Способ сушки раствора гидроксохлорида алюминия в аппарате "кипящего слоя"

 

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, может быть применено при получении сухого гидроксохлорида алюминия, который находит широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе для очистки питьевых и промышленных сточных вод. Способ сушки гидроксохлорида алюминия осуществляют в аппарате “кипящего слоя” путем взаимодействия сушильного агента с раствором гидроксохлорида алюминия, причем сушку ведут в псевдоожиженном слое инертных тел в количестве 0,5-1,5 кг инерта на кг получаемого продукта при температуре сушильного агента 80-150°С и его скорости 4,0-6,0 м/с в течение 3-10 мин с получением порошкообразного продукта. Изобретение позволяет снизить содержание нерастворимых примесей в продукте, снизить капитальные затраты.

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, связано с техникой получения сухого гидроксохлорида алюминия, который находит широкое применение в различных отраслях промышленности, в том числе для очистки питьевых и промышленных сточных вод.

Известен способ получения порошкообразного гидроксохлорида алюминия путем сушки его водного раствора при прямоточном распылении пневматическими форсунками в сушильном барабане с получением конечного продукта с содержанием 20-40% Аl₂О₃ (Л.Г.Романков, Н.Б.Рашковская. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1968, с.70-85).

Известен также способ сушки раствора или пасты гидроксохлорида алюминия токами высокой частоты в течение 5-20 мин при температуре 60-120°С и толщине слоя 1-15 см с получением порошкообразного продукта с содержанием основного вещества в пересчете на Аl₂ О₃ 28-40 мас.%, и 0,5-1,1% нерастворимых примесей (RU 2175952 С 17 С 01 F 7/58. Князев Ю.Г., Гашков Г.И., Голованов А.А., Архипов С.Н., Максимова Л.Н., Вольфсон Г.И., Лайнер Ю.А., Сурова Л.М.)

Наиболее близким к изобретению является способ получения сухого гидроксохлорида алюминия, включающий прямоточное пневматическое распыливание раствора, содержащего хлористые соединения алюминия, агентом, имеющим скорость 60-100 м/с, обработку их сушильным агентом с последующей досушкой полученного продукта в фильтрующем слое с подачей дополнительного сушильного агента с температурой 90-110°С в течение 30-60 мин. (авторское свидетельство №1778070 А1 от 19.02.91 г., класса 7/56, авторов Лайнер Ю.А., Сурова Л.М. и др.) При этом был получен гидроксохлорид алюминия с содержанием 25-30% оксида алюминия в активной форме и 1,1-2,0% нерастворимых примесей.

К числу недостатков этого способа следует отнести следующее:

- существенно содержание (1,1-2,0%) нерастворимых примесей;

- переход в газовую фазу значительной части хлористого водорода во время сушки;

- большие капитальные вложения при создании сушильной установки, что обусловлено необходимостью улавливания порошкообразного материала и соляной кислоты, перешедшей в газовую фазу с последующим возвращением ее в процесс.

Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Поставленная задача достигается способом сушки раствора гидроксохлорида алюминия в аппарате “кипящего слоя” путем взаимодействия сушильного агента с раствором гидроксохлорида алюминия, сушку ведут в псевдоожиженном слое инертных тел в количестве 0,5-1,5 кг инерта на кг получаемого продукта при температуре сушильного агента 80-150°С и его скорости 4,0-6,0 м/с в течение 3-10 мин с получением порошкообразного продукта с содержанием не более 1,0% нерастворимых примесей, при такой сушке более точно регулируется влажность материала и температура в слое, что приводит к более равномерному прогреву материала без интенсивного разложения продукта. Использование инертного материала в виде, например, фторопластовых частиц позволяет увеличить поверхность сушки, что в значительной степени интенсифицирует сам процесс. Практическое отсутствие в газовой фазе хлористого водорода существенно уменьшает количество аппаратов в системе конденсации и газоулавливания.

В предложенном способе сушку ведут в псевдоожиженном слое инертных тел при соотношении инертных тел к количеству раствора 0,5-1,5 кг инерта на 1 кг продукта. При количестве инерта меньшем 0,5 кг на 1 кг продукта происходит залипание слоя, что приводит к нарушению гидродинамики слоя и работы аппарата в целом, а при количестве инерта большем 1,5 кг происходит неэффективная его работа. При снижении температуры в “кипящем слое” менее 80°С материал вследствие недостаточного прогрева слипается, укрупняется и неэффективно высушивается, а повышение температуры в слое более 150°С приводит к интенсивному разложению исходного материала, к образованию значительных количеств нерастворимых продуктов в получаемом порошкообразном продукте. Уменьшение скорости сушильного агента менее 4,0 м/с приводит к снижению интенсивности процесса и дальнейшему слипанию материала, а при увеличении скорости более 6,0 м/с к значительному его выносу.

При времени сушки менее 3,0 мин наблюдается значительное количество влаги в самом материале, т.е. материал оказывается недосушенным, что приводит к его слипанию, а при времени сушки более 10 мин интенсивность процесса падает, материал пересушивается и содержит большее количество нерастворимого остатка.

Примеры осуществления способа

По данному способу гидроксохлорид алюминия состава, %: 10-12 Аl₂О₃, 10-11 Сl^-, 1,2-1,5 Na₂O, 0,1-0,2 Fe₂ О₃, d - 1,215, pH 2,8 в количестве 1,5 кг подвергался сушке в аппарате “кипящего слоя” диаметром 200 см при наличии инертного материала в виде фторопластовых частиц в количестве 0,3 кг инерта из расчета 1,0 кг инерта на 1,0 кг раствора. Сушка осуществлялась при температуре 120°С и скорости сушильного агента 5,0 м/с в течение 5 мин с получением порошкообразного продукта с содержанием 41% Аl₂О₃ и 0,5% нерастворимого остатка. Продукт быстро в течение 1,5 мин растворился в воде.

Формула изобретения

Способ сушки раствора гидроксохлорида алюминия в аппарате “кипящего слоя”, включающий взаимодействие сушильного агента с раствором гидроксохлорида алюминия, отличающийся тем, что сушку ведут в псевдоожиженном слое инертных тел в количестве 0,5-1,5 кг инерта на кг получаемого продукта при температуре сушильного агента 80-150°С и его скорости 4,0-6,0 м/с в течение 3-10 мин с получением порошкообразного продукта.