Способ получения алюмосодержащего коагулянта

 

Использование: при получении коагулянтов на основе солей алюминия путем утилизации отходов цветной металлургии, что позволяет обеспечить возможность получения коагулянта из шлаков плавки алюминиевых сплавов. Сущность: шлаки плавильного производства алюминиевых сплавов обрабатывают концентрированной серной кислотой. Полученный продукт фильтруют, фильтрат нейтрализуют аммиаком. Нейтрализованный фильтрат охлаждают с выделением из него кристаллов. Кристаллы промывают смесью воды и ацетона.

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности к способам получения коагулянтов на основе солей алюминия путем утилизации отходов цветной металлургии, и позволяет обеспечить возможность получения коагулянта из шлаков плавки алюминиевых сплавов.

Наиболее близким по технической сущности и по достигаемому положительному эффекту к заявляемому является способ получения алюмосодержащего коагулянта путем обработки серной кислотой при температуре 105-150^oC прокаленного отработанного катализаторного шлама процесса синтеза полиолефинов (SiO₂ 46,2-65,5% Al₂O₃ 19,1-39,7% Fe₂O₃ 4,4-6,47% CaO 11,8-16,2% MgO 0,58-3,6% SO₃ 0,15-0,3% ппп 1,2-1,85% ппп представляют собой высокомолекулярные соединения), включающий смешивание шлама с водой, добавку концентрированной серной кислоты, нагрев полученной смеси, выдержку ее при 105-110^oC в течение 30 мин, фильтрацию, нейтрализацию аммиаком до pH 5,5-6,5, охлаждение до 0-10^oC, промывку выпавших кристаллов смесью воды и ацетона в соотношении 1:(1-1,2).

Однако известный способ имеет существенный недостаток: повышенные энергозатраты в связи о необходимостью подогрева и выдержки смеси шлама с кислотой при температуре 105-150^oC.

Заявляемое изобретение решает задачу получения алюмосодержащего коагулянта с более низкими энергозатратами, использования дешевого сырья, утилизации отвалов шлаков металлургического производства, что способствует улучшению экологической обстановки, использования отфильтрованного осадка при производстве строительных материалов.

Поставленная задача достигается тем, что, в способе получения алюмосодержащего коагулянта на основе сульфата алюминия из отходов производства, включающем обработку суспензии отходов концентрированной серной кислотой с последующей фильтрацией, нейтрализацию фильтрата аммиаком, охлаждение и промывку выпавших кристаллов смесью воды и ацетона, в качестве сырья применяют шлаковые отходы плавильного производства алюминиевых сплавов, а обработку шлаков серной кислотой ведут без дополнительного нагрева до полного растворения металлического алюминия, содержащегося в отходах.

Способ осуществляют следующим образом. Коагулянт получают в результате взаимодействия шлаков плавки алюминиевых сплавов (Al 10-25% Al₂O₃ 20-35% SiO₂ 5-15% сумма NaCl и KCl 5-45% примеси) с серной кислотой в соответствии со стехиометрией получения Al₂(SO₄)₃ (в расчете на металлический алюминий) при полном растворении металлического алюминия. Реакционная смесь разогревается при растворении металлического алюминия за счет экзотермичности процесса. Полученный жидкий продукт отделяют фильтрацией, затем нейтрализуют аммиаком. Твердый продукт выделяют охлаждением нейтрализованного раствора с последующей промывкой кристаллов водоацетоновой смесью.

Пример конкретного осуществления способа.

100 г измельченных алюмосодержащих шлаков (химсостав, мас. Al 14,9% Al₂O₃ 32,4% SiO₂ 12,2% сумма NaCl и KCl 36,1% примеси) дисперсностью 0,2-0,315 мкм помещали в реактор с магнитной мешалкой, добавляли 300 мл H₂O и 50 мл H₂SO₄ (d= 1,83 г/см²) при комнатной температуре. Реакцию проводили без дополнительного нагрева до полного растворения металлического алюминия. Максимальную температуру смеси зафиксировали 65^oC. Полученный коагулянт фильтровали, затем нейтрализовали аммиаком до pH 6 и охлаждали до -5^oC. Выпавшие кристаллы промывали водоацетоновой смесью в соотношении 1:(1-1,2). Получили продукт, представляющий собой кристаллический порошок желтоватого цвета.

Преимуществами данного способа являются возможность утилизации отвалов шлака металлургического производства, что способствует улучшению экологической обстановки; возможность использования отфильтрованного осадка при производстве строительных материалов; возможность проведения реакции без дополнительного нагрева.

Формула изобретения

Способ получения алюмосодержащего коагулянта на основе сульфата алюминия из отходов производства, включающий обработку суспензии отходов концентрированной серной кислотой, фильтрацию, нейтрализацию фильтрата аммиаком, охлаждение нейтрализованного фильтрата с выделением из него кристаллов, промывку кристаллов смесью воды и ацетона, отличающийся тем, что в качестве отходов используют шлаки плавильного производства алюминиевых сплавов и обработку их ведут до полного растворения в них металлического алюминия.