Способ получения материала на основе оксихлоридов алюминия

 

Использование: к получению материала на основе основных хлоридов алюминия. Сущность: тсрмообработанные алюмосиликатныё порошки на основе метакаолийита обрабатывают соляной кислотой При 20-95°С в соответствии со стехиометрией получения основного хлорида алюминия Al2(O.H)5CI, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)5 С 01 F 7/56

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4864551/26 (22) 06.09.90 (46) 23,01.93. Бюл. N. 3 (71) Восточный научно- исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (72) Ю.M.Ãàëêèí, Ý,Ê,ØTåðí, К.Д.Бекенов и

Л.И.Солодова (73) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (56) Патент США М 3891745, кл, 423- 462, 1976.

Авторское свидетельство СССР В

618343, кл. С 01 F 7/56, 1978.

Изобретение относится к способам получения материала на основе оксихлоридов алюминия, применяемого в качестве связующего, например в огнеупорной промышленности.

Известен способ получения основных хлоридов алюминия путем растворения металлического алюминия s 5-15%-ной соляной кислоте при 70-950С.

Недостатками этого способа являются значительная длительность процесса (16 ч), а также дефицитность металлического алюминия.

Наиболее близким по технической сущ. ности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому является способ получения основных хлоридов алюминия путем обработки в 3-15 -ной соляной кислоте при 20-960С алюминийсодержащих сплавов (Al 78-98%; $п 0,1-20,0%; СЦО 1-10%; М90

0,01-13,0%, Мп 0,1-2,0%; Sl 0,5-22,0%;Т10

0,1-0,6; Cr 0,1-2,0%; Zn 0,5-12,0 ).

„„Я „„1790549 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА НА

ОСНОВЕ ОКСИХЛОРИДОВ АЛЮМИНИЯ (57) Использование: к получению материала на основе основных хлоридов алюминия, Сущность: тсрмообработанные алюмосиликатные порошки на основе метакаолинита обрабатывают соляной кислотой при

20-95 С в соответствии со стехиометрией получения основного хлорйда алюминия

А!2(ОН)БС1, 1 табл.

Недостатком данного способа является использование дефицитного и дорогого сырья, а именно алюминийсодержащих сплавов, длительность прохождения процесса (1,2-2,4 ч), выделение водорода при взаимодействии сплава с соляной кислотой, 4 что связано с взрывоопасностью йроцесса. со

Цель изобретения — получение связую- (" щего, а также снижение себестоимости ïðî- (Л дукта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения материала путем обработки алюминийсодержащего сырья соляной кислотой йри 20-95 С, взятой,3 в соответствии со стехиометрией получения: (,Д основного хлорида А!2(ОН)5С1, согласно предлагаемому способу, в качестве алюми-. нийсодержащего сырья йсйользуют термообработанные алюмосиликатные порошки на основе метакаолинита.

Целью предлагаемого способа является разработка экономически выгодного спосо1790549 ба получения связующего на основе оксихлоридов алюминия, Способ осуществляется следующим образом. В процессе термообработки при 500800 С алюмосиликатов типа каолинита происходит образование метакаолинита —. аморфной кислоторастворимой фазы, При обработке материала кислотой и нагреве до

70-90 С в соответствии со стехиометрией получения оксихлоридов происходит растворение алюмосодержащей фазы и пере ход в pàñTâÎр алюминия в форме оксихлоридов, Высокая дисперсность исходного материала (7-.10мкм) обеспечивает повышенную активность взаимодействия с соляной кислотой и приводит к сокращению времени прохождения процесса до 1 часа.

Нерастворимый остаток материала аморфизируется.

Полученные суспензии содержат 30-50 20 мас. доли тонкодисперсной аморфизированной твердой фазы, в жидкой фазе содер жатся оксихлориды алюминия (до 100 г/л);

Наличие тонкодисперсной аморфизированной твердой фазы, содержащей такие при- 25 меси как СаО, Т!Ог, РегОз, обеспечивает высокую степень спекания огнеупорных изделий в процессе обжига и соответственно их высокие прочностные свойства, Возможно использование в качестве 30

: сырья шамотной пыли или каолиновых глин.

Шамотная пыль образуется в процессе обжига шамота и улавливается электрофильтрами. Основное пылевыделение про- исходит в диапазоне температур 200-800 С, 35 что и обуславливает фазовый состав пыли, По результатам исследований пыль элект родов содержит до 60 метакаолинита, остальное представлено неразложившимся каолинитом и некоторой примесью муллита.

Содержание основных оксидов А1гОз и SION в периодически отбираемых пробах колеблется в следующих пределах: мас. доля

AbOa 42,5-50,2, мас. доля SION 39,1-52,8

Каолиновые глины, термообработанные "5 после сушки и измельчения в диапазоне температур 650-750 С характеризуются максимальным содержанием метакаолинита 70-90%. Термообработанные порошки наряду с метакаолинитом содержат нераз- 50 ложившийся каолинит и Я!Ог, Содержание основных оксидов в пробах ряда месторождений колеблется в следующих пределах: мас, доля А!гОз 32,0-40,9 ; SION 47,0-58,7, Пример 1. 250 кг шамотной пыли (хим состав мас. доли, : А!гОз 50,2, 310г 45,2;

ЕегОз 1,8; MgO 0,3; СаО 0,3; Т10г 2.2, содер- / жание метакаолинита 60о ; дисперсность 5-10 мкм) помещали в реактор с водяной рубашкой и механической мешалкой, добавляли 145 л воды, 105 л соляной кислоты (d 1,175 г/смз), нагревали до 8090 С и выдерживали в течение.1 ч, В результате получена суспензия плотностью 1,45 г/см с содержанием АЬОз в жидкой фазе

100 г/л в виде оксихлоридов.

Пример 2. 250 кг каолиновой глины, термообработанной при 650-750 С (хим. состав, мас, доля : АЬОз 49,5; %0г 54,8;

РегОз 1,2; MgO 0,5; СаО 0,5; TIOz 2,0; содержание метакаолинита 80 ) помещали в реактор, добавляли 170 л воды и 80л соляной кислоты (условия прохождения реакции такие же как в первом примере). В результате получена суспензия плотностью 1,45 г/см с содержанием А1гОз в жидкой фазе 100 г/л в виде оксихлоридов.

Полученные суспензии были испытаны как связующие при изготовлении огнеупорных иэделий на основе алюмомагниевой шпинели, сферокорунда и муллитокорунда.

В таблице приведены данные о прочности огнеупорных изделий с использованием суспенэий, изгоговленных из шамотной пыли, термообработанного каолина в сравнении со связующим — оксихлоридом алюминия.

Преимуществом данного способа является: возможность исйользования дешевого и широко распространенного сырья, что обеспечит резкое снижение себестоимости связующего на основе оксихлоридов алюминия; возможность утилизации многотысячн ых отвалов и ыли шаматного производства, что способствует улучшению экологической обстановки; а также отсутствие в составе предлагаемого сырья таких вредных элементов, как Си, Мп позволяет использовать полученные метериалы в качестве связующих при изготовлении огнеупорных изделий.

Использование укаэанных ви4ов сырья исключает взрывоопасность технологического процесса в отличие от прототипа.

1790549

Формула изобретения

Способ получения материала на основе оксихлоридов алюминия путем обработки алюминийсодержащего сырья соляной кислотой при 20-95 С в соответствии со стехиометрией получения основного хлорида

Прочностные свойства огнеупорных изделий, изготовленных из различных связующих

Способ формования

Вид наполнителя огнеупорных изделий

Предел прочности, изделий, изготовленных с использованием связующих на основе, Нlмм термообрабо- оксихлорида танного као- алюминия лина шамотной пыли

1600

8,5

Вибролитье

9,5

5,0

1500

Прессование

1400

90

Литье

Составитель Г.Климова

Техред ММоргентал Корректор t.Øeêìàð

Редактор Т.Куркова

Заказ 364 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

Сферокорунд

Муллитокорунд

Алюмомагниевая шпинель

t обжига изделий, ОС алюминия формулы Alz(OKQCI, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получения связующего, а также снижения себестоимости продукта, в качестве алюминийсодержащего сырья используют термообработанные алюмосигчкатные порошки на основе метакаоли нита,