Способ получения коагулянта-гидроксохлорида алюминия Советский патент 1993 года по МПК C01F7/60 

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, может быть применено при получении коагулянта - гидроксохлорида алюминия с целью использования его в народном хозяйстве в качестве коагулянта для очистки питьевых и сточных вод от загрязнений.

Целью изобретения является улучшение потребительских качеств продукта.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения коагулянта- гидроксохлорида алюминия, включающем выщелачивание алюминийсодержащей руды, фильтрацию гидратной пульпы и промывку шлама, низкотемпературную карбонизацию алюминатного раствора и последующее растворение активированного гидроксида алюминия в соляной кислоте, карбонизацию проводят из необескремнен- ных алюминатных растворов, поддерживая содержание 0,5-2,0 г/дм оксида кремния при температуре 30-35°С.

Применение необескремненных алюминатных растворов при карбонизации способствует получению, с одной стороны, более крупных кристаллов байеритовой структуры, т.к. выделяющиеся в первый момент кристаллы аморфного оксида кремния и гидроалюмосиликата натрия служат центрами кристаллообразования, с другой стороны, они деструктурируют кристаллическую решетку гидроксида алюминия и способствуют его дальнейшему более легкому растворению в соляной кислоте.

Техническое осуществление предлагаемого способа состоит в следующем: необе-, скремненный алюмйнатный раствор разбавляют водой или подшламовыми водами, полученными при промывке остатков от щелочного выщелачивания алюминийсо- держащих продуктов, с получением концентрации алюминатного раствора 40 г/дм3 AlaOa- Алюмйнатный раствор охлаждают до температуры 30-35°С и карбонизируют в течение 2-3 ч до остаточной концентрации .NaaOicy 1-1,5 г/дм3. Полученную гидроксид- ную пульпу отфильтровывают и промывают. Отношение Ж:Т при промывке 2,5:3:1. Проел

С

00

о ю

00

ю

О)

мытый влажный гидроксид алюминия растворяют в 20% растворе соляной кислоты при температуре 50-85°С получением коагулянта - раствора гидроксохлорида алюминия, имеющего рН 3-4.

Примеры осуществления способа.

По прототипу 1 дм3 производственного обескремненного алюминатного раствора (после 1Т стадии обескремнивания), состава г/дм3: 80,0, МадОоб 89,0, МааОку 73,0, Si02 0,028 разбавляли едва раза дистиллированной водой, охлаждали и термостати- ровали при температуре 20°С. Химический состав полученного раствора, г/дм3: AlaOa 40,0, №20об 44Л5, 41,5, SI02 0,015. Термостатированный раствор подвергали карбонизации производственными печными газами, содержащими 13 Ьб.% С02. Во время карбонизации проводили постоянное перемешивание пульпы со скоростью 105 об/мин. Карбонизацию проводили в тече- ние.60 минут до остаточного содержания Na20Ky 1,0 г/дм3. Полученную гидроксид- ную пульпу фильтровали на лабораторной вакуумной установке с воронкой Шотта через двойной слой бумажного фильтра с желтой лентой. Разряжение на фильтре0,5-0,55 кгс/см2. Скорость фильтрации 0,450 м /м2ч ч. Полученный гидроксидный осадок с влажностью 74,0% промывали на фильтре дистиллированной водой с температурой 35°С при соотношении Ж:Т 2,5:1. Получено 502 г.влажного гидрокс.идного осадка (влажность - 73,2%). Навеску 100 г полученного влажного гидроксида алюминия растворяли в 85 мл 20%-ной соляной кислоте при температуре 95°С, Получено 155 мл раствора гидроксида алюминия состава, %: 13,6; СГ 10,1; Na 1.48; К 0,88; Ре20з 0,17; отношение А120з/С1 - 1,35.

По данному способу с производства отбирали по 1 дм необескремненного алюминатного раствора, среднего состава, г/дм : А1аОз-70-90; Na2006 88,0-94,0; Na20Ky 67- 77; Si02 2,5-4,0.

Необескремненные алюминатные растворы разбавляли в два раза подтламовой водой, состава, г/дм3: АЬОз 0,13, Na2006 0-80; №20ку 0,37. Полученные разбавленные необескремненные алюминатные растворы имели состав, г/дм3: AteOa 35-45; N32606 44-47; Na20Ky 34-38; SI02 1-2. При смешении алюминатных растворов с под- шламовой водой происходило выделение небольшого количества (1-2 г/дм3) коллоидного осадка, состоящего, как показал рент- генофазовый анализ, из рентгеноаморфных гидрогелей и незначительного количества гидроалюмосиликата натрия, которые служат центрами кристаллизации гидроксидных осадков байеритовой структуры. Полученные смешанные растворы охлаждали до заданной температуры, термостатиро- вали и подвергали карбонизации печными

газами, содержащими 13 об.% С02. Во время карбонизации проводили постоянное перемешивание раствора со скоростью 105 об/мин. Время карбонизации 2-3 ч до остаточного содержания №20ку

0,95-1,5 г/дм3.

Полученные пульпы фильтровали на лабораторной вакуумной установке с воронкой Шотта через двойной слой бумажного фильтра с желтой лентой и определяли скорость фильтрации. Разряжение на фильтре 0,5-0,55 кгс/см . Полученные гидроксидные осадки с влажностью 60-67% промывали на фильтре дистиллированной водой с температурой 35°С при соотношении Ж:Т 2,5:1.

По 100 г влажных промытых гидро.ксид- ных осадков (влажность 60-77%) растворяли в 20%-ном растворе соляной кислоты при температуре 80-95°С до получения в раство-, ре гидроксохлорида алюминия рН 3,0-4,0.

Полученные растворы гидроксохлоридов алюминия подвергали химическому анализу.

Результаты лабораторных опытов по предлагаемому способу приведены в таблице.

В описании изобретения не приведены данные по варьированию содержания оксида кремния в разбавленных необескрем- ненных алюминатных растворах. Величина

минимального количества оксида кремния диктуется максимальной степенью разбавления алюминатного раствора подшламо- выми водами, а максимальная граница предельной растворимостью оксида кремния в данных растворах, Кроме того, при больших значениях оксида кремния в растворах возможно образование значительных количеств ГАСН, что приведет к загрязнению растворов гидроксохлорида

алюминия солями щелочных металлов и перерасходу кислоты.

Как видно из приведенных в таблице 1 данных получение растворов гидроксохлорида алюминия по предлагаемому способу

в сравнении с прототипом улучшает потребительские свойства коагулянта (повышается отношение А Оз/ СГи рН раствора, снижается содержание солей щелочных металлов и перерасход соляной кислоты). Кро5 ме того, резко улучшаются показатели фильтрации и промывки гидроксидного осадка (примерно в 10-13 раз).

Техническая сущность предлагаемого изобретения заключается в повышении технико-экономических показателей процесса

получения гидроксохлорида алюминия и улучшения потребительских качеств продукта.

ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ получения коагулянта - гидроксохлорида алюминия путем растворения активированного гидроксида алюминия в соляной кислоте, отличающийся тем, что, с целью улучшения потребительских качеств продукта, в качестве сырья для пол0

учения активированного гидроксида алюминия используют алюминийсодержащую руду, ее выщелачивают щелочным раствором, пульпу фильтруют с получением шлама и алюминатного раствора, шлам промывают, а алюминатный раствор подвергают карбонизации при температуре 30-35°С, поддерживая содержание оксида кремния в растворе 0,5-2,0 г/дм с получением активированного гидроксида алюминия.i

Использование: при получении гидро- ксохлорида алюминия. Сущность: алюми- нийсодержащую руду выщелачивают щелочным раствором, полученную пульпу фильтруют с получением шлама и алюми- натного раствора, шлам промывают, а/ алюмйнатный раствор подвергают карбонизации при 30-35°С, поддерживая содержание оксида кремния .в растворе 0,5-2,0 г/дм3 с получением активированного гидро- ксида алюминия. Активированный гидро- ксид алюминия растворяют в соляной кислоте с получением гидроксохлоридэ алюминия. 1 табл.