Способ получения оксихлорида алюминия

Изобретение относится к способам получения оксихлорида алюминия, используемого в качестве коагулянта при очистке воды и компонента парфюмерно-косметических изделий. Способ получения оксихлорида алюминия включает обработку металлического алюминия хлорсодержащим раствором при нагревании. При этом в качестве хлорсодержащего раствора используют растворы соляной кислоты, хлорида алюминия, низкоосновного хлорида алюминия или их смесь и им проводят обработку алюминия, контактирующего с металлической медью, взятой в виде компактного металла и/или порошка. Изобретение позволяет сократить длительность процесса.

 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения оксихлорида алюминия, применяемого при очистке воды и в производстве парфюмерно-косметических изделий.

Известен способ получения оксихлорида алюминия, при котором в качестве алюмосодержащего сырья используются сплавы алюминия, содержащие 70-98% алюминия и металлы, выбранные из олова, меди, магния, марганца, титана, хрома и цинка, а также кремния (SU 618343, С01F 7/56, 1978). Недостаток процесса - загрязнение раствора легирующими компонентами сплавов.

Известен способ получения оксихлорида алюминия (SU 833516, С01F 7/56, 1981), при котором металлический алюминий обрабатывают соляной кислотой в присутствии растворов солей, выбранных из ряда: сульфат меди, хлорид меди, ацетат кадмия, нитрат серебра. Недостаток процесса - высокий расход дорогостоящих солей меди, кадмия или серебра, сопоставимый с расходом алюминия.

Известен способ получения оксихлорида алюминия (RU, 2131845, С01F 7/56, 1999), при котором хлоросодержащим раствором (соляной кислотой) обрабатывают слитки металлического алюминия, имеющие кажущуюся плотность (2,2-2,6) кг/дм3. Недостатком данного способа является то, что для его осуществления требуется организовать промышленное получение слитков пористого металла с кажущейся плотностью ниже плотности компактного алюминия (2,7 кг/дм3), что требует значительных затрат.

Ближайшим аналогом является способ получения оксихлорида алюминия, включающий пропускание хлоросодержащего раствора (соляной кислоты с массовой концентрацией от 5 до 15%) через неподвижный слой частиц металлического алюминия при нагревании от 70 до 95°С (патент США US 3891745, публ. 24.06.1975). Этот способ обеспечивает получение в непрерывном режиме высокоосновного оксихлорида алюминия с атомным отношением алюминия к хлору от 1:1 до 2:1, но требует применения в качестве сырья мелких частиц металлического алюминия с насыпной плотностью от 0,3 до 0,8 кг/дм3.

Задачей изобретения является разработка способа получения высокоосновного оксихлорида алюминия с использованием компактного металлического алюминия (в том числе стандартных слитков) без существенного увеличения продолжительности синтеза.

Поставленная задача решается следующим образом. Металлический алюминий приводят в контакт с металлической медью, взятой в виде компактного металла и/или порошка, после чего обрабатывают хлорсодержащим раствором (соляной кислотой, хлоридом алюминия, низкоосновным оксихлоридом алюминия или их смесью). За счет образования гальванических пар алюминий-медь процесс растворения алюминиевых слитков протекает с высокой скоростью. Медь в раствор не переходит. Предпочтительно размещать алюминий на поддоне из листовой меди. Кроме того, можно периодически вводить в раствор соли меди, накапливая в системе цементную медь. Порошкообразную медь, выводимую из процесса при выгрузке готового оксихлорида алюминия, следует отфильтровывать и возвращать в реактор.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами.

Пример 1

В эмалированный реактор объемом 630 дм3 загрузили 12 стандартных алюминиевых слитков (ГОСТ 11070-74) общей массой 192 кг и 60 кг меди в виде лома (полос, скрапа, обрезков катодного металла). Залили в реактор 300 л 8,5%-ой соляной кислоты (плотность 1,04 г/см3). Подав пар в рубашку аппарата, нагрели реакционную массу до 95°С и вели растворение, поддерживая постоянный уровень раствора путем дополнительной подачи воды по мере ее испарения. Контроль процесса осуществляли химическим анализом проб раствора на алюминий и хлор. Требуемое атомное отношение алюминия к хлору (2:1) достигнуто через 24 ч, после чего раствор откачали из аппарата и отфильтровали. Процесс растворения описывается реакцией:

2Al+HCl+5Н2O=Al2(OH)5Cl+3Н2

В результате реакции получено 347 кг раствора высокоосновного полиоксихлорида алюминия (массовая доля алюминия 11,3%, массовая доля хлора 7,4%). В раствор перешло 39,2 кг алюминия (около 20% от массы загруженного металла). Медь в раствор не переходит и остается в реакторе в неизменном виде.

В следующем цикле растворения в реактор загрузили 5 алюминиевых слитков (40 кг алюминия), компенсируя, таким образом, убыль металла в реакторе. Вновь залили 300 л 8,5%-ой соляной кислоты и повторили процесс получения высокоосновного оксихлорида алюминия с теми же показателями. Процесс повторяли многократно.

Пример 2

В реактор объемом 630 дм3 загрузили 12 стандартных алюминиевых слитков (ГОСТ 11070-74) общей массой 192 кг и 60 кг меди в виде лома (полос, скрапа, обрезков катодного металла). Растворили 33 кг безводного хлорида алюминия в 300 л воды и залили полученный раствор в реактор. Нагрели реакционную массу до 95°С и вели растворение, поддерживая постоянный уровень раствора путем дополнительной подачи воды по мере испарения. Атомное отношение алюминия к хлору (2:1) достигнуто через 20 ч. Процесс описывается реакцией:

10Al+2AlCl3+30Н2O=6Al2(OH)5Cl+15Н2

В результате реакции получено 360 кг раствора высокоосновного полиоксихлорида алюминия (массовая доля алюминия 11,1%, массовая доля хлора 7,3%). В раствор перешло 33,3 кг алюминия. В следующем цикле растворения в реактор загрузили два алюминиевых слитка, компенсируя убыль металла в реакторе.

Пример 3.

Исходный хлоросодержащий раствор (низкоосновный хлорид алюминия) готовили из товарного коагулянта АКВА-АУРАТ™18 производства ОАО «Аурат» (ТУ 2163-069-00205067-2007). Состав коагулянта: Al2О3 - 16,4% (Al - 8,7%), Cl - 20,9%, что приблизительно соответствует брутто-формуле Al(OH)1,2Cl1,8.

Процесс осуществляли следующим образом. На дно аппарата объемом 1224 дм3 (1700×900×800), выполненного из листового титана в виде прямоугольного короба с паровой рубашкой, поместили медный лист массой 124 кг (1650×850×10). На медный лист загрузили 48 стандартных алюминиевых слитков общей массой 768 кг. Залили в аппарат 210 л раствора коагулянта и 360 л воды. Подав пар в рубашку аппарата, нагрели реакционную массу до 95°С и вели растворение, поддерживая постоянный уровень раствора путем дополнительной подачи воды.

Процесс растворения приблизительно описывается реакцией:

2,6Al+Al(OH)1,2Cl1,8+7,8Н2O=1,8Al2(OH)5Cl+3,9Н2

Атомное отношение алюминия к хлору, равное 2:1, достигнуто через 18 часов. В раствор перешло около 70 кг алюминия. Полученный фильтрат имел плотность 1,335 г/см3, массу 769 кг; состав раствора: Al2О3 - 23,4% (Al - 12,4%), Cl - 8,2%.

Пример 4

Процесс вели так же, как в примере 3, но в воде предварительно растворили 100 кг хлорида меди CuCl2·2H2O. Процесс растворения алюминия с выделением водорода начался уже при комнатной температуре, интенсифицируясь при нагревании. Раствор через 20 мин после начала процесса обесцветился в результате осаждения меди алюминием, при этом на поверхности алюминиевых слитков сформировался слой цементной меди, который постепенно отслаивался от алюминия и коагулировал. Рыхлый порошкообразный осадок меди насыщен пузырьками водорода и частично находится во взвешенном состоянии. Атомное отношение алюминия к хлору, равное 2:1, достигнуто через 10 часов. Медь полностью осаждается, ее массовая доля в продукте около 0,0002%. Часть меди при откачивании раствора остается на слитках алюминия; медный порошок, отслоившийся от слитков, легко отделяется от раствора фильтрацией.

Пример 5

Процесс вели так же, как в примере 3, но использовали алюминиевые слитки после процесса по примеру 4 (поверхность слитков была покрыта медным порошком), а на поверхность слитков загрузили медный порошок, снятый с фильтра. Атомное отношение алюминия к хлору, равное 2:1, достигнуто через 12 часов. Процесс по примеру 5 повторяли неоднократно, по мере растворения алюминия добавляя новые алюминиевые слитки таким образом, чтобы в аппарате сохранялся постоянный уровень металла. Продолжительность процесса оставалась неизменной (10-12 часов).

Способ получения оксихлорида алюминия путем обработки металлического алюминия хлорсодержащим раствором при нагревании, отличающийся тем, что в качестве хлорсодержащего раствора используют растворы соляной кислоты, хлорида алюминия, низкоосновного хлорида алюминия или их смесь и им проводят обработку алюминия, контактирующего с металлической медью, взятой в виде компактного металла и/или порошка.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к способам получения коагулянтов на основе основных хлоридов алюминия. .

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении коагулянтов, применяемых для очистки воды и промышленных стоков.
Изобретение относится к области неорганической химии, к средствам получения соединений алюминия, содержащих хлор. .
Изобретение относится к способам переработки шлаков плавки алюминия и его сплавов, а также к технологиям производства строительных материалов и неорганических веществ, в частности к технологии получения основных хлоридов алюминия.

Изобретение относится к технологии химической промышленности, а именно к способам получения основных хлоридов, т.е. .

Изобретение относится к способам получения основного хлорида алюминия, используемого в качестве коагулянта для очистки питьевой воды, компонента медицинских препаратов и парфюмерно-косметических изделий.

Изобретение относится к способам получения основного хлорида алюминия (ОХА), которые могут быть использованы в качестве коагулянтов для подготовки питьевой воды и очистки сточных вод.

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано при получении высокоосновного полигидроксохлорида алюминия, используемого в качестве коагулянта при подготовке воды хозяйственно-питьевого назначения, в производстве бумаги и картона, а также в составах при получении керамических изделий спецназначения, медицинских препаратов и парфюмерно-косметических композиций

Изобретение относится к технологии получения коагулянтов для очистки вод, в частности для очистки промышленных сточных вод с использованием коагулянтов на основе гидрооксихлорида алюминия [Аl2(ОН)nСl6-n]
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения оксихлоридов алюминия включает обработку термохимически активированного гидроксида алюминия водным раствором соляной кислоты при нагреве. Термохимически активированный гидроксид алюминия предварительно подвергают гидратации раствором кислоты с кислородсодержащим анионом: азотной, серной, муравьиной, уксусной, щавелевой, с кислотным модулем 0,01-0,50 при температуре 50-95°С. Осадок после гидратации отделяют и добавляют к нему раствор соляной кислоты, поддерживая pН от 4 до 6 и температуру 50-98°С. Полученные оксихлориды алюминия выделяют в виде растворов или твердых веществ. Изобретение позволяет упростить получение высокоосновных оксихлоридов алюминия, исключив размол гидроксида алюминия. 6 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к химической промышленности. Смешанный коагулянт из минерального сырья получают путем растворения бемит-каолинитового боксита в автоклаве соляной кислотой концентрацией 220 г/л при соотношении Т:Ж=1:6 в течение 1-3 часов в интервале температур 150-180°C. Изобретение позволяет повысить коагулирующие способности смешанного коагулянта - гидрооксихлорида алюминия и железа концентрации по Аl2O3 2,32-6,87 и по Fe2O3 0,94-1,02 мас.%, при очистке воды: по мутности и цветности. 2 ил., 6 табл.

Изобретения могут быть использованы в косметической области. Антиперспирантная композиция соли алюминия включает соль алюминия, причем соль алюминия (i) имеет молярное соотношение алюминия и хлорида, составляющее от 0,3:1 до 3:1; и (ii) содержит частицы катионов полигидроксиоксоалюминия, обнаруживаемых при 76 м.д. методом спектроскопии ЯМР 27Al, которые наблюдаются в спектре ЯМР 27Al в относительном количестве, превышающем количество любых других катионов полигидроксиоксоалюминия, обнаруживаемых методом спектроскопии ЯМР 27Al. Способ изготовления антиперспирантной композиции соли алюминия включает нагревание водного раствора, содержащего i) первую соль алюминия, с катионами полигидроксиоксоалюминия Al30, а нагревание осуществляют одним из следующих способов: a) при температуре от 100°C до 250°C в изохорическом реакторе или в условиях гидротермальной реакции в течение времени, достаточного для образования частиц катионов полигидроксиоксоалюминия, обнаруживаемых при 76 м.д. методом спектроскопии ЯМР 27Al или b) при 100°C с обратным холодильником в течение приблизительно 10 суток или более, необязательно в течение приблизительно 30 суток или более. Изобретения позволяют получить антиперспирантные активные ингредиенты, содержащие соединения алюминия, обладающие антиперспирантной эффективностью и высокой устойчивостью. 4 н. и 31 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, цветной металлургии и в области очистки сточных вод. Способ получения гидроксохлорида алюминия из бемит-каолинитовых бокситов и соляной кислоты включает растворение боксита в автоклавах соляной кислотой с концентрацией 200-300 г/л при соотношении Т:Ж=1:3-5 при температуре 150-225°C в течение 1-2 часов. Изобретение позволяет снизить энергозатраты, упростить процесс и увеличить степень извлечения в раствор оксида алюминия до 95,7%. 1 табл., 1пр.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способу получения оксихлорида (основного хлорида) алюминия. Способ получения оксихлорида алюминия путем обработки гидроксида алюминия соляной кислотой при нагревании, отличающийся тем, что перед нагреванием добавляют неорганическое соединение - силикат щелочного металла или кремниевую кислоту в количестве от 0,005 до 0,8 моль SiO2 на 1 кг Al(ОН)3. Технический результат - получение оксихлорида алюминия с высоким мольным отношением алюминия к хлору, вплоть до 2:1, и основностью до 83%. 1 табл.

Группа изобретений относится к разработке антиперспирантных солей. Описан способ получения композиции соли алюминия с использованием сочетания основного органического буфера с источником ионов щелочноземельного металла, в молярном соотношении от 1:1 до 18:1. При этом антиперспирантная композиция содержит алюминийхлоридное соединение, имеющее молярное отношение алюминия к хлориду от 0,3:1 до 3:1, имеющую отношение интенсивности SEC-пика 4 к интенсивности SEC-пика 3, равное по меньшей мере 2, и основный органический буфер. Технических результатом изобретения является увеличение качества с помощью получения антиперспирантных солей, содержащих меньшие по размеру алюминий- и/или цирконийсодержащих частиц. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.
Наверх