Способ получения глинозема


 


Владельцы патента RU 2570077:

Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" (RU)

Изобретение может быть использовано в металлургической области. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия путем выпаривания осветленного хлоридного раствора и термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с образованием глинозема. Кристаллизацию ведут с добавлением хлорида кальция при отношении массы хлорида кальция к расчетной массе глинозема в осветленном растворе, равном 2-4 в присутствии затравочных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия со средним размером частиц 250-500 мкм. Изобретение позволяет повысить качество глинозема и снизить энергозатраты при его получении. 3 пр.

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к кислотным способам получения глинозема, и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья.

Известен способ получения глинозема из высококремнистых бокситов через солянокислотное выщелачивание, включающий обжиг алюминийсодержащего сырья при температуре до 700°C, обработку его соляной кислотой, высаливание хлорида алюминия путем насыщения осветленного хлоридного раствора газообразным хлористым водородом, кальцинацию хлорида алюминия для получения оксида алюминия и пирогидролиз маточного раствора с возвратом хлористого водорода на стадии кислотной обработки и высаливания (Eisner D., Jenkins D.H. and Sinha H.N. Alumina via hydrochloric acid leaching of high silica bauxites - process development. Light metals, 1984, p. 411-426).

Согласно этому способу шестиводный хлорид алюминия выделялся из раствора путем высаливания газообразным хлористым водородом, однако содержание фосфора в конечном продукте в 1,5 раза превышало допустимые для металлургического глинозема пределы.

К недостаткам данного способа следует также отнести необходимость получения сухого газообразного хлористого водорода на последующих переделах технологии для возврата его на передел высаливания, что в ряде случаев усложняет процесс и повышает расход тепловой энергии.

Наиболее близким к заявленному способу является солянокислотный способ получения глинозема путем кислотной обработки предварительно обожженного сырья, выпаривания осветленного хлоридного раствора с кристаллизацией гексагидрата хлорида алюминия (AlCl3·6H2O) с последующей кальцинацией его до оксида, который ввиду значительного содержания железа и других примесей (за исключением кремния) назван авторами «черновым глиноземом» (Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема. М:. Металлургия, 1970, С. 236-237). Далее этот промежуточный продукт перерабатывался по традиционной щелочной схеме Байера для удаления железа, фосфора, прочих примесей и получения глинозема металлургического качества.

Однако при кристаллизации AlCl3·6H2O из раствора, содержащего хлориды железа и других примесных металлов, а также фосфор, практически невозможно обеспечить высокую чистоту целевого продукта. Поэтому приходится растворять в воде и переосаждать гексагидрат хлорида алюминия, что приводит к необходимости расходовать тепловую энергию на упаривание дополнительно введенной в цикл воды.

К недостаткам данного способа получения глинозема относятся также сложность технологической схемы, общие высокие энергозатраты при ее реализации, попадание хлоридов из кислотного цикла в щелочной и связанные с этим дополнительные потери щелочи, достигавшие 36-37 кг/т глинозема. По перечисленным причинам этот способ не нашел применения в промышленности.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в разработке способа получения металлургического глинозема из низкосортного сырья, позволяющего перерабатывать бедные высококремнистые руды и отходы.

Техническим результатом является повышение качества глинозема и снижение энергозатрат.

Достижение вышеуказанного технического результата достигается тем, что в способе получения глинозема, включающем обработку низкосортного алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия путем выпаривания осветленного хлоридного раствора, термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с образованием глинозема, кристаллизацию ведут с добавлением хлорида кальция при отношении массы хлорида кальция к расчетной массе глинозема в осветленном растворе, равном 2-4, в присутствии затравочных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия со средним размером частиц 250-500 мкм.

Ведение кристаллизации с добавлением хлорида кальция при отношении массы хлорида кальция к расчетной массе глинозема в осветленном растворе, равном 2-4, в присутствии затравочных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия со средним размером частиц 250-500 мкм позволяет управлять ростом кристаллов и предупреждать попадание фосфора в гексагидрат хлорида алюминия и далее в глинозем.

Способ получения глинозема осуществляется следующим образом.

Осветленный раствор хлорида алюминия после выщелачивания природного алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, отделения нерастворимого осадка и предварительной упарки до стадии насыщения с концентрацией около 30% по AlCl3 смешивают с 50-70-процентным раствором CaCl2 (700-900 г/л) из расчета дальнейшего снижения концентрации его в смешанном растворе ниже 30-40%. Кристаллизацию ведут в присутствии затравочных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия крупностью 250-500 мкм, продолжая упаривание и поддерживая скорость выделения соли, обеспечивающую необходимую крупность продукционных кристаллов. Процесс кристаллизации заканчивают после увеличения концентрации CaCl2 в маточном растворе до исходного уровня 700-900 г/л и снижения содержания Al2O3 до 5-10 г/л. При этом с солью выделяется более 90% Al2O3, поступившего в процесс. Полученную пульпу разделяют, маточный раствор возвращают в голову процесса, а кристаллы гексагидрата хлорида алюминия направляют на получение глинозема методом термического разложения.

Способ получения глинозема иллюстрируется конкретными примерами.

Пример 1. Каолиновую глину с содержанием основных компонентов, %: Al2O3 36,4; SiO2 45,3; Fe2O3 0,78; TiO2 0,51; CaO 0,96; MgO 0,49; P2O5 0,12, обработали 20-процентным раствором соляной кислоты при Ж:Т=4:1 в условиях перемешивания при 110-115°C в течение 3 ч. По окончании процесса полученную пульпу отфильтровали. Осветленный хлоридный раствор упарили в колбе до содержания AlCl3 31% и постепенно вливали нагретый 60-процентный раствор хлорида кальция до начала выделения кристаллов гексагидрата хлорида алюминия и добавили затравочные кристаллы размером 250-500 мкм от предыдущих опытов в количестве, равном двукратной расчетной массе AlCl3·6H2O, введенного в процесс с осветленным хлоридным раствором, продолжая упаривание в течение 1 ч. Полученные кристаллы промыли 38-процентной соляной кислотой на фильтре и прокалили при 1000°C. Содержание P2O5 в полученном глиноземе составило менее 0,001%, а средний размер частиц продукта составил 82,3 мкм. Это полностью отвечает требованиям к металлургическому глинозему.

Пример 2. Опыт повторили в тех же условиях, но без введения в процесс хлорида кальция. Содержание P2O5 в полученном глиноземе составило 0,004%, а средний размер частиц продукта составил 71,2 мкм, то есть имеет место несоответствие требованиям по содержанию примесей.

Пример 3. Опыт повторили в условиях примера 1, но в качестве затравки ввели кристаллы гексагидрата хлорида алюминия размером 100-250 мкм. Содержание P2O5 в полученном глиноземе составило менее 0,002%, а средний размер частиц продукта составил 52,2 мкм, то есть имеет место несоответствие требованиям к гранулометрическому составу.

Сравнительная оценка показала, что заявляемый способ позволяет экономить до 36% тепловой энергии по сравнению с прототипом.

Способ получения глинозема, включающий обработку низкосортного алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия путем выпаривания осветленного хлоридного раствора, термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с образованием глинозема, отличающийся тем, что кристаллизацию ведут с добавлением хлорида кальция при отношении массы хлорида кальция к расчетной массе глинозема в осветленном растворе, равном 2-4, в присутствии затравочных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия со средним размером частиц 250-500 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в металлургической области. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия из осветленного хлоридного раствора, двухстадийное термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с получением глинозема и термогидролиз маточного раствора с выделением гематита.

Изобретение может быть использовано в металлургической области, при переработке алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, выделение из осветленного хлоридного раствора кристаллов гексагидрата хлорида алюминия и их двухстадийное термическое разложение с получением глинозема.
Изобретения могут быть использованы в химической и электронной промышленности. Способ получения α-оксида алюминия для получения монокристалла сапфира включает этап, на котором смешивают 100 массовых частей α-оксида алюминия (I) и 25-235 массовых частей α-оксида алюминия (II).
Изобретение может быть использовано в химической и электронной промышленности. Объем на одну частицу α-оксида алюминия для получения монокристаллического сапфира составляет не менее 0,01 см3, относительная плотность не менее 80%, объемная плотность агрегата 1,5-2,3 г/см3, и его форма представляет собой любую форму из сферической формы, цилиндрической формы и брикетоподобной формы.

Изобретение относится к способу получения оксида алюминия в виде порошков или агломератов с частицами, имеющими сотовую пористую структуру. Способ включает обработку соли алюминия раствором щелочного реагента, промывку осадка и его термообработку.

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при получении люминофоров для покрытий флуоресцентных ламп. Гамма оксид алюминия, полученный из квасцов, в количестве 85%-95% по массе смешивают с 0,4%-1,8% по массе спекающего агента - NH4F и 2,5%-13% по массе зародышей альфа оксида алюминия.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к технологии комплексной переработки сырья, содержащего оксиды алюминия и кремния, и может быть использовано для получения глинозема, кремнезема и тяжелых цветных металлов.

Изобретение относится к абразивной промышленности, а именно к получению нормального электрокорунда плавкой сырой бокситовой шихты. .

Изобретение может быть использовано в металлургической области. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия из осветленного хлоридного раствора, двухстадийное термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с получением глинозема и термогидролиз маточного раствора с выделением гематита.

Изобретение может быть использовано в металлургической области, при переработке алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, выделение из осветленного хлоридного раствора кристаллов гексагидрата хлорида алюминия и их двухстадийное термическое разложение с получением глинозема.

Изобретение относится к кислотным способам получения глинозема и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обжиг сырья, обработку его соляной кислотой, высаливание хлорида алюминия путем насыщения осветленного хлоридного раствора газообразным хлористым водородом, кальцинацию хлорида алюминия для получения оксида алюминия и пирогидролиз маточного раствора с возвратом хлористого водорода на стадии кислотной обработки и высаливания.

Изобретение относится к способу выделения существенно чистых глинозема и кремнезема из сырья, содержащего алюмосиликаты, и, конкретно, из отходов производства, образующихся при сгорании каменного угля.

Изобретение может быть использовано в области цветной металлургии. Способ переработки алюмосиликатного сырья включает его термическую обработку и последующее взаимодействие с раствором соляной кислоты с выделением нерастворимого кека, очистку раствора и его переработку с получением оксида алюминия и регенерацией соляной кислоты. Термическую обработку сырья ведут путем спекания в смеси с натрийсодержащим реагентом, а полученный спек обрабатывают раствором соляной кислоты концентрацией 180-250 г/дм3 в две стадии при отношении Ж:Т, равном (0,5-0,7):1, и температуре 120-200°C на первой стадии и при отношении Ж:Т, равном (3,3-3,5):1, и температуре, не превышающей температуру кипения раствора, на второй стадии. Изобретение позволяет повысить извлечение алюминия в раствор при солянокислом выщелачивании, повысить интенсивность выщелачивания и упростить его технологии, а также извлекать кремнезем в виде чистого аморфного высокодисперсного кремнезема. 8 з.п. ф-лы, 3 пр.
Наверх