Способ получения гидроксида алюминия

 

Использование: касается получения гидроксида алюминия карбонизацией алюминатного раствора углекислым газом. Проводили двухстадийную карбонизацию алюминатного раствора с концентрацией, г/л: 110 Na₂О₀, 95 Na₂О_k, 100 Аl₂O₃, 0,14 SiO₂. В качестве затравки использовали мелкодисперсный гидроксид алюминия в количестве 40 г/л. На первой стадии определяли перенасыщение как разницу между текущим и равновесным значением концентрации оксида алюминия в растворе, которое равно 50 г/л. Отношение перенасыщения алюминатного раствора к величине затравочной поверхности в карбонизаторе составило 12 г/м². Процесс проводили 2 часа при 75^oС. Вторую стадию карбонизации проводили при 70^oС и количестве затравки 110 г/л. Полнота карбонизации 95%. Содержание фракции - 40 мкм 5,4-14,2 %, диоксида кремния 0,035-0,042%. 1 табл.

Изобретение относится к области химических гидрометаллургических производств, в частности к технологии получения гидроксида алюминия карбонизацией алюминатного раствора углекислым газом. Цель изобретения улучшение качества гидроксида алюминия за счет повышения крупности и прочности кристаллов. Для получения гидроксида алюминия повышенной крупности с низким содержанием примесей (Na₂O, SiО₂) необходимо разрешить противоречие: использование низких затравочных отношений позволяет увеличить крупность и прочность кристаллов, однако получаемый при этом гидроксид алюминия содержит значительное количество примеси оксида натрия; при высоких затравочных отношениях содержание примесей в гидроксиде алюминия снижается, однако значительно ухудшается грансостав осадка. Проведенные исследования позволили установить, что в процессе карбонизации формирование гранулометрического состава осадка и его физико-химических свойств определяется не только величиной затравочного отношения и температурой процесса, но и физическими свойствами затравки на разных стадиях карбонизации. При использовании низких затравочных отношений (предельный случай, карбонизация без затравки) в первые часы карбонизации происходит заметное укрупнение затравки за счет агломерации, однако в дальнейшем на образованных на первой стадии карбонизации агломератах появляется значительное количество мелких частиц, которые вновь агрегируют, захватывая при этом значительное количество маточного раствора и собирая на себя примеси. Следовательно, для повышения крупности и прочности, снижения содержания примесей в осадке необходимо максимально повысить эффективность агломерации в первые часы карбонизации и снизить процесс образования мелких кристаллов на второй стадии карбонизации. Проведенные исследования позволили установить, что максимальный эффект достигается, если на первую стадию карбонизации подавать мелкодисперсный гидроксид алюминия после классификации в количестве, обеспечивающем отношение перенасыщения алюминатного раствора к величине затравочной поверхности 8-16 г/м² (ΔC/S), а на вторую стадию карбонизации крупнокристаллический гидроксид алюминия в количестве 50-120 кг/м³. В этих условиях на первой стадий карбонизации обеспечивается максимальное укрупнение кристаллов, а на второй стадии сведено к минимуму образование мелких кристаллов и осаждение примесей в твердую фазу. Если величина ΔC/S на первой стадии больше, чем 16 г/м², продукт измельчается; если меньше 8 г/м², получаемые агломераты непрочные и разрушаются, что также приводит к измельчению конечного продукта. Если температура на первой стадии ниже 70^oС продукт измельчается за счет образования вторичных кристаллов, при температуре выше 85^oС процесс укрупнения подавлен. При содержании твердого в суспензии меньше 50 г/л продукционный гидроксид алюминия содержит повышенное содержание примесей, повышение выше 120 г/л нецелесообразно из-за роста затрат на фильтрацию. При температуре на второй стадии ниже 60^oС образуется большое количество мелких фракций; повышение температуры выше 85^oС нецелесообразно из-за появления дополнительных затрат на нагрев суспензии. Результаты опытов приведены в таблице. В отличие от известных способов установлено, что проведение карбонизации в две стадии, с подачей на первую стадию мелкодисперсной затравки в количестве, обеспечивающем отношение перенасыщения и величине затравочной поверхности 8-16 г/м² и содержание твердого в суспензии 30-50 кг/м³, а на вторую стадию карбонизации и затравки, в количестве 50-120 г/л и проведение процесса при температуре 60- 85^oС Пример конкретного осуществления. Проводили карбонизацию алюминатного раствора с концентрацией Na₂О₀ 110 г/л, Na₂О_k 95 г/л, Аl₂O₃ 100 г/л, SiO₂ 0,14 г/л. Глубина карбонизации на первой стадии 40% продолжительность карбонизации 2 ч. температура 75^oС. В качестве затравки на первой стадии использовали мелкодисперсный гидроксид алюминия с удельной поверхностью 0,104 м²/г. Количество затравки 40 г/л. Общая поверхность затравки 4,16 м²/л. Перенасыщение раствора рассчитывали, как разницу между текущим и равновесным значением концентрации Аl₂О₃ в растворе. Равновесная концентрация Аl₂O₃ для раствора с концентрацией Na₂O_k 95 г/л при 75^oС составила 50 г/л. Перенасыщение по Аl₂O₃ 50 г/л. Значение ΔC/S 12 г/м². Вторую стадию карбонизации вели при температуре 70^oС. Количество затравки, подаваемой на вторую стадию 110г/л. В качестве затравки на второй стадии использовали крупнокристаллический гидроксид алюминия с удельной поверхностью 0,04 м²/г. Глубина карбонизации на второй стадии 95% В опыте по прототипу карбонизацию вели в одну стадию при температуре 75^oС с использованием мелкодисперсной затравки (затравочное отношение 1,0), полученной после разделения гидратной суспензии на продукционную и затравочную в количества 150г/л. В контрольном опыте при проведении карбонизации в две стадии содержание фракции 40 мкм в продукционном гидроксиде алюминия составило 54% (таблица, опыт 3) в опыте по прототипу 15,6% (таблица, опыт 26). Как видно из таблицы, преимуществом заявляемого способа перед известными является повышение качества гидроксида алюминия за счет снижения в осадке доли частиц с размером кристаллов 40 мкм с 15,6% до 5-8% а также снижения содержания в нем оксида кремния.

Формула изобретения

Способ получения гидроксида алюминия, включающий подачу алюминатного раствора и затравочного гидроксида алюминия в батарею карбонизаторов, карбонизацию полученной суспензии при перемешивании пропусканием через нее газовоздушной смеси, содержащей углекислый газ, с одновременным снижением температуры полученной суспензии, классификацию осадка гидроксида алюминия с получением мелкодисперcного продукта, направляемого на приготовление затравки, и крупнокристаллического продукта, направляемого на получение целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества гидроксида алюминия за счет повышения крупности и снижения содержания диоксида кремния, карбонизацию ведут в две стадии, при этом на первую стадию подают затравочный гидроксид алюминия в количестве до получения отношения пересыщения алюминатного раствора к величине затравочной поверхности в головном карбонизаторе 8 16 г/м² и содержания твердого в суспензии 30 50 кг/м³, перемешивание суспензии проводят в течение 1 2 ч при 70 - 85^oС, на вторую стадию карбонизации подают затравочный гидроксид алюминия в количестве до получения содержания твердого в суспензии 50 120 кг/м³ и перемешивание суспензий ведут при 60 85^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---