Способ получения глинозема из алунита Советский патент 1935 года по МПК C01F7/06 C01F7/14 

В состав алунита, кроме глинозема, входят сульфаты щелочных металлов и серная кислота, связанная с алюминием в виде сернокислого алюминия, что является основным отличием алунитов от другого глиноземного сырья.

По принятому промышленностью способу обработки алунитов едкой щелочью в раствор переходят сульфаты щелочных металлов, и окись алюминия в виде алюмината натрия. Указанный раствор после обескремнивания карбонизируют и маточный раствор, отделенный от глинозема и содержащий соду и сульфаты, каустифицируют, сульфаты выделяют выпаркой и последующим охлаждением.

Наличие сульфатов в растворах на протяжении всех технологических операций ставит производство глинозема из алунитов в особо неблагоприятные условия относительно щелочных способов получения глинозема из других видов глиноземного сырья.

Применять для выщелачивания алунита раствор едкой щелочи, более концентрированный нежели 90 г ISa2O на 1 литр невозможно, так как получается раствор, близкий к насыщению сульфатами, из которого при охлаждении последние кристаллизуются на стенках аппаратов и трубопроводов, так что „выкручивание глинозема, требующее 100-120 Z RljOs на 1 литр, здесь не(141)

применимо, а потому гидрат окиси алюминия выделяется карбонизацией.

Таким образом, было бы весьма целесообразным процесс отделения сульфатов от глинозема поставить первым в ряду процессов мокрой переработки алунитов, т. е. перед выщелачиванием глинозема, что дало бы возможность выделять гидрат „выкручиванием.

При рассмотрении реакции Вовлея

Na2(K2)SO4 flIoCSOA ZAIjOs бНоОН+ 12 NaOH Ma2(Kj)SOi-|-3Na2 SO4 +

Ч-ЗЯЬОз 3Na2O + 12HaO

видно, что шесть молекул едкого натрия расходуются на нейтрализацию серной кислоты, связанной с глиноземом, образуя сульфат и шесть молекул едкого натрия, растворяя окись алюминия, образуют алюминат.

Основываясь на изложенном, реакцию Вовлея можно записать в двух уравнениях:

1.Ma2(K2)SO4 Л12(5О,)з 2Л12Оз еИ.О +

+ 6МаОН 4 Ма25О4 + 6Я1(ОН)з

2.бЛ1(ОН)з +61ЧаОН ЗА12Оз ЗМаО +

+ 12Н2О

Авторы, исходя из этого, изобрелинастоящий новый способ получения глинозема из алунитов путем раздельногавыщелачивания сульфатов и глинозема из алунитов, в отличие от однофазного.

В лаборатории „Ганджалюминстроя авторами были проведены предварительные опыты по раздельному выщелачиванию сульфатов и глинозема из Заглинских алунитов. Первые опыты, когда обработка алунита щелочью с целью выделения только сульфатов длилась полчаса, были безуспешны, так как имела место однофазная реакция Вовлея, т. е. в раствор переходили сульфаты щелочных металлов и глинозем, хотя отношение количества сульфатов к количеству глинозема в растворе после сульфатното выщелачивания значительно больше того же отношения в растворе глиноземного выщелачивания. Увеличение продолжительности выщелачивания сульфатов из алунита повело к весьма благоприятным результатам, т. е. указанное отношение в сульфатном растворе еще больше возросло. Надо предполагать, что в первый короткий промежуток времени реакция идет согласно однофазному уравнению Вовлея, но вследствие недостатка едкой щелочи полного выщелачивания алунита из породы не происходит; при продолжении процесса выщелачивания образовавшийся алюминат действует на неразложенный алунит, как щелочь. Иначе говоря, происходит гидролиз алюмината и освобождающаяся при этом едкая щелочь связывается с серной кислотой, что способствует полному гидролизу алюмината.

Практически указанные работы проводились следующим образом: 100 г алунитовой руды, размолотой до 100 мешков, обрабатывались при перемешивании в жестком стакане на кипящей водяной бане в течение часа раствором едкого натрия, содержащего 90 г NajO на 1 литр. Количество едкой щелочи, взятой для разложения, точно соответствовало теоретически необходимому для нейтрализации серной кислоты, связанной с глиноземом. По окончании выщелачивания вес массы со стаканом добавлением воды доводился до первоначального, осадок отфильтровывался на воронке Бюхнера и промывался. Было замечено, что к. концу выщелачивания сульфатов масса несколько загустевает, объем фильтрата уменьшается на 10°/о

относительно взятой для разложения щелочи, что можно объяснить образованием гидрата окиси алюминия, связавшего часть воды в виде гидратной и гигроскопической. Промывка концентрата проходила без, затруднений,;-Промытый концентрат обрабатывал с Т: как обычно, раствором ед«ей щелоча с садержанием 120 г на 1 литр, количество которой соответствовало необходимому для образования алюмината

НэзО т , с молекулярным отношением ,7.

nlavJ

Осадок промывался и фильтрат анализировался на 5Оз и Л12Оз. Результаты опытов сведены в таблицу:

Незначительное количество глинозема (3,lVo), содержащегося в растворе сульфатов, выделяется добавлением, в конце операции сульфатного выщелачивания, в раствор сульфатов бикарбоната в количестве, стехиометрически соответствующем едкой щелочи, находящейся в растворе в виде алюмината. Чтобы избегнуть перехода в сульфатный раствор глинозема, можно также обрабатывать алунит недостатком щелочи против необходимого количества для связывания ЗОз, что так же, как и осаждение глинозема бикарбонатом проверено и дало положительные результаты.

Схема переработки алунитов указывает вариант с переработкой сульфатов содовым заводом на сухой бикарбонат, выдаваемый глиноземному заводу, а потому выпарки последний не имеет, так как промышленные воды поступают на растворение бикарбоната. В случае получения глиноземным заводом раствора едкой щелочи в схему должна быть включена выпарка. Кстати, необходимый для добавки при сульфатном выщелачивании бикарбонат всегда имеется на содовом заводе.

Вывод из цикла небольшого количества сульфатов, переходящих из концентрата в алюминатный раствор, осуществляется с промышленными водами красного шламма и гидрата; выводимая при этом из глиноземного цикла щелочь компенсируется свежей.

При выщелачивании глинозема из концентрата не требуется применения повышенного давления, как это имеет место при выщелачивании глинозема из бокситов.

Предмет изобретения.

Способ получения глинозема из алунита путем выщелачивания алунита раствором едкого натра, отличающийся тем, что выщелачивание ведут в два приема, а именно сначала количеством едкого натра, соответствующим переводу ионов серной кислоты, связанных с ионами алюминия, в сульфат натрия, или в несколько меньшем количестве, а затем, по удалении раствора образовавшегося сульфата натрия, остаток обрабатывают раствором едкого натра для перевода глинозема в алюминат, из которого глинозем выделяют по известным способам.