Способ получения оксида алюминия
Владельцы патента RU 2260563:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия (RU)
Изобретение относится к гидрометаллургии соединений алюминия и может быть использовано для получения оксида алюминия при переработке бокситов, содержащих глинозем. Способ получения оксида алюминия включает осаждение гидроксида алюминия из раствора алюмината натрия, его сушку и прокаливание. При этом алюминат натрия получают из алюминийсодержащего сырья, в качестве которого используют побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций. Алюминийсодержащее сырье обрабатывают при температуре 70°С 3-7% раствором гидроксида натрия в количестве 100, 125 или 150 см3 в течение 3-5 часов, полученный осадок отфильтровывают и направляют на повторную обработку гидроксидом натрия, а фильтрат, содержащий алюминат натрия, смешивают с 1-2 М раствором серной кислоты до получения рН 6,4-7,4, полученный осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и промывают водой от ионов натрия, после чего полученный гидроксид алюминия нагревают в сушильном шкафу до температуры 200°С при скорости нагрева 10-20°С/ч и прокаливают в муфельной печи в течение 9 ч до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч. Предложенный способ получения оксида алюминия позволяет снизить себестоимость гидрокисида алюминия, утилизировать побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций. 1 табл.
Изобретение относится к гидрометаллургии соединений алюминия и может быть использовано для получения оксида алюминия при переработке бокситов, содержащих глинозем.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ получения оксида алюминия осаждением его гидроксида из алюминийсодержащих растворов. При этом осаждение гидроксида проводят непрерывным введением в раствор алюмината натрия азотной кислоты при рН среды 9,0-10,0 и температуре 90-95°С [А.с. №1658563 СССР, кл.7 C 01 F 7/02, опубл. 20.02.96, Бюл. №5].
Недостатками этого способа являются использование дорогостоящего реагента (азотной кислоты) и необходимость применения оборудования из специальных сталей, что приводит к высокой стоимости этого способа.
Техническая задача изобретения - снижение затрат на получение оксида алюминия, упрощение процесса его получения.
Техническая задача достигается тем, что в способе получения оксида алюминия, включающем осаждение гидроксида алюминия из раствора алюмината натрия, его сушку и прокаливание, новым является то, что алюминат натрия получают из алюминийсодержащего сырья, в качестве которого используют побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций, путем обработки 50 г алюминийсодержащего сырья при температуре 70°С 3-7% раствором гидроксида натрия в количестве 100, 125 или 150 см3 в течение 3-5 часов, полученный осадок отфильтровывают и направляют на повторную обработку гидроксидом натрия, а фильтрат, содержащий алюминат натрия, смешивают с 1-2 М раствором серной кислоты до получения рН 6,4-7,4, полученный осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и промывают водой от ионов натрия, после чего полученный гидроксид алюминия нагревают в сушильном шкафу до температуры 200°С при скорости нагрева 10-20 С/ч и прокаливают в муфельной печи в течение 9 часов до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч.
Технический результат заключается в упрощении процесса получения оксида алюминия и утилизации побочного продукта травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций.
Способ осуществляется следующим образом.
Алюминийсодержащее сырье, в качестве которого используют побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций влажностью 40-45% в количестве 50 г, обрабатывают при температуре 70°С 3-7%-ным раствором гидроксида натрия в количестве 100, 125 или 150 см3 в течение 3-5 часов, полученный осадок отфильтровывают и направляют на повторную обработку гидроксидом натрия, а фильтрат, содержащий алюминат натрия, подают в реактор, где проводят его обработку 1-2 М раствором серной кислоты до получения рН 6,4-7,4. Полученный осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и направляют в реактор для промывки водой от ионов натрия. Полученный гидроксид алюминия нагревают в сушильном шкафу до 200°С при скорости нагрева 10-20°С/ч и прокаливают в муфельной печи в течение 9 часов до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. В реактор подают 50 г алюминийсодержащего сырья и смешивают его с 5%-ным раствором гидроксида натрия в количестве 100 см3 гидроксида натрия (соотношении 1:2) при температуре 70°С в течение 3 часов. Полученный осадок отфильтровывают и направляют на повторную щелочную обработку. Фильтрат, содержащий алюминат натрия, направляют в реактор, где обрабатывают 1 М раствором серной кислоты до рН 6,8. Полученный осадок гидроксида алюминия отделяют на фильтре и подают в реактор для промывки водой от ионов натрия, а затем направляют в сушильный шкаф, где нагревают до 200°С при скорости нагрева 20°С/ч, прокаливают в муфельной печи в течение 9 часов до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч. Результаты опытов приведены в таблице.
Пример 2. В реактор подают 50 г алюминийсодержащего сырья. Результаты опытов приведены в таблице.
Пример 3. В реактор подают 50 г алюминийсодержащего сырья и смешивают его с 5%-ным раствором гидроксида натрия в количестве 150 см3 гидроксида натрия (соотношении 1:3) при температуре 70°С в течение 3 часов. Полученный осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и направляют на повторную щелочную обработку. Фильтрат, содержащий алюминат натрия, направляют в реактор, где обрабатывают 1 М раствором серной кислоты до рН 6,8. Полученный осадок гидроксида алюминия отделяют на фильтре и подают в реактор для промывки водой от ионов натрия, а затем направляют в сушильный шкаф, где нагревают до 200°С при скорости нагрева 20°С/ч, прокаливают в муфельной печи в течение 9 часов до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч.
Пример 4. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но обработку гидроксида натрия осуществляют при температуре 50°С. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример 5. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но обработку гидроксида натрия осуществляют при температуре 100°С. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример 6. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но фильтрат обрабатывают 0,5 М раствором серной кислоты. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример 7. Способ осуществляется аналогично примеру 2 с тем отличием, что фильтрат обрабатывают 1,5 М раствором серной кислоты. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример 8. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но осаждение гидроксида алюминия из алюминийсодержащего раствора проводят раствором серной кислоты до рН 6,0. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример 9. Способ осуществляется аналогично примеру 2, но осаждение гидроксида алюминия из алюминийсодержащего раствора проводят раствором серной кислоты до рН 8,0. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример 10. Способ осуществляется аналогично примеру 1, но алюминийсодержащее сырье смешивают с 8%-ным раствором гидроксида натрия.
Пример 11. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но алюминийсодержащее сырье смешивают с 8% раствором гидроксида натрия.
Пример 12. Способ осуществляют аналогично примеру 3, но алюминийсодержащее сырье смешивают с 8% раствором гидроксида натрия.
Пример 13. Способ осуществляется аналогично примеру 1, но алюминийсодержащее сырье смешивают с 2%-ным раствором гидроксида натрия.
Пример 14. Способ осуществляют аналогично примеру 2, но алюминийсодержащее сырье смешивают с 2% раствором гидроксида натрия.
Пример 15. Способ осуществляют аналогично примеру 3, но алюминийсодержащее сырье смешивают с 2% раствором гидроксида натрия.
| Таблица | |||||
| Пример | Объем щелочи, мл | Температура,°С | Концентрация H2SO4, M | pH осаждения | Масса оксида алюминия, г |
| Пример 1 | 100 | 70 | 1,0 | 6,8 | 5,72 |
| Пример 2 | 125 | 70 | 1,0 | 6,8 | 6,34 |
| Пример 3 | 150 | 70 | 1,0 | 6,8 | 6,00 |
| Пример 4 | 125 | 50 | 1,0 | 6,8 | 4,05 |
| Пример 5 | 125 | 100 | 1,0 | 6,8 | 3,40 |
| Пример 6 | 125 | 70 | 0,5 | 6,8 | 4,20 |
| Пример 7 | 125 | 70 | 1,5 | 6,8 | 3,00 |
| Пример 8 | 125 | 70 | 1,0 | 6,0 | 2,42 |
| Пример 9 | 125 | 70 | 1,0 | 8,0 | 1,98 |
| Пример 10 | 100 | 70 | 1,0 | 6,8 | 4,90 |
| Пример 11 | 125 | 70 | 1,0 | 6,8- | 3,80 |
| Пример 12 | 150 | 70 | 1,0 | 6,8 | 3,50 |
| Пример 13 | 100 | 70 | 1,0 | 6,8 | 4,31 |
| Пример 14 | 125 | 70 | 1,0 | 6,8 | 5,00 |
| Пример 15 | 150 | 70 | 1,0 | 6,8 | 3,18 |
Как видно из таблицы, наибольший выход оксида алюминия получают при обработке 50 г алюминийсодержащего сырья, 100, 125 или 150 см3 3-7%-ным раствором гидроксида натрия при температуре 70°С в течение 3-5 часов, полученный осадок отфильтровывают и направляют на повторную обработку гидроксидом натрия, а фильтрат, содержащий алюминат натрия, смешивают с 1-2 М раствором серной кислоты до получения рН 6,4-7,4, полученный осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и промывают водой от ионов натрия, после чего полученный гидроксид алюминия нагревают в сушильном шкафу до температуры 200°С при скорости нагрева 10-20°С/ч и прокаливают в муфельной печи в течение 9 ч до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч. В качестве алюминийсодержащего сырья используют побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций.
Предложенный способ получения оксида алюминия позволяет:
- снизить себестоимость оксида алюминия;
- утилизировать побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций.
Способ получения оксида алюминия, включающий осаждение гидроксида алюминия из раствора алюмината натрия, его сушку и прокаливание, отличающийся тем, что алюминат натрия получают из алюминийсодержащего сырья, в качестве которого используют побочный продукт травления алюминиевой ленты в производстве алюминиевых конструкций, путем обработки 50 г алюминийсодержащего сырья при температуре 70°С 3-7%-ным раствором гидроксида натрия в количестве 100, 125 или 150 см3 в течение 3-5 ч, полученный осадок отфильтровывают и направляют на повторную обработку гидроксидом натрия, а фильтрат, содержащий алюминат натрия, смешивают с 1-2 М раствором серной кислоты до получения рН=6,4-7,4, полученный осадок гидроксида алюминия отфильтровывают и промывают водой от ионов натрия, после чего полученный гидроксид алюминия нагревают в сушильном шкафу до температуры 200°С при скорости нагрева 10-20°С/ч и прокаливают в муфельной печи в течение 9 ч до 650°С при скорости нагрева 50°С/ч.
