СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ И ОКСИХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2025 года по МПК C01F7/57 C01F7/74 

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу производства сульфата и оксихлорида алюминия разных сортов и марок. Может быть использовано на химических предприятиях при производстве коагулянтов по очистке воды в области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, при очистке сточных вод.

Известно Устройство по получению оксихлорида алюминия, когда в колонну загружают в виде кусков и окатышей алюминиевого спека, и при подъеме температуры пропускают через колонну раствор AlCl₃, с непрерывным отдувом выделяющегося водорода азотом (см. патент RU № 2121972 МПК C01F 7/56).

Недостатком данного Устройства является сложность регулировки количества ингредиентов, при подаче в колонну, для получения реакционного раствора, отсутствие автоматизации процесса подачи ингредиентов реакционного раствора, отсутствие возможности производства разных марок оксихлорида алюминия на одном Устройстве при непрерывном массовом производстве продукции, низкая производительность.

Известно Устройство получения оксихлорида алюминия, где в реактор загружают стандартные алюминиевые слитки, медь в виде лома. Растворяют безводный хлорид алюминия в воде, и полученный раствор заливают в реактор. Нагревают реакционную массу, поддерживая постоянный уровень раствора в реакторе, путем дополнительной подачи воды по мере испарения (см. патент RU № 2327643 МПК C01F 7/56).

Недостатком данного Устройства является сложность регулировки количества ингредиентов для получения реакционного раствора при подаче в реактор, отсутствие автоматизации процесса подачи ингредиентов реакционного раствора, сложность отслеживания процессов в реакторе и дозирования количества подаваемых ингредиентов, отсутствие возможности производства разных марок оксихлорида алюминия при непрерывном массовом производстве продукции, что сильно влияет на производительность.

Известна Установка для получения гидроксохлорида алюминия из изобретения № RU 2715542 C1 C01F 7/56, где предусмотрен дополнительный трубопровод, задвижка и расходомер для отвода излишней пульпы обратно в смеситель-репульпатор, а также плотномер для определения количества и качества подаваемых ингредиентов в реактор при изготовлении гидроксохлорида алюминия различных марок. Эта Установка имеет ряд недостатков, таких как, отсутствие возможности одновременного производства разных марок оксихлорида алюминия на одном Устройстве при непрерывном массовом производстве продукции. Требования к большей квалификации аппаратчиков по дозированию ингредиентов, а также по содержанию трубопроводов в чистоте после предыдущего дозирования другим исходным сырьем.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия в Устройстве по изобретению № RU 2764534 C1 C01F 7/56, где применяются мерная и буферные емкости, с трубопроводом для отвода излишней пульпы, не проходящей в реактор, через специальный трубопровод отвода пульпы. Описанный в Устройстве способ получения сульфата и оксихлорида алюминия предусматривает непрерывную подачу пульпы гидрата алюминия из смесителя-репульпатора, буферной емкости и мерной емкости в реактор.

Недостатком этого Устройства является то, что подавать в реактор непрерывно можно будет только определенного вида, марки, сортности, определенной плотности, качества сырье и ингредиенты. Что в условиях потребности рынка в разных видах, марках и сортах коагулянтов непроизводительно. Для производства другого вида, сортности, марки, процентного содержания элементов сырья необходимо каждый раз разгружать и промывать всю технологическую систему. Такой способ производства, описанный в вышеуказанном Устройстве, не может обеспечить большую производительность и массовое производство продукции разных видов, марок и сортов. Ввиду необходимости частой промывки загрязненных емкостей и трубопроводов перед каждой заменой сырья, организация технологического процесса на таком Устройстве неэкономично и непроизводительно в условиях массового производства. Кроме того данное Устройство усложнено установкой буферной емкости.

В заявляемом изобретении предусматривается способ подачи исходного сырья разных видов и плотности с помощью конвейерных систем или перекидного желоба, с разными ингредиентами в реактор по разветвленным трубопроводам или различного вида конвейерам с применением более одного смесителя-репульпатора. При предлагаемом в изобретении способе производства сульфата алюминия и оксихлорида алюминия с применением более одного смесителя-репульпатора можно будет добиться гибкого производства и непрерывной подачи пульпы гидрата алюминия по разным реакторам производства как сульфата алюминия, так и оксихлорида алюминия, а также производства вышеуказанных видов продуктов разного сорта, марки и процентного содержания Al₂O₃.

Задачей и техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей способа производства сульфата алюминия, оксихлорида алюминия разной сортности, марки и увеличения производительности за счет исключения остановок оборудования для промывки емкостей и трубопроводов.

Указанная цель решается тем, что в изобретение предусматривается применение более одного смесителя-репульпатора для одновременного производства и непрерывной подачи пульпы гидрата алюминия в реактора производства как сульфата алюминия, так и оксихлорида алюминия разной сортности, марки и процентного содержания состава конечного продукта.

При таком способе производства в различных смесителях-репульпаторах одновременно смешиваются пульпы гидрата алюминия как одной, так и разной плотности, как чистого гидрата, так вторично используемого после осаждения. Создаются условия подачи гидрата алюминия в ректора по разветвленным трубопроводам как в периодическом режиме, так непрерывном режиме, как через мерную емкость, так и способом заранее замеренного объема. При этом способе можно производить одновременно продукты разного вида (оксихлорид алюминия или сульфат алюминия), сортности, марки и процентного содержания по Al₂O₃.

В данном изобретении устанавливается мерная емкость для периодической работы, а также более одного смесителя-репульпатора для непрерывной работы, с установленными в них механическими мешалками при непрерывном дозировании пульпы.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых схематично изображены различные способы производства для получения сульфата алюминия, оксихлорида алюминия.

На фигуре 1 схематично изображено способ периодического дозирования пульпы гидрата алюминия с применением более одного смесителя-репаульпатора, подачи и автоматического возврата излишней пульпы гидрата алюминия через автоматическую систему мерной емкости.

На фигуре 2 схематично изображено способ непрерывного дозирования пульпы гидрата алюминия с применением более одного смесителя-репульпатора использованием подачи мерных объемов пульпы в реактора.

На фигуре 3 схематично изображено способ периодического дозирования пульпы гидрата алюминия с совмещенными в одно целое конструктивно и функционально смесителей-репульпаторов и мерных емкостей и подачи мерных объемов пульпы в реактора.

На фиг. 4 схематично изображено способ непрерывной подачи сырья гидрата алюминия с использованием перекидного желоба из бункеров 14 в смесители-репульпаторы 3.

Изобретение содержит более одного реактора 1, более одного смесителя-репульпатора 3, мерную емкость 5 с механической мешалкой 10, трубопровод 2 для подачи смешанного с водой гидроксида алюминия из смесителя-репульпатора 3 с помощью насоса 4, задвижку 13. Также, к реакторам 1 подведен трубопровод 7, для подачи раствора кислот из емкости 8.

К смесителям -репульпаторам 3 подсоединен дополнительный трубопровод 9 для отвода пульпы гидроксида алюминия с водой при заполнении мерной емкости 5.

Для периодической работы изобретение содержит более одного реактора 1 с механической мешалкой 10, к которому подсоединен трубопровод для подачи кислот 7 и мерная емкость 5. К реактору подведен трубопровод 2, соединяющий мерную емкость 5 через насос 4 со смесителями-репульпаторами 3, где смешиваются гидроксида алюминия с водой и другими ингредиентами.

В заявляемом изобретнии, при периодическом режиме работы, также возможен вариант когда смесители-репульпаторы 3 одновременно является мерными емкостями 5 для подачи мерного объема пульпы смеси гидроксида алюминия с водой в реактор 1. Это возможно при загрузке в смесители-репульпаторы, совмещенного с мерной емкостью, взвешенного гидрата алюминия и определенного объема воды. При этом отпадает необходимость использования трубопровода 9 в Устройстве, для отвода излишней пульпы, который необходим при первом варианте периодического действия Устройства.

На дополнительном трубопроводе 9 возможна установка плотномера 6. Также, возможен замер плотности вручную. К смесителю-репульпатору 3 подсоединен привод 11 или подведен трубопровод 12 с возможностью подачи сжатого воздуха для перемешивания ингредиентов. В реакторе 1 и в мерной емкости 5 может быть установлена механическая мешалка 10 любого расположения.

Изобретение работает следующим образом.

В смесителях-репульпаторах 3 механически или с помощью подачи сжатого воздуха через трубопровод 12, смешиваются гидроксид алюминия с водой и другими ингредиентами, примерно до значения 1,1-1,85 г/см³, получившаяся смесь (пульпа) с помощью насоса 4 через трубопровод 2 подается в реактор 1 через мерную емкость 5 с механической мешалкой 10. Также, из емкости 8, через трубопровод 7, подается раствор кислот в реактор 1. Для отслеживания точности дозирования количества подаваемой в реактор 1 смеси гидроксида алюминия с водой, а также подачи качественной смеси, с целью получения на выходе алюмосодержащего коагулянта, где процент по алюминию должен быть примерно от 8 до 17,3%, в технологической цепочке, на трубопроводе 2, установлена мерная емкость 5 с механической мешалкой 10. Мерной емкостью 5 измеряется объем подаваемого пульпы смеси гидроксида алюминия с водой в реактор 1. Избыток смеси гидроксида алюминия с водой, подаваемой насосом 4 по трубопроводу 2, не проходящий в мерную емкость, поступает обратно в смесители-репульпаторы 3 через дополнительный трубопровод 9. Плотномер 6 позволяет регулировать соотношение гидроксида алюминия с водой подаваемой в реактор 1. Возможно проведение замера плотности вручную.

Установленные рядом смесители-репульпаторы, в которых смешивается пульпа гидрата алюминия как одной, так и разной плотности, как чистого гидрата, так вторично используемого после осаждения, создают технологическую возможность как периодической, так и непрерывной подачи гидрата алюминия, как через мерную емкость, так и мерный объем в реактора. При этой схеме можно производить одновременно продукты разного вида, сорта, марки и процентного содержания по Al₂O₃.

При использовании более одного смесителя-репульпатора алюминиевый порошок гидрата алюминия из бункеров 14 с различным сырьем, с помощью различных конвейерных систем или перекидного желоба 15 рис. 4, попадают в соответствующие смесители-репульпаторы 3, в которых дозируется нужное количество порошкового алюминиевого продукта и других ингредиентов для производства заказанного ассортимента продукции. Затем готовая пульпа гидрата алюминия по соответствующим трубопроводам попадает в нужный реактор, путем использования оператором активирования задвижек 13.

При этом для получения продукции разных сортов, марок и видов добавляются только дополнительные смесители-репульпаторы, соответствующие трубопроводы и реактора, которые закрепляются под выпуск нужного вида, сорта и марки алюмосодержащего продукта, что создает непрерывное производство ассортимента продукции.

Таким образом, внедрение в способ производства сульфата алюминия и оксихлорида алюминия разной сортности, марки более одного смесителя-репульпатора и более одного реактора, позволяет получать конечные продукты разных видов, марок, сортности и процентного содержания, при этом достигается высокая производительность и повышается качество производимой продукции.

Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в расширении функциональных возможностей за счет изготовления конечного продукта разного вида, разной сортности, марки и процентного содержания, подтверждена приведенным чертежами и описанием способа производства сульфата алюминия и оксихлорида алюминия. Отличительные признаки данного способа производства направлены на расширение функциональных возможностей технологических систем, устройств, процессов и многократное увеличение производительности предприятия.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способу производства сульфата алюминия, оксихлорида алюминия разных сортов и марок, может быть использовано на химических предприятиях при производстве коагулянтов по очистке воды в области хозяйственно-питьевого, технического водоснабжения, при очистке сточных вод. Способ производства сульфата алюминия и оксихлорида алюминия включает смешение гидроксида алюминия с водой в смесителе-репульпаторе, подачу пульпы в реакторы, подачу раствора кислот в реакторы, подачу избытка пульпы гидроксида алюминия с водой, не проходящего в мерную емкость, через трубопровод возврата излишней пульпы обратно в смеситель-репульпатор. При этом применяют более одного смесителя-репульпатора, из которых подготовленная пульпа гидрата алюминия подается через мерную емкость в реактор. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей производства для получения сульфата алюминия и оксихлорида алюминия разной сортности и марки, увеличение производительности за счет исключения остановок оборудования для промывки. 4 ил.

Способ производства сульфата алюминия и оксихлорида алюминия, включающий смешение гидроксида алюминия с водой в смесителе-репульпаторе, подачу получившейся пульпы через трубопровод с помощью насоса через мерную емкость в реакторы, подачу раствора кислот в реакторы, подачу избытка пульпы гидроксида алюминия с водой, не проходящего в мерную емкость, через трубопровод возврата излишней пульпы обратно в смеситель-репульпатор, отличающийся тем, что применяют более одного смесителя-репульпатора, из которых подготовленную пульпу гидроксида алюминия подают через мерную емкость в реакторы.