СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНОГО ХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C01F7/56 

Изобретение относится к способам получения основных хлоридов алюминия, которые могут быть использованы в качестве коагулянтов на станциях подготовки питьевой воды и при очистке сточных вод.

Известен способ получения растворов основного хлорида алюминия (авт.св. СССР N 260624, кл C 01 F 7/50, 1970) путем взаимодействия гидроокиси алюминия с соляной кислотой и последующим введением в раствор металлического алюминия.

В известном способе для образования оксихлорида алюминия заданного состава металлический алюминий вводится в раствор хлористого алюминия, что приводит к значительному расходу дорогостоящего сырья. Относительно дешевая гидроокись алюминия используется только для получения раствора хлористого алюминия.

Задача изобретения упрощение процесса.

Поставленная задача достигается тем, что металлический алюминий вводится в исходную суспензию гидрата окиси алюминия в соляной кислоте в присутствии серной кислоты (соотношение Al₂O₃ Cl 1 2,5 1 2,7; соотношение Cl SO₄ 80 1). В результате взаимодействие гидрата окиси алюминия с соляной кислотой происходит не только до получения хлористого алюминия, но и до образования основного хлорида. Это приводит к значительному снижению расхода дорогостоящего металлического алюминия.

Разогрев реакционной массы осуществляется путем введения необходимого количества металлического алюминия за счет тепла, выделяющегося при взаимодействии последнего с соляной кислотой.

Тепловой эффект указанной реакции значителен, поэтому добавка металлического алюминия не будет большой. Кроме того, металлический алюминий может вводиться по ходу процесса, так же как и для коррекции состава гидроксихлорида алюминия с целью повышения его основности.

За счет выделяющегося тепла реакции металлического алюминия с соляной кислотой реакционная масса разогревается до температуры 100 120^oC. При этом протекает параллельная реакция взаимодействия соляной кислоты с гидратом окиси алюминия с образованием основных хлоридов алюминия, которая при атмосферном давлении завершается при температуре 115 120^oC.

Для разогрева реакционной массы до указанных температур необходимо ввести металлический алюминий в количестве 0,74 0,92 мас. от загрузки реакционной массы.

Для управления тепловым режимом синтеза или корректировки состава гидроксихлорида алюминий может вводиться по частям.

Пример 1 (сравнительный). В реактор с мешалкой загружают 409,1 г 35%-ной соляной кислоты, 110,8 г гидроокиси алюминия с содержанием основного вещества 92,4% (остальное вода).

Реакционная масса разогревается до температуры 105 106^oC и затем дозируется металлический алюминий 17,7 г в течение 3,5 ч.

Контроль осуществлялся по содержанию алюминия в растворе (в пересчете на Al₂O₃) и по мольному соотношению Cl Al. Результаты представлены в таблице.

Пример 2. В стеклянный теплоизолированный реактор при работающей мешалке загружают 409,1 г 35%-ной соляной кислоты, 165,7 г гидроокиси алюминия с содержанием основного вещества 92,4% (остальное вода), 3,54 г серной кислоты (50% раствор). После загрузки серной кислоты в реактор загружают металлический алюминий в количестве 0,92% от реакционной массы. Этого количества достаточно, чтобы температура за счет тепла реакции повысилась до 120^oC.

Пример 3. То же, что и в примере 2, но металлический алюминий вносится порциями по 0,092% от реакционной смеси в течение 2,5 ч. Температура процесса при этом также достигается 120^oC.

Как следует из таблицы, во всех случаях получается коагулянт гидроксихлорид алюминия, близко соответствующий формуле Al(OH)Cl₂, т.е. коагулянту 1/3 оксихлориду алюминия.

Использование: при получении основных хлоридов алюминия. Сущность: гидрат окиси алюминия обрабатывают соляной кислотой в присутствии серной кислоты. В полученную смесь частями вводят металлический алюминий. Процесс ведут при температуре 115 - 120^oC. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения основного хлорида алюминия, включающий обработку гидрата окиси алюминия соляной кислотой с последующим введением в полученную смесь металлического алюминия, отличающийся тем, что обработку гидрата окиси алюминия соляной кислотой ведут в присутствии серной кислоты. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлический алюминий вводится в количестве 0,74 0,92 мас. от общей реакционной массы. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что металлический алюминий вводят по частям. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут при 115 - 120^oС.