СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТА ОКСИДА МЕТАЛЛА Российский патент 2009 года по МПК C01F7/02 C01G23/04 C01G25/02 

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для получения гидратов оксидов металлов, преимущественно алюминия, титана, циркония, применяемых в производстве катализаторов, сорбентов, осушителей и т.п.

Основным методом получения гидрата оксида металла в настоящее время является его осаждение из раствора кислой соли металла под действием щелочного реагента, например раствора аммиака. При этом возникает проблема отделения от маточного раствора образующегося гельсодержащего гидратного осадка, имеющего повышенное водосодержание, при сопутствующем высоком расходе воды на его промывку, что приводит к значительным материальным потокам, высоким энергозатратам и образованию большого количества неутилизируемых разбавленных промывных растворов.

Известен способ получения гидрата оксида металла, в частности алюминия (см. патент РФ №2258035, МПК⁷ C01F 7/02, 2003), включающий обработку раствора основного сульфата алюминия AlOHSO₄, содержащего 75 г/л Al₂O₃, в непрерывном режиме путем смешения с 25% водным раствором аммиака NH₄ОН при рН 9,5-10,5 в течение 30-45 мин. Полученную суспензию фильтруют с отделением гидратного осадка, который подвергают автоклавной обработке в 5-7,5% растворе аммиака при рН 10-11 и температуре 135-145°С в течение 1-2 часов. Полученный осадок гидрата оксида алюминия Al₂O₃·nH₂O псевдобемитной структуры отфильтровывают, промывают химически обессоленной водой и сушат.

Основными недостатками данного способа являются трудность отделения гельсодержащего гидратного осадка от раствора сульфата аммония при большом расходе воды на его промывку и значительные материальные потоки, обусловленные проведением аммиачной обработки соли металла в системе жидкость-жидкость. Кроме того, способ характеризует высокая энергоемкость по причине повышенной влажности гидратного осадка и необходимости использования автоклава, а также недостаточная экологичность вследствие образования большого количества неутилизируемых разбавленных растворов сульфата аммония.

Известен также способ получения гидрата оксида металла, в частности алюминия, принятый в качестве прототипа (см. патент СССР, №11489, МПК C01F 7/26, 1929), включающий прокаливание сульфата аммония с получением аммиака и бисульфата аммония, разложение раствором бисульфата аммония глиноземсодержащего материала, отделение алюминийсодержащего раствора фильтрацией, обработку его аммиаком, полученным при прокаливании, с образованием суспензии, выделение из нее осадка гидрата оксида алюминия фильтрацией, его промывку и сушку. Из раствора, полученного после отделения гидратного осадка, выделяют аммиак и сульфат аммония, который возвращают в начало процесса. Прокаливание сульфата аммония производят при обычном давлении или в вакууме, а разложение глиноземсодержащего материала осуществляют преимущественно в автоклаве под давлением при нагревании до 200°С, при этом разложение ведут в присутствии нейтрального сульфата аммония для более эффективного разложения глиноземсодержащего материала и отделения примесей железа.

Основными недостатками известного способа являются трудность отделения гельсодержащего гидратного осадка от раствора сульфата аммония при большом расходе воды на его промывку, высокая энергоемкость способа по причине повышенной влажности гидратного осадка и значительные материальные потоки, обусловленные проведением аммиачной обработки соли алюминия в системе газ-жидкость.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в интенсификации выделения гидрата оксида металла и в снижении энергоемкости способа за счет формирования структуры целевого продукта с пониженным водосодержанием при одновременном снижении объема материальных потоков. Кроме того, техническим результатом является получение аммонийного удобрения, что повышает комплексность использования сырьевых компонентов.

Технический результат достигается тем, что в способе получения гидрата оксида металла, включающем обработку соли металла газообразным аммиаком, выделение из суспензии гидратного осадка с образованием раствора, содержащего соль аммония, промывку гидратного осадка и сушку, согласно изобретению используют соль металла, взятую в виде кристаллогидрата с крупностью частиц 0,1-3,0 мм, в качестве соли металла берут соль алюминия, титана или циркония, обработку солей металлов газообразным аммиаком ведут путем пропускания его через слой частиц кристаллогидратов до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7, а полученную реакционную массу выщелачивают водой или раствором от промывки гидратного осадка с образованием суспензии, из которой и выделяют гидратный осадок.

Достижению технического результата способствует то, что в качестве соли алюминия берут его сульфат, хлорид, нитрат, алюмокалиевые или алюмоаммониевые квасцы, в качестве соли титана берут сульфат титанила или сульфат титанила и аммония, а в качестве соли циркония берут сульфат циркония, нитрат циркония или хлорид цирконила.

Достижению технического результата способствует также то, что выщелачивание реакционной массы ведут при температуре не ниже 40°С в течение не менее 10 минут.

Достижению технического результата способствует также и то, что промывку гидратного осадка ведут с использованием режима противотока.

Достижению технического результата способствует и то, что раствор, содержащий соль аммония, обезвоживают с получением аммонийного удобрения.

Сущность изобретения заключается в следующем. Образование гидрата оксида металла происходит в результате гидролиза какой-либо его соли, механизм которого заключается в депротонировании аквакомплекса металла. Гидролиз в растворах всегда осложнен процессами полимеризации акваионов металла, происходящими во всем объеме реакционной массы, с образованием полиядерных гидроксокомплексов. При этом гидрат оксида металла формируется в виде неорганического полимерного соединения, содержащего в своей структуре повышенное количество воды. Содержащаяся в составе твердых кристаллогидратов вода так же, как и в растворах солей, координирована вокруг катиона металла. Поэтому при обработке газообразным аммиаком соли металла, взятой в виде твердого кристаллогидрата

Me_aA_b·nH₂O, где Me - Al, Ti, Zr; A - сульфат-, хлорид-, нитрат-ион, происходит депротонирование аквакомплекса металла под действием аммиака в соответствии с уравнением

[Ме(H₂O)_к]^b++NH₃→[Ме(H₂O)_к-1OH]^(b-1)++NH₄ ⁺ и т.д.,

где к - координационное число катиона металла.

Образующийся в ходе гидролиза катион аммония NH₄ ⁺ связывается с кислотным анионом с образованием сульфата, хлорида, нитрата аммония или смеси солей. В отсутствие жидкой фазы нет условий для полимеризации акваионов металла, и поэтому процесс гидролиза идет в объеме каждой частицы с образованием высокодисперсного соединения, в котором число структурных молекул воды, приходящихся на один атом металла, составляет 1-3, что отвечает кристаллической форме соответствующего гидроксида. Помимо структурных молекул воды в составе гидрата оксида присутствует некоторое количество слабосвязанных молекул воды, что характерно для рентгеноаморфных соединений, которые не имеют строгой химической формулы. В процессе выщелачивания реакционной массы водным реагентом не происходит дополнительного обводнения сформированной дисперсной структуры гидрата оксида металла, что позволяет эффективно отделять гидратный осадок от концентрированного раствора соли аммония, который после обезвоживания представляет собой аммонийное удобрение.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.

Использование соли металла в виде кристаллогидрата позволяет провести процесс гидролиза с участием структурной воды кристаллогидрата в отсутствие жидкой фазы. Обработка кристаллогидрата газообразным аммиаком позволяет минимизировать расход водного реагента на выщелачивание образующейся в процессе гидролиза реакционной массы, что способствует снижению объема материальных потоков.

Выбор крупности частиц кристаллогидрата 0,1-3,0 мм обусловлен необходимостью обеспечения полноты протекания реакции гидролиза, поскольку в этом случае достигается хороший диффузионный контакт газообразного аммиака с поверхностью каждой взаимодействующей частицы кристаллогидрата.

Выбор в качестве соли металла солей алюминия, титана или циркония обусловлен тем, что гидраты оксидов этих металлов наиболее широко используются в производстве дефицитных катализаторов, осушителей и сорбентов. Предлагаемое изобретение может быть использовано и при получении гидратов оксидов других металлов, в частности никеля, кобальта, марганца, цинка, гафния, церия и др. Однако получение гидратов оксидов этих металлов может быть осложнено образованием аммиакатов.

Обработка солей металлов газообразным аммиаком до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7 гарантирует полноту протекания реакции образования гидрата оксида металла. При более низких значениях рН, наряду с образованием гидратов оксидов металлов, происходит образование высокоосновных солей металлов. В случае сульфатных солей это приводит к загрязнению целевого продукта нерастворимыми основными сульфатами металлов. В случае хлоридных и нитратных солей повышается вязкость растворов аммонийных солей, что затрудняет выделение гидратного осадка из суспензии.

Выщелачивание реакционной массы водой или раствором от промывки гидратного осадка позволяет образовать суспензию, в которой твердая фаза представлена гидратом оксида соответствующего металла, а жидкая фаза - концентрированным раствором соли аммония, с обеспечением требуемой полноты растворения соли аммония. Кроме того, применение промывного раствора способствует повышению концентрации раствора соли аммония. Выделение гидратного осадка из полученной суспензии может быть осуществлено фильтрацией, которая протекает весьма интенсивно в силу того, что сформированная структура гидрата оксида металла является дисперсной и характеризуется пониженным водосодержанием.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в интенсификации выделения гидрата оксида металла и в снижении энергоемкости способа за счет формирования структуры целевого продукта с пониженным водосодержанием при одновременном снижении объема материальных потоков, а также в обеспечении возможности получения аммонийного удобрения.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.

Использование в качестве соли алюминия его сульфата, хлорида, нитрата, алюмокалиевых или алюмоаммониевых квасцов, в качестве соли титана сульфата титанила или сульфата титанила и аммония, а в качестве соли циркония сульфата циркония, нитрата циркония или хлорида цирконила способствует существенному расширению реагентно-сырьевой базы получения целевых гидратов оксидов металлов.

Выщелачивание реакционной массы при температуре не ниже 40°С в течение не менее 10 минут обеспечивает полное растворение соли аммония и получение ее концентрированного раствора.

Промывка гидратного осадка с использованием режима противотока позволяет сократить количество воды для промывки гидратного осадка.

Обезвоживание раствора, содержащего соль аммония, позволяет получить аммонийное удобрение.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ получения гидрата оксида металла в оптимальном режиме и повысить комплексность использования сырьевых компонентов.

Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1. Берут 500 г сульфата алюминия в виде кристаллогидрата Al₂(SO₄)₃·18H₂O с крупностью частиц 0,1-1,5 мм и засыпают в цилиндрическую емкость с перфорированным днищем диаметром 170 мм, на котором размещена фильтровальная перегородка. Газообразный аммиак, полученный нагреванием до 70-85°С аммиачного раствора с концентрацией 25% NH₃, подают в верхнюю часть емкости, а под перфорированным днищем с помощью вакуум-насоса создают разрежение, в результате чего газообразный аммиак проходит через слой частиц кристаллогидрата. Обработку газообразным аммиаком ведут до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,2. Полученную реакционную массу в количестве 575 г выщелачивают 600 г воды при температуре 40°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1850 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 673 г раствора, содержащего 33,1% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄.

Гидратный осадок промывают 7 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 363,6 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 120 г гидрата оксида алюминия, содержащего 63,8% Al₂O₃. По данным рентгенофазового анализа (РФА) полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 2 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 225,1 г аммонийного удобрения, содержащего 99% (NH₄)₂SO₄.

Пример 2. Берут 500 г сульфата титанила и аммония в виде кристаллогидрата (NH₄)₂SO₄·TiOSO₄·H₂O с крупностью частиц 1,5-3,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,5. Полученную реакционную массу в количестве 605 г выщелачивают 850 г воды при температуре 50°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1525 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 970 г раствора, содержащего 33,4% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. Гидратный осадок промывают 9 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 584 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 201,5 г гидрата оксида титана, содержащего 64,1%

TiO₂. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,9 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 327,3 г аммонийного удобрения, содержащего 99% (NH₄)₂SO₄.

Пример 3. Берут 500 г хлорида цирконила в виде кристаллогидрата ZrOCl₂·8H₂O с крупностью частиц 1,0-2,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,3. Полученную реакционную массу в количестве 548,5 г выщелачивают 500 г воды при температуре 60°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1650 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 435,6 г раствора, содержащего 29,3% хлорида аммония NH₄Cl. Гидратный осадок промывают 11 порциями воды по 400 г до полного отсутствия хлорид-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 560,2 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 288,5 г гидрата оксида циркония, содержащего 66,2% ZrO₂. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 0,94 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 129 г аммонийного удобрения, содержащего 98,9%

NH₄Cl.

Пример 4. Берут 500 г хлорида алюминия в виде кристаллогидрата AlCl₃·6Н₂О с крупностью частиц 2,0-3,0 мм и обрабатывают газообразным аммиаком согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,1. Полученную реакционную массу в количестве 601,5 г выщелачивают 700 г воды при температуре 50°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1475 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 774,2 г раствора, содержащего 32,2% хлорида аммония NH₄Cl. Гидратный осадок промывают 9 порциями воды по 400 г до полного отсутствия хлорид-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 622 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 164,8 г гидрата оксида алюминия, содержащего 64% Al₂O₃. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 2,77 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 251,4 г аммонийного удобрения, содержащего 99,1% NH₄Cl.

Пример 5. Берут 500 г алюмокалиевых квасцов в виде кристаллогидрата K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O с крупностью частиц 0,5-2,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,4. Полученную реакционную массу в количестве 545 г выщелачивают 900 г воды при температуре 60°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1510 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 900,5 г раствора, содержащего 7,6% сульфата калия K₂SO₄ и 17,4% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. Гидратный осадок промывают 8 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 333,6 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 83,4 г гидрата оксида алюминия, содержащего 64,5% Al₂O₃. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 3 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 227,2 г аммонийного удобрения, содержащего 30,2% K₂SO₄ и 69%

(NH₄)₂SO₄.

Пример 6. Берут 500 г алюмокалиевых квасцов в виде кристаллогидрата K₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O с крупностью частиц 0,5-2,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,4. Полученную реакционную массу в количестве 545 г выщелачивают 900 г раствора от промывки гидратного осадка по примеру 5, содержащего 17,4 г K₂SO₄ и 39 г (NH₄)₂SO₄, при температуре 60°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1480 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 900,5 г раствора, содержащего 9,1% сульфата калия K₂SO₄ и 20,6% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. Промывку гидратного осадка осуществляют вначале противотоком с использованием второй, третьей и четвертой порций промывного раствора по примеру 5, затем шестью порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Общий расход промывной жидкости при этом составляет 3600 мл. Промытый гидратный осадок массой 333,6 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 83,4 г гидрата оксида алюминия, содержащего 64,5% Al₂O₃. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 3 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 283,5 г аммонийного удобрения, содержащего 30,4% K₂SO₄ и 69% (NH₄)₂SO₄.

Пример 7. Берут 500 г алюмоаммониевых квасцов в виде кристаллогидрата (NH₄)₂SO₄·Al₂(SO₄)₃·24H₂O с крупностью частиц 0,1-1,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,3. Полученную реакционную массу в количестве 524 г выщелачивают 750 г раствора от промывки гидратного осадка по примеру 6, содержащего 23,2 г K₂SO₄ и 52 г (NH₄)₂SO₄, при температуре 50°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1550 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 736 г раствора, содержащего 2,4% сульфата калия K₂SO₄ и 27,9% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. Гидратный осадок промывают 9 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 327,3 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 90 г гидрата оксида алюминия, содержащего 62,6% Al₂O₃. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 2,6 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 224,7 г аммонийного удобрения, содержащего 7,8% K₂SO₄ и 91,5% (NH₄)₂SO₄.

Пример 8. Берут 385 г нитрата алюминия в виде кристаллогидрата Al(NO₃)₃·9H₂O и 125 г сульфата титанила в виде кристаллогидрата TiOSO₄·H₂O с крупностью частиц 0,5-2,5 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,5. Полученную реакционную массу в количестве 525 г выщелачивают 630 г воды при температуре 40°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1620 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 730,8 г раствора, содержащего 25,6% нитрата аммония NH₄NO₃ и 8,9% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. Гидратный осадок промывают 8 порциями воды по 400 г до полного отсутствия нитрат-иона и сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 485,5 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 165 г гидрата оксидов алюминия и титана, содержащего 31,7% Al₂O₃ и 31,3% TiO₂. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,9 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 253,7 г аммонийного удобрения, содержащего 73,8% NH₄NO₃ и 25,6% (NH₄)₂SO₄.

Пример 9. Берут 265 г сульфата титанила и аммония в виде кристаллогидрата (NH₄)₂SO₄·TiOSO₄·H₂O и 235 г нитрата циркония в виде кристаллогидрата Zr(NO₃)₄·5H₂O с крупностью частиц 0,5-1,5 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,0. Полученную реакционную массу в количестве 530 г выщелачивают 750 г воды при температуре 45°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1715 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 886 г раствора, содержащего 19,6% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ и 15,2% нитрата аммония NH₄NO₃. Гидратный осадок промывают 7 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона и нитрат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 593 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 211,1 г гидрата оксидов титана и циркония, содержащего 32,4% TiO₂ и 31,9% ZrO₂. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,8 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 310 г аммонийного удобрения, содержащего 56% (NH₄)₂SO₄ и 43,5% NH₄NO₃.

Пример 10. Берут 250 г сульфата алюминия в виде кристаллогидрата Al₂(SO₄)₃·18H₂O, 100 г сульфата титанила в виде кристаллогидрата TiOSO₄·H₂O и 150 г сульфата циркония в виде кристаллогидрата Zr(SO₄)₂·4H₂O с крупностью частиц 0,1-3,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,2. Полученную реакционную массу в количестве 521 г выщелачивают 700 г воды при температуре 45°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1745 л/м²·час с выделением гидратного осадка и получением 791,2 г раствора, содержащего 28,5% сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. Гидратный осадок промывают 8 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 557,5 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 211,8 г гидрата оксидов алюминия, титана и циркония, содержащего 18% Al₂O₃, 21,2% TiO₂ и

24,6% ZrO₂. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,6 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 257,5 г аммонийного удобрения, содержащего 99,3% (NH₄)₂SO₄.

Из вышеприведенных примеров видно, что предлагаемый способ получения гидратов оксидов алюминия, титана и циркония позволяет сформировать структуру целевого продукта с пониженным водосодержанием при одновременном снижении объема материальных потоков, что интенсифицирует выделение гидратов оксидов этих металлов и снижает энергоемкость процесса. В результате осуществления способа получают аммонийное удобрение, что повышает комплексность использования сырьевых компонентов. Настоящий способ относительно прост и может быть реализован с привлечением стандартного оборудования.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве катализаторов, сорбентов, осушителей. Способ получения гидрата оксида металла включает обработку соли металла газообразным аммиаком, выделение из суспензии гидратного осадка с образованием раствора, содержащего соль аммония, промывку гидратного осадка и сушку. В качестве соли металла берут соль алюминия, титана или циркония в виде кристаллогидратов с крупностью частиц 0,1-3,0 мм. Обработку солей металлов газообразным аммиаком ведут путем пропускания его через слой частиц кристаллогидратов до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7. Полученную реакционную массу выщелачивают водой или раствором от промывки гидратного осадка с образованием суспензии, из которой и выделяют гидратный осадок. Изобретение позволяет получить целевой продукт с пониженным водосодержанием, снизить объем материальных потоков и энергоемкость процесса, повысить комплексность использования сырья и экологичность. 6 з.п. ф-лы.

1. Способ получения гидрата оксида металла, включающий обработку соли металла газообразным аммиаком, выделение из суспензии гидратного осадка с образованием раствора, содержащего соль аммония, промывку гидратного осадка и сушку, отличающийся тем, что используют соль металла, взятую в виде кристаллогидрата с крупностью частиц 0,1-3,0 мм, в качестве соли металла берут соль алюминия, титана или циркония, обработку солей металлов газообразным аммиаком ведут путем пропускания его через слой частиц кристаллогидратов до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7, а полученную реакционную массу выщелачивают водой или раствором от промывки гидратного осадка с образованием суспензии, из которой и выделяют гидратный осадок.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия берут его сульфат, хлорид, нитрат, алюмокалиевые или алюмоаммониевые квасцы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли титана берут сульфат титанила или сульфат титанила и аммония.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли циркония берут сульфат циркония, нитрат циркония или хлорид цирконила.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание реакционной массы ведут при температуре не ниже 40°С в течение не менее 10 мин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку гидратного осадка ведут с использованием режима противотока.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, содержащий соль аммония, обезвоживают с получением аммонийного удобрения.