Brevet FR2245575A1 — publié le 19750425

La présente invention a pour objet un procédé pour ltextraction en continu d'oxydes draliminium de haute qualité du groupe gamma et/ou de lamodifi cation alpha par calcination dthydroxides d'aluminium et/ou faluns aqueux. On connait déjà des procédés pour l'extraction d'oxydes d'aluminium du groupe gamma et de la modification alpha. Le brevet allemand No. 1 273 507 décrit par exemple un procédé de fabrication dtun méIange, pauvre en oxyde d'aluminium alpha, de modifications de l'oxyde d'aluminium comportant prince cipalement de l'oxyde d'aluminium gamma, selon lequel l'oxyde d'aluminium 1203) aqueux est calciné dans un four tubulaire rotatif en présence de certains matériaux tel que du chlorure d'ammonium et/ou du chlorure d'aluminium, ceci à une température de 900 à 1000 C. Au moyen des additifs proposés on obtient un ralentissement du passage à oxyde d'aluminium alpha, de sorte que le processus de calcination peut être assuré de façon simple. Le résidu calciné de cette manière ne contient qu'une faible quantité d'oxyde dralumilmam alpha: de l'ordre de 1 à 27a. Dans de nombreux cas ce produit n'est toutefois pas entièrement satisfaisant en ce qui concerne son activité. Dans le brevet anglais No. 514 538 on décrit un procédé de calcination aluns aqueux selon lequel les sels métalliques aqueux, sous la forme de so lution, de suspension ou de fusion aqueuses, sont tout d'abord, dans une première phase, introduits au moyen d'air ou de vapeur dans une tour de calcination ou de séchage, les sels anhydres formés étant ensuite, dans une deuxième phase du procédé, éventuellement après broyage, conduits à travers une chambre de décomposition dans un courant gazeux à haute température. II est également connu d'obtenir de l'oxyde dtaluminium présentant une grandeur de pores et une surface bien déterminées pour des buts spéciaux, à l'échelle du laboratois, soit par décomposition thermique d'aluns d'alumi- nium et d'ammonium ou par échauffement stationnaire d'hydroxyde dTalumi- nium sous des conditions définies. Ce procédé permet certes d'obtenir un hy droxyde d'aluminium du groupe de gamma présentant une activité catalytique et une bonne aptitude à être utilisé dans le domaine de la chromatographie, mais il ne se prête pas à une mise em oeuvre industrielle. Le problème se posait donc de trouver un procédé d'extraction dioxydes d'aluminium de haute qualité du groupe gamma susceptible de donner satisfaction tant sur le plan de la mise en oeuvre industrielle que sur le plan de la qualité du produit obtenu. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on soufle ou injecte des hydroxydes d'aluminium et/ou des aluns aqueux, au moyen d'air, directement dans au moins une flamme de bruleur dont la température est d'environ 1200 à 18000C, pour assurer la calcination. Lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la grandeur de la flamme du brûleur doit être choisie de telle sorte que la calcination se produise essentiellement dans la zone principale de combustion, c'est-à-dire que cette calcination soit très rapide. Les aluns à calciner et les hydroxydes peuvent être aussi bien dirigés dans le sens de la flamme que contre celle-ci. I1 est toutefois préférable d'injecter ces matériaux latéralement dans la flamme au moyen d'une buse d'injection. De cette manière il est aisé de faire varier ltangle dtinjection et par conséquent le contact des produits injectés avec la flamme, ce qui permet de régler le degré de déshydratation et la surface spécifique, dépendant du temps de contact, dans des limites bien déterminées. Les composés d'aluminium aqueux sont de préférence introduits sous forme de poudre dans la flamme. I1 convient de souligner que le procédé selon l'invention se prête particulièrement bien à la calcination d'hydroxydes d'aluminium, de bauxite à haute teneur en hydragillite et de la boehmite, ainsi que des aluns d'aluminium et d'ammonium aqueux. Ltoxyde d'aluminium obtenu de cette manière se présente selon la durée de la calcination, sous forme amorphe ou microcristal line. I1 présente une grande surface et un poids de 200 à 900 grammes par litre, Plus la calcination est courte plus la teneur en oxyde amorphe est élevée. Si la calcination est très courte, on obtient seulement de l'oxyde ap morphe. Le produit obtenu présente en outre une conformation sphérique treks régulière et il est fluide.Il peut être obtenu sous une forme extrêmement pure et trouve une utilisation en tant que porteur de catalyseur, comme mwn dradsorbtion, comme moyen de polissage et comme matière brute pour la céramique à base dioxyde La perte par incandescence lors de la calcination de oxyde d'aluminium est de 1 à 5%, la surface spécifique obtenue -étant de au moins 450m/g pour l'hydrate d'argile, au moins 250m/g pour la bauxite, au moins 200m/g pour la boehmite. A titre comparatif les surfaces spécifiques obtenues par calcination dans un four tubulaire rotatif ou dans un autre four stationnaire selon la méthode connue sont les suivantes 150m/g pour l'hydrate d'argile 80m/g pour la bauxite 100m/g pour la boehmite Un tel résultat doit être considéré comme surprenant et difficilement dé ductible de l'état de la technique. En effet, il est connu que les hydroxydes dtaluminium passent à la forme alpha au-dessus d'une température de 930 C environ de sorte que l'on pouvait craindre d'obtenir un oxyde d'aluminium à haute teneur en phase alpha.Une autre raison de considérer ce résultat comme surprenant est le fait que les aluns aqueux libèrent déjà de l'eau en dessous ou au dessus de 100 C, de sorte qutà ces températures il se- forme une masse collante et résistante qui se colle aux parois du four ou se cuit en formant de gros morceaux. La libération nécessaire des gaz tels que NH3 et S03 est rendue extrêmement difficile de telle sorte que la séparation du gaz est incomplète. Dans ce contexte il convient encore de souligner que la perte par incandescence est d'environ 90% en poids pour l'alun d'ammonium. L'invention sera mieux comprise par la description d'un exemple de mise en oeuvre du procédé faite en relation avec le dessin annexé, dont tunique figure représente schématiquement une installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Cette installation comporte une chambre de combustion 1 d'une longueur d'environ 7m, dans laquelle se développe une flamme de bruleur 2 dans laquelle l'alun d'ammonium est injecté au moyen d'air comprimé à l'aide d'un conduit 3. L'falun d'ammonium est introduit au moyen d'un entonnoir 4 dans le conduit 3 par lequel l'air comprimé arrive selon la direction de la flèche 5. Ltadduction du mélange combustible, par exemple, de l'huile légère et de l'air, s'effectue par une entrée 6. I1 est en outre prévu des organes de fer- metures 7 et 8, par exemple des soupapes ou des tiroirs, et des brûleurs auxiliaires 9 fixés aux parois de la chambre du four. Pour la séparation et le prélèvement de l'oxyde d'aluminium il est prévu un cyclone 10. Les gaz s'échappent par un conduit ll et barbotent dans une cuve de lavage 12 contenant un mélange d'veau et de H2S04 pour la rétention de l'ammoniaque et de l'oxyde de soufre formés dans le cas de la calcination aluns d'alu- minium. Après la cuve 12 est encore branché un ventilateur de gaz dtéchap pement 13 dans lequel les particules solides et liquides entraidées par le courant d'air sont retenues Il est tout à fait possible d'utiliser d'autres installations pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, par exemple, des chambres de combus tion disposées horizontalement ou des fours tubulaires rotatifs. En outre, la cuve de lavage 12/J6t bien entendu pas nécessaire pour la calcination. Exemple 1 Le brûleur à air comprimé est alimenté à raison de 701/h en huile lourde et 1700m /h en air primaire. Simultanément on introduit au moyen d'air com- primé 100kg/h d'aluns drammoniaque sous forme de poudre et contenant de l'eau pure dans la flamme du brtileur. La température dans la cheminée d'éo chappement, après le ventilateur 13, est de 450 C. L'oxyde d'aluminium obtenu se présente sous la forme de modification gamma et contient seulement des traces de S03. La teneur en oxyde d'aluminium est de 99, 99% en poids et la teneur en alcali de 0, 01% en poids Exemple 2 Le brûleur à air comprimé est alimenté à raison de 701/h en huile et de 1700m /h en air primaire. Simultanément on introduit au moyen d'air comprimé 100kg/h de hydroxyde d'aluminium sous forme de poudre dans la flamme du brûleur. La température dans le four est de 1600 C et la température dans la che minée après le ventilateur 13 est de 450 C. L'oxyde dXaluminium obtenu appartient à la modification du groupe gamma. REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction d'oxyde d'aluminium de haute qualité par calcination de composés aqueux d'aluminium, caractérisé en ce qu'on injecte au moyen d'air des hydroxydes dtaluminium et/ou des aluns aqueux, directement dans au moins une flamme de brûleur dont la température est d'environ 1200 à18000C. 2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'on injecte dans la flamme du brûleur du trihydroxide d'aluminium, de la bauxite à haute teneur en hydrargilite et de la boehmite. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quton injecte un alun d'ammonium, en en particulier sous forme de poudre. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications, 1 à 4, caractérisé en ce que les composés aqueux d'aluminium sont injectés latéralement dans la flamme du brûleur.