Способ получения хлоргидроокисей алюминия Советский патент 1979 года по МПК C01F7/56 

1

Изобретение относится к способам получения хлоргидроокисей алюминия, которые используются в химической промышленности в качестве катализаторов.

Известен способ получения х.г:оргидроокисей алюминия типа АС(ОН) Се пу-. тем взаимодействия металлического алюминия с соляной кислотой при 100leo C, давлении 0,1-10,0 кг/см и кристаллизации продукта.

Недостатки такого способа получения 54лоргидроокисей алюминия -состоят в необходимости использования металлического алюминия, получение которого требует специальной технологии, 3 том, что нельзя получить продукт с заданным количеством хлора (1 1;Цель изобретения - получение продукта с заданным количеством хлора.

Поставленная цель достигается предложенным способом получения хлоргидроокисей алюминия общей формулы At2(OH)xCe,,,(x 2,5-3,5, у 3,5 2,5), заключающимся во взаимодействии алюминийсодержащего соединения - минерала, содержащего окислы алюминия (байерит,гиббсит,диаспор,боэмит и глинозем Байера),с соляиойкислотой при

100-160С и давлении 0,1-10,0 кг/см, с последующей нейтрализацией получен,ного раствора до рН 2,5-3,6 и кристаллизацией продукта. Нейтрализацию ведут путем электролиза или применяют для нейтрализации аммиак, в смеси с сухим азотом или сухим воздухом при объемном соотношении 1:1 - 1:10.

Отличия предложенного способа состоят в том, что в качестве алюминийЬодержашего соединения используют минералы, включающие окислы алюминия (байерит, гиббсит, диаспор, боэмит и глинозем Байера), и осуществляют нейтрализацию полученного раствора до рН 2,5-3,6. Нейтрализацию ведут путем электролиза или применяют для нейтрализации аммиак в смеси с сухим азотом или сухим воздухом при объемном соотношении 1:1-1:10.

Целесообразность выбранных интервалов технологических параметров обусловливается тем, что при ведении процесса при рН менее 2,5 и более 3,6 невозможно получить продукт с заданным количеством хлора.

Пример 1. 1000 г глинозема Байера, содержащего частицы диамет.ром от 2000 до 4000 Я обрабатывают 660 1580 г соляной кислоты (d ) при в течение 2-3 ч. Затем раствор нейтрализуют газообразным аммиаком, смешанным с азотом в соотношении .1:1 при скорости потока аммигиса 120 м /ч до рН 2,7. Полученный продукт отде44ляют от раствора, он имеет ф pмyлy 2 (OH)g СЕ. В зависимости от количества аммиака, поданного на нейтрализацию, могут быть получены составы хлоргидроокиси алюминия, данные в таблице.

Пример 2. Берут боэмит ) с диаметром частиц 20160 мкм следующего состава, %t 75 0,3 Углерод 0,008 Двуокись кремния 0,005 0,004 ,Окись.натрия 0,09 Двуокись титана Обрабатывают его соляной кислотой концентрации 37%. Обработку проводят следующим образом. 87 кг боэмита смешивают со 100, кг соляной кислоты в реакторе из стекла или в эмалированном стальном реакторе при температуре от 120 до , причём реактор выдерживают в среде азота -под давлением 1,2 2,2 кг/см при перемешивании. Через 4 ч суспензию разбавляют 34%-ной со ЛЯН01Ч кислотой (d 1,19). Смесь вы ружают из реактора и центрифугируют после охлаждения при 50 - . Твердый остаток после центрифуги рования снова загружйют в реактор и добавляют 43,5 кг боэмита. Состав., рН и плотность полученно раствора в конце процесса после у/ка ления твердого остатка iCJle VioEine s; 19,5-20,5 вес.% AegOg 21,0-22,0 вес.% Хлор 20 ч. на млн Ж.елезр Натрий 20 ч. на М.ЛН O.fc 1,38-1,45 0,80-1,00 рн Весовое отношение алюминия к хло ру, составляет 0,46 0,54, что соот ветствует составу соединения формулы AEj (OHjj C8j . Нейтрализагдию аммиак и кристаллизацию хлористого аммония проводят по примеру 1. Состав, рН и плотность готовой хлоргидроокиси после кристаллизации и удсшения твердого остатка следующ AeaOg10-20% Хлор13,5-15% 20 ч/мян Железо 90 ч/млн Натрий Хлористый аммо6-8 ,.5% ний (остаток) 3,0-3,5 20°С1,30-1,33 Полученный таким образом хлоргидрат соответствует формуле AEg (ОН)о ССПример 3, 87 кг диаспора с диаметром частиц- 10-100 мкм () состава, соответствующего составу боэми.та, приведенному в примере 2, смешивают со 100 кг соляной кислоты в реакторе из стекла или из эмалированной стали при температуре 110-140°С, причем реактор выдерживают в среде азота под давлением 0,8-1,8 кг/см и при механическом перемешивании. Чррез 4 ч суспензию разбавляют 34 л соляной кислоты (d 1,19), смесь выгружают из реактора и центрифугируют после охлаждения при температуре 50-85°С, Затем твердый остаток снова помещают в реактор и добавляют 43,5 кг диаспора. Состав, рИ, плотность хлоргидроокиси те же, что и впримере 2. После обработки диаспора получают продукт с BecoBSiSM отношением алюминия и хлора в интервалах 0,46-0,54, что соответствует примерному составу соединения формулы Нейтрализацию аммиаком ft кристаллизацию хлористого аммония проводят согласно примеру 1. Состав, рН, плотность готовой хлоргидроокиси (после удаления твердого остатка) соответствуют свойствам продукта, полученного по примеру 2. Полученная таким образом хлоргидроокись соответствует формуле Абг (ОН)5Се. Пример 4, Гиббсит (AejOj-SHjO) с диаметром частиц 10100 мкм с таким же составом/ как ба ерит (см.пример 1), обрабатывают,со лпной кислотой концентрации 37% (d 1/13) следующим образом. 100 кг гиббсита смешивают со 100 кг соляной кислоты в реакторе из стекла или из эмалированной стали при температуре 110-150°С/ причем реактор выдерживают в среде азота под давлением 1, 2/О кг/см и при тщательном механичес ком перемешивании. Через 4 ч суспензию разбавляют 25 л соляной кислоты (d 1/19) , затем .выгружают смесь из реактора и центрифугируют после охлаждения при температуре . Твердый остаток/ образующийся в центрифуге, снова вводят в реактор для травления, добавляют 50 кг гиббсита и 100 кг соляной кислоты (d 1/19). Состав, рН и плотность хлоргидроокисн соответствуют свойствам продук та/ полученного по примеру 1, Примерный состав полученной хлоргидроокиси соответствует формуле Aeg (он)съ, Нейтрализацию аммиаком и кристаллизацию хлористого амглония проводят согласно примеру 1, Состав/ -pfl и плотность готовой хлоргидроокиси (после удаления твердого остатка) такие же, как и в примере 1/ т.е. получают хлоргидроокис состава АВ,, (ОЯ) СеПри р 5. Процесс ведут так ,же/ как и в примерах 1-4. Раствор хлоргидроокиси помещают в электроли46тцческую ячейку и при проводят электролиз в ячейке с графитовыми электродами, поверхность электродов 80-100 см плотность тока 300 мА/см напряжение 3/5-4,0 В. Через 4 ч поспе начала процесса получают продукт состава Абд (ОН)СЕ.. Формула изобретения 1.Способ получения хлоргидроокисей алюминия общей формулы ACj (ОН), Ct (х 2/5-3/5/ у 3,5-2/5)/ включающий взаимодействие алюминийсодержащего соединения с соляной кислотой при 100-160° Си . давлении 0,110,0 кг/см-и кристаллизацию продукта, отличающийся тем, что, с целью получения продукта с заланнЕлм количеством хлора/ в качестве алюминийсодержашего соединения нспользуют минерал/ содержащий окислы алюминия, а перед кристаллизацией продукта раствор нейтрализуют до рН 2,5-3/6. 2.Способ по П.1/ о т л и ча юш и и с я тем/ что в качестве минерала, содержащего окислы алюминия/ берут байернт, гиббсит/ диаспор, боэмит и глинозем Байера, 3.Способ по П.1, о т л и ч а юш и и с я тем/ что нейтрализацию ведут путем электролиза или аммиаком в смеси с сухим азотом или сухим воздухом при объемном соотношении 1:1 1:10. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N 3891745, кл. 423-462, 1975,