СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМОСОДЕРЖАЩЕГО КОАГУЛЯНТА Российский патент 2004 года по МПК C01F7/56 C22B7/04 

Изобретение относится к области неорганической химии, к средствам получения соединений алюминия, содержащих хлор.

Известен способ получения алюмосодержащего коагулянта, включающий обработку соляной кислотой алюмосодержащих сплавов (SU 618343, С 01 F 7/56, 1978 г.).

Недостатком известного способа является использование дорогостоящего сырья - алюмосодержащих сплавов и повышенные энергозатраты в случае проведения процесса при высоких температурах.

Более экономичным и наиболее близким аналогом заявляемому является способ получения алюмосодержащего коагулянта, включающий образование пульпы перемешиванием с водой отходов алюминиевого производства, содержащих наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, растворение солей щелочных металлов в водной фазе пульпы, отделение солей щелочных металлов от шлака посредством слива жидкой фазы пульпы и осаждения твердой фазы пульпы, обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой до полного растворения металлического алюминия и образования раствора коагулянта и отделение раствора коагулянта посредством фильтрации жидкой фазы продуктов обработки пульпы соляной кислотой (RU 2088544, С 04 В 7/24, 1997 г.).

Однако указанный известный способ не обеспечивает чистоту конечного продукта и полноту извлечения алюминия из-за неполного отделения солей щелочных металлов и потери части продуктивной фракции шлака на промежуточных операциях.

Техническим результатом, на который нацелено заявляемое изобретение, является увеличение эффективности процесса за счет более полной утилизации шлака и повышения качества алюмосодержащего коагулянта.

Указанный технический результат достигается способом получения алюмосодержащего коагулянта, включающим образование пульпы перемешиванием с водой отходов алюминиевого производства, содержащих наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, растворение солей щелочных металлов в водной фазе пульпы, отделение солей щелочных металлов от шлака посредством слива жидкой фазы пульпы и осаждения твердой фазы пульпы, обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой до полного растворения металлического алюминия и образования раствора коагулянта и отделение раствора коагулянта посредством фильтрации жидкой фазы продуктов обработки пульпы соляной кислотой за счет того, что в качестве отходов алюминиевого производства применяют шлак с гранулометрическим составом, имеющим фракцию частиц менее 0,1 мм, при этом перед образованием пульпы производят отмывку фракции частиц шлака менее 0,1 мм посредством перемешивания шлака с водой в течение 0,5-1 мин при массовом соотношении твердой и жидкой фазы 1:1.

А также за счет того, что растворение солей щелочных металлов производят сначала в воде, а затем, по меньшей мере, однократным повторным взаимодействием с ненасыщенным раствором солей щелочных металлов, получаемых при сливе жидкой фазы пульпы.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

В качестве исходного сырья - отходов алюминиевого производства применяют шлак с гранулометрическим составом, имеющим фракцию частиц менее 0,1 мм, например, со следующим распределением, мас.%:
0,04-0,08 мм - 10,5
0,08-0,14 мм - 12,4
0,14-0,25 мм - 16
0,25-0,315 мм - 9
Более 0,315 мм - Остальное.

Состав шлака должен содержать наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, например, при следующем соотношении, мас%:
Хлориды К и Na - 5-45
Аl Металлический - 12-25
Оксид алюминия - 10-25
Оксид кремния - 5-15.

Пылевидная фракция частиц менее 0,1 мм такого шлака образуется, как правило, из компонентов, не содержащих металлический алюминий и его соединения и обладающих по этой причине механическими свойствами, способствующими их дисперсии до пылевидного состояния.

Навеску шлака вместе с водой помещают в миксер при массовом соотношении твердой и жидкой фазы 1:1 и перемешивают в течение 0,5-1 минуты. В результате перемешивания еще до начала растворения солей происходит отмывка частиц шлака менее 0,1 мм с образованием суспензии, которую сливают без отстоя в приемную емкость, при этом фракции шлака из более крупных частиц остаются в миксере.

Эта часть шлака подвергается перемешиванию с водой при массовом соотношении твердой и жидкой фазы 1:1 в течение 20 минут, в процессе которого происходит образование пульпы и растворение солей щелочных металлов в ее жидкой фазе.

Полученный таким образом ненасыщенный раствор сливают из миксера с одновременным осаждением твердой фазы, пропускают через фильтры и отстойники и повторно направляют в миксер. В результате повторного взаимодействия (по меньшей мере, однократного или более) с шлаком концентрация раствора солей повышается до 25-28%, что делает его пригодным для промышленного применения, например при регенерировании фильтров ТЭЦ и котельных.

Оставшуюся после отмывки и растворения солей твердую фазу пульпы обрабатывают соляной кислотой с концентрацией до 25% в соответствии со стехиометрией получения коагулянта Аl₂(ОН)₃Сl (в расчете на металлический алюминий) до полного растворения алюминия, содержащегося в шлаке.

По окончании реакции и достижении рН 5-6 жидкую фазу продуктов обработки пульпы из миксера пропускают через систему фильтров и отстойников, обеспечивая тем самым осветление, удаление нежелательных примесей и получение в конечном итоге раствора алюмосодержащего коагулянта с плотностью 1300-1320 кг/м³ для промышленного применения.

Нерастворимая часть шлака, промытая и обессоленная, может быть использована для производства строительных материалов.

Изобретение относится к области неорганической химии, к средствам получения соединений алюминия, содержащих хлор. Способ получения алюмосодержащего коагулянта включает применение алюмосодержащего шлака, имеющего фракцию частиц менее 0,1 мм, отмывку этих частиц до начала растворения солей, образование пульпы перемешиванием отмытого шлака с водой, растворение и удаление солей щелочных металлов водной фазой пульпы, а также обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой с отделением раствора коагулянта посредством фильтрации. Изобретение позволяет более полно утилизировать шлак. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ получения алюмосодержащего коагулянта, включающий образование пульпы перемешиванием с водой отходов алюминиевого производства, содержащих наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, растворение солей щелочных металлов в водной фазе пульпы, отделение солей щелочных металлов от шлака посредством слива жидкой фазы пульпы и осаждения твердой фазы пульпы, обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой до полного растворения металлического алюминия и образования раствора коагулянта и отделение раствора коагулянта посредством фильтрации жидкой фазы продуктов обработки пульпы соляной кислотой, отличающийся тем, что в качестве отходов алюминиевого производства применяют шлак с гранулометрическим составом, имеющим фракцию частиц менее 0,1 мм, при этом перед образованием пульпы производят отмывку фракции частиц шлака менее 0,1 мм посредством перемешивания шлака с водой в течение 0,5-1 мин при массовом соотношении твердой и жидкой фаз 1:1.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение солей щелочных металлов производят сначала в воде, а затем, по меньшей мере, однократным повторным взаимодействием с ненасыщенным раствором солей щелочных металлов, получаемых при сливе жидкой фазы пульпы.