Способ получения сульфата алюминия

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2315715:

Имангулов Ринат Ревович (RU)
Захаревский Виталий Николаевич (RU)

Изобретение относится к технологии получения сульфата алюминия, который используют в качестве коагулянта при очистке хозяйственно-питьевых, промышленных и сточных вод, в промышленных и технологических процессах, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся переработкой первичных отвальных алюмосодержащих шлаков. Способ получения сульфата алюминия включает предварительную отмывку шлака, содержащего оксид алюминия, от солей, затем обработку его серной кислотой, отделение фильтрацией полученного раствора от песка. Песок промывают, а очищенный раствор после фильтрации подают в кристаллизатор и охлаждают. Отделяют кристаллы сульфата алюминия от маточного раствора, в состав которого входит серная кислота. Кристаллы сульфата алюминия промывают органическим растворителем, сушат и расфасовывают в мешки. После их промывки из оставшейся смеси органического растворителя, воды и серной кислоты отделяют отгонкой органический растворитель при температуре его кипения. Сжиженный органический растворитель используют в последующих промывочных операциях, а маточный раствор, в состав которого входит серная кислота, используют на последующих стадиях обработки шлака. Изобретение позволяет эффективно реализовывать универсальную безотходную, экологически безопасную технологию получения сульфата алюминия. 1 ил.

Изобретение относится к технологии получения коагулянтов, которые используются при очистке хозяйственно-питьевых, промышленных и сточных вод, в промышленных и технологических процессах, и может быть использовано на предприятиях, занимающихся переработкой первичных отвальных алюмосодержащих шлаков.

Известен способ переработки отходов алюминиевого производства (варианты) (см. патент RU №2137852, кл. С22В 7/04), заключающийся в том, что отходы алюминиевого производства обрабатывают соляной кислотой или ее солью, которые используют в виде 1-10% водного раствора, выдерживанием при температуре рабочего помещения для полного протекания реакции обезвреживания.

Недостатком известного способа является то, что он не решает проблемы улучшения экологической обстановки, т.к. отходы подлежат дальнейшему хранению.

Наиболее близким аналогом по количеству общих существенных признаков является способ получения сульфата алюминия из шлака, содержащего оксид алюминия, включающий предварительную отмывку шлака от солей, затем обработку его серной кислотой, фильтрацию полученного раствора от песка (см. RU №2220098, 27.12.2003).

Недостатками указанного способа получения сульфата алюминия является загрязнение окружающей среды промышленными отходами, низкая степень конверсии, высокая энергоемкость, низкое качество продукта вследствие загрязненности его различными примесями.

Задачей изобретения является улучшение экологической обстановки за счет переработки отходов алюминиевого производства.

Технический результат заключается в повышении выхода сульфата алюминия с высокой степенью чистоты.

Указанный технический результат достигается способом получения сульфата алюминия, включающий предварительную отмывку шлака, содержащего оксид алюминия, от солей, затем обработку его серной кислотой, отделение фильтрацией полученного раствора от песка, при этом песок промывают, а очищенный раствор после фильтрации подают в кристаллизатор и охлаждают, отделяют кристаллы сульфата алюминия от маточного раствора, в состав которого входит серная кислота, кристаллы сульфата алюминия промывают органическим растворителем, очищенные кристаллы сульфата алюминия сушат и расфасовывают в мешки, после их промывки из оставшейся смеси органического растворителя, воды и серной кислоты отделяют отгонкой органический растворитель при температуре его кипения, сжиженный органический растворитель используют в последующих промывочных операциях, а маточный раствор, в состав которого входит серная кислота, используют на последующих стадиях обработки шлака.

На чертеже показана установка для реализации заявленного способа получения сульфата алюминий.

Установка состоит из реактора 1, вакуум-фильтра 2, кристаллизатора 3, центрифуги 4, промывной центрифуги 5, сушильного барабана 6, испарителя 7, конденсатора 8.

Способ реализуется следующим образом.

Шлак, содержащий оксид алюминия, отмытый от солей, загружают в реактор 1, добавляют воду и серную кислоту, проводят варку 1,5 ч. Полученный раствор отфильтровывают в вакуум-фильтре 2, оставшийся песок промывают водой и используют в качестве строительного материала. Очищенный раствор подают в кристаллизатор 3 и охлаждают. Для сокращения времени кристаллизации добавляют затравку в виде кристаллов готового сульфата алюминия. Образовавшиеся кристаллы сульфата алюминия отделяют от маточного раствора, в состав которого входят серная кислота и вода с растворенными сульфатами железа и других материалов на центрифуге 4. Затем кристаллы сульфата алюминия промывают в промывочной центрифуге 5 органическим растворителем (ацетон, спирт и т.п.). При промывке кристаллов вместе с ацетоном удаляются остатки маточного раствора. Очищенные кристаллы сульфат алюминия сушат в сушильном барабане 6 и расфасовывают в мешки. Промывную смесь ацетона, воды и серной кислоты далее разделяют отгонкой ацетона при температуре кипения ацетона в испарителе 7. Образующиеся пары ацетона с испарителя 7 и сушильного барабана 6 попадают в конденсатор 8. Сжиженный ацетон используется в последующих промывочных операциях. Маточные растворы используются в качестве оборотных в последующих варках сульфата.

Способ позволяет увеличить выход сульфата алюминия до 80% и выше за счет содержания серной кислоты во время варки в два и более раз, по сравнению со стехиометрическим. Увеличение степени конверсии соответственно приводит к уменьшению количества отвала в виде песка и в результате к уменьшению расхода воды на его промывку. При высокой степени конверсии большая часть нежелательных примесей в виде сульфата железа и пр. замещается на сульфат алюминия и переходит в песок. Накопления примесей в маточном растворе не происходит. Используя кристаллизацию, как способ выделения сульфата алюминия из его раствора, с последующей промывкой кристаллов ацетоном, позволяет получить продукт высокой степени чистоты. Задавая в два и более раз соотношение кислоты, по сравнению со стехиометрическим во время варки, с последующим разбавлением водой до содержания в растворе Al₂(SO₄)₃×36Н₂О позволяет:

- получить раствор сульфата алюминия после фильтрации с низким содержанием растворимых примесей;

- максимально высадить кристаллы из раствора до 92-95%;

- исключить из схемы упаривание излишней воды;

- исключить из схемы загрязненные стоки.

Заявляемый способ не является энергоемким, так как реакция взаимодействия шлака с серной кислотой является экзотермической(с выделением тепла), это тепло, в свою очередь, поддерживает реакцию при Т 110-160°С.

Все последующие операции, включая сушку кристаллов и испарение ацетона, происходят при низких плюсовых температурах и не требуют больших энергетических затрат.

Способ позволяет получить кристаллы сульфата алюминия от Al₂(SO₄)×18Н₂O до безводного и соответствовать ГОСТу 12966-85 (протокол результатов анализа прилагается).

Полученный сульфат алюминия соответствует санитарным нормам и правилам, (санитарно-эпидемиологическое заключение №63.сц.06.214.П.001858.05.06 от 03 мая 2006 г. прилагается)

Предлагаемый способ позволяет эффективно реализовывать универсальную безотходную, экологически безопасную технологию получения сульфата алюминия.

Способ получения сульфата алюминия, включающий предварительную отмывку шлака, содержащего оксид алюминия, от солей, затем обработку его серной кислотой, отделение фильтрацией полученного раствора от песка, отличающийся тем, что песок промывают, а очищенный раствор после фильтрации подают в кристаллизатор и охлаждают, отделяют кристаллы сульфата алюминия от маточного раствора, в состав которого входит серная кислота, кристаллы сульфата алюминия промывают органическим растворителем, очищенные кристаллы сульфата алюминия сушат и расфасовывают в мешки, после их промывки из оставшейся смеси органического растворителя, воды и серной кислоты отделяют отгонкой органический растворитель при температуре его кипения, сжиженный органический растворитель используют в последующих промывочных операциях, а маточный раствор, в состав которого входит серная кислота, используют на последующих стадиях обработки шлака.

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к получению коагулянта на основе сульфата алюминия, применяемого в процессах водоподготовки и очистки сточных вод различного происхождения.

Нефелиновый коагулянт // 2283286

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при производстве коагулянтов для очистки воды хозяйственно-питьевого назначения, водоподготовки и очистки промышленных сточных вод, для сгущения осадков перед фильтрацией и в других технологических производственных процессах.

Способ переработки слоистых алюмосиликатов (варианты) // 2241674

Изобретение относится к области переработки минерального сырья, а именно к слоистым алюмосиликатам группы каолинита, и может быть использовано в химической промышленности для производства сульфата алюминия и в цветной металлургии для производства глинозема.

Способ получения твердого сульфата алюминия или смеси сульфатов алюминия и железа кристаллизацией на ленточном конвейере // 2241671

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии, может быть применено при получении коагулянта - сульфата алюминия или сульфатов алюминия и железа из плава, образующегося при взаимодействии гидроксида алюминия, отходов глиноземного производства (термоактивированного гидроксида алюминия, мелкодисперсных форм гидроксида алюминия и др.), а также природных видов алюминийсодержащего сырья (каолиновых глин, бокситов, алунитов и др.) с серной кислотой.

Способ получения алюмосиликатного коагулянта // 2225838

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении коагулянтов, применяемых для очистки воды и промышленных стоков.

Способ получения композиции для очистки питьевых и сточных вод // 2220099

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к производству веществ, используемых для очистки питьевых и сточных вод, и может быть использовано в горводоканалах и на очистных сооружениях.

Способ получения сульфата алюминия // 2220098

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

Способ утилизации серной кислоты из отработанных нитрационных смесей // 2216508

Изобретение относится к технологии утилизации отходов химических производств и касается отходов серной кислоты, источником образования которых являются производства красителей, нитратов целлюлозы, взрывчатых веществ и других нитросоединений.

Способ получения коагулянта // 2215691

Способ получения сульфата алюминия // 2214365

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности, к производству сульфата алюминия, который может быть использован в качестве коагулянта для очистки питьевых и сточных вод, а также в производстве катализаторов и адсорбентов.

Способ получения сульфата алюминия // 2355639

Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к способам переработки высококремнистого алюминиевого сырья с получением сульфата алюминия

Способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта и способ очистки с его помощью воды // 2388693

Изобретение относится к переработке алюмокремниевого сырья с получением неорганического алюмокремниевого флокулянта-коагулянта и использованием его для очистки воды в системах хозяйственно-питьевого и промышленного назначения

Способ получения алюмосодержащего коагулянта // 2392228

Изобретение относится к области химии

Способ получения сульфата алюминия из обожженных каолиновых глин // 2402487

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии и может быть использовано при получении сульфата алюминия в жидком виде

Способ получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта // 2421400

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении кремнеземсодержащих растворов солей алюминия, применяемых в качестве коагулянтов-флокулянтов для очистки сточных и питьевых вод, а также осаждения твердых взвесей из минеральных суспензий при очистке больших объемов высокомутной воды

Способ извлечения алюминия и железа из золошлаковых отходов // 2436855

Изобретение относится к области переработки полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении золошлаковых отходов, сырья техногенного характера, содержащего железо и алюминий

Способ получения композиционного алюмокремниевого флокулянта-коагулянта // 2447021

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, применяемого для очистки вод с различными типами загрязнений

Способ получения коагулянта-флокулянта // 2471720

Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности касается получения коагулянта-флокулянта, и может быть использовано при очистке природной воды и промышленных стоков

Способ комплексной переработки золы от сжигания углей // 2502568

Изобретение относится к области переработки отходов, в частности золошлаковых отходов ТЭЦ. Золу от сжигания углей помещают в реакционную зону, добавляют углеродный сорбент в количестве 10-25 кг на тонну золы. Затем производят обработку смесью фторида аммония и серной кислоты, нагревают до 120-125°C, выдерживают в течение 30-40 минут. Образующийся в результате обработки тетрафторсилан поглощают фторидом аммония. В полученный раствор тетрафторсиликата аммония вводят раствор гидроокиси аммония до осаждения диоксида кремния. Затем добавляют концентрированную серную кислоту в двукратном избытке к содержащемуся в остатке алюминию, выдерживают при температуре 250°C в течение 1,5 часа и обрабатывают водой. Твердый остаток прокаливают при температуре 800°C. Способ обеспечивает получение из отходов ряда продуктов: высокодисперсного диоксида кремния, сульфата алюминия, концентрата редких и редкоземельных элементов. 1 з.п. ф-лы, 6 табл., 2 пр.

Способ получения алюмокремниевого флокулянта-коагулянта // 2588535

Изобретение относится к технологиям переработки алюмокремниевого сырья с получением алюмокремниевого флокулянта-коагулянта, с получением сухого продукта. Осуществляют обработку нефелинового концентрата ((Na,K)2O·Al2O3·2SiO2) водным раствором серной кислоты, при этом берут 7-11% серную кислоту, производят перемешивание в течение 30-40 минут. Далее проводят обезвоживание в шнековом реакторе при введении в полученный раствор гидроксида алюминия с одновременным перемешиванием и последующим доукреплением суспензии концентрированной серной кислотой до достижения плотности суспензии 1,3-1,4 г/см3 и самопроизвольной кристаллизацией продукта. Изобретение позволяет получить твердый алюмокремниевый флокулянт-коагулянт с повышенным содержанием активного компонента - до 16% по Al2O3. 5 пр.