Для получения окиси алюминия в настоящее время преимущественно пользуются бокситами, содержащими от 50 до 60% и более окиси алюминия. Бокситы всегда заключают некоторые количества кремнекислоты, содержание которой до 3°/Q допустимо при известном щелочном способе получения окиси алюминия. Замечено, что в некоторых бокситах кремнекислота является мало реакционной и даже при большем, чем 3°(о-ом содержании не портит результатов щелочного вскрытия; другие же бокситы требуется или обязательно очищать от кремнекислоты (способами обогащения и флотации), так как ее присутствие ведет к большим потерям щелочи и алюминия в виде нерастворимых водных силикатов, или же применять к ним кислотный или кислотнощелочной метод.
Вопрос о получении солей и окиси алюминия из глин кислым путем является весьма актуальным. В известном способе кислотного получения окиси алюминия (способ Фокина - Росселя - Гальверсена) для перевода сульфата алюминия в окись применяется действие аммиака, не регенерируемого затем и выводимого из процесса на рынок в виде сульфата аммония в количествах вчетверо больших, чем окиси алюминия, представляющего низкопроцентное удобрение.
поглощающее притом много серной кислоты (/5 по весу).
Имеются патенты, .согласно которых применяется для вскрытия прокалка глин с сульфатом аммония, аммиак которого непрерывно регенерируется. Здесь неизбежны потери сульфата аммония, тем большие, чем глина беднее алюминием.
Автором проработан следующий способ получения сернокислого глинозема и окиси алюминия.
Грубо размельченная глина-сырец, низкосортный боксит и т. п. подвергаются действию обжиговых сернистых газов, поступающих от обжига колчедана, хвостов или т. п., или из металлургических печей, или, наконец, от прокалки сульфатов, например, сульфата алюминия, который разлагается на окись алюминия и (SO., + О-|-SOj). Далее этими сернистыми газами разлагают каолинит, бокситы, глину и т. п., образуя сульфаты алюминия и железа. Если, однако, действовать сернистыми газами с температурой 500-700°, в течение от 2 до б час., смотря по материалу и по процентному содержанию SO и SOs, то образуется и сохраняется преимущественно более стойкий сульфат алюминия.
Этим путем возможно перевести в сульфат и основные сернокислые соли большую часть алюминия. При обработке
затем мяссы слабой серной кислотой в раствор переходит в виде сульфата, при правильно проведенной сульфатизации, не менее всего алюминия, в то время, как от содержания железа растворяется от одной трети до половины.
Таким образом допустимое содержание железа в исходном материале может быть значительно повышено. Сказанное проверено и доказано рядом опытов, проведенных в Казани в 1934 - 35 гг. Поэтому имеется возможность получить слабо кислый раствор сульфата алюминия, содержащий лишь весьма мало железа, а затем посредством выпарки переводить его в безводный сульфат алюминия, из которого прокалкой при температуре от 800 до 1 200°, необходимой для удаления (SOj-j-SOg) и последних :ледов воды, получать безводную, достаточно чистую, окись алюминия, свободную от кремнекислоты.
Однако, если исходный материал содержит много железа, магния, кальция и других примесей, не удаленных промывкой материала водой или слабой соляной или серной кислотой, то примеси эти, после сульфатизации глины сернистыми газами (5О2-|-О- -ЗОз), попадают полностью или частью в раствор сульфата алюминия и при его выпарке и прокалке остаются в безводной окиси алюминия. При большом их количестве они могут сделать ее непригодной для ее главнейшего применения-получений металлического алюминия электролизом.
В этом случае способ усложняется необходимостью переочистки безводной окиси алюминия, полученной прокалкой сульфата. Эта переочистка ведется путем растворения такой нечистой окиси алюминия (получаемой в этом случае прокалкой сульфата до температуры не выше 1 ) в крепких растворах едкого натра (или кали) при нагревании. Процесс может быть ускорен применением нагревания в автоклавах. Раствор алюмината после отстаивания от осадков примесей, декантации и фильтрации может служить для осаждения водной окиси алюминия по Байеру и получения оборотного раствора одной щелочи (оборотного алюмината).
В этом случае водная окись алюминия, промытая водой и высушенная, идет
на кальцинацию при температуре до 1 200 - 1 300 проводимую путем сожигания чистого горючего газа (или нефтепродукта), а отходящие газы с температурой 800 - 1 000 служат для вышеописанного разложения сульфата алюминия и вместе с выделившимися здесь газами (SO2-1-О-f-SOg) направляются на сульфатизацию глины или тому подобного материала при 500 - 700 (преимущественно 500 - 600), Затем , имей-температуру около 450 и охлаждаясь до 150, они служат для выпарки раствора сульфата алюминия и его обезвоживаЕТйя, например, при его распылении в шахтных устройствах. Как при упрощенном, так и при усложненном своем выполнении процесс характеризуется 1) действием сернистых газов на материал при температуре от 500 до 700, 2) обработкой полученного сульфатизированного материала горячей слабой серной кислотой, точнее горячей водой, содержащей столько серной кислоты, чтобы перевести в сульфат основные сернокислые соли алюминия и благодаря присутствию некоторого избытка серной кислоты удержать сульфат алюминия от гидролиза.
Практически было установлено, что не более 70/о глинозема материала сульфатизируется, если газы содержат не более (SOs-j-SOs), чем больше процент ЗОз в газах, тем скорее и полнее сульфатизация. Количество серной кислоты, необходимое для полного извлечения глинозема после сульфатизации, составляет около теоретического, а практически, благодаря потерям, до 40%. Часть этой кислоты при промышленном осуществлении способа должна регенерироваться, улавливаясь растворами сульфата алюминия и горячим конденсатом водяных паров, удаляемых из него выпаркой, так что истинный расход ее должен быть не более 1 т моногидрата на 1 т безводной окиси алюминия. Притом кислота эта может быть слабой - в опытах мы не применяли кислоты крепче Это, конечно, не значит, что невозможно брать более крепкой кислоты, при условии применения достаточного количества воды для растворения сульфата алюминия и получения раствора крепостью не менее 30 -40 /оОбычная предварительная прокалка исходного материала при данном процессе не нужна.
Предварительные технологические подсчеты показали, что на 1 те безводной окиси алюминия придется выпарить не более 7 т воды. Начиная с кальцинации, даже при усложненной форме процесса (с очисткой окиси щелочным путем), потребуется на весь процесс не более 3 т условного топлива на 1 т окнси алюминия.
Предмет изобретения.
Способ получения окиси алюминия. отличающийся тем, что алюминий содержащий материал обрабатывают при температуре в струе серни стого ангидрида или газов, его содержащих, после чего полученный продукт обрабатывают известным способом, рас творяя в слабой серной кислоте, отфильтрованный раствор выпаривают и полученный при этом остаток прокаливают при 800 - 1 200.
