. .. Dit warmt. emtwikk ..

ling-vsn de .. leotrolyseatrGom hêudt het bad ep t.mperatut~ .. neor discentinu. t.e

-~ •• ging vanAl..2.Q~ houdt. men h.t glothaltlit aan .pg .. lest A:L20

3

van heet b&d tussen

2 en 10

%

...

I'ftr iltmaal pr.d.uo.e.rt ".n 0.,;1 engilviIIIr 200 kg aluminium metaaL ..

Jens in de drie dagen w.rdt het gól8m •• t.n, aluminium ui t un cel afgetapt .. Bij

n.ermaal bedrijf is d. c.el epzij mOlólt metalen rell.uik.n afg .. a~~t.n,. en van b.Ve-ll

werd .. n. de .ntwikk.lde gass .. n

{CO,

CO~~ HF} met e.nventilater afgez.g_nJ ~eàat

. r ze minm.g.lijk ~ch&delijk. gas8~ in d. w.rknlimt. kernen.

De

bereiding van de S~dorb.rg .. leatrod.pasta (9~2oJJQ1

..

Da~ tül. onbrandbar. preducten uit cle eleotr.d.n via

het bsd in het tgeproduceerde aluminium tereaht kunnel1k..Ull, 18 het '"11. .ia

uit t. Il...an VSll 2. 1I1liver megelij,k. groruistet!'",n .. A:ls c..kas .erà.t dan .ek

gloloalcineerd. potroleul1oGkliis gwbruikt, die .. en zeer Laag asgehaltlit heeft ..

(.O,4%)

Dè aekea •• rdt ep .en wslsm.l.n t.t p ... à.i\r gemalen" en aaarna .p ~(jJn kelhtr-9 gang met W&rm. pek gem.ngd t . t .en h.mog.n. pasta~ àie veer h .. t bij~l~en àór

ele~treà.en g.schikt ia ..

B1Irtilkening ..

h t aluminiumverbruik in N.d.rl&nd beà.r ••

c

!:

:1.935

ext-g.veer a.4.QQ ten; jaa.rC9-) Daar !t(:;n a.lulniniumtil •. ctrcüysefabrioilk all.oin nmdabel..

kan werkwn,. hij <:ten b1ilh.0rlijk~ .rozet", zull..n wij enzc tabrh,k zedmig epzett.e~

Qt hij h.t allergre.tllt. à.e.l v~ d. binn~nlAnà.sv behe.fte aan aluminium. ksn.

à..kkan~ Wij bepaLen de c.apacite1.t '-lp 2.850 ten zuiveralwrlnitUI. per jaar,. data

7800 kg aJLuminium per .tJa.~. n.rv.er is n.dig eelt serie V!Irl 50

SIélerberg-avwns.,.

W&/E"à.or e~n stre811. Vlm 23000 Amp .. laat .. liDJc:e avan vSlreist e4ilu apanning

van

5

'\C. dus sp de gehele ovenbatterij moet 250 '\C ... gel i jkapanning staan.. 81J. ve.rrugen is dua 25Q. 23 ~ 575.0... K.W ... Ile .pgen.m.n en.rgie per etmaaL is2i:4..575QKWO

:-. 138 .. 0ooK .. W .. U... .in he1i energieverbruik per kg gepreduoeerà.A'l. 1.8 eng.vell!"

I

•

"00.0.

=

7800kg a.luminium ... Pereven wordt crus per etmaal. 7800 ,. :L56 kg

D~ ~

alUIliniuII gepreduceerd. .. V.or &!.ln preduotie van }1800 kg per eatmaal is ned.1g 102 .. 780a::: ~4. ... 800 kg Al.203"

54;

Bareuning van de groettliil van do· v.orwarmer veor de alumina«toplessing ..

~atriUIlar-uminaatoplossing bevat a~ de extractie en

v.or de filtratie ~~.5 kg ~01 per ton eplossing ...

Asn

waswater komt hier

tijdens de filtratie nog bij 1.2 kg water por

q

_Al20

3

(4j),. crus de

aluminaat-oplossing " die -,pan d" filters via de voorwarmer naar do preaipitatieafd.oling

gaat" bevat 13,,5 kg A1.

2Q., op 1162.. kg vlo.istof" dat is ll",á. kg AlZa,. per I.aOO

kC-oplossing.. U.or d~ ~orwarmer g8at dus p&r dag L4.8o.o. ton vloeistoi ~

l2.75

ten/dag

=

53

..

2QQ kg/uur.. ll"b

Wil

uz.

vleeistof bevst 1l"bJ': Al.203 per litltr en:. 20 g Na2QJc berekend als Na2C03 per 1162 g vleeishf" o~ w",l L7,2 g N"a20 (als U.az,aa':{}lkg. Dit is ook te sohrijven '" als per kg 18,.6 g-vrij NaA1.0;a en 5,5" vrij Na_{2 C03'}'' We nem.n

nu asn,. dst de dichthei.d-en de s·.ort.lijk. warmte van deze .plossing gel.ijk

is aan die vsn een 2%ige aodaoplossing bij gelijke temperatuur .. Volgens Perry

blz

425

is

h.t

soert. gewicht bij

30

0C

1,

alá.

We v~renderstelle~

dat

d~ temperstuur

van

de a~uminaat­

oplesBine na het varl.8:ten van de persfilter 300C ia., en w! willen hem in .ea

, .. orwarmer Jtilt behulp V/Hl c.wienserende ste~ru van 1 kg/cm (bijv. afkomstig

vaa een tegendrukst.ommachine) .pwsrmen tot7,·C. De afmetingen van do hier tee

bene4igà. v.orwlU'mer Qll d~ benodigà hoeveelheid st.OM gaan we nu berekenen ..

m-"fisch is het preces als v"let VGa' te stellen:.

'r ::: temp .. c.nrl.enserende atOt\m ..

t ::: te~ •. alumin8atop:tessing

~~ T-t.

4. :: begin v. d. v.-;erwa.rmer ..

\ ~~k"::: eind van de v •• rwarmer ..

C

---

---

"-3~

j de verdere. bereklOlning gebruiken we steeds de volgende eenheden::.

massa;.:l k&. ;;. tijd :Lh ;. Lengte lm. ;, telllp&ratuur lOCi. Wsrmhho.veelheid l..

6al. ..

n.or de pijp&n vsn de wsrmtewisselAar stroomt nu por

uur

53"..2..0Okg

alumin~u~tlllfllj)ssine' met f'en begintemperatuur van 30·C en .en

eindt~eratuur van 75~C. Daar de seertelijk Wl'lrmtt:; ven verdunde wAtE:rigf'

'<pl~sil1ftm". zoals wij hier: hebben" tuss.n.

JO

en ~e.c Dit aer 4au

J.%

ver-anderen,. IUtmen wij hem hier c.nstant 1.8.ll,. en wel 0,.97 CalJ'-a. Biliten eiè pijpen:.

2-van de warmtowisselaar bevindt zich QQndenserende sto.m met een druk van ~~

~.or

dez. stoom golden de vslgende

gegevens~

T::

~~l~

1 kg

~ l~

725

~

1

.,.,1:

Q,.57.9'h kC.. eend nSatiewarmte is 53"9",4 cal/kC ..

n.

lIluminaatoplossing moet nu. por uur aan warmte opnemen:

53'.200~ O,,9'l .. (75.-~0) aal: a..)20 .. 0CXl Cal/uur... nervoor i,radia

2: ...

3'20 ...

000 kg S-hllIl per uur ::. .100. k& st.em/uur ( Wàrmhftrliezen cr.or

uitstra-:

~·fJ9,,4

ling ... ei ... buitiln. besohoQwing gelaten .. )

Nu me.t eie gro.tte vsn heti/\ferwarmend Oppervlak berekend \.',

•• rden- De ho.veelheid warmte d~~ die deor ee~~l~in eppervlakje

dO

,aat~ ia

evenredig JUt de groette vsn dO" mot de tijd,tV""en met hot temperatuurveláchil.,

.!1 t." Zet;i3t we kumum schrijven.;

~ ... U .. àlJ .. h t....(/ ... " wa!'U"in we

U

de overallo.I"ff .. noeruen .. Per uur wordt clus overgodragen:. dq, ~

U

..

t .. dO ..

dus dO.::: ~ ..

Wisten we nu

11

als funtie van

or

in

'r,.1IA

f: clan kendoen we integreren.;,

o -

,.,..~ ~ WS.'!rin. 0 het

-

'

J7IlD~

Verwarmend Opporvla.k iS

Daar wij eieze funotia echter ni~t kennen .. zullen ' f t grûisch 1Ueten intogreren.

ào«r 1 ui~ to zetten tegen q. en dan het omsloten .ppervlak uit te tellen ..

-~ UP,t;

1Elertoe meeton wo

eerst

41

bepal

~n:.

·_

voer

8.en: aantal lluntc in de wanate ..

ias.--, bij .... ' j ...

7t\.

"5

8

.f'\-

_1.58 _~8

₅₅

0

.::".

C.·5

0 70e~. 750,

r----~

Wij stellen nu:. h.l. en ~ zijn filJldurgangscalffioienten. rup aan. v-l.eistef Cl.

cl

=

m:etaal.dikte van da pi jpen.. staelUijde

~::..

binnaneppervl&k:t4t ]

02::: bui teneppervl.&kt.e van de pijpen per strekkende

0k~,.midàelde appervlakte mater~

Ir :. thermische geleiàbaarheid VaD...he-t buisIl8..ter18,&l..

Ia weeratsnd 1[ tegen de warmtedeergtmg van staem naar vleeister

vl . . i.sterf.il~ lte metltlÜl.aag en de eendenseren.. ste.nûilm..

we

hebben nu;. q:: .1 t : ~ t. A t. W'

WJ.

+

Vf2+

1tJ

1

+

(;

'

:t

l

-01.~ a~K ~

u:..O -

l.

l

t _d_ + _1_ 0lnl OgK 02~ zit in. de

Veer de berekening fillld •• rgsngsa.~fficiente~. me.ten we de stramingst ••• t&nd in d. vaerwarmer kennen~ Bi.rt.. meeten we echter .en aanname d.e~~ ever de verm der voorwarmer.

We n~lUen R.1'Ul;. de aluminaatoplessing .. erdt gestuwd d.er

50

staslpij~.n van

t

Itt,. waar . . . . en een ruimte is, gevuld met c.ndlserende st.e.m

V~ 1 kg/c~ • De &fmetingen van d. ataalpijpen zijn: uitwendige

inw4lIldige wanddikte

diarueterO,Q267 m Omtrek nitwendig

OPP.

uitwendig Omtrek inwendig Opp.. inwendig

Q,0838 Il ..

Opp ... vrije buis deQrsnede ... O,.02:LO m 0,.0028'h m 2 0~QOO345 11. -0.Q838

m2j.

pijplengt. O".065b

m"

0,OG5b ~/ strekkende meter

Ir gaat 53~0 kg v-l.eistef/h

d ••

r

50

pijpen, dus 1.065 kg lh/pijp. Gaat deze vleeistef nu t.mm.l.en.t e~ ~aminair deer de pijpen'2. lUarte& mee te. we het getal van Reyn.~ds uitrekenen ...

m.

::.

JJf

.wlI.arin D de inw.endige pijpdia.mater J< V: snelheid va.n de vl.eistef. ..

S :- s t e l i jk gewicht V!Ul de vleeistof~:t viscositeit van de vleeilJt.:f ..

we

ne.men nu

V

.

S

~

G

de massasnelheid van ~. vl •• ist.r.

Dit nrdt uitgedrukt in Kw'm2..h.. Dus: S :. 1." 0l.6

:- o,,65~ ... 2"

34,

kgjmh

/ ' glim.. am..seo ..

Q .p2.-l..l065 : 2.'j'700. dus turbulen-t

2...,.3

4 .. 0 .. oo<n 4

5

,

Nu kunnen wij de filmde.rgangsc.~ffioient

berek nen" lllet behulp VIlll de formule ~

~/:!

"

O~25

( ; :

sl'

S

.

a

•

waarin: ~

=

filmde.rg~scei":t~.fï.di.nt vl . . istefz.ijd in. C~~ À C

n

:::

~nwendige· buiadiameter ~ m.

V

IIp

s;:: s.erteil.jka wa:rm.b in Cal/q ...

-c

~l •• istefsn.lhei~ ~

uVh.

Si

=-

a.erttiijk:. gewicnt v~ •• 1st..t: ÏJl; k1&/~

..

/,~ ::: vi:9lesitei t i.aeistef in. ~m..t:.-

.

•

K a- thermische ael.eidbeerheid v .. d .. vlaeiat.r

it

Cal.ja..h .. C,

VS

==

~

==

tuS85anal.heid vlln de v~ . . istaf in ~m.. h..

cg~4t!:i~4_.

K

,.

W. krijpn. dfotn::

-rr_ _

__

O

~O.:.:22==...:5

__

"'

''';

(~!La

.. ..:::0 ....

g.lO:..lO=-6.~)''I'''I'°-,,.81'i-::(~'':O'-&;

. . ,...9..;::.7:1ö..10_,,_4 .. KO "Q. ..

~

_

.

- - -

-

-C002:l)

-

O;;!

::--~.-~

au

4 . ~ / " r