Способ получения основного хлорсульфата алюминия

 

Изобретение относится к способам получения основных хлорсульфатов алюминия, которые могут быть использованы в качестве коагулянтов. Основной хлорсульфат алюминия получают путем обработки раствора основного хлорида алюминия серной кислотой в присутствии гидрата окиси алюминия. Серную кислоту вводят в количестве, необходимом для полного растворения гидрата окиси алюминия. Гидрат окиси алюминия берут в количестве, необходимом для получения твердого кристаллогидрата основного хлорсульфата алюминия. Заявленное изобретение позволяет упростить процесс и получить в продукте любое соотношение сульфат-иона к хлор-иону. 2 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к способам получения основных хлорсульфатов алюминия, которые могут быть использованы в качестве коагулянтов на станциях подготовки питьевой воды и при очистке сточных вод.

Известен способ получения основных солей алюминия из хлорсульфата алюминия. (Запольский А. К. , Баран А. А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. Свойства. Получение. Применение. -Л. : Химия, 1987, с. 93. ) Хлорсульфат алюминия получают обработкой минерального сырья смесью серной и соляной кислот или добавлением серной кислоты к горячему раствору хлорида алюминия, при этом часть хлористого водорода удаляется в газовую фазу. После нейтрализации соединениями щелочноземельных металлов полученного хлорсульфата алюминия в растворе остаются основные соли алюминия.

Однако при этом основные соли алюминия загрязняются катионами щелочноземельных металлов, а также образуется значительное количество осадка, требующего отделения от основного продукта.

Наиболее близким техническим решением является способ получения хлорсульфата алюминия путем обработки твердого основного хлорида алюминия раствором серной кислоты. (Заявка 4121276 ФРГ, кл. С 01 F 7/56, С 02 F 1/52, заявл. 27.06.91. , опубл. 14.01.93). Твердый основной хлорид алюминия получают термогидролизом кристаллов АlСl₃•6Н₂О при 150-200^oC.

Этот способ является многостадийным, состоящим из следующих стадий: обработки твердого основного хлорида алюминия серной кислотой; растворении и фильтрации раствора основного хлорсульфата алюминия от водонерастворимых продуктов термолиза. Получение твердого основного хлорида алюминия сложнее, чем получение его в виде раствора. Обработка основного хлорида алюминия серной кислотой приводит к снижению основности основной соли, так как кислота связывает и выводит из cocтавa основного хлорида алюминия только гидроксильную группу, заменяя ее на сульфат-ион. Получение основного хлорсульфата алюминия возможно только в виде раствора, так как необходима очистка раствора. Для получения основного хлорсульфата алюминия в твердом виде требуется дополнительная стадия.

Предлагаем получать основной хлорсульфат алюминия более простым способом, а именно: обработку основного хлорида алюминия серной кислотой проводить в растворе в присутствии гидрата окиси алюминия. В результате количество стадий получения основного хлорсульфата алюминия сокращается, синтез проводят в растворе, серная кислота не снижает основность готового продукта, так как взаимодействует с гидратом окиси алюминия. В предлагаемом способе может использоваться гидрат окиси алюминия как аморфный, так и кристаллический. При последовательном совмещении стадии получения основного хлорида алюминия, а затем основного хлорсульфата алюминия, последнюю проводят в присутствии остатка гидрата окиси алюминия, непрореагировавшего при получении основного хлорида алюминия.

Для получения готового продукта в твердом виде без стадий очистки и упаривания раствора основного хлорсульфата алюминия серную кислоту вводят в количестве, необходимом для полного растворения гидрата окиси алюминия, который, в свою очередь, берется в количестве, необходимом для получения кристаллогидрата основного хлорсульфата алюминия.

Предлагаемый способ позволяет получить в продукте любое соотношение сульфат-иона к хлор-иону в области существования основных солей алюминия, за счет изменения количества вводимой серной кислоты и гидрата окиси алюминия.

Пример 1. В раствор основного хлорида алюминия, содержащий 15,1 мас. % окиси алюминия, добавляют 418 г гидрата окиси алюминия в виде гидраргиллита и 432 г 55%-ной серной кислоты. При постоянном перемешивании смесь нагревают до 118^oC. После полного растворения гидроокиси алюминия раствор охлаждают и кристаллизуют.

Полученный продукт имеет следующий состав, мас. %: Аl₂O₃ - 14,9; Сl - 13,8; SO₄ - 17,2, что соответствует общей формуле Аl(ОН)_1,1 Сl_1,3 (SO₄)_0,3 Пример 2. В свежеприготовленный раствор основного хлорида алюминия, содержащий 18,4 мас. % окиси алюминия и 85 г непрореагировавшего остатка гидрата окиси алюминия, при температуре 116^oC добавляют 300 мл 55%-ной серной кислоты. Температуру смеси доводят до 119^oС и после полного растворения гидрата окиси алюминия раствор охлаждают и кристаллизуют. Продукт имеет следующий состав, мас. %: Al₂O₃ - 18,4; Cl - 15,9; SO₄ - 31,3, что соответствует общей формуле Аl(ОН)_0,9 Сl_1,2 (SO₄)_0,45

Формула изобретения

1. Способ получения основного хлорсульфата алюминия, включающий обработку основного хлорида алюминия серной кислотой, отличающийся тем, что основной хлорид алюминия используют в виде раствора и обработку раствора основного хлорида алюминия ведут в присутствии гидрата окиси алюминия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что серная кислота вводится в количестве, необходимом для полного растворения гидрата окиси алюминия.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидрат окиси алюминия берется в количестве, необходимом для получения твердого кристаллогидрата основного хлорсульфата алюминия.