СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСОХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C01F7/60 

Описание патента на изобретение RU2157340C1

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, может быть применено при получении гидроксохлорида алюминия, который находит широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности для очистки питьевых и промышленных вод.

Известны способы получения гидроксохлорида алюминия из различных видов алюминийсодержащего сырья - алюминиевых отходов, гидроксида алюминия, металлического алюминия и др. путем взаимодействия их с соляной кислотой (Запольский А.К., Баран А.А. Коагулянты и флокулянты в процессе очистки воды - Л.: Химия, 1987, С.89-96).

Наиболее близким к техническому решению является способ получения гидроксида алюминия путем выделения из алюминатного раствора гидроксида алюминия путем карбонизации при температуре 30-35oC, поддерживая содержание оксида кремния в растворе 0,5-2,0 г/дм3, с получением активированного гидроксида алюминия и с последующим воздействием последнего с соляной кислотой (патент SU 1809819 от 21.03.91 г.).

Основными недостатками данного способа являются:
- существенные затраты на охлаждение алюминатного раствора;
- проведение карбонизации с содержанием CO2 в топочных газах в узком интервале (11-13%) и с концентрацией не менее 10%;
- содержание оксида кремния в растворе (0,5-2 г/дм3), что может привести в ряде случаев к загрязнению коагулянта.

Задачей данного изобретения является удешевление процесса и улучшение потребительских качеств продукта. Поставленная задача достигается тем, что необескремненные или обескремненные алюминатные растворы, образующиеся при переработке бокситов способом спекания, смешивают с подшламовыми или промывными водами при соотношении 1:4-6 до получения раствора с концентрацией 15-30 г/л Al2O3 и снижением температуры до 20-25oC с последующей карбонизацией смешанных растворов топочными газами с содержанием 5-7% CO2 и давлением не более 0,68 кгс/см2 в течение 1-1,5 часа, фильтрованием гидратной пульпы под вакуумом 0,6-0,75 кгс/см2 с подачей воды на фильтрование с температурой 15-25oC и растворением аморфного гидроксида алюминия в 25-35% HCl в течение 2-4 часов при температуре 90-95oC, с поддержанием pH среды 2,0-4,5.

Существенными отличительными признаками предлагаемого технологического решения от прототипа являются:
- новый режим подготовки алюминатных растворов для проведения процесса карбонизации;
- изменение параметров процесса карбонизации алюминатных растворов топочными газами;
- новые условия проведения разделения жидкой и твердой фаз;
- изменение режима взаимодействия активного гидроксида алюминия с соляной кислотой при получении гидроксохлорида алюминия.

В данном способе концентрация алюминатного раствора для проведения карбонизации составляет 15-30 г/л, что достигается путем разбавления основного обескремненного или необескремненного алюминатного раствора подшламовой водой при соотношении 1:4-6. В этом случае происходит снижение температуры алюминатного раствора до 20-25oC и специального охлаждения не требуется. Снижение концентрации менее 15 г/дм3 по Al2O3 является нецелесообразным, т. к. в дальнейшем образуются менее крепкие содовые растворы при карбонизации, что потребует повышенный расход пара при их упарке. Поэтому оптимальной концентрацией алюминатного раствора для проведения карбонизации является интервал от 15 г/л до 30 г/л Al2O3 при температуре 20-25oC. Этот же интервал концентрации по Al2O3 позволяет наиболее эффективно осуществлять карбонизацию с концентрацией CO2 7% при давлении не более 0,68 кгс/см2 в течение 1-1,5 часа. В этих условиях образуется наиболее активная - рентгеноаморфная форма гидроксида алюминия, которая практически полностью растворяется в соляной кислоте. Кроме того, использование газов с 5-7% по CO2 позволяет при получении глинозема из бокситов способом спекания применять топочные газы только с печей спекания, не прибегая к применению газов с печей обжига известняка.

Фильтрование ведут с разрежением 0,6-0,75 кгс/см2 при температуре промывной воды 15-25oC, что позволяет более длительное время сохранять рентгеноаморфную структуру гидроксида алюминия, а, следовательно, и ее активность по отношению к соляной кислоте. Растворение аморфного гидроксида алюминия осуществляют в соляной кислоте с концентрацией 25-35% при температуре 90-95oC, при поддержании pH среды 2,0-4,5 и времени растворения 2-4 часа. Увеличение концентрации соляной кислоты позволяет уменьшить время растворения аморфного гидроксида алюминия, поддерживать pH среды в необходимом интервале.

По данному способу обескремненные или необескремненные алюминатные растворы, полученные от переработки низкокачественных бокситов способом спекания состава, г/л: 80-115 Al2O3, 100-135 Na2Oоб, 80-115 Na2Oк разбавляли подшламовой водой состава, г/л: 0,5-0,8 Al2O3, 7-10 Na2oоб, 2-5 Na2Oк при соотношении 1: 4-6 до состава, г/л: 15-30 Al2O3, 20-35 Na2Oоб, 16-32 Na2Oк с получением раствора с температурой не выше 25oC и без охлаждения подвергали карбонизации печными газами с содержанием 5-7% CO2 с давлением не более 0,68 кгс/см2 в течение 1,0-1,5 часов до остаточного содержания 1-4 г/л Al2O3, и 1-3 г/л Na2Oк. Фильтрование гидратной пульпы осуществляли на барабанном фильтре под вакуумом 0,65-0,75 кгс/см2, с которого отжатый гидроксид алюминия сбрасывался в мешалку, где репульпировался промводой при температуре 15-25oC. После отмывки гидратная пульпа направлялась в эмалированный реактор с перемешивающим устройством, куда подавалось расчетное количество соляной кислоты с концентрацией 25-35% и в течение 2-3 часов при температуре 90-95oC при поддержании pH = 2,0-4,5 происходит взаимодействие активного гидроксида алюминия с соляной кислотой с получением гидроксохлорида алюминия.

Результаты опытов по получению гидроксохлорида алюминия по предлагаемому способу представлены в таблице, из которой видно, что наиболее оптимальными для карбонизации приготовленных алюминатных растворов являются концентрации от 15 до 30 г/л Al2O3, т.к. в этом случае при разбавлении основных алюминатных растворов промводами температура составляет не выше 25oC. Это позволяет осуществлять карбонизацию алюминатного раствора без специального охлаждения топочными газами с содержанием 5-7% CO2 в течение 1-1,5 часа.

При большей концентрации растворов по Al2O3 возрастает время карбонизации до 2-х и более часов, что приводит к увеличению нерастворимого осадка: при концентрации 35 г/л по Al2O3 и времени карбонизации 2 часа количество нерастворимого осадка составляет 3,2%, а при концентрации 45 г/л и времени карбонизации 3 часа - 8,3%.

Таким образом, предложенный нами способ способствует существенному улучшению технико-экономических показателей и качества продукта при получении гидроксохлорида алюминия.

Похожие патенты RU2157340C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ 2000
  • Гашков Г.И.
  • Вольфсон Г.И.
  • Архипов С.Н.
  • Максимова Л.Н.
  • Лайнер Ю.А.
  • Сурова Л.М.
RU2175951C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСОХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ 1997
  • Богомазов А.В.
  • Гашков Г.И.
  • Молотилкин В.К.
  • Мязина Н.Е.
  • Орищук А.П.
RU2139248C1
Способ получения коагулянта-гидроксохлорида алюминия 1991
  • Лайнер Юрий Абрамович
  • Резниченко Владилен Алексеевич
  • Хасанов Шавкат Ахметович
  • Бондаренко Игорь Владимирович
  • Симановский Борис Абрамович
  • Гундзилович Людмила Васильевна
  • Пивнев Александр Иосифович
  • Ильинич Владилен Николаевич
  • Галиуллин Фанил Галимуллинович
  • Усачев Владимир Владиславович
SU1809819A3
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ 2013
  • Макаренко Михаил Григорьевич
  • Кильдяшев Сергей Петрович
  • Сакаева Наиля Самильевна
RU2544554C2
СПОСОБ СУШКИ РАСТВОРА ИЛИ ПАСТЫ ГИДРОКСОХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ 2000
  • Князев Ю.Г.
  • Гашков Г.И.
  • Голованов А.А.
  • Архипов С.Н.
  • Максимова Л.Н.
  • Вольфсон Г.И.
  • Лайнер Ю.А.
  • Сурова Л.М.
RU2175952C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДШЛАМОВОЙ ВОДЫ 2023
  • Князев Андрей Владимирович
  • Дамаскин Александр Александрович
  • Дамаскина Анна Александровна
  • Ордон Сергей Федорович
RU2816710C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА 2019
  • Дубовиков Олег Александрович
  • Рис Александра Дмитриевна
  • Сундуров Александр Владимирович
  • Куртенков Роман Владимирович
RU2727389C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА 2013
  • Анашкин Вячеслав Серафимович
  • Вишняков Сергей Егорович
RU2552414C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ 1996
  • Мельников В.Б.
  • Вершинин В.И.
RU2124478C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ 2016
  • Бричкин Вячеслав Николаевич
  • Сизяков Виктор Михайлович
  • Васильев Владимир Викторович
  • Куртенков Роман Владимирович
  • Федосеев Дмитрий Васильевич
RU2638847C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 157 340 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСОХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ

Изобретение предназначено для получения гидроксохлорида алюминия. Способ заключается в том, что необескремненные или обескремненные алюминатные растворы, образующиеся при переработке бокситов способом спекания, смешивают с подшламовыми или промывными водами до получения раствора с концентрацией 15 - 30 г/л Al2O3 и снижения температуры до 20 - 25oС с последующей карбонизацией смешанных растворов топочными газами с содержанием 5 - 7% CO2, фильтрованием гидратной пульпы и растворением аморфного гидроксида алюминия в соляной кислоте. Алюминатные растворы смешивают с подшламовыми или промывными водами при соотношении 1 : 4 - 6. Карбонизацию смешанных растворов осуществляют при давлении топочных газов не более 0,68 кг/см2 в течение 1 - 1,5 ч. Фильтрование осуществляют под вакуумом 0,6 - 0,75 кг/см2 с подачей воды на фильтрование с температурой 15 - 25oС. Растворение аморфного гидроксида алюминия осуществляют 25 - 35% соляной кислотой при температуре 90 - 95oС с поддержанием рН среды 2 - 4,5 в течение 2 - 4 ч. Изобретение позволяет улучшить потребительские качества продукта и удешевить процесс. 1 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 157 340 C1

1. Способ получения гидроксохлорида алюминия, отличающийся тем, что необескремненные или обескремненные алюминатные растворы, образующиеся при переработке бокситов способом спекания, смешивают с подшламовыми или промывными водами до получения раствора с концентрацией 15 - 30 г/л Al2O3 и снижения температуры до 20 - 25oС с последующей карбонизацией смешанных растворов топочными газами с содержанием 5 - 7% CO2, фильтрованием гидратной пульпы и растворением аморфного гидроксида алюминия в соляной кислоте. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что алюминатные растворы смешивают с подшламовыми или промывными водами при соотношении 1 : 4 - 6. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонизацию смешанных растворов осуществляют при давлении топочных газов не более 0,68 кг/см2 в течение 1 - 1,5 ч. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрование осуществляют под вакуумом 0,6 - 0,75 кг/см2 с подачей воды на фильтрование с температурой 15 - 25oС. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение аморфного гидроксида алюминия осуществляют 25 - 35% соляной кислотой при температуре 90 - 95oС с поддержанием pH среды 2 - 4,5 в течение 2 - 4 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2157340C1

Способ получения коагулянта-гидроксохлорида алюминия 1991
  • Лайнер Юрий Абрамович
  • Резниченко Владилен Алексеевич
  • Хасанов Шавкат Ахметович
  • Бондаренко Игорь Владимирович
  • Симановский Борис Абрамович
  • Гундзилович Людмила Васильевна
  • Пивнев Александр Иосифович
  • Ильинич Владилен Николаевич
  • Галиуллин Фанил Галимуллинович
  • Усачев Владимир Владиславович
SU1809819A3
Способ получения основного хлорида алюминия А @ (ОН) @ С @ 1990
  • Галкин Юрий Михайлович
  • Штерн Эмилия Константиновна
  • Сюткина Ирина Григорьевна
  • Евдокимова Зинаида Ульяновна
SU1798305A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ (ВАРИАНТЫ) 1995
  • Новаков И.А.
  • Быкадоров Н.У.
  • Радченко С.С.
  • Каргин Ю.Н.
  • Мохов В.Ф.
  • Жохова О.К.
  • Пархоменко А.И.
  • Отченашев П.И.
RU2083495C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ПОКРЫТИЯ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА 2006
  • Табаков Владимир Петрович
  • Циркин Алексей Валерьевич
  • Чихранов Алексей Валерьевич
  • Смирнов Максим Юрьевич
  • Тулисов Александр Николаевич
RU2310014C1
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ОБКАТЫВАНИЯ 2004
  • Степанов Юрий Сергеевич
  • Киричек Андрей Викторович
  • Афонин Андрей Николаевич
  • Цымай Юлия Валерьевна
  • Батранина Марина Алексеевна
  • Савостикова Татьяна Владимировна
  • Афанасьев Борис Иванович
  • Фомин Дмитрий Сергеевич
RU2277039C1
Пожарный двухцилиндровый насос 0
  • Александров И.Я.
SU90A1
Привод конвейера 1986
  • Матвеев Олег Семенович
SU1413048A1

RU 2 157 340 C1

Авторы

Лайнер Ю.А.

Сурова Л.М.

Вольфсон Г.И.

Гашков Г.И.

Голованов А.А.

Архипов С.Н.

Якунина Э.Ю.

Дроздова Е.В.

Даты

2000-10-10Публикация

1999-04-22Подача