Способ получения байерита Советский патент 1992 года по МПК C01F7/14 

Изобретение относится к гидрометаллургии легких металлов и может быть использовано для получения байерита с развитой удельной поверхностью. Его используют как наполнитель для пластиков, резины, бумаги, сорбент для водоочистки и т. д.

В технологии получения глинозема способом Байер-спекание или спекание одним из промпродуктов, который возвращается в голову процесса на спекание, увеличивая материальные потоки, является алюмокар- бонатный осадок, в состав которого входят гидроалюмокарбонат натрия типа даусонит, гиббсит, термонатрит, трона. Выделение монофазного мелкодисперсного гидрокси- да алюминия из алюмокарбонатного осадка, из которого его ранее не получали, является перспективным направлением.

Известен способ получения байерита гидротермальной обработкой гиббсита в автоклавах под давлением воздуха при температурах 100-150°С.

Недостатком данного способа является получение крупнокристаллического гидро- ксида с удельной поверхностью 0,046 м /г, причем из товарного продукта - гиббсита,

который требует дальнейшей дорогостоящей операции измельчения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения байерита путем прокалки гиббсита при 600°С в течение 2 ч с последующей водной обработкой продуктов прокалки в течение 96 ч. Осадок отделяют от маточного раствора. Содержание байерита в осадке 21 %.

Недостаток данного способа состоит в том, что в получаемом продукте низкое содержание байерита. Кроме того, исходным продуктом является гиббсит-товарная продукция глиноземных производств.

Целью предлагаемого изобретения является повышение выхода монофазного мелкодисперсного байерита при переработке алюмокарбонатного осадка.

Поставленная цель достигается тем, что алюмокарбонатный осадок предварительно обжигают при температуре 600-1000°С, а водную обработку ведут при перемешивании и поддержании отношения в растворе №20Ку:№20общ (0,35-0,55): 1,0.

Этот прием обеспечивает повышение выхода монофазного мелкодисперсного байерита.

сл

с

XI О

д

о

XI О

Авторами экспериментально установлено, что при прокаливании алюмо- карбонатного осадка основная фаза - даусонит №20 А 20з-2С02 2Н20 - разлагается с удалением углекислого газа и образованием алюминатов натрия. Наличие термонатрита в алюмокарбонатном осадке позволяет при обжиге перевести весь гибб- сит в алюминат натрия.

Трона, содержащаяся в алюмокарбонатном осадке, при повышенных температурах разлагается с образованием углекислого газа и соды.

Выделяющиеся в процессе прокалки С02 и пары воды разрушают кристаллы образующегося алюмината, повышая дисперсность частиц, увеличивая тем самым поверхность взаимодействия.

При внесении прокаленного осадка, содержащего алюминаты натрия, в воду при перемешивании сразу по всему объему под действием Н+ проходит быстрая реакция по замене натрия на водород с образованием байерита. Присутствие соды в растворе позволяет получить частицы с заданной дисперсностью. Наличие аниона слабой кислоты - карбонат-иона СОз - создает в растворе буферную среду, препятствующую переходу байерита в гиббсит, и тем самым позволяет получить монофазный гидроксид алюминия.

При поддержании отношения в растворе №20кУ:№20общ. меньше 0,35:1 происходит взаимодействие выделяющегося мелкодисперсного байерита с собой с образованием алюмокарбоната натрия, что вызывает нарушение монофазности алюминийсодержащего продукта.

При поддержании отношения в растворе №20ку:№20общ. больше чем 0,55:1 приводит к нарушению монофазности алюминийсодержащего продукта за счет перехода байерита в гиббсит в результате значительного уменьшения рОН.

Предлагаемый способ получения гидро- ксида алюминия - байерита исключает образование других соединений алюминия.

Таким образом, использование предлагаемого приема получения монофазного мелкодисперсного байерита из алюмокар- бонатного осадка путем обжига его с последующей водной обработкой при перемешивании и поддержании отношения в растворе Ыа20ку №200бщ. 0,35-55:1 обеспечивает достижение неожиданного эффекта и появление новых свойств исследуемого объекта, отсутствующих в известных аналогичных способах.

Пример 1.198 г натурально го ал юмо- карбонатного осадка состава, %: Na2022,16; А 20з-26,5; С02-29.52, влажность 65,0 прокалили при температуре 600°С в течение 2,0 ч. Полученные 50 г спека обработали 125 мл воды при перемешивании. Температура 30°С, время обработки 4 ч. Отношение №20Ку:№20общ. в маточном растворе 0,35:1. Получили 19,21 г монофазного байерита с удельной поверхностью 1,20 м2/г.

Пример 2. 280 г натурального алюмокарбонатного осадка состава, приведенного в примере 1, прокалили при 900°С в течение 2,0 ч. Полученные 64,11 г спека обработали при перемешивании 385 мл воды. Ввели 60,95 г. №2СОз. Температура 20°С,

время обработки 4 ч. Отношение №20ку:№200бщ. в маточном растворе 0,51:1. Получили 17,7 г монофазного байерита с удельной поверхностью 2,10 м2/г.

Пример 3. 300,0 г натурального

алюмокарбонатного осадка состава, приведенного в примере 1, прокалили при 800°С в течение 2,0 ч. Полученные 70.0 г спека обработали при перемешивании 840 мл воды. Температура 25 С, время обработки 4,0

ч. Отношение №20ку:№20общ. в маточном растворе 0,48:1. Получили 14,7 г монофазного байерита с удельной поверхностью 1,56

М2/Г.

Пример 4. 927 г натурального алюмокарбонатного осадка состава, приведенного в примере 1. Прокалили при 800°С в течение 2,0 ч. Полученные 217,0 г спека обрабатывали при перемешивании 10,0 л воды. Температура 20°С, время обработки 4,0 ч.

Отношение Na20Ky:Na2006m. в маточном растворе 0,55:1. Получили 60,0 г монофазного байерита с удельной поверхностью 1,31 м2/г.

Формула изобретения

Способ получения байерита, включающий обжиг алюминийсодержащего материала, обработку его водой и фильтрацию пульпы, от л ича ю щи йсятем, что, с целью повышения выхода монофазного мелкодисперсного байерита, в качестве алюминийсодержащего материала используют алюмокарбонатный осадок глиноземного производства, обработку водой ведут при перемешивании при поддержании в

растворе молярного отношения №20кУ:№20общ.(0,35-0,55): 1,0.

Использование: при получении байерита с развитой удельной поверхностью. Сущность: алюмокарбонатный осадок глиноземного производства обрабатывают водой при перемешивании при поддержании в растворе молярного отношения К1а20кУ:№200бщ (0-35-0,55):1,0. Полученную пульпу фильтруют.