Способ получения алюмината натрия

 

Изобретение предназначено для получения алюмината натрия. Способ заключается в том, что в растворе гидроокиси натрия проводят растворение алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 30 до 80% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al2O3 при каустическом отношении, равном единице. Изобретение позволяет снизить себестоимость продукта, утилизировать алюминийсодержащие отходы производства высших жирных спиртов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности, к производству алюмината натрия, который может использоваться в химической промышленности, в том числе в качестве коагулянта и в виде добавки к коагулянтам.

Известны способы получения алюмината натрия в виде раствора путем растворения гидроксида алюминия в растворе едкого натра с концентрацией по Na2O 500-550 г/л. Гидроксид алюминия вводят в нагретый до кипения раствор едкого натра до достижения каустического отношения, равного единице, и выдерживают при температуре кипения до полного перехода в раствор гидроксида алюминия /Авторское свидетельство СССР N 139315, кл. C 01 F 7/04/. Недостатком этого способа является длительное время процесса (4-5 суток).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения раствора алюмината натрия, включающий введение в раствор едкого натра с концентрацией по Na2O 500-550 г/л гидроксида алюминия до достижения каустического отношения, равного единице, и нагревание смеси в течение 30 - 60 минут до 85 - 95oC /Авторское свидетельство СССР N 722845, кл. C 01 F 7/04/.

Недостатком этого способа является использование быстростареющего, специально подготовленного сырья - гидроксида алюминия и нагревание смеси в течение 30 - 60 минут до 85 - 95oC.

Задача, решаемая изобретением, - снижение себестоимости продукта и упрощение процесса.

Во-первых, поставленная задача достигается за счет использования алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 80 до 30% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al2O3.

Отходы производства высших жирных спиртов в виде суспензии - шлам с содержанием, мас.%: 11,5 Al(OH)3, 88 H2O, 0,5 органики. Гидроксид алюминия состоит из тригидрита алюминия в форме гиббсита (гидроаргиллита) и байерита, моногидрита глинозема в форме бемита. Срок хранения суспензии неограничен.

Продуктом сжигания шлама при температуре 960oC содержание -Al2O3 составляет 86%, а после обжига при температуре 1240oC -Al2O3 переходит в -Al2O3 и содержание его составляет 90%.

Во-вторых, поставленная задача достигается тем, что растворение гидроокиси натрия (NaOH, ГОСТ 4328, ЧДА) идет с выделением тепла, т.е. реакция экзотермическая.

В-третьих, растворение отхода производства высших жирных спиртов как в виде суспензии, так и в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al2O3 в растворе гидроокиси натрия происходит без нагревания, а идет с выделением тепла как в заранее приготовленном растворе гидроокиси натрия, так и при одновременном растворении гидроокиси натрия и отхода производства высших жирных спиртов для получения раствора алюмината натрия при каустическом отношении, равном единице.

Пример приготовления раствора гидроокиси натрия. Раствору гидроокиси натрия с концентрацией по Na2O 500-550 г/л (или с концентрацией по NaOH 645-710 г/л) соответствует 44,0 - 47,4%-ный по NaOH раствор гидроокиси натрия плотностью 1,469 - 1,499 г/см3 /В.И.Перельман. Краткий справочник химика. "Химия", М. , 1964. Л. , с. 411, таблица 17б. Едкий натр/. Для получения раствора гидроокиси натрия объемом 1 л для растворения 645 г NaOH необходимо 740 мл воды, а для 710 г NaOH - 705 мл воды.

Процесс растворения NaOH происходит с выделением тепла, и при введении воды с температурой 15 - 17oC через 10 - 20 минут температура смеси повышается до 90 - 92oC, а через 30 - 60 минут температура смеси снижается до 79 - 81, 68 - 79oC, соответственно.

Примеры приготовления раствора алюмината натрия примерно объемом 1 л (номер опыта 1 - 5) и 2 л (номер опыта 6 - 7) приведены в таблице. При растворении гидроксида алюминия до достижения каустического отношения, равного единице, в вышеописанном растворе гидроокиси натрия объемом 0,5 л получаем раствор алюмината натрия объемом 1 л, а в растворе гидроокиси натрия объемом 1 л получаем раствор алюмината натрия объемом 2 л, т.е. содержание гидроокиси натрия в растворе алюмината натрия снижается примерно в 2 раза. Как было выше сказано, вместо гидроксида алюминия используем отход производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 80 до 30% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al2O3. При введении суспензии учитывается его влажность, а при введении сухого порошка количество вводимой воды возрастает.

В таблице приведены введенное количество воды и ее температура. В процессе получения алюмината натрия при введении воды с температурой 15 - 17oC температура смеси через 10 - 20 минут повышается до 85 - 88oC, а через 30 - 60 минут снижается до 61 - 63, 49 - 53oC, соответственно. При введении воды с температурой 82 - 84oC температура смеси через 10 - 20 минут повышается до 105 - 107oC, а через 30 - 60 минут снижается до 73 - 77, 57 - 58oC, соответственно. Процесс растворения происходит более 4 часов, по истечении 4 часов температура смеси составляет 25 - 27oC.

В опытах номер 6 и 7 даны примеры приготовления раствора алюмината натрия с использованием суспензии гидроксида алюминия с влажностью (341х100/1141)=29,9%, введенного в количестве 1482 г, т.е. введено 1482-341= 1141 г Al(OH)3 или 1141/78=14,628 г-моль Al(OH)3 или 7,314 г/моль Al2O3 или 7,314х102=746 г Al2O3.

В таблице приведены значения введенного количества Na2O и -Al2O3 в г и дана характеристика полученного раствора алюмината натрия. В связи с тем, что объем полученного раствора алюмината натрия не всегда точно соответствует объему 1 или 2 л, сделан перерасчет введенного количества г-моль Na2O и Al2O3 на 1 л раствора алюмината натрия. Пример. Номер опыта 1: (266,6/62х0,950)=4,5 и (438/102х0,950)=4,5, где 62 и 102 г-моль Na2O и Al2O3 в г соответственно. Номер опыта 6: (499,8/62х2,054)=3,9 и (746/102х2,054)= 3,6 и т.д.

Преимущества метода: снижение себестоимости и упрощение процесса за счет перехода к готовому сырью, не требующего специальной технологии приготовления и не теряющего со временем своих свойств, за счет использования более дешевого сырья и проведение процесса растворения без топливно-энергетических затрат; возможность утилизации алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов.

Из данных результатов таблицы следует, что получены растворы алюмината натрия способом растворения отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 80 до 30% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al2O3 в растворе гидроокиси натрия при каустическом отношении (Na2O/Al2O3)=(4-5)/(4-5), равном единице.

Формула изобретения

1. Способ получения алюмината натрия, отличающийся тем, что в растворе гидроокиси натрия проводят растворение алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью 30 - 80% или в виде мелкодисперсного порошка в форме - Al2O3 при каустическом отношении, равном единице.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мелкодисперсный порошок в форме - Al2O3 является продуктом сжигания шлама при 960oC и содержит 86% - Al2O3.

РИСУНКИ

Рисунок 1

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

Дата прекращения действия патента: 22.11.2003

Извещение опубликовано: 10.01.2005        БИ: 01/2005




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам получения неорганических сорбентов на основе гидроксида алюминия, селективно извлекающих литий из природных рассолов

Изобретение относится к глиноземному производству

Изобретение относится к химическому материаловедению, в частности, к способам получения алюминатов лития, которые могут быть использованы в качестве сорбентов, анионообменников и т.д

Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия и может быть использовано в термоядерной энергетике при изготовлении тритийвоспроизводящих бланкетных материалов, а также в электронике для производства материалов, обладающих ионной сверхпроводимостью
Изобретение относится к химии интеркаляционных соединений гидроксида алюминия, а именно к синтезу гидроксоалюминатов лития LinХ2Al(OH)3 p H2O c cоотношением Li/Al больше 0,5

Изобретение относится к способу переработки скандийсодержащего алюмосиликатного сырья

Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия и может быть использовано для изготовления электролитных пластин топливных элементов с карбонатным электролитом и получения из этого порошка керамического материала, пригодного в ядерной технике

Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия, а именно пентаалюмината лития, который может использоваться в качестве эффективных катализаторов процессов дегидрирования олефинов, а также в химической технологии для производства керамических материалов

Изобретение относится к способам выращивания монокристаллов тугоплавких многокомпонентных соединений из расплава методом Чохральского
Изобретение относится к производству неорганического соединения лития и алюминия, которое может быть использовано для изготовления электролитических пластин топливных элементов с карбонатным электролитом и получения из этого порошка керамического материала, пригодного для использования в ядерной технологии

Изобретение относится к получению нового неорганического соединения - -алюмината лития состава Li1+xAl1-xO2-x , где 0,01х0,75, который может быть использован в качестве диэлектрического материала в производстве химических источников тока, лития и др., а также к способу получения лития с использованием предлагаемого -алюмината лития

Изобретение относится к способам упаривания растворов в многокорпусных выпарных установках и может быть использовано в глиноземном производстве

Изобретение относится к синтезу мелкокристаллического легированного алюмината лантана, используемого в качестве огнеупоров, катализаторов и люминофоров
Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия и может быть использовано для изготовления загустителя для электролита в топливных элементах с расплавленным карбонатным электролитом и получения из этого порошка керамического материала, пригодного для использования в ядерной технологии

Изобретение относится к переработке сподуменового концентрата
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу получения алюмината кобальта, применяемого для поверхностного модифицирования литых деталей из жаропрочных сплавов

Изобретение может быть использовано при переработке глиноземсодержащего сырья. Способ упаривания алюминатных растворов включает упаривание слабых растворов в две стадии с использованием для нагрева пара и подачу упаренного раствора на выделение карбонатной соды. На упаривание одновременно направляют по схеме противотока два равных по объему потока слабых растворов. При этом упаривание алюминатного раствора на первой стадии осуществляют в 4-5-корпусных выпарных установках до концентрации средних щелоков 240-250 г/л по Na2OКауст. На второй стадии упаривание проводят в 3-4-корпусных выпарных установках до концентрации 310-320 г/л по Na2OКауст и направляют на выделение соды. После этого алюминатный раствор первой стадии смешивают с алюминатным раствором второй стадии. На первой и второй стадиях упаривание алюминатного раствора осуществляют под вакуумом. Изобретение позволяет повысить производительность упаривания за счет снижения зарастания солями греющих поверхностей выпарных установок первой стадии, снизить расход пара. 1 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к установкам для получения водорода и гидроксидов алюминия. Установка содержит бак, выполненный с двумя штуцерами для входа холодной и вывода нагретой воды. Бак соединен со стеклянным трубопроводом. Реакционные колбы расположены внутри бака с водой, и каждая содержит сетку, имеющую размеры ячеек 1 мм и дроссельную заслонку, располагающуюся в горловой части. Каждая колба выполнена с боковым отводом для вывода водорода, нижними и верхними выводами. Нижний вывод выполнен в дне реакционной колбы и соединен со стеклянным трубопроводом, по которому полученная в результате экзотермической реакции суспензия Na[Al(OH)4] с помощью насоса направляется в колбу Бунзена. На колбу Бунзена надета воронка Бюхнера с бумажным фильтром. Колба Бунзена имеет два отвода, один из которых соединен с вакуумным насосом, а второй отвод соединен стеклянным трубопроводом с верхним выводом, выполненным в горловине реакционной колбы. Обеспечивается упрощение конструкции установки за счет отсутствия датчиков, контроллеров и использования более простого способа охлаждения, в результате которого повышается эффективность охлаждения раствора в реакционных колбах. 1 ил.
Наверх