Способ получения гексагидрата хлорида алюминия

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONI « . Þ

РЕСПУБЛИН

F 6

Й)СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

;(21) 7770665/23-26 (89) .137575 ГДР (22)05.07 79 (46) 15,.05.83. Ьюл. Х 18 (72) Цигенбалг.Зигфрид, фишер Герхард и Втелцел Волфганг (ГДР) (71) "ФЕБ Иансфелдский комбинат

"Вильхелм Пик" (ГДР) .(32} .31.07.78

:.133) FÂÐ (:31) И. Р С 0.1 F/207030 (53) 661.862.321(088.8) . (54)(57) 1.. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСА- -.

ГИДРАТА ХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ в виде крис" таллизата из загрязненных растворов хлорида алюминия, путем крупнозернистой кристаллизации с принудительной.„Я0„„1017676 A циркуляцией суспензии кристаллов и промывки на центрифуге- с помощью исходного раствора с:низким содержанием примесей, о т л и ч а ю щ и " с я тем, что процесс ведут в многоступенчатых кристаллизационных установках и получаемую при центрифугировании и промывке смесь из маточного и исходного растворов подают на ступень процесса кристаллизации с наиболее низкой температурой, затем с противотоке. перекачивают на ступень с самой высокой температурой, из которой выводят загрязненный маточный раствор.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что пульпу кристаллов ф выводят иэ каждого кристаллизатора от. дельно.

1 1017

Изобретение касается способа получения гексагидрата хлорида алюминия в виде кристаллизата, термическим разложением которого получают глинозем, достаточно чистый для производства алюминия.

Известен способ получения достаточно чистого гексагидрата хлорида алюминия (А1С1 6Н О) в виде кристаллизата путем мйогократной кристалли- 10 зацйи. По известному способу загрязненный кристаллизат, получаемый при испарении исходного раствора, опять растворяют в воде и путем многократного испарения производят более чис- 15 тый продукт . Растворение кристаллизата и испарение."раствора повторяют столько раз, сколько требуется для получения кристаллизата достаточной * чистоты. Многократная кристаллизация, 2р с одной стороны, позволяет получить алюминиевую соль высокой чистоты, с другой стороны, выпаривание большого количества воды требует большого .объема аппаратуры, повышает расход 25

Энергии и удорожает процесс.

Известно, что испаряемое количест-

so воды гораздо ниже, если для получения r åêñàãèäðàòà хлорида алюминия применяют многоступенчатый процесс фракционированной кристаллизации.

По известному способу в резуль rате неполного испарения на первой ступени процесса получают достаточно чистый кристаллизат. Остаточный раствор, обогащенный примесями, загружают

35 на вторую -ступень процесса. Получаемый на этой стадии кристаллизат понижен. ной чистоты возвращают на первую ступень процесса, а более загрязнен40 ный остаточный раствор направляют на третью ступень процесса кристаллизации, где он дальше испаряется.

Кристаллизат весьма низкой частоты возвращают на вторую ступень кристаллизации, а сильно загрязненный остаточный раствор выбрасывают.

По и з ве стному способу отпадает повторное растворение кристаллизата, но зато необходимо наличие трех ком- 50 плектных кристаллизационных установок, включая испаритель, теплообменник и центрифугу. Сюда относятся еще два аппарата с мешалкой и обогревом для переведения кристаллизата второй 55 и третьей ступеней в пульпу. Из этих трех кристаплизационных установок достаточно чистый кристаллизат производится только на первой ступе676 2 ни, остальные две ступени служат только для концентрирования примесей в выбрасываемом растворе возможно мен ьше го объема.

Известно также, что достаточно чистый гексагидрат хлорида алюминия (AlCl3.6Í 0) в виде кристаллизата можно получить путем крупнозернистой кристаллизации по способу псевдоожижения и промывки концентрированной соляной кислотой на центрифуге. Крупнозернистая . кристаллизация гексагидрата хлорида алюминия-кристаллизата осложняется наличием узкой метастабильной области и высокой скоростью образования зародышей. Кроме того, конечная скорость выпадения кристаллов в растворе из-за высокой вязкости раствора и небольшого различия в плотности между кристаллами

0 и раствором очень мала. При кристаллизации в псевдоожиженном слое это приводит к небольшой скорости течения пересыщенного раствора в кипящем слое кристаллов, к получению небольших количеств кристаллов на 1 м пересыщенного раствора, а также к низкой удельной производительности кристаллизации.

Другим недостатком известного способа является необходимость регенерации концентрированной соляной кислоты из загрязненного промывочного раствора.

Известен также способ получения достаточно чистого гексагидрата хлорида алюминия в виде кристаллиэата из загрязненных растворов хлорида алюминия, который в результате принудительной циркуляции суспензии кристаллов в зоне кипения кристаллиэатора создает такую поверхность кристаллов, которая достаточна для снижения пересыщения раствора эа счет роста кристаллов. В результате Этого получают сыпучий .крупнозернистый кристаллизат с небольшой остаточной влажностью, который можно чистить промывкой малозагряэненным исходным раствором на центрифуге. Из-эа того, что при этом способе растворимость гексагидрата хлорида алюминия практически независима от температуры, получают пересыщение раствора хлорида алюминия путем изотермического испарения растворителя.

Однако по теплотехническим причи,нам это требует проведения многоступенчатого кристаллизационного процесса, в котором обогрев на низкотемпературных ступенях осуществляется преимущественно за счет выпара, получаеФилиал ППП "Патент, 3 . 10-176 мого на высокотемпературных ступенях, а греющий пар используется преимущественно для обогрева на ступенях. с наиболее высокой температурой.

Целью изобретения является соэда.we многоступенчатого способа кристал лизации для получения достаточно чистого кристаллизата при низком расходе энергии.

Для достижения цели смесь из ма- 1в точного раствора (центрифугата) и ис" ходного (промывочного) раствора, получаемую после центрифугирования и промывки, загружают на ту ступень кристаллизации, температура которой, д наиболее низкая, а затем перекачивают в противотоке на ступень с наиболее., :" - высокой температурой. Выход примесей с выбрасываемым маточным раствором:,. осуществляется только на этой ступени, в а пульпа кристаллов выводится отдельно из каждого кристаллизатора. Выпу=ком маточного раствора из кристаллизаторов концентрация примесей устанавливается с таким расчетом, что .при испарении помимо гексагидрата хлорида алюминия не выкристаллизовываются фазы, содержащие много примесей.

Особое значение при этом имеет ЗО парагенезис двух солей:А1С1 6Н О/KCl т так как при обычных содержаниях КС1 в исходном растворе, составляющих примерно 0,5 вес.3, КС1 выпадает быстрее всего. Тогда маточный раствор при.

55оС содержит примерно 3,7 вес,4 КС1, а при 85оС - примерно 5,6 вес.3 КС1.

Следовательно, повышенная температура выбрасываемого маточного раствора при направлении раствора.в противотоке позволяет более высокое концентрирова46 ние примесей. В результате этого необходимое колйчество выбрасываемого раствора становится меньше, а извлечение А1С1 в кристаллизате в отношении к концентрации А1С1 в исходном

3 растворе растет. Последнему способствует еще тот факт, что повышение концентрации MgC1> и других легкорастворимых примесей в результате высаливания приводит к получению более низкой кой ентрации А1С1 в выбрасываемом маточном растворе.

ВНИИПИ Заказ 3467/25

76 4

Благодаря раздельному выводу пульпы кристаллов из каждой ступени процесса кристаллизации можно избегать контакт между кристаллами, образовавшимися из маточного раствора с низким содержанием примеси в низкотемпературной ступени с более загрязненным маточным раствором из. высокотемпературных ступеней. В.результате этого концентрация примесей повысилась бы не только в прилипающем после центрифугирования маточном растворе, но и в самих- кристалла, поскольку FeC1

FeC1> и MgC12 образуют с А1С1 6 0 твердые растворы, удовлетворяющие, закону распределения Нернста. . Используют двухступенчатую кристаллиэационную установку. Для промывки крмсталлизата на центрифуге служит горячий насыщенный исходный раствор с содержанием 29 вес.3 А1С1 и, например. вес.>o . NaC1 0,2; КС1 0 5;

HgCl> 0,4; СаС1< 0,25; FeC13 0,012;

Ь! 02 0,003; Т О 0,003 и V 05 0,004.

Получаемую сйесь из центрифугата и промывочного раствора не полностью испаряют в низкотемпературной (65 С) кристаллизационной ступени; а остаточный раствор перекачивают в высоко-, температурную (95 С) ступень процесса кристаллизации., Из нее выводят 83 маточного раствора от количества исходного раствора. Обусловленные этим потери A1C1З составляют 7Ô от исход ного его содержания. Кристаллизат обе их ступеней через аппарат для переведения кристаллизата в пульгу поступа ет в центрифугу и после промывки исходным раствором содержит, весА:

NaC1 0,02; КС1 0,05; ИдС1 0,05; .СаС1 2 0,025;ГеС13 00014;51о 0,0003; I..

Tio2 0,0003 и V 0y 0,0004,Теплообмен= ник высокотемпературной ступени обо" гревают паром низкого давления. Теп лосодержание получаемых выпаров используют для испарения растворителя в низкотемпературной ступени кристаллизации. Расход пара составляет

0,6 т(т кристаллиэата.

Признано изобретением по результатам экспертизы, осущественной ведомством по изобретательству Германской

Демократической Республики.

Тираж 471 Подписное

Ужгород, ул. Проектная, 4