СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2001 года по МПК C01F7/14 

Описание патента на изобретение RU2175951C2

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, которые связаны с производством соединений алюминия, направляемых для получения коагулянтов - гидроксохлорида и гидроксосульфата алюминия, катализаторов в качестве носителей, осушителей и для других целей.

Известны способы получения активного гидроксида алюминия, один из которых состоит в высушивании технического гидроксида алюминия во вращающейся печи при 110-130oC с последующей термической дегидратацией. Активированный таким образом гидроксид алюминия осаждается в циклоне, а затем подается на растворение хлоридом алюминия при 95-98oC в течение 40-60 мин с получением гидроксохлорида алюминия различной основности (Запольский А.К., Баран А.А., Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. - Л., Химия, 1987 г., с. 91).

Наиболее близким к техническому решению является способ получения активного гидроксида алюминия путем его выделения из алюминатных растворов с концентрацией 10-100 г/л Al2O3 карбонизацией с последующим разделением жидкой и твердой фаз отстаиванием, а затем фильтрованием. Выделенный гидроксид алюминия отмывают водой и сушат (авт.св. SU 738266, оп. 23.01.1988).

Недостатками данного способа получения активного гидроксида алюминия являются:
- быстрое старение такого гидроксида алюминия в течение 36-48 часов, что приводит к образованию кристаллической решетки байерита или бемита, а следовательно, более медленному растворению в соляной кислоте;
- невозможность его транспортировки из-за быстрого старения в другие регионы, где целесообразно было бы создание производства гидроксохлорида или гидроксосульфата алюминия.

Задачей изобретения является повышение активности гидроксида алюминия за счет снижения старения.

Поставленная задача достигается тем, что гидроксид алюминия выделяют из алюминатных растворов при температуре 18-20oC, содержащих от 10 до 14 г/л Al2O3, карбонизацией при поддержании температуры 25-30oC и последующим разделением твердой и жидкой фаз сначала отстаиванием гидратной пульпы от 25 мин до 120 мин при температуре 22-30oC с последующим сливом осветленной части (примерно 2/3 объема пульпы) и фильтрованием оставшейся твердой части (примерно 1/3 объема пульпы) при температуре 22-25oC, отмывкой активного гидроксида алюминия водой до содержания менее 0,5-0,8% Na2O во влажном продукте и сушкой в тонком слое толщиной от 0,1 до 5 мм при температуре 90-120oC в течение от 3 до 30 мин или при температуре 20-30oC в течение 18-24 часов с получением аморфного гидроксида алюминия при полном отсутствии какой-либо кристаллической структуры. Из такого гидроксида алюминия может быть получен гидроксохлорид или гидроксосульфат алюминия растворением соответственно в соляной или серной кислотах, носитель для приготовления катализаторов или осушитель.

В предложенном способе концентрация разбавленного алюминатного раствора составляет 10-14 г/л по Al2O3, что позволяет выделять очень активный гидроксид алюминия, который долгое время не изменяет своих качеств, оставаясь способным быстро и эффективно растворяться в различных кислотах с образованием основных солей.

Эффективность разделения жидкой и твердой фаз достигается путем отстаивания гидратной пульпы от 25 до 120 мин при температуре 22-30oC с последующим сливом осветленной части, а затем фильтрованием оставшейся твердой части при температуре 22-25oC. Этот прием позволил в несколько раз увеличить время разделения жидкой и твердой фаз, т.к. при использовании лишь отстаивания, процесс идет длительное время, особенно на конечной стадии, а кроме того, отстоявшаяся пульпа увлекает за собой значительное количество маточного раствора. Применение же фильтрования к 1/3 объема пульпы позволяет в значительной степени интенсифицировать весь процесс разделения жидкой и твердой фаз и получить твердый осадок с минимальным количеством маточного раствора, что облегчает процесс его отмывки.

Отмывка активного гидроксида алюминия должна осуществляться до содержания в нем менее 0,5-0,8% Na2O во влажном продукте, т.к. в таком количестве щелочь оказывает стабилизирующее действие на сохранение аморфной структуры гидроксида алюминия в течение длительного времени. При большем содержании щелочи наблюдается более быстрый переход от аморфного состояния к кристаллическому, что приводит, соответственно, к снижению реакционных свойств активного гидроксида алюминия, а следовательно, к невозможности получения, например, гидроксохлорида алюминия нужной основности.

Сушка активного гидроксида алюминия в тонком слое от 0,1 до 5 мм при температуре 90-120oC от 3 до 30 мин или при температуре 20-30oC, но в течение более длительного времени (18-24 час) позволяет сохранить аморфный гидроксид алюминия в течение длительного времени без появления кристаллической структуры, а следовательно, и высокую активность гидроксида алюминия.

Отклонение от этих оптимальных условий по высоте слоя, температуре и продолжительности сушки приводит либо к недосушке продукта, либо к переходу от аморфной к кристаллической структуре, что ведет к потере его активности.

Примеры осуществления способа.

По данному способу алюминатный раствор состава, г/л: 12 Al2O3, 17 Na2Oоб, 13 Na2Oк с температурой 18oC подвергался карбонизации топочными газами при поддержании температуры 30oC в течение часа, а затем полученную пульпу отстаивали 90 мин при температуре 30oC. Осветленную часть пульпы, составлявшую 2/3 первоначального объема, сливали, а оставшуюся твердую часть пульпы, которая представляла 1/3 первоначального объема, отфильтровывали на барабанном вакуум-фильтре при температуре 25oC с последующей промывкой водой до содержания 0,7% Na2O во влажном продукте. Отмытый гидроксид алюминия при толщине слоя 1,5 мм сушили при 90oC в течение 20 мин с получением аморфного гидроксида алюминия, который не терял своей активности в течение нескольких месяцев - хорошо растворялся в соляной кислоте с получением гидроксохлорида алюминия заданной основности.

Результаты опытов по данному способу приведены в таблице, из которой видно, что наиболее активный гидроксид алюминия выделен из алюминатных растворов, содержащих 10-14 г/л Al2O3 при температуре 18-20oC, путем карбонизации топочными газами при температуре 25-30oC, с последующим разделением жидкой и твердой фаз отстаиванием и фильтрованием с последующей отмывкой гидроксида алюминия водой до содержания 0,5-0,8% Na2O во влажном продукте и сушкой в тонком слое материала при 90-120oC от 3 до 30 мин, или при 20-30oC в течение 18-24 час.

Похожие патенты RU2175951C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСОХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ 1999
  • Лайнер Ю.А.
  • Сурова Л.М.
  • Вольфсон Г.И.
  • Гашков Г.И.
  • Голованов А.А.
  • Архипов С.Н.
  • Якунина Э.Ю.
  • Дроздова Е.В.
RU2157340C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСОХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ 1997
  • Богомазов А.В.
  • Гашков Г.И.
  • Молотилкин В.К.
  • Мязина Н.Е.
  • Орищук А.П.
RU2139248C1
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 МАЛОЩЕЛОЧНОГО ГЛИНОЗЕМА 1992
  • Шмуилов Л.Н.
  • Гашков Г.И.
  • Карпенко Н.В.
  • Телятников Г.В.
  • Мязина Н.Е.
RU2047561C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО БАЙЕРИТА 2020
  • Сенюта Александр Сергеевич
  • Красных Андрей Иванович
  • Мильшин Олег Николаевич
  • Ордон Сергей Федорович
RU2746660C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСВЕТЛЕННОГО СМЕШАННОГО КОАГУЛЯНТА ДИГИДРОКСОХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ 2020
  • Хасанов Шавкат Ахмедович
  • Маричев Александр Владиславович
RU2741019C1
СПОСОБ ГИДРОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ 2014
  • Ахмедов Сергей Норматович
  • Медведев Виктор Владимирович
RU2585648C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА 2000
  • Лупин В.В.
  • Козлов Б.В.
RU2200708C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ 2003
  • Анашкин В.С.
  • Фомин Э.С.
  • Лебедев А.Д.
  • Зусман М.В.
RU2258035C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 175 951 C2

Реферат патента 2001 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВНОГО ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, которые связаны с производством соединений алюминия, направляемых для получения коагулянтов - гидроксохлорида и гидроксосульфата алюминия, катализаторов в качестве носителей, осушителей и для других целей. Активный гидроксид алюминия получают из разбавленных алюминатных растворов с содержанием от 10 до 14 г/л Al2O3 и температурой 18-20oС путем осаждения гидроксида алюминия карбонизацией при температуре 25-30oС с последующим разделением жидкой и твердой фаз отстаиванием от 25 до 120 мин при температуре 22-30oС. Осветленную часть сливают, а оставшуюся твердую фазу подвергают фильтрованию при температуре 22-25oС. Отмывку гидроксида алюминия осуществляют водой до содержания 0,5-0,8% Na2O во влажном гидроксиде алюминия, сушку продукта осуществляют в тонком слое, толщиной от 0,1 до 5,0 мм при температуре 90-120oС от 3,0 до 30 мин или при температуре 20-30oС в течение 18-24 ч с получением аморфного гидроксида алюминия при полном отсутствии какой-либо кристаллической структуры, который отличается высокой активностью. Изобретение позволяет повысить активность гидроксида алюминия. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 175 951 C2

1. Способ получения активного гидроксида алюминия, включающий осаждение гидроксида алюминия карбонизацией разбавленных алюминатных растворов с содержанием от 10 до 14 г/л Al2O3, разделение жидкой и твердой фаз отстаиванием, а затем фильтрованием, отмывку выделенного гидроксида алюминия водой и последующую сушку, отличающийся тем, что карбонизацию ведут при 25-30oС, отмывку выделенного гидроксида алюминия ведут до содержания 0,5-0,8% Na2O во влажном гидроксиде алюминия, а сушку его осуществляют в тонком слое толщиной от 0,1 до 5,0 мм при температуре 90-120oС в течение от 3 до 30 мин или при температуре 20-30oС в течение 18-24 ч с получением аморфного гидроксида алюминия. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру разбавленного алюминатного раствора поддерживают при 18-20oС. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение жидкой и твердой фаз отстаиванием ведут от 25 до 120 мин при температуре 22-30oС, затем осветленную часть сливают, а оставшуюся твердую фазу подвергают фильтрованию при 22-25oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2175951C2

Способ получения гидроокиси алюминия 1978
  • Рутман Д.С.
  • Пермикина Н.М.
  • Полежаев Ю.М.
  • Смирнов М.Н.
  • Певзнер И.З.
  • Мытников А.В.
  • Райзман В.Л.
  • Шмуилов Л.Н
  • Розен Я.Б.
SU738266A1
Способ карбонизации алюминатных растворов 1973
  • Ильинич Владилен Николаевич
  • Кочержинская Вера Федоровна
  • Ананьева Нина Николаевна
  • Шморгуненко Николай Степанович
  • Еремин Николай Иванович
SU497234A1
Способ выделения алюминия из растворов 1970
  • Райнер Киндер
  • Херберт Шустер
  • Вильгельм Ленерт
  • Фритц Мейер
SU489302A3
DE 2918520 A1, 15.11.1979
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ПРОЦЕСС ОБМЕНА КИСЛОРОДА ГАЗОВОЙ ФАЗЫ С ОКСИДНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ 2015
  • Ананьев Максим Васильевич
  • Тропин Евгений Сергеевич
RU2598701C1
Устройство для выпрямления опрокинувшихся на бок и затонувших у берега судов 1922
  • Демин В.А.
SU85A1
ДАТЧИК ИМПУЛЬСОВ 0
SU195732A1

RU 2 175 951 C2

Авторы

Гашков Г.И.

Вольфсон Г.И.

Архипов С.Н.

Максимова Л.Н.

Лайнер Ю.А.

Сурова Л.М.

Даты

2001-11-20Публикация

2000-02-25Подача