Способ переработки алунита Советский патент 1935 года по МПК C01F7/26 C01F7/76 

Предложенные в настоящее время способы использования Загпикского алунита сводятся к получаению из него окиси алюминия, серно-кислого калия и серно-кислого атлония из серной кисnoja, связанной в алуните с окисью алюминия.

Предлагаемый новый способ переработки Загликского алунита (K,Na)2 804 (SOi) на ряду с глиноземом, сульфатом аммония и калия дает возможность получать на 1 тонну окиси алюминия 1,5 тонны необходимого в условиях Язербейджана для нефтяной промышленности высокопроцентного раствора емкого натра или хлористого натра или серно-кислого натра.

Новый способ заключается в следующем. Тонко размолотая руда тесно смешивается с серно-кислым аммонием, взятым в количестве, необходимом для превращения /s окиси алюминия, находящегося в руде, в серно-кислое соединение. Смесь обжигается в печи при температуре АОО 500°. Во время обжига выделяется аммиак, а окись алюминия переходит в растворимый серно-кислый алюминий. Обожженный материал выщелачивается водой с добавкой сернокислого аммония и хлористого калия. Добавка последнего преследует цель превратить сернОКислый натрий, находящийся в алуните, в серно-кислый калий и таким образом получить смесь аммонийных и калиевых квасцов.

(143)

В целях очистки квасцов от железа, которое тоже в небольшом количестве находится в алуните и переходит в раствор вместе с алюминием, квасцы перекристаллизовывают после предварительного восстановления железа бисульфитом аммония, во избежание образования труцно растворимых, изоморфных с алюминиевыми, железных квасцов.

Очищенные таким образом о железа аммонийные и калийные квасцы растворяют в воле. Нагретый раствор их обрабатывают оборотным фтористым кальцием с добавкой природного в случае недостатка оборотного. Согласно уравнению:

( 5О4Я12(5О4)з + 2СаР2 Rl.F.SO, 4- KoSOi (NN4)3504 + 2CaSOt

образуется трудно растворимый гипс, растворимое фторо-алюминиевое соединение, содержащие фтор в виде комплекса, и освобождается серно-кислый аммоний, Сопровождающий привояный плавиковый щпат кремнезем при этой операции совершенно не переходит в раствор, так. как весь фтор связан алюминием в стойкий комплекс. К тому же, главная масса фтористого кальция является оборотным продуктом, следовательно, будет чиста в отношении кремнезема. Железа в растворе тоже не будет, так как исходный материал - аммонийные квасцы и оборотный фтористый кальций - не будет содержать его, а небольшое количество

природного фтористого кальция, вводимого для пополнения механических потерь, можно предварительно очистить от незначительного количества железа путем промывки его слабой серной или соляной кислотой. Кроме того, в случае необходимости раствор комплексного соединения может легко быть очищен от железа прибавкой к нему комплексного гидрат-алюминия, осажденного из раствора этого же соединения добавкой аммиака. Комплексный гидрат, растворяясь в серно-кислом соединении, вытесняет железо из раствора в виде основной соли.

Полученный чистый от железа и кремнезема раствор комплексного соединения обрабатывают аммиаком, в результате чего выпадает комплексный гидрат А12Р4(ОМ)2 и образуется раствор сернокислой соли аммония и калия. Сернокислый аммоний отделяется кристаллизацией от серно-кислого калия и частично возвращается в производство, а частично выводится из процесса вместе с серно-кислым калием, как побочный продукт.

Комплексный гидрат прокаливают в печи при непрерывном пропускании паров воды аммиака при температуре 450-550. Согласно уравнению:

А1гР4(ОМ)2 + 4N Нз + НгО АЦОд + + 4NH4F

образуется газообразный фтористый аммоний и конечный продукт-окись алюминия, не содержащая железа и кремния. Пример. 6250 г Загликской алунитовой породы, с содержанием - 20°/о; 5Оз-20,90/0, КаО -2,50/0, MajO -2,4, смешаны с серно-кислым аммонием в количестве 3250 г, необходимом для перевода /3 окиси алюминия, заключенной в породе, в серно-кислый алюминий. Смесь прокаливается при температуре 400-500°. Происходит следующая реакция:

(K,I1a)2SO, Rl2(S04)3 2Я120з 6Н2О +

+ 6(ISH4)2SO4 KgSOi + NajSOi-tH-3 12(504)3 4-12МНз)-f 6Н,О . .(1)

Прокаленную массу выщелачивают водой с добавкой серно-кислого аммония в целях образования аммонийных квасцов и хлористого калия для перевода сернокислого натра, выщелоченного из обожженного материала, в серно-кислый калий, который с серно-кислым алюминием дает дополнительное количество калиевых квасцов.

В растворе было найдено 1000 г окиси алюминия, что соответствует приблизительно 800/0 - му выходу глинозема от окиси алюминия, находящейся в руде.

Для очистки калиевых аммонийных квасцов от железа, после предварительного восстановления бисульфитом аммония, производят двойную перекристаллизацию.

Раствором квасцов при нагревании и перемещивании обрабатывают 1530 г оборотного фтористого кальция:

(K,NH4)2S04hl2(SO4)3 + 2CaF А12р4504 + + K2SO4 + (NH4)2304 + 2CaS04, . .(2)

причем образуются растворимый фтористый комплекс и 2660 г гипса.

На отфильтрованный гипс действуют смесью газообразного аммиака и углекислоты

CaSOi + 2МНз + HjO + COj (МН4),ЗО4-Ь + CaCOs . (3)

Вся серная кислота, находящаяся в гипсе, возвращается в цикл в виде сернокислого аммония.

Раствор Я 2р4504 обрабатывают избытком аммиака:

A12F4SO4 + 2ННз + 2НгО Д12Р4(ОН), +

+ (HN4)2S04 .(4)

Серно-кислый аммоний, который после упарки и кристаллизации частично возвращается обратно в цикл, а часть его, в количестве 1500 г вместе с 700 г сернокислого калия, выводят из цикла, как побочный продукт.

Гидрат Al2P4(OH)2 отфильтровывают, тщательно отмываю и затем прокаливают при температуре 450-550° в струе паров воды и аммиака:

Al2P4OH2 + 4МНг + Н2О ЯЬОз -Ь

-f4NH4F(5)

Получается 1000 г окиси алюминия и 1450 г газообразного фтористого аммония в смеси с аммиаком. Фтористый аммоний вводят в насыщенный раствор поваренной соли (или сульфата натрия) Согласно реакции: NHiF + NaCl NaF4- образуется осадок 1570 г фтористого натра, который отцентрофугируется и отмывается от маточного раствора, содержащего хлористый аммоний. Раствор хлористого аммония обрабатывают известью при нагревании с целью выделения аммиака и возвращения его обратно в цикл. Отфильтрованный фтористый натр приблизительно с 25 /о-ой влажностью нагревают с известковым молоком, содержащим на 1 литр 180-190 г СаО. В силу обменной реакции 2NaF + Ca(OH)2 2NaOH + CaF . (7) получается приблизительно 25°/о-ный раствор щелочи в количестве 1500 г в пересчете на МаОН и 1450 г не растворимого фтористого кальция, возвращаемого после отцентрофугования, промывки и нейтрализации избыточной извести серной кислотой обратно в цикл. Из приведенного примера видно, что на 1 тонну глинозема получается около 1,5 тонны едкого натрия (), 1,5 тонны серно-кислого аммония и 700 кг сернокислого калия. Таким образом, предлагаемый способ получения окиси алюминия из алунита через комплексный сульфат, содержащий фтор и алюминий, позволяет, попутно с производством глинозема, получить из поваренной соли или сульфата натра высокопроцентный раствор едкого натрия и использовать в качестве удобрения всю серную кислоту алунита в виде серно-кислого аммония и калия, за вычетом количеств, необходимых для покрытия небольших потерь, сопровождающих отдельные операции описанного способа. Предмет изобретения. 1.Способ переработки алунита, отличающийся тем, что алунит смещизают с сульфатом аммония, взятым в количестве, достаточном для перевода около Vs окиси алюминия, имеющейся в породе, в серно-кислый алюминий, смесь прокаливают при температуре 400-500° и прокаленную массу выщелачивают водой. 2.Прием выполнения способа по п. 1, отличаюшнйся тем, что в выщелачивающую воду вводят сульфат аммония и хлористый калий в целях перевода сульфата натрия, выщелоченного из обожженного материала, в сульфат калия и образования с сульфатом алюминия дополнительного количества квасцов.