Способ получения коагулянта основного сульфата алюминия
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ
РЕСПУБЛИК
1789508 А1 (я)5 С 01 F 7/74
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629319/31-02 (22) 02,01.89 (46) 23,01.93, Бюл. N. 3 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (72) А.К.Запольский, И,И,Дешко, Л.А.Бондарь, Н,Н.Кий, Г.С,Шамеко, К.В.Ткачев, Ю.К.Кисиль, Л.А,Трифонова, Е.В.Третьяк, И.А.Гелета и
Н.М.Селивоненко (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1006377, кл, С 01 F 7/74, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА
ОСНОВНОГО СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к производству сульфата алюминия, который может
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности, к производству сульфата алюминия, который мо>кет быть использован в качестве коагулянта для очистки питьевых и сточных вод, а также в производстве катализаторов и адсорбентов.
Цель изобретения — снижение тепловых затрат.
Способ реализуется следующим образом; в автоклаве готовят водную суспензию гидроксида алюминия с плотностью
1,6-1,8 г/см затем доба вля ют кон центри3 рованную техническую серную кислоту (92-95%), исходя из молярного отношения
ЯОЗ. А!20," реакционной смеси, равного 2,02,6, и содержания в ней 18-20% AlzOz. Процесс осуществляют без внешнего подвода тепла при 125 — 150 С и постоянном интенсивном перемешивании реакционной смебыть использован в качестве коагулянта для очистки питьевых и сточных вод, а также в производстве катализаторов и адсорбентов. Цель изобретения — снижение тепловых затрат, Для этого водную суспензию гидроксида алюминия подвергают разложению концентрированной серной кислотой при молярном соотношении Alz03:ЯОз = 1:(2-2,6) в автоклавах в автотермическом режиме. Полученный продукт разбавляют водой до содержания 16,8-17,5% А 20з и подвергают кристаллизации. Данный способ позволяет экономить тепловые затраты за счет исключения подвода тепла, в 1,5-4,0 раза ускорить процесс разложения гидроксида алюминия, а процесс кристаллизации — в
1-2 раза, 1 табл. си. Взаимодействие завершается за 30-70 мин. Полученный расплав основного сульфата алюминия при температуре 95-100 С разбавляют холодной водой до содержания в нем 16,8-17,5% А120з и кристаллизуют полученный продукт в течение 40-70 мин.
Заявляемая концентрация исходной реакционной смеси 18-20% А!гОЗ выбрана из условий, обеспечивающих исключение тепловых затрат на получение основного сульфата алюминия при одновременном сокращении длительности процесса взаимодействия и сохранении высокого выхода основного сульфата алюминия (см,таблицу, примеры 1-9, 16-18).
При уменьшении количества оксида алюминия в исходной реакционной смеси ниже 18% длительность варки основного сульфата алюминия резко увеличивается (см.таблицу, примеры 19-21) и составляет
1789508
110-150 мин, т.е, удлиняется в 2-3 раза. Верхний предел содержания оксида алюминия в реакционной смеси — это концентрация насыщенного при 140-150 С по А 20з раствора основного сульфата алюминия. Полученные расплавы необходимо разбавлять до концентрации 16,8-17,5/ что обеспечивает образование растворов с максимальной теплопроводностью и значительное ускорение процессов твердения основного "0 сульфата алюминия, длйтельность процесса составляет 35-55 мин (табл, примеры 10-15).
Уменьшение концентрации оксида алюминия ниже 16,8 и увеличение ее выше
17,5/ Alz03 приводит к снижению тепло- 15 проводности растворов и увеличению длительности кристаллизации до 70 мин. (табл. и римеры 22-25).
На основании приведенных данных в качестве оптимальных параметров процес- 20 са выбраны; содержание оксида алюминия в реакционной смеси 19,1-20,0/ для M«"
2,6 и 19,8/ для У с 2 с последующим разбавлением плава водой до содержания
17,0-17,5 /, А 20з в продукте.
Пример 1, B автоклав с мешалкой вместимостью 16 л заливают 4,0 л водной суспензии гидроксида алюминия плотностью 1,72 г/см . Для приготовления суспенэии использовали гидроксид алюминия, 30 содержащий 65,1/ оксида алюминия и
34,3/ потери при прокаливании, Для разложения суспензии гидроксида алюминия в автоклав подают 3,62 л и 93/-ной серной кислоты, дозируемой из расчета на молеку- 35 лярное отношение ЯОз:АЬОэ-2, и 2,4л воды, Содержание оксида алюминия в реакционной смеси составляет 19,8/. Реакционная масса за счет теплоты разбавления серной кислоты и реакции нейтрализации разогре- "0 вается до 130 С, и при скорости вращения мешалк.. 120 o6/мин процесс завершается за 60 мин. Получают расплав основного сульфата алюминия следующего состава, мас,%,19,72 Atz03, 31,58 S03, 0,3 нераство- 45 римого остатка, HzS04 свободной нет, Выход продукта составил 98,6%. Расплав основного сульфата алюминия разбавляют
2,44 л холодной водой при постепенном пе50
Формула изобретения
Способ получения коагулянта основного сульфата алюминия, включающий разложение водной суспензии гидроксида алюминия серной кислотой при молярном отношении AtzGg,ЯОз = 1:(2-2,6) с последуюремешивании. Полученный раствор основного сульфата алюминия с содержанием
17,1 оксида алюминия кристаллизуют на столах-кристаллизаторах, при этом длительность кристаллизации составляет 50 мин (см.таблицу, пример 8).
Пример 2. В автоклав с мешалкой вместимостью 16 л загружают 2,19 кг воды и 3,94 кг гидроксида алюминия (60,1 оксида алюминия и 39,3/ потери при прокаливании). Для разложения суспензии гидроксида алюминия в реактор подают
3,46 л и 93О/-ной кислоты, дозируемой иэ расчета на молекулярное отношение
$0э:А!20з = 2,6, Содержание оксида алюминия в реакционной смеси составляет
19,02/. Реакционная масса за счет разбавления серной кислоты и реакции нейтрализации разогревается до 147ОC и при скорости вращения мешалки 120 об/мин процесс завершается за 25 мин. Получают концентрированный раствор основного сульфата алюминия следующего состава (мас. /,):18,86 AtzOa, 0,17 нерастворимого остатка, 38,47 ЯОэ, HzSO< свободной нет. Выход продукта составил 99,1/. Расплав основного сульфата алюминия разбавляют
1,5 л холодной воды при постоянном перемешивании. Полученный раствор основного сульфата алюминия кристаллизуют на столе-кристаллизаторе, длительность кристаллизации составляет 40 мин, Получают и роду кт следующего состава, ма с, /: 17,1
Atz0g, 0,15 нерастворимого остатка, 34,84
ЯОэ (см.таблицу, пример 3).
Основными преимуществами данного способа по сравнению с известным являются:
- экономия тепловых затрат за счет исключения подвода тепла извне, 0,4- t,94 Гдж на 1 т продукта, - ускорение процесса разложения гидроксида алюминия серной кислотой (в 1,54,0 раза по сравнению с прототипом) вследствие высокой температуры воздействия, - ускорение процесса кристаллизации в
1-2 раза. щей кристаллизацией продукта, о тл и ч а юшийся тем, что, с целью снижения тепловых затрат, разложение водной суспензии гидроксида алюминия осуществляют концентрированной серной кислотой в автоклаве при содержании в реакционной массе
1789508
18-20% АЬОз в автотермическом режиме и полученный продукт перед кристаллизацией разбавляют водой до содержания
16,8-17,5% А! 20з.
АЬОз, % Темпера- Мос в исход- тура, С ной смеси
Длительность варки, мин
Содержание
AlzO, Общая длител ьность процесса, мин
Длительность кристализации, мин
Ход процесса плав продукт гаемый способ
Пела
130
18,0
2,6
17,95
16,8
С разбав. 85 лением
То же
° !
° !
Зап е ачения ельные зн
118
17,0
2,6
150
16,2
16,2
120
270
120
17,6
2,6
120
16,95
16,8
190
17,6
2,0
115
130
15,9
15,9
180
310
19,8
2,6
145
19,76
16,1
110
19,8
19,8
19,8
143
130
2,6
2,0
2,0
19,73
19,20
19,20
18,0
16,2
18,0
165
10,45
2,6
В автоматическом режиме не идет
По прототип
13,5
120
2,6
120
13,37
13,37
150
270
В условиях прототипа
Составитель Н.Целикова
Техред М.Моргентал Корректор
Т. И ва нова
Редактор
M.Òêà÷
Заказ 326 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
18,8
19,02
19,6
20,0
18,0
19,0
19,8
20,0
19,8
19,8
19,8
19,8
19,8
19,8
19,8
19,8
19,8
139
147
147
122
128
144
144
145
2,6
2,6
2,6
2,6
2,0
2,0
2,0
2,0
2,6
2,6
2,6
2,0
2,0
2,0
2,0
2,3
2,6
18,76
18,86
20,36
20,70
17,20
19,10
19,72
20,75
19,75
19,73
19,72
19,20
19,20
19,2
19,2
19,66
19,75
17,1
17,1
17,5
17,1
16,8
17,1
17,1
17,2
16,8
17,0
17,5
16,8
17,1
17,5
17,2
17,2
17,2
76
110.
Без разбавления
С разбавлением
Без разбавления
С разбавлением
То же
