Способ получения чистой окиси алюминия

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Иэв

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапксткческих

Республик 1ц969670 (89) 147185 ГДР (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.04.79 (21) 7770527/22-02 (23) Приоритет- (32) 24.04.78 (31)ФРС 01F /204962(33) ГДР

Опубликовано 80.10.82,Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 10.11.82 (51) М. Кл.

С 01F 7/20

Ркуавротванный квинтет

СССР но делам нза4ретвний и отнрытнй (53) УДК 661.862 (088.8)!

Иностранцы Т "-есо ... . з,„", 11игенбальг Зигфрид, Хааке Герхард, Зиберт Рудольф,"" ;; д 1.„, и Фишер Герхард (ГДР) (1 „- 7,"., 1

Иностранное предприятие

"Мансфельдский комбинат им. Вильгельма Пика» (ГДР) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (S4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОЙ ОКИСИ

АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к методу соляйокислотного вышелачивания глин и глиноземистых минералов для получения чистой окиси алюминия.

Известен метод получения глинозема из глины путем предварительной механической и термической обработки глины, его выщелачивания соляной кислотой, отделения высококремнистого кека, кристаллизации гексагидрата хлорида алюминия, термическогоразложения кристаллов на черновой глинозем, регенерации соляной кислоты из газов от разложения, приготовления раствора алюмината натрия вышелачи. ванием чернового глинозема едким натром, осаждения гидрата окиси алюминия из алюминатного раствора введением затравки и выкручиванием, кальцинации гидрата окиси алюминия в глинозем (выкладное описание изобретения к неакцептованной заявке ФРГ 11 00 11).

Однако метод характеризуется. больцптм числом стадий процесса для получения глинозема, достаточно чистого для целей рроизводства алюминия.

Очистка глинозема осушествляется не в процессе его получения солянокислотным вышелачиванием, а в дополнительной стадии шелочной очистки, следуюшей после процесса вышелачивания. Это вызывает вы« сокие затраты на аппаратуру и энергию, которые при применении этого известного метода в недопустимой мере удорожают процесс. щ Известен также метод получения глинозема, по которому осаждение чистого гексагидрата хлорида алюминия из нечистого раствора хлорида алюминия, получаемого в процессе солянокислотного вышелачир вания, осушествляется введением чистого солянокислотного газа при низкой температуре.

Недостаток метода заключается в необходимости отвода больших количеств тепла у) при низких температурах с целью достаточной абсорбции солянокислотного газа.

Кроме того, регенерации высокопроцентного солянокислотного газа из конечных растворов и/или из газов, получаемых в х5 процессе термического разложения, требу3 9696 ет большого расхода энергии, сложной

annaðÿòóðû, и высоких затрат.

Известен (патент Германской империи

4141?8) метод, при котором упаривают часть солянокислотного раствора от выше- 3 лачивания до выделения суспензин крисTQJIIIoB хлорида алюминия, а другую часть

его используют для абсорбции сравнительно разбавленных солянокислотных газов, содержащих отходящие газы и водяной пар,!О получаемых, например, при термическом разложении во вращающейся печи.

Однако получаемый таким образом примерно 20% раствор соляной кислоты, при помощи которого промывают суспензию кристаллов с целью разделения хлоридов железа и алюминия, в процессе промывки растворяет значительное количество алюминия, так хах с уменьшающейся концентрацией соляной кислоты повышается раст- 2О воримость хлорида алюминия. Кроме того, к концу процесса в качестве промывочного раствора допускается использование только соляной кислоты, свободной от железа, приготовление которой дополнительно 23 осложняет процесс. Причем при наличии ионов трехвалентного железа с хлоридом алюминия образуются твердые растворы, из которых невозможно удалить железо путем промывки. Этим лимитируется содержание железа в растворе от выщелачивания, и предусмотренное использование железистых промывочных кислот для вышелачивания глины сильно ограничивается.

Известно также, что после усовершен3S ствования указанного метода (патент

Германской империи 438745), обогащен» ный соляной кислотой юаствор применяется не только для промывки суспензии хлорида алюминия, но и для выщелачивания новой порции глины, причем обогащение раствора соляной кислотой и вышелачивание глины проводят не отдельно, а вместе таким образом, что раствор в одной операции постоянно держится в контакте с поглошае45 мыми газами, содержащими соляную кислоту, и с глиноземистым сырьем. В результате этого введенная соляная кислота расходуется непосредственно на вышелачивание, а раствор сохраняет свою способность к поглощению дополнительной соляной кислоты. Таким образом, из глины получается более концентрированный раствор, а предварительное приготовление концентрированной соляной кислоты отпадает.

Однако способ также не решает проблему примесей, характеризуется высокими затратами на аппаратуру, так ках необ70 4 ходима работа нескольких абсорбционных установок в противотоке.

Известен также способ производства глинозема из глины (патент Германской империи 562498), заключающийся в выделении железа из упаренных солянокислотных растворов от выщелачивания глины после ее термического разложения путем отгонки с помощью хлоридов. Для самого процесса отгонки требуется поток хлористого водорода высокой концентрации, который должен быть дополнительно приготовлен, что весьма удорожает процесс за счет больших затрат на аппаратуру и энергию.

Одним из решающих недостатков известного метода является дополнительное введение хлоридов шелочиых металлов, кальция и магния, так как для возгонки железа необходимо, установить определенное сботношение. окиси железа, окиси алюминия и хлоридов щелочных металлов магния и хальция.

После удаления железа конечный продукт освобождается от остающихся в нем солей путем промывки водой, не содержащей железа, т. е. предварчтельно .введенные хлориды должны быть удалены дополнительной промывкой. Для того, чтобы держать добавки в приемлемых пределах, по этому способу могут быть переработаны только глины с низким содержанием железа.

Для получения хлорида алюминия, который предназначен для получения окиси алюминия с целью производства алюминия, известны методы (выкладные описания изобретений и неакцептованным заявкам 15

92 064, 15 92 070), по которым кристаллизация хлорида алюминия проводится таким образом, что этот продукт уже перед своим термическим разложением имеет достаточную для получения окиси алюминия чистоту. Это достигается проведением многостадийного процесса фракционированной кристаллизации. В результате неполной кристаллизации в первой стадии голучают достаточно чистый кристаллизат.

Остаточный раствор, обогашенный примесями, после выделения из него кристаллов, находящихся во взвешенном состоянии, загружают во вторую стадию кристаллизации. Образующийся при этом кристаллизат возвращают в первую стадию процесса, а остаточный раствор, обогащенный примесями, поступает в третью стадию кристаллизации.

Этот процесс фракционной кристаллизации можно осуществить тольхо со зна5 9Д90 чительными затратами нв аппаратуру. Аппаратура для кристалли,".ации, необходимая для возвращения кристаллов после разделения твердой и жидкой фаз и переведения в пульпу в предыдушие стадии, состоит из большого числа кристаллизаторов, центрифуг, теплообменников, баков для растворения, насосов и др. в зависимости от требуемого числа стадий.

Известен метод (выкладное описание 10 изобретения к неахцептованной заявке

15 92 070), в котором количество выбрасываемого конечного раствора можно держать в приемлемых границах только тогда, когда исходный раствор незначительно загрязнен, т. е. когда перерабаг тывают сравнительно, чистые глины и глиноземистые материалы. Такие примеси как, например, титановые соли при иаличиии ионов кальция очень трудно подда- 2й дотся выделению путем осаждения серной кислотой.

Известен метод для выделения хлорида железа (ill ) из хлоридв алюми.сия и вод- д ных растворов, содержащих хлорид железа (ill ), по которому для удаления железа применяется селективно действующий водонерастворимый органический реагент (выклвдное описание изобре- рй тения к неакцептованной заявке

15 9 2 065).

Удаление железа является необходимой, но не вполне достаточной предпосылкой для по33 лучения окиси алюминия, пригодной как исходный материал для электролиза алюминия. Этот метод позволяет получить хлорид алюминия почти полностью очищенный о г железа, но других примесей как, например, натрия, магния или кальция он не затрагивает, ! хотя удаление этих примесей крайне faeo6. кодимо для получения глинозема, удовлетворяющего всем требованиям к качествзИзжстен метод Й.О.Рорр Мои,3.4.5awser

ЙчйтосЫОг с Aud Leaching о1 СсЮоюЕ6 Кааба to Produce Кэмпа 795-Рарегье1есЫои.

Рарцг >> A-ц (зб заключающийся в получе- нии глинозема вышелачиванием квльциниро- ванной черновой глины соляной кислотой, со50 тояший из следующих стадий: разделение твердой и жидкой фаз, удаление железа, кристаллизация и термическое разложение, при чем производство достаточно чистого крис таллизата гексагидрата клоридв алюминия

Ы осуществляется путем кристаллизации крупнозернистого материала с применением кипящего слоя и промывки его концентрированной соляной кислотой на центрифуге.

70 б

Кристаллизация крупнозернистого гзксагилрата хлоридв алюминия осложняг т<-.я наличием узкой метаствбильной области и высокой скоростью образования зароп1.1шей. Кроме того, конечная скорость падения кристаллов в растворе из-за высокой вязкости раствора и небольшого различия в плотности между кристаллом и раствором очень мала. ПрИ кристаллизации в кипящем слое это приводит к небольшой скорости течения перенасыщенного раствора в кипящем слое кристаллов, к получению небольшик количеств кристаллов на 1 м перенасыщенного раствора, а также к низ-кой удельной производительности по христаллизации. Кроме того необходима регенерация концентрированной соляной кислоты из загрязненного цромывочного раствора.

Из за низкой растворимости примесей требуется значительное количество соляной кислоты.

Известен метод (ЕА.РеЯрге. Зщ,ЛоЬпБои,A.L:.Ê4ãÜ ) получения глинозема путем выщелачивания черновой глины соляной кислотой (отчет исследовательской рабоы М 61ЗЗ Вогеао. of. М1зев).

Однако в методе описывают только последовательность отдельных стадий npoiuecca, не уделяя достаточного внимания созданию замкнутых циклов с минимальными отходами; метод характеризуется недостаточным учетом возможностей утечки загрязняющих веществ и утилизации получаемых побочных продуктов. Неудовлетворительно выполняются также и требования по охране окружающей среды. Химический постав и физические свойства глинозема также не приведенй, поэтому вопрос о пригодности глинозема для производства алюминия остается открытым.

Бель изобретения — создание выгодного в технологическом и аппаратурном отношениях метода получения чистой окиси алюминия из глин и глиноземистых мате риалов путем выщелачивания соляной кисло-! ,той, который технологически просто и экономически выгодно может быть реализован в промышленных условиях; создание метода комплексного использования легко доступных видов сырья в замкнутых циклах с получением небольших количеств побоч-. ных продуктов, с оптимальным сочетанием соглассоввиных между собой стадий процесса и соответствующего требования охраны окружающей среды, создание метода возможно полного выделения примесей, позволяющего получать окись алюминия.

7 9696 соответствующую по чистоте требованиям алюминиевой промышленности; достижение соответствия физических параметров глинозема требованиям, предъявляемым х нему при использовании в алюминиевой промышленности.

Способ осуществляют следуюшим образом.

Черновая глина с влажностью, с какой она выходит из рудника, поступает в ап- 10 паратуру для придания ей пригодной формы по технологии прессованич или. резания с последующей сушкой при 130-250 С

О

/ в результате чего получается формованное изделие с крупностью зерен 2-15 мм,13 или в установку для измельчения совме щенного с сушкой, для получения матерцала с крупностью 0-1 мм, Остаточная влажность после сушения составляет не более

3%. После этого производится механичес 26 кое или термическое активирование с целью праврашвния нерастворимого в кислоте каолинита в растворимый метакаолцнит.

Термическое активирование глины или глиноземистых минералов осуществляется в . одной стадии или в нескольких стадиях. при 600-800ОС.

Предлагаемый режим процесса позволяет достичь такой степени окисления органических веществ и железа, что допол- З0 нительное окисление раствора от выщелачивания не требуется. Соответствующим выбором режима термического активирования возможно снизить содержание железа (И ) a растворе дозначенийниже 10мг/и. gg

Механически ипи термически активированный материал поступает на солянокислотное выщелачивание, где достигается полное растворение вышепачиваемой. части

Глины с незначительным переведением при-40 месей в раствор. Вышелачивание соляной слотой opoBQAHTGR B 38BHGHMocTB оТ круп. ости зерна загружаемой глины как перколяционнов вышепачивание (цирхуляционное вышецачивание) Для крупнозернистой глинн ..ц от 2 до 20 мм или как суспензионное вышелачивание для мелкозернистой глины от

Одо 2 мм.

Параметры и результаты перколяционного 0 выщелачивания следующие:

Крупность зерна глины, мм 2-20

Концентрация соляной кислоты,% 15-25

Ствхиометрическое количество

И введенной соляной кислоты (в отношении к окиси алюминия), % 80-120

70 8

Температура выщелачивания, ОС 105-110

Продолжительность выщелачивания, ч 6-12

Извлечение окиси алюминия 80-90

Растворимость железа,% 50-60

Йпя суспэнэионного выщелачивания данные аналогичны за исключением продолжительности выщелачивания, которая сокращена до 30-120 мин (в зависимости от крупности зерна).

Последующее за выщелачиванием разделение твердой и жидкой фаэ может быть проведено в сгустителях, вращающихся ячейковых фильтрах и других проходящих аппаратах, причем применение флокулян-: тов на основе полиакриламидов обеспечивает значительное повышение седимен» тационных и .фильтрационных свойств.

При применении стехиомвтричесхих ипи подстехиометрических количеств кислоты (в отношении к загружаемой глине) растворенный титан путем гидролиза осаждается и поглощается кехом от выщелачивания. Это позволяет почти. полностью удалить чз раствора титан, что исхпючает возможность осаждения .сульфата кальция при крис талли эации.С одержание тйтана при этом снижаетсядо значений ниже 5 мг/л.

Высококремнистый кек, подвергаемый многостадийному процессу промывки, по своим гидравлическим свойствам, высокой собственной прочности и низкой кажущейся плотности, а также из-за высокого содержания аморфной хремнекислоты является ценным исходным ипи добавочным материалом для строительной и стехольной промышленности. Кроме того, имеются возможности его применения в ка« честве заполнителя во многих других отряслях..

Получаемый после вьпцелачивания раствор имеет следующий состав:

АВ О>, г/л 90-100

7 в О, г/п 4-8

НС6 свободная, г/л 5 50

М(), г/л 0,1 O,З

КО, г/л 2-3

Tj О, мг/л 5

V>O, мг/л 30-60

5102 мг/л 50-100

Обезжелезивание раствора хлорида алюминия с приведенным выше содержанием хпорида железа (Ill ), свободной соляной кисл оты и примерно 190-280 г/л хлорида осуществляется путем жидкостно-жидкостной экстракции. Органический экстракцион- ш и ., практически водонерастворимый раствор на основе высшего парафинового угле9 М96 водорода, прн кипении (145-200 С) содержит 5-15% вторичного алифатического амина с 6-12 атомами углерода, а во из-. бежание образования третьей фазы добавляют высший алифатнческий спирт с 6-12 атомами углерода в концентрации 2040 aec. %. После разделения фаз железо, находяшееся в органической фазе, реэкстрагируется so второй стадии экстракции при помоши воды или разбавленной соляной 30 кислотой с содержанием 10-40 г/л свободной кислоты. Получаемую органическую фазу, свободную от железа, можно опять испольэовать для первой стадии экстракцни. Отношение обьема органи» 15 ческой и водной. фаз должно составлять при экстракции от 1:1 до 1,:5., а при реэкстракции от 3:1 до 7:1. Оптимальная температура для процессов обмена сосо тввляет 25«40 С. Содержание окиси же- 20 леза в экстрагированном растворе в процессе кальцинвции может быть снижено до количества ниже 10 мг/л при полном окислении органических компонентов.

Взамен экстрагентв на основе вторич- 25 ных влифатических аминов можно применять и раствор трибутилфосфатв, отношение которого к водной фазе составляет

1:2. Реэкстракция железа проводится при фазовом отношении от 4:1 до 6:1. Полу- ЗО чаемый в процессе экстракции раствор хлорида железа методом разложения его разбрызгиванием можно переработать на высококачественную окись железа с одновременным извлечением олиной кислоты.

Из реэкстрактов, богатых железом, получают еше другие полезные компоненты, как например, галлий путем дополнительной жидкостно-жидкостной экстракции на основе высших, нерастворимых в воде алифатических спиртов в смеси с бензином или с керосином,,алифатических аминов с длинными цепями или YI-грибутилфос фата.

Экстрагированный раствор хлорида алюмийия, содержаший 20 вес. % хлоридв алюминия, упаривается в одной ступени или в нескольких ступенях до концентрации м 30 вес. %. Этот 30% раствор хлорида алюминия поступает на кристаллизацию.

При данных физико-химических свойствах раствора и кристаллов применяют способ кристаллизации с циркуляцией суспензия, твк как путем циркуляции суо55 пензии большое количество кристаллов вводится в зону кипения, что обеспечиваег эф, фективное снижение пересышения. Этот спо-

70 10 соб кристаллизации позволяет достичь кристаллизата, способного к рассыпанию, с небольшой остаточной влажностью. Путем промывки свежеприготовленным раствором на центрифуге содержание примесей можно снизить по калию до 2-10 %, по кальцию до 3.10 %, по титану до 4 10+%, Ъ, по ванадию до 2 1б % и по двуокиси кремния до 6 1б %.

В случае средней крупности зерна кристаллизата не менее 0,25 мм н остаточной влажности 1-7% необходимо вывести всего лишь 1-7% маточного раствора в отношении к объему введенного свежего раствора. Из этого маточного раствора путем термического разложения получают черновой глинозем, который в дальней « шем перерабатывается для необходимых целей.

Получаемый кристаллизат, содержвший

52-54% хлоридв алюминия, поступает на двухствдийное термическое разложение. В низкотемпервтурной стадии при 150.-200 С проводится частичное разложение нри помощи горячих отходяших газов из высокотемпературной стадии процесса. Состав промежуточных продуктов подбирают с таким расчетом, чтобы газ из высокотемпературной стадии процесса разложения содержали не менее З-х,объемных % хлористого водорода. Это способствует тому, что при 1200-1300 С без дополнительного введения газообразного хлористого водорода или других хлорируюших средств происходит почти полная хлорируюшвя возгонка примесей, в частности шелочных и земельно-шелочных металлов.

Количество с -глинозема соответствует требованиям электролиза расплава.

Обраэуюшиеся при термическом разложении хлорида алюминия отходяшие газы поступают на адивбатическое или изотермическое поглошение хлористого водорода с целью извлечения 15-25% соляной кислоты для вышелачивания.

Применение принципа кипяшего слоя при термическом активирований в предлагаемом методе дает хорошие условия для теплопередачи и вместе с тем высокую производительность нв единицу объема и времени.

Кроме того, принцип кипящего слоя позволяет достичь весьма постоянных температур, что предотврашвет перегрев кальцината и связанное с этим снижение растворимости содержашегося глинозема; дает воэможность применения квк цнркуляционного, так и суспензионного способа вышелачивания, что позволяет перерабатывать исход11 9696 ные глины с различным гранулометрическим составом.

Вышелачивание глины в кусковатом виде ио способу циркуляционного вышелачивания по сравнению со способом суспензионного вышелачивания имеет то технологическое преимушество, что по окончании процесса вышелачивания не требуется отделения раствора от кека в специальных аппаратах, раствор можно выпускать из самофильтру«10 юшей системы с низким содержанием твердого вешества. Получаемый по предлагаемому методу кристаллизат после центрифугирования содержит очень мало остаточной влаги, т, е. маточного раствора, 15 обогашенного примесями, так что необходимая чистота кристаллизата достигается промывкой упаренным исходным раствором на центрифуге.

При термическом разложении происхо- 20 дит улетучивание 85-95% натрия и калия от их исходного содержания. Улетучивается такие две трети от исходного количества кальция, и тем самым происходит отделение кальция от получаемого глино- 2$ зема. Эта повторная очистка глинозема является предпосылкой простой кристаллизацни гексагидрата хлорида алюминия и приводит к значительному снижению затрат на аппаратуру и энергию. Для вывода у0 отогнанных хлоридов из процесса служит электрофильтр, в котором примеси улавливаются в виде пыли, перерабатываемой из-ва своего высокого содержания окиси алюминия отдельно, например для получения сульфата алюминия.

Метод отличается непрерывной последовательностью отдельных стадий, оптималь 40 но согласованных между собой по аппаратуре и расходу энергии, характеризуется получением чистого глинозема, удовлетворяющего требованиями алюминиевой промышленности, утилизацией получаемых побочных продуктов и, следовательно, является методом положительно сказываюшимся на окружающую среду.

Пример. Черновую глину из рудника с влажностью 20-24% подвергают пред50 варительной механической обработке по полумокрой технологии (1), заключаюшейся в грубом дроблении рудной массы в ножевых валковых дробилках, в последуюшем мелком измельчении и гомогенизации в бегунах мокрого помола с сепаратором и в прнцании необходимой формы на устройстве для протирки глин или не прессе.

70 12

После сушки (2) при 105 С по .учается глина следуюшего состава, вес. %:

Асано 30,6-34,0

51о,р 45, 1-46,4

F 0q 2, 40-2,65

Т О 2,05-2,20

На<О 0,018«0,024

КО 0,05-0, 15

Потери при прокаливании 12,2-13,6

Затем материал поступает на термическую активацию (3) при 600-800 С.

1одну тонну получаемой в этой стадии

:кальцинированной глины с гранулометри,ческим составом 0-20 мм (предпочтительно 0-10 мм) после отсеивания мелкой фракции до 2 мм подвергают циркуляционному вышелачиванию по циркуляционному принципу (5), причем 1 т этой глины имеет следующий состав, кг: ай<0> 380,0

Fey 34,8

К 0 10,8

Н,О 0,6

СаО 2,7

Tri Од» 16,4

Ч 0 0,6

Я01 549,0

80-90% содеркашейся в глине окиси алюминия является легко вышелачиваемым. Глину. помешают в реакционный сосуд аппарата для перколяционного выщелачивания, добавляют 3342 л 20%-ной соляной кислоты и количестве 90% стехиометрической потребности (в отношении к окиси алюминия), вышелачивают в течение 8 ч при температуре кипения

105- 10 С. В результате этого получа ется 2896 л неочишенного раствора хло,рида алюминия, содержащего, zr:

АЕЖ 820

F eCXy 50,3

HCI 28,6 и промывочные воды, содеркашие хлорид алюминия, которые направляются на регенерацию соляной кислоты (7). В этой стадии получают 1254- кг кека следуюшего состава, кг:

Л О 66,5

F е О 8,7

УО 549,0 но 627,0

С 2,5

Экстракция железа (Ц) из раствора осушествляется при помоши вторичного алифатического амина в органическом растворе при отношении органической фазы к водной фазе 1:2 следуюшего состава, наес. %:

9С9г170

0,02

0,01

0,06

0,07

0,03

0,003

0,008

13

Втори шигх алифатических

QMHHOB 10

Алифатического высшего спирта 30

Парафинового углево- S дорода 60 ..Водный раствор после экстракции практически свободен от железа и его состав остается неизменным. Реэкстракция железа из органической фазы осушествляется кон-1О денсатом в объеме 361 л из стадий упарI ки кристаллизации при отношении органической фазы и водной фазе 5:1, причем водный реэкстракт содеркит 48 г/л железа: 35

Очишенный раствор хлорида алюминия в вакуумных испарителях (12) уцаривается до насышения. При этом получают

2175 л насышенного раствора хлорида алюминия и 734 л слабоки лого конден- 2О сата выпара.

Упаренный раствор следуюшего состауа, вес. %:

МСЕК 29,00

gal# 0,20 25

КС7. 0,50

CaQ? » 0,25

FeC8q 0,012

ЯО .0,003 т1 сг, 0,003 щ

YgOg 0;004 поступает на кристаллизацию (12).

В этой стадии получают 1470 кг кристаллизата, 1234 л конденсата выпара, практически свободного ат H(g, и

163 л выбрасываемого маточного раствора. После промывки на центрифуге упаренным раствором хлорида алюминия кристаллизат содержит, вес. %:

Мса, 53 5 йаСР 0,02

KCE 0,05

CaC0@ 0,025

ВеСС. 0,0014 О 0,0003 т1 Оа 0,0003 ч;о . 0,0004

Кристаллизат подвергается двустадийд ному термическому разложению (13) при одновременной хлорируюшей возгонке примесей с целью получения 270 кг глинозеь1а, содержашего, %: å O

5i От

На О

К О

СаО

Тг О1 чо

Угол осте:тe»»<»- откоса гостаггтяет 35-, 3, . При с<»герждггии ф -глииоземгг больше 80 и - у гается удельная поверхность 20 м /г, кажу»аяся плотггость

2. составляет 0,55 г/см . Глинозем, получаемый предлагаемым методом, по rsoему качеству удовлетворяет требованиям, предъявляемым алюминиевой промьгшлеиностью. Из газов от процесса разложения в установке для регенерации кислоты (7) путем адиабатнческого поглощения хлористого водорода опять производят соляную кислоту для выщелачивания. При этом используют также промывочные растворы ov вышелачивания в двух стадиях (5,9) и часть слабо кислых конденсатов выпара от процесса упаоки (12) экстрагированного раствора хлорида алюминия перед кристаллизацией, Общее извлечение окиси алюминия по методу сотавляет 71%.

Формула изобретения

1. Способ получения чистой окиси алюминия солянокислотным вышелачиванием механически и термически активированной глины или глиноземистых минералов с отделением нерастворимого кека, обезжелезиванием раствора кристаллизацией хлорида алюминия, термическим разложением кристаллизата на окись алюминия, регенерацией соляной кислоты из газов от процесса разложения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, сырье в нескольких последовательных стадиях подвергают предварительной механической обработке, а также механической или термической активации так, что содержащаяся в нем окись алюминия переводится в кислоторастворимую форму; механически или термически активированный материал в зависимости от крупности зерна подвергают либо перколяционному вышелачиванию по циркуляционному принципу в случае преобладания фракции выше 2 мм гфи максимальной крупности зерен 5-10 мм, либо суспензнонному вышелачиванию в случае преобладания фракции крупностью менее 2 мм при помоши 20-25%-ного раствора соляной кислоты, причем стехиометрическое количество соляной кислоты в отношении к содержанию окиси алюминия в глине составляет 80-120% и работает в пределах

Cl » температуры кипения от 105 до 110 С, а пульпа, получаемая таким образом, поступает на разделение твердой и жидкой фаз, как, например, на осаждение и/или

16 мальную температуру не понижают и не повышают, достаточно длительная обработка обеспечивает окислительное .разрушение органических примесей.

6. Способ по пп. 1-5, о т л и ч а юшийся тем, что вышелачивание в зависимос. ти от крупности зерна проводят либо в неподвижном слое с циркуляцией растворителя либо в суспензии.

7. Способпо пп. 1-6, отл и ча ю— ш и и с я тем, что, с целью возможно полного гидролиза первично растворенного титана, при вышелачивании применяют преимущественно стехиометрическое количество соляной кислоты в отношении к исходному количеству окиси алюминия 100%.

8. Способ по пп. 1-7, о т л и ч а юш и и с я тем, что по сравнению с чистой исходной суспензией в результате применения флокулянтов на основе полиакриламидов в пределах 10-100 г/м скоЭ рость осаждения удваивается и производительность фильтра повышается на 2003000/..

9. Способ по пп. 1-8, о т л и ч а юш и и с я тем, что получаемый после выщелачивания кремнистый кек используют, например, в строительной промышленности s качестве дополнителя для производства легкого бетона или перерабатывается соответствующим образом для других целей, например для производства стекла или наполнителей.

10. Способ по пп. 1-9, о т л и ч а юш и и с я тем, что в качестве экстрагента применяют .раствор, содержащий

5-15 aec. вторичного алифатического амина, 20-40 вес. % алифатического спирта и остаток алифатических углеводородов, предпочтительно парафиновых углеводородов, в области температур кипения 145-200 С, отношение которых к

P водной фазе, содержащей 190-280 г/л хлорида, составляет от 1:1.до 1:5, .экстракцию проводят при температуре 2540 С, а при реэкстракции железа отноо шение органической фазы к водной фазе составляет от 3:1 до 7:1, а водная фаза реэкстракции содержит 10-40 г/л соляной кислоты, предпочтительно 20 г/л.

11. Способ по пп. 1-9, о т л и ч аю ш и и с я тем, что в качестве экстрагента применяют раствор трибутилфосфата в отношении к водной фазе от

1:2 до 1:3 и, что реэкстракцию железа из его раствора проводят при отношении органической фазы к водной фазе от 4:1 до 6:1, а водный раствор реэкстракции

15 969670 фильтрацию, фильтрат идет на жидкостножидкостную экстракцию ор ганическим экстрагентом,например,на основе вторичных алифатических аминов или нейтральных эфиров фосфорной кислоты, получаемый при экстракции раствор, имеющий содержание .хлорида алюминия 20 вес. . и железа

20 мг/л упаривают в одной или нескольких ступенях до концентрации 30 aec. %, а экстрагированный и упаренный раствор 1О подвергают одноступенчатой или многоступенчатой кристаллизации при 65-110 С и давлении 0,1-1,0 атм; кристаллизацию проводят таким образом, чтобы получить кристаллы высокой чистоты с оптималь- 15 ным составом и физическими свойствами, соответствующими требованиям, предъявляемым к качеству получаемого глинозема; затем получаемый кристаллизат подвергают двустадийному процессу термического 2ц разложения, состоящему из стадии частичного разложения при 150-300 С и стадии о .полного разложения при 1200-1350 С, а образующиеся отходящие газы, содержащие хлористый водород, поступают на абсорб- 25 цию для получения соляной кислоты, применяемой в обороте в процессе выщелачивания.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и й+ ся тем, что предварительная механическая 5п обработка и термическая активация прово.дятся с таким расчетом, чтобы получить материал с крупностью зерна от 2 до

10 мм, подходящий для перколяционного выщелачивания, и с растворимостью окиси 35 алюминия в соляной кислоте выше 80%.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш и йся тем, что в результате сушки, комбинированной с измельчением, а также в результате последующей термической активации получают материал с крупностью зерна C 0,5 мм, подходящий для суспензионного выщелачивания, и с растворимостью окиси алюминия в соляной кислоте выше 80%.

4, Способ ло п. 1, о т л и ч а ю ш и йся тем, что путем сушки с последующим измельчением без проведения термической активации получают механически активированный материал с крупностью зерна

0,5 мм, подходяший для суспензионного выщелачивания,и с растворимостью окиси алюминия в соляной кислоте выше 80%.

5. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ши й— ся тем, что термическая активация осуще55 ствляется преимуществеHHo в диапазоне температур от 700 до 800ОС по принципу кипя его слоя с соблюдением достаточного постоянства тел1ператур, т. е. опти96967А

17 содержит 10-40 г/л соляной кислоты, предпочтительно 20 г/л.

12. Способ по пп. 1-11, о т л и ч аю ш и и с я тем, что водный раствор от реэкстракиии перерабатывают с целью по- у лучения галлия, термическим разложением получают высокочистую окись железа, а газы от разложения, содержашие хлорнстый водород, направляют. на регенерацию соляной кислоты. 1О

13. Способ по пп. 1-12, о т л и ч аю ш и и с я тем, что кристаллизааню проводят с принудительной циркуляаией суспензии кристаллов, чистоту получаемоto кристаллизата обеспечивают промывкой l$ исходным раствором с низким содержанием примесей, а путем пентрифугирования получают кристаллизат с незначительной остаточной влажностью.

14. Способ по па. 1-13, о т л и ч а-1в ю ш и и с я тем, что для удаления примесей из кристаллизатора отводят осветленный маточный раствор в объеме 1-7% (в отношении к количеству введенного свежеприготовленного раствоа) и лерерабаты-2З вают его на черновой глинозем.

18

15. Способ по пп. 1-14, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что для промежуточного продукта от стадии час ичного разложения прн низкой тегяперагуре подбирают такой состав, который позволя" т в высокотемпературной стадии разложения получить реакционные газы, содеркашие не менее 3 об.Ъ хлористого водорода, с целью максимальной отгонки исхопных примесей.

16. Способ по пп 1-15, о т л и ч аю ш и и с я тем, что отходяший газ нз низкотемпературной стадии разложения подвергают тонкой очистке я с получаемой пылью удаляют основное количество улетученных примесей.

17. Способ по пп. 1-16, о т л и ч аю ш и и с я тем, что отходяшие газы, содержашие хлорнстый водород, преврашают предпочтительно путем адиабатической адсорбиии в 15-.30%-ную оборотную соляную кислоту.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осушествленной ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

Составитель О. Голыжникова

Редактор С. Юско Техред М.Гергель Корректор Л. Бокшан

Заказ 8303/25 Тираж 509 Под писное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия Способ получения чистой окиси алюминия 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кремнийорганической химии и может быть использовано для разделения азеотропной фракции четыреххлористый кремний - триметилхлорсилан (1) в промышленной технологии прямого синтеза метилхлорсиланов, широко использующихся для получения силиконовых каучуков, кремнийорганических смол, эмалей, аппретирующих композиций, смазок и гидравлических жидкостей
Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении глинозема из растворов, образующихся при обработке алюмосиликатного сырья карбоновыми кислотами

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для обескремнивания кислых растворов
Изобретение относится к способу кислотной переработки красных шламов, получаемых в процессе производства глинозема, и может применяться в технологиях утилизации отходов шламовых полей глиноземных заводов. Способ включает выщелачивание с использованием в качестве выщелачивающего реагента водорастворимых карбоновых кислот жирного ряда с числом атомов углерода в молекуле менее 3. Из полученного раствора проводят разделение извлекаемых целевых продуктов. При этом выщелачивание проводят при порционном добавлении красного шлама с контролем значений pH, при достижении значения pH, равного 2,3-3,8, добавление красного шлама прекращают. По завершению выщелачивания раствор выдерживают при заданной температуре выщелачивания не менее одного часа. Техническим результатом является обеспечение высокой степени извлечения ценных компонентов и увеличение производительности процесса за счет исключения выпадения высокодисперсного гидроксида алюминия. 1 табл.

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. Осажденный в процессе высаливания хлорид алюминия обрабатывают водным аммиаком, полученный осадок направляют на кальцинацию, а раствор хлористого аммония смешивают с алюминийсодержащим сырьем перед его обжигом или в процессе обжига. Выделяемый при обжиге аммиак растворяют в воде, полученный при этом водный аммиак направляют на обработку хлорида алюминия. Раствор хлористого аммония перед смешиванием с алюминийсодержащим сырьем может быть подвергнут стадийному упариванию при многократном использовании греющего пара. Выделившийся при упаривании хлорид аммония может быть смешан с алюминийсодержащим сырьем. Изобретение обеспечивает повышение качества глинозема и снижение энергозатрат. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к кислотным способам получения глинозема, и может быть использовано при переработке низкосортного алюминийсодержащего сырья. Способ получения глинозема включает обработку алюминийсодержащего сырья соляной кислотой с образованием хлоридной пульпы, разделение пульпы с выделением хлоридного раствора, высаливание гексагидрата хлорида алюминия из хлоридного раствора хлоридом кальция, термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с образованием глинозема. Хлоридную пульпу нейтрализуют оксидом кальция до достижения pH, равного 1,6-2,2, маточный раствор после высаливания гексагидрата хлорида алюминия постадийно упаривают с селективной кристаллизацией хлоридов щелочных металлов и выделением хлорида кальция в виде кристаллов и/или концентрированного водного раствора, причем часть хлорида кальция возвращают на высаливание гексагидрата хлорида алюминия. Технический результат - повышение качества глинозема и снижение энергозатрат. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Наверх