СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C01F7/14 C01F7/34 

Изобретение относится к производству гидроксида алюминия.

Известен способ получения мелкодисперсного гидроксида алюминия [1] в котором процесс ведут в две стадии. На первой стадии алюминатный раствор нейтрализуют соляной кислотой, а образовавшийся при этом высокодисперсный гидроксид алюминия используют в качестве затравки при разложении пересыщенного алюминатного раствора на второй стадии.

Недостатком способа являются высокие затраты, обусловленные нейтрализацией каустической щелочи кислотой, накопление примесей в растворах и т.п.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [2] в котором при получении мелкодисперсного гидроксида алюминия в качестве затравки используют измельченный гидроксид алюминия.

Недостатком способа являются высокие удельные затраты энергии на получение затравки, низкий выход товарного гидроксида алюминия из 1 м³ алюминатного раствора.

Целью изобретения является снижение удельных затрат энергии за счет повышения выхода мелкодисперсного гидроксида алюминия.

Обработка алюминатных растворов углекислым газом процесс карбонизации широко используется на глиноземных заводах, работающих по способу спекания. Использование карбонизации позволяет обеспечить высокий выход гидроксида.

Гранулометрический состав гидроксида алюминия, получаемого в процессе карбонизации, в значительной степени зависит от температуры карбонизации и состава алюминатных растворов (концентрация щелочи и оксида алюминия).

Известен способ (Легкие металлы. 1937, N 10, с. 8-15) получения мелкодисперсного гидроксида алюминия методом карбонизации, включающий обработку углекислым газом ультракрепких алюминатных растворов (концентрация 200 г/л) при низких температурах (30^оС).

Несмотря на то, что указанный способ обеспечивает получение высокого выхода мелкодисперсного гидроксида алюминия, его использование практически невозможно из-за технических сложностей, возникающих на завершающих стадиях процесса: отделении осадки и его промывке.

Однако при использовании низкоконцентрированных алюминатных растворов при температурах карбонизации 50-80^оС получить мелкодисперсный гидроксид алюминия методом карбонизации не удается.

Гранулометрический состав гидроксида алюминия, полученного при этих условиях, характеризуется неоднородным составом и высоким содержанием крупных частиц.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения мелкодисперсного гидроксида алюминия, включающем измельчение затравочного гидроксида алюминия, смешение его с алюминатным раствором, выдержку полученной суспензии при перемешивании, отделение гидроксида алюминия от маточного раствора и его промывку, перед отделением гидроксида алюминия от маточного раствора суспензию обрабатывают углекислым газом.

Исследования показали, что при обработке углекислым газом алюминатных растворов, содержащих значительные количества твердой фазы, крупность частиц практически не меняется.

При внесении измельченной затравки в пересыщенный алюминатный раствор и выдержке полученной суспензии при перемешивании образуется значительное количество высокодисперсного гидроксида алюминия. Однако выход мелкодисперсного гидроксида алюминия без дополнительной обработки суспензии невысок и зависит от концентрации каустической щелочи в растворе: чем выше концентрация щелочи, тем ниже выход.

Обработка гидратной суспензии углекислым газом обеспечивает снижение концентрации оксида натрия и, соответственно, повышение выхода гидроксида алюминия.

При обработке углекислым газом исходной суспензии обеспечивается выход гидроксида алюминия такой же, как и при обработке суспензии после предварительной выдержки, однако, резко увеличивается крупность гидроксида алюминия.

Способ может быть реализован с использованием существующего оборудования.

Использование способа предпочтительно на глиноземных заводах, работающих по спекательной технологии.

Сравнение данных многократных экспериментов дает основание утверждать, что обработка гидратной суспензии, полученной после выдержки смеси алюминатного раствора и предварительно измельченной затравки, углекислым газом позволяет получать мелкодисперсный гидроксид алюминия и обеспечить высокий товарный выход продукции.

П р и м е р 1. 0,02 кг гидроксида алюминия со средним размером 2,8 мкм смешали с 1 л алюминатного раствора, содержащего, г/л: Na₂Oку 100,8; Al₂O₃ 107,4.

Полученную суспензию выдержали при 60^оС в течение 10 ч. Выход мелкодисперсного гидроксида алюминия составил 40,4 г. Средний размер частиц в осадке 3,6 мкм. Состав жидкой фазы суспензии, г/л: Na₂O_ку 104,5; Al₂O₃ 70,8.

Суспензию обработали углекислым газом (газовоздушной смесью, содержащей 12 об. СО₂. Продолжительность обработки 6 ч. Остаточное содержание оксида натрия в растворе после обработки 5,6 г/л.

Средний размер частиц в осадке после обработки 4,8 мкм. Выход гидроксида алюминия 102,5.

П р и м е р 2. 0,02 кг гидроксида алюминия со средним размером 2,8 мкм смешали с 1 л алюминатного раствора и сразу (без выдержки) обработали углекислым газом. Продолжительность обработки и содержание СО₂ в газовоздушной смеси аналогичны примеру 1.

Выход гидроксида алюминия составил 103,1 г. Средний размер частиц в осадке 30,4 мкм.

Следовательно, реализация указанной выше последовательности операций: смешение алюминатного раствора с измельченной затравкой, выдержка полученной суспензии, карбонизация суспензии перед отделением гидроксида алюминия позволяет обеспечить высокий выход мелкодисперсного гидроксида алюминия.

Использование: в производстве гидроксида алюминия. Сущность: затравочный гидроксид алюминия измельчают, смешивают его с алюминатным раствором. Полученную суспензию выдерживают при перемешивании и обрабатывают углекислым газом. Отделяют гидроксид алюминия от маточного раствора. Гидроксид алюминия промывают.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ, включающий измельчение затравочного гидроксида алюминия, смешение его с алюминатным раствором, выдержку полученной суспензии при перемешивании, отделение гидроксида алюминия от маточного раствора и его промывку, отличающийся тем, что перед отделением гидроксида алюминия от маточного раствора суспензию обрабатывают углекислым газом.