Способ получения гидроксида алюминия Советский патент 1992 года по МПК C01F7/14 

СП

с

Использование: изобретение может быть использовано в глиноземном производстве. Сущность изобретения: алюминат- ный раствор от переработки трудновскрываемых бокситов, содержащий 140-160 г/л ЫааОк при каустическом модуле 1,7-1,8 разлагают с выделением гидроксида алюминия в две стадии при температуре 62-64°С на первой стадии и подаче на эту стадию затравки в количестве 80-120 г/л, используя в качестве нее смесь мелкого и мелкодисперсного гидроксида алюминия с удельной поверхностью 8-10 дм2/г соответственно и при соотношении их поверхностей от 1:1 до 4:1, а на второй стадии температуру снижают до 46-48°С и в качестве затравки исполь- зуют мелкий гидроксид алюминия с удельной поверхностью 8-10 дм2/г. 5 табл.

Изобретение относится к глиноземному производству и может быть использовано при проведении процесса разложения высокомодульных алюминатных растворов с повышенной концентрацией (140-160 г/л) по двухстадийной схеме декомпозиции.

Процесс получения гидроксида алюминия из пересыщенных алюминатных раство- ров - один из наиболее сложных и дорогостоящих переделов при производстве глинозема по способу Байера. Низкая скорость кристаллизации, контролируемая поверхностной реакцией, обусловливает большую продолжительность операции и значительный оборот гидроксида алюминия, используемого в качестве затравки. Скорость роста кристаллов даже в начальный период процесса, при высоком пересыщении раствора, не превышает 5 мкм/ч, что осложняет получение продукции заданного гранулометрического состава и не позволяет использовать в качестве затравки мелкодисперсный гидроксид алюминия, обладающий развитой удельной поверхностью.

Известен способ разложения алюми- натного раствора, с получением гидроксида алюминия приемлемой крупности при достаточно высокой производительности процесса 1 , предусматривающий проведение декомпозиции с подачей затравочного гидроксида алюминия в две стадии, причем на 1-ю стадию подается мелкая затравка, а на 2-ю - крупная. На 1-й стадии создаются благоприятные условия для агломерации частиц затравки (повышенная температура, высокое отношение начального пересыщения раствора А с к площади поверхности затравочных кристаллов S). На 2-й стадии процесс ведут в условиях преимущественного линейного роста кристаллов, т.е. практически без изменения их количества, путем ввода крупной затравки, что и обеспечивает увеличение площади поверхности частиц и приемлемую скорость кристаллизации.

vj О О) СО О

;

Недостаток способа - в его неэффективности применительно к высокомодульным растворам (а 1,7-1,8) с повышенной концентрацией Na20K(140-160 г/л), так как при этом уменьшается степень разложения рас- твора, увеличивается оборот затравочного гидроксида алюминия, снижается модуль оборотного раствора при упаривании маточного раствора.

Прототипом способа является схема разложения алюминатных растворов, получившая широкое распространение на отечественных глиноземных заводах / 2/ .

В соответствии с этой схемой в алюми- натный раствор с повышенным Naa Ок(140- 160 г/л) и ак (1,7-1,8) вводят затравочный гидроксид (Р3 400-600 г/л) и разлагают в течение 50-70 ч, постепенно понижая температуру. Недостатки способа-прототипа невысокая продуктивность раствора, т.е. выход гидроксида алюминия, а также значительный оборот затравочного гидроксида(в 5-6 раз превышающий количество продукционного), следствием которого является необходимость наличия значительных пло- щадей для сгущения и фильтрации, высокие энергозатраты на перемешивание, фильтрацию, перекачку затравки.

Целью изобретения является повышение выхода гидроксида.

Указанная цель достигается применением к таким растворам схемы 2-х стадийной декомпозиции Для 1-й стадии количество затравки составляет 80-120 г/л, а в качестве затравки используют смесь мелкого и мелкодисперсного гидроксидов алюминия с удельной поверхностью 8-10 дм2/г и -100-200 дм2/г при соотношении их поверхностей 1:1 до 4:1, при этом 1-ю стадию разложения ведут при температуре 62- 64°С в течение 6 часов.

Далее, на 2-й стадии, в полученную после 1-й стадии гидратную пульпу вводят остальную (мелкую) затравку и продолжают разложение постепенным понижением тем- пературы до 46-48°С.

Пример Промышленный алюминат- ный раствор, содержащий, г/л: NaaOo - 177,5; №20к - 150,7; Na20K6 - 26,8; - 140,8; ак-1,7 заливают в лабораторный де- композер с воздушным перемешиванием, к раствору добавляют часть затравки - промышленный гидроксид алюминия с вакуум- фильтров (мелкий гидроксид), а также пульпу мелкодисперсного гидроксида алю- миния. Первую стадию декомпозиции проводят в течение 6 часов, затем добавляют основную массу затравки и 2-ю стадию ведут при постепенном понижении температуры пульпы. Общая продолжительность операции составляет 48 ч.

Результаты опытов приведены в табл. 1-5.

Условные обозначения, принятые в таблицах:

Рз1 - количество мелкой затравки, вводимой на 1-й стадии декомпозиции (стадии агломерации), г/л;

Рз2 - то же, на 2-й стадии декомпозиции (стадии роста), г/л;

РЗ - суммарное количество мелкой затравки на 2-х стадиях декомпозиции, г/л;

5з1 - поверхность мелкой затравки, вводимой на 1-й стадии декомпозиции, м2/л;

5м - поверхность мелкодисперсного гидроксида алюминия, вводимого на 1-й стадии декомпозиции, м2/л;.

«к каустический модуль маточного раствора после декомпозиции;

Из данныхтабл, 1 следует, что уменьшение количества затравки на первой стадии ниже 80 г/л и повышение выше 120 г/л приводит к снижению выхода гидроксида алюминия.

Из табл. 2 видно, что наилучшие результаты получены при соотношении поверхностей мелкой и мелкодисперсной затравок на первой стадии в пределах от 1:1 до 4: 1 и удельной поверхности мелкой затравки 8- 10 дм2/г. Выход за заявленные пределы снижает степень разложения раствора, а уменьшение соотношения ниже 1:1 приводит еще и к ухудшению отстаивания гидрат- ной пульпы.

В табл. 3, 4 и 5 показано соответственно влияние удельной поверхности мелкодисперсной затравки, температуры на первой стадии и конечной температуры на второй стадии. Из приведенных данных следует, что наибольший эффект достигается при удельной поверхности мелкодисперсной затравки 100-200 дм2/г, температуре на первой стадии 62-64°С и конечной температуре на второй стадии 46-48°С.

Выход за указанные пределы приводит к снижению выхода гидроксида алюминия.

При разложении раствора по известному способу в одну стадию выход А120з составил 60,2 г/л.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет повысить выход гидроксида алюминия на 6 г/л.

Формула изобретения

Способ получения гидроксида алюминия при переработке трудновскрываемых бокситов, включающий разложение алюминатных растворов с каустическим модулем 1,7-1,8 и концентрацией Na20K 140-160 г/л при подаче к ним затравки с понижением

температуры раствора к концу разложения, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода гидроксида алюминия, разложение ведут в две стадии при подаче на первую стадию затравки в количестве 80-120 г/л и температуре 62-64°С, а на второй стадии разложение ведут при снижении температуры до46-48°С, используя на первой стадии в качестве затравки смесь мелкого и мелкодисперсного гидроксидов алюминия с удельной поверхностью 8-10 дм /г и 100-200 м2/г соответственно и при соот- ношении их поверхностей 1-4:1, а на второй стадии используют мелкую затравку с удельной поверхностью 8-10 дм2/г.

Т а 6 л и ц а 1

Таблица