Способ получения сульфата алюминия

 

Изобретение относится к области химии, к средствам для получения соединений алюминия, содержащих серу, в частности сульфата алюминия, используемого при водоочистке. Сущность изобретения: способ получения сульфата алюминия, включающий формирование пульпы из исходного сырья в виде шлака алюминиевого производства, содержащего оксид алюминия, посредством перемешивания исходного сырья с водой, взаимодействие компонентов шлака с серной кислотой и водой с образованием водного раствора сульфата алюминия и фильтрацию нерастворимых компонентов исходного сырья и продуктов химической реакции с отделением водного раствора сульфата алюминия, при этом в процессе формирования пульпы при перемешивании с водой производят отделение растворимых в воде компонентов шлака посредством слива водного раствора, а взаимодействие с серной кислотой производят до достижения водным раствором сульфата алюминия показателя рН величины 4-5 при первоначальной концентрации серной кислоты 70-75% в количестве, равном половине массы шлака. Изобретение позволяет получить коагулянт с качественно оптимальными показателями при сокращении продолжительности производственного цикла и увеличении производительности процесса. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области химии, к средствам для получения соединений алюминия, содержащих серу, в частности используемых при водоочистке.

Известен способ получения сульфата алюминия, включающий растворение гидроксида алюминия в воде и взаимодействие полученного водного раствора с серной кислотой (SU 239288, С 01 F 7/74, 1969г.).

Известен также способ получения сульфата алюминия, включающий применение шлака алюминиевого производства, содержащего наряду с другими ингредиентами металлический алюминий, взаимодействие шлака с серной кислотой и водой с образованием водного раствора сульфата алюминия (RU 2102323, С 01 F 7/74, 2000г.).

К недостаткам известного способа можно отнести значительную стоимость исходного сырья.

Более экономичным и наиболее близким аналогом заявляемому является способ получения сульфата алюминия, включающий формирование пульпы из исходного сырья в виде шлака алюминиевого производства, содержащего оксид алюминия, посредством перемешивания исходного сырья с водой, взаимодействие компонентов шлака с серной кислотой и водой с образованием водного раствора сульфата алюминия и фильтрацию нерастворимых компонентов исходного сырья и продуктов химической реакции с отделением водного раствора сульфата алюминия (US 432098, 1982г.).

Недостатком известного способа является концентрация конечного продукта получения сульфата алюминия 2-10% и необходимость последующего доведения ее до оптимальной для применения в качестве коагулянта.

Техническим результатом, достигаемым при применении заявляемого изобретения, является получение коагулянта с качественными оптимальными показателями при сокращении продолжительности производственного цикла и увеличении производительности.

Указанный технический результат достигается способом получения сульфата алюминия, включающим формирование пульпы из исходного сырья в виде шлака алюминиевого производства, содержащего оксид алюминия, посредством перемешивания исходного сырья с водой, взаимодействие компонентов шлака с серной кислотой и водой с образованием водного раствора сульфата алюминия и фильтрацию нерастворимых компонентов исходного сырья и продуктов химической реакции с отделением водного раствора сульфата алюминия за счет того, что в процессе формирования пульпы при перемешивании с водой производят отделение растворимых в воде компонентов шлака посредством слива водного раствора, а взаимодействие с серной кислотой производят до достижения водным раствором сульфата алюминия показателя рН величины 4-5.

А также за счет того, что формирование пульпы производят при соотношении объема шлака к объему воды в диапазоне от 2,5-1 до 1,5-1.

А также за счет того, что взаимодействие шлака с серной кислотой производят с серной кислотой, имеющей концентрацию 70-75%, при соотношении массы шлака и серной кислоты в диапазоне от 2,5-1 до 1,5-1.

А также за счет того, что взаимодействие шлака с серной кислотой производят при температуре 70-90^oС.

Сущность заявляемого способа поясняется чертежом с изображением схемы технологической линии получения сульфата алюминия.

Для реализации заявляемого способа в мешалку 1 подается по трубопроводу 2 вода, а по конвейеру 3 исходное сырье в виде шлака алюминиевого производства в количестве, равном удвоенному объему воды.

В качестве исходного сырья применен шлак алюминиевого производства, содержащий оксид алюминия, например, состава, приведенного в таблице.

В результате перемешивания содержащиеся в шлаке растворимые в воде компоненты (например, КСl, NaCl, MgCl, CaCl₂ и прочие) переходят в водный раствор, который отделяют посредством периодического слива в приемную емкость 4 и последующей откачки насосом 5. Остающаяся в мешалке 1 пульпа поступает в приемный бункер 6, откуда через дозатор 7 в реактор 8.

Одновременно из емкости 9 через дозатор 10 в реактор 8 поступает серная кислота, имеющая для избирательного взаимодействия с оксидом алюминия концентрацию 70-75%, и в количестве, например, обеспечивающем соотношение массы шлака и серной кислоты 2:1.

В реакторе 8 в результате перемешивания мешалкой 11 протекает реакция взаимодействия компонентов шлака с серной кислотой.

Для поддержания температуры реакции в пределах 70-90^oС в реакторе 8 предусмотрена рубашка 12 охлаждения с фланцами 13 и 14, соответственно, для подвода и отвода охлаждающей жидкости, а также фланец 15 для вытяжной вентиляции.

Реакцию взаимодействия производят до достижения образующимся водным раствором сульфата алюминия показателя рН величины 4-5, после чего раствор сливают в промежуточную емкость 16. Из промежуточной емкости 16 насосом 17 раствор направляют на полимерный фильтр 18, откуда после фильтрации нерастворимых компонентов исходного сырья и побочных продуктов химических реакций конечная продукция поступает в приемную емкость 19.

Формула изобретения

1. Способ получения сульфата алюминия, включающий формирование пульпы из исходного сырья в виде шлака алюминиевого производства, содержащего оксид алюминия, посредством перемешивания исходного сырья с водой, взаимодействие компонентов шлака с серной кислотой и водой с образованием водного раствора сульфата алюминия и фильтрацию нерастворимых компонентов исходного сырья и продуктов химической реакции с отделением водного раствора сульфата алюминия, отличающийся тем, что в процессе формирования пульпы при перемешивании с водой производят отделение растворимых в воде компонентов шлака посредством слива водного раствора, а взаимодействие с серной кислотой производят до достижения водным раствором сульфата алюминия показателя рН величины 4-5.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование пульпы производят при соотношении объема шлака к объему воды от 2,5-1 до 1,5-1.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что взаимодействие шлака с серной кислотой производят с серной кислотой, имеющей концентрацию 70-75%, при соотношении массы шлака и серной кислоты от 2,5-1 до 1,5-1.

4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что взаимодействие шлака с серной кислотой производят при 70-90°С.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2