Способ получения окиси алюминия

 

О П Е 272182

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Саве Соеетских

Социзлистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 21.1.1966 (¹ 1050635/23-26) Кл. 12m, 7/66

МПК С 01 f

УДК 661.862.22(088.8) Приоритет котхитет по делов изобретеиий и открытий при Спеете Мииистрое

СССР

Опубликовано 26Х.1970. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 1,IX.1970

Авторы изобретения

Иностранцы

Гарольд Тиррел Джерри, Карл Кеннет Амано и Антоний Вильям Иодис (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Эллаид Кемикал Корпорейшен» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к области производства окиси алюминия повышенной степени чистоты, так называемой ячеистой окиси алюминия.

Известен способ получения окиси алюминия пз глиноземистой рудь1, содержащей примеси железа, путем одновременного выщелачивания руды азотной кислотой 30 — 60%-ной концентрации, взятой в количестве от 50 до 90 /о от стехиомстрически необходимой, и ее нагревания, последующего отделения полученного осадка и обработки раствора нитрата алюминия известными методами.

Однако этим способом можно обрабатывать лишь руду, содержащую менее 3% железа.

Кроме того, получают недостаточно чистую окись алюминия.

Предлагаемый способ отличается reì, что одновременное выщелачивание руды и ее нагревание ведут при температуре от 140 до

220 С, предпочтительно от 150 до 200 С при газовом давлении, в основном, от 5,6 до

10,5 кг/сл - в течение 1 — 6 час, причем руда должна содержать не менее 0,1 вес. ч. железа, выраженного как РезОз на одну вес. ч. алюминия, выраженного как А1зОз.

Это позволяет получать практически чистую

«ячеистую» окись алюминия. Процесс одновременного выщелачивания и нагревания руды чрименим всегда, когда руда содержит не менее 0,1 вес. ч. железа на 1 вес. ч. алюминия.

Иногда при меньшем содержании железа в руде можно вводить дополнительное количество жслсзосодер>кащего материала.

Пример 1. Берут образец испанского боксита, содержащего 49,6% А1 0з, 21,0% Ре Оз и 9,2% 3102, т. е. на 1 вес. ч. алюминия приходится 0,42 вес. ч. железа. Образец измель1ают так, чтобы 73% его частиц прошло через

1р сито Тайлера в 200 меш. (отверстия 0,074 льи).

816 г этого боксита смешивают с 2520 г

50%-ной HNO> (83% от стехиометрического количества) и нагревают в автоклаве в течение 1,5 час при температуре 170 С. Затем смесь разбавляют 1000 г воды, охлаждают до температуры 90 С и отфильтровывают. Получают 3222 г осветленного раствора А1(МОз)зХ

»пН,0, содержащего 8,71% À!»Оз, 0,0011 Fe,.O;; и 54",ь свободной А1зОз. Нерастворенный материал промывают, и твердые остатки, содержащие 14% А1 0з и 39,6% Ре20з, выбрасывают.

Фильтрат и промывочные воды (1477 г), содержащие 4,32% А1зОз и 0,0003% Feg03, содержат в общем 344,3 г А1,0-., что соответствует выходу окиси алюминия 85%. Эквивалент соотношения А1 0з и ЕезОз в совместном фнльтрате 8600.

Пр и м ер 2. К 3860 г раствора A12 (NO>)>, полученного выщелачиванием боксита Suri30 nam (0,015 " o РезОз/АI.Оз) в автокчаве с

272182

Примесь, %

Fe., Оз I Mg

Na I Са Сг, Сц

Продукт

Si О,, Ni

1 (1,0

Ьоксит

Раствор Л1(КОз)з до обработки

Кальцииироваииая Al o

0,02 3,0

0,16

0,02 0,40 0,20

1,0

40

0,60 0,05

0,015 0,005

0,70

0,010

0,05

0,007

0,015

0,008

0,01.

0,001

0,50

0,003

0,02

0,001

0,20

0,001

0,015

0,008

HNO, содержащего 0,11% железа и имеющего соотношение А1зОз и РезОз, равное 61,7, добавляют 354 г сухого материала, полученного по примеру 1 в виде остатка после выщелачивания испанского боксита, содержащего 40%

Fe O3 и 15% А120з. Полученную смесь выщелачивают под давлением при температуре

170 С в течение 1 час, затем фильтруют. В фильтр ате А1 (КОз) 3, обнаружено 0,0004%

Ре20з. Такой нитрат алюминия пригоден для производства ячеистой окиси алюминия.

Пр имер 3. 695 г боксита Surinam, имеющего в составе 61,0% А1зОз, 0,94% Fe Oa, 2,90% Si02, смешивают с 500 г сухого остатка по примеру 2. Получают смесь, содер>кащую

41,8% А120з и 17,2% Ре20з. К смеси добавляют 3140 г 50%-ной HNO3 и нагревают массу до

170 — 180 С в течение 1,25 час. Затем массу разбавляют и отфильтровывают. Фильтрат содержит 0,0026% Гез03.

Пример 4. К 3836 г раствора Fe (МОз) з, содержащего эквивалент 666 г Fe20;> и 1580 г

HNO3, добавляют 1130 г кальцинированной глины-каолина Arkansas с высоким процентом

%0з, содержащей 44,3% А1зОз, 2,1% 1 езОз и

39,0% 510з. Количество А1зОз, добавляемое к глине (500 г) такое, что эквивалент содержания HNO3 в растворе Fe (NO3) 3 равен 85% от стехиометрического. Полученную массу выщелачивают в течение 6 LQc при температуре

170 С, затем фильтруют. В фильтрате содер>кится 0,0017% Ге 03.

Пример 5. Руду боксита, измельченную до 80 меш (размер отверстий сита 0,175 мм), содержащую 50% А1зОз, 20% )езОз 9% %02 и другие примеси (например, около 1,5% Ti0> и менее 1% Na, Са, Mg, Мп, Ni, Cu, Cr), подают непрерывно вместе с 60%-ным раствором HNO3 в бак предварительного смешения в пропорции 2,63 вес. ч. раствора азотной кислоты на 1 вес. ч. боксита, т. е. в соотношении

5 моль HNO3 на 1 моль А1 0з. Полученную массу непрерывно подают в отдельный автоклав с мешалкой при постоянной температуре до 176 С в продолжение 2,5 час. Выщелаченную руду, не содержащую свободной НХОз, а содержащую около 48,9% Аl (NO; ) з и 2% свободной А1зОз в суспензии и некоторое количество примесей, подают в бак разбавления, где охлаждают водой при температуре 52 С или промывочной водой, оставшейся после последующей промывки или сливания фильтрованной или отстоенной «грязи». Разбавление ведут в пропорции 1 вес. ч. воды разбавления на 1 вес. ч. смеси. Затем разбавленную массу подают в классификатор или концентратор, 5

55 где раствор питрага алюминия отстаивается жидкость отделяется от нерастворимых твердых частиц, т. е. «красной грязи», содержащей перастворенную двуокись кремния, железо и другие твердые примеси. Твердый материал из концентрата еще раз превращают в жидкую массу и отстаивают один или несколько раз для регенерации растворимых остатков окиси алюминия, содер>кащихся в «красной грязи», а промывную воду используют для разбавления жидкой массы из автоклава.

Жидкий фильтрат, содержащий около 33,3% нитрата алюминия, сгущают в концентраторе до содержания Аl (NO3)3 в количестве 47,5%, а затем кристаллизуют в Al (NOз)з. 9НзО в двухступенчатом вакуумном кристаллизаторс.

Получаемые чистые кристаллы (90% первоначальной загрузки) расплавляют и подают на стадию денитрации. Маточный раствор (10% первоначальной загрузки) части гно рециркулируют, а оставшуюся его часть выпускают, отдельно денитруют, остатки выбрасывают, удаляя таким образом все примеси.

Расплавленный Al (NO3) з. 9N О разлагают путем разбрызгивания на слой частично гиддированных частиц окиси алюминия в реакторе «кипящего» слоя. Образующуюся окись алюми непрерывно отводят из денитратора при температуре 325 С и подают на кальцинирование. Газ распада дополнительно обрабатывают с целью регенерации его тепла в виде пара для осуществления стадии кристаллизации, а также для регенерации азотной кислоты. Горячую окись азота и водяные пары из денитраторов подают в башню с куполообразнЬ м колпаком, в которой НМОз отводят из нижней части, а пар под давлением

3,15 кг/см - — из верхней. После использования пара в кристаллизаторе конденсат возвращают в башню, а несконденсировавшийся газ направляют во вторую башню для регенерации окислов азота в виде слабой кислоты, которую направляют обратно в первую башню. Горячую окись алюминия кальцинируют при температуре 1260 С в ротационной печи. Получаемую окись алюминия охлаждают охладителем кипящего слоя, а затем посылают на склад.

Анализ показывает, что этот продукт содержит менее 0,02% Fe>03 и полностью отвечает спецификации для изготовления «ячеистой окиси алюминия.

В таблице приведено процентное содержание примесей в растворе нитрата алюминия до обработки, а также в конечном продукте— кальцинированной «ячеистой» окиси алюминия, полученной в вышеописанном примере.

Таблица

272182

Предмет изобретения

Редактор С. Лазарев»

Составитель Л. В. Сабода

Еорректор Л. Веденеева

Заки 2316 !4 Тираж 480 Подписное

11НИППП Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2

Таким образом, прием одновременной обработки руды путем выщелачивания HNO» и наревания при температуре от 160 до 200"С

1риводит к получению чистой окиси алюми ия, отвечающей требованиям «ячеистой»

31203.

Способ получения окиси алюминия из гли- оземистой руды, содержащей примеси желе а, путем одновременного выщелачивания руты азотной кислотой 30 — 60%-ной концентрации, взятой в количестве от 50 до 90о о от стехиометрически необ.;одимой, и ее нагревания, последующего отделения полученного осадка и обработки раствора нитрата алюминия известнымп методами, отличающийся тем, что, с целью получения практически чистой «ячеистой» окиси алюминия, одновременное выщелачпванпе руды tf ее нагревание ведут при температуре от 140 до 220 С, предпочтительно от 160 до 200 С, при газовом давлении, в основном, от 5,6 до !0,5 кг/с.и - в течение 1—

6 час, причем руда должна содержать не менее 0,1 вес. ч. железа, выраженного как Fe-О», на 1 вес. ч. алюминия, выраженного как Л1»Оз.