Способ очистки алюминатных щелоков

 

М 52201

Класс 12гп, 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Государственном бюро пос.1вдуюи ей регистрации изобретений при Госплане СС е

В. М. Мухачев.

Способ очистки алюминатных щелоко

Заявлено 22 мая 1935 года за № 170684

Опубликовано 30 ноября 1937 года.

Окись алюминия по наиболее распространенному способу Байера получается путем так называемой выкрутки алюминатных щелоков, полученных обработкой бокситов в автоклаве раствором едкого натра. При этом кремнезем, окислы железа и органические примеси переходят в алюминатный щелок.

Кремнезем в алюминатном щелоке присутствует в виде растворимого натрового силиката, а возможно, в виде золя какого-либо другого силиката, количество его в растворе обусловлено его совместной растворимостью с другими компонентами щелока, его формой, абсолютным содержанием в боксите и режимом выщелачивания. При вы крутке кремнезем увлекается большой массой осадка гидроокиси алюминия и загрязняет ее.

Органические соединения при выкрутке адсорбируются затравкой, затягивая .этим процесс выкрутки и, кроме того, действуя как вентиляторы, препятствуют коагуляции и кристаллизации золя гидроокиси алюминия, Поэтому желательно уменьшить количество органических веществ в алюминатном щелоке еще до того, как они поступят на выкрутку

Если гидроокись алюминия употребляется в качестве адсорбента или в виде сырья какого-либо производства без предварительной кальцинации, то удаление органических веществ приобретает важное значение.

Железо в алюминатном щелоке находится в виде золя, окрашивая ще, лок в характерный цвет. При выкрутке железо адсорбируется выпадающей гидроокисью (особенно, если она выпадает в состоянии коллоидной дисперсности) и загрязняет ее.

При пропускании электрического тока через раствор едкой щелочи, находящейся в растворе, железо восстанавливается на катоде до металлического; окись железа, находящаяся в виде золя, передвигается также к катоду, где, теряя заряд, переходит в раствор и также восстанавливается. ! Органические соединения передвигаются преимущественно к аноду, где происходят энергичные реакции окисления выделяющимся на аноде атомным кислородом. Некоторые органические вещества и ри восстановлении их водородом омыляются и дают пену, которая обладает большой адсорбционной способностью и при движе-нии католита вверх забирает оставшуюся органику и взвешенные углеродистые частицы, т. е. флотирует их.

При электролизе удается сконцентрировать щелок у катода и уменьшить количество его у анода до отношения удельных весов, соответственно, например, как б:5.

Вышеуказанное служит основанием для нового способа очистки алюминатных щелоков электролизом, предложенного автором настоящего изобретения.

Алюминатный щелок подвергают электролизу с применением проницаемых электродов. При этом у катода раствор обогащается натрием и алюминием, обедняется железом, вследствие восстановления его до металлического железа на катоде, а также углекислотой и кремнекислотой, путем переноса их к аноду, освобождается от органических примесей как путем их переноса к аноду, так и путем восстановления с последующей флотацией продуктов в образующуюся на поверхности католита пену, а частично с осаждением углеродистых частиц на катоде в виде рыхлого пористого осадка.

Кроме того католит очищается от тончайшей мути красного шламма вследствие переноса последнего к аноду.

У анода происходит обеднение щелока натрием, алюминием и железом, благодаря переносу их к катоду, оботащение кремнекислотой и углекислотой вследствие переноса их от катода с окислением органических примесей и обогащение органикой и красным шламмом, которые переносятся к аноду.

Кроме того, у электродов выделяют кислород и водород как в растворенном состоянии и в виде суспензии, так и в виде более крупных восходящих пузырьков газа.

Отличительной особенностью изобретенного способа является применение, при электролизе алюминатных щелоков, проницаемых электродов, По своей конструкции проницаемый электрод представляет собой горизонтально расположенные колосники, решетку или сетку и т. и., сквозь ко- торые снизу вверх непрерывно движется электролит, а именно: снизу поступает свежий щелок, а сверху электрода выходят продукты реакции, Для удобства очистки предпочтительнее устройство проницаемого электрода в виде колосников или решетки.Материал электродов †нике, монель-металл, специальные стали, чугун и другие металлы, не подвергающиеся коррозии щелочью или анодной поляризации.

Горизонтальное расположение электродов дает легкую возможность уменьшения пересечения пузырьков с силовыми линиями, а при удалении газовых пузырьков наружу сквозь электрод выделение газа перестает влиять на сопротивление электролита.

Этот эффект недостижим только при применении электролизера Н-образной формы.

С другой стороны проницаемый электрод является днищем своего рода флотационной ванны, образуемой верхней частью отделения электролизера. Равномерное выделение газа по всей площади электрода обеспечивает такое же равномерное поступление газа по всему объему флотационной ванны, благодаря чему. флотация, играющая при очистке католита по изобретенному способу важнейшую роль, ставится в наилучшие условия. По мере движения пузырька снизу вверх он нагружается примесями; последние выносятся наверх в пене и вместе с ней отделяются от чистого щелока. Восходящее движение электролита является существенным условием успешности флотации и очистки щелоков.

Католит отделяется от пены одним из известных способов и поступает на выкрутку, как готовый очищенный алюминатный щелок.

Анолит фильтруют и он идет на выпарку в качестве оборотного щелока. Количество его относительно ничтожно, Электролиз целесообразно вести до начала выделения гидроокиси алюминия.

На предлагаемом чертеже представлена -примерная форма электролизера, который состоит из двух вертикальных трубок (или двух отделений одного сосуда, разделенного по вертикали перегородкой) 1 и 2, соединенных горизонтальной трубкой или отверстием в перегородке 3. Вертикальные трубки 1 и 2 имеют проницаемые электроды 4 и 5. Электролит поступает в катодную трубку 1 снизу через 1 и б и выходит вверху через 7.

Водород выходит через трубку 11.

Движение электролита по горизонтальной трубке 3 от катода 4 к аноду 5 стимулируется рекомендуемой незначительной добавкой каустификатора (СаО, SrO, BaO или их гидратов) в низ анодной трубки через 8 и выпуском анолита через трубку 9 и кислорода через трубку 10.

Если не потребуется интенсивное выделение примесей, то можно ограничиться электролизом при обыкновенном давлении, в том же случае, когда желательно возможно полное удаление примесей, электролиз следует вести при давлении выше атмосферного н при температуре выше

100 .

Предм ет из об ретени я.

Способ очистки алюминатных щелоков электрол изом, отличающийся тем, что электролиз очищаемого раствора производят при помощи проницаемых катода и анода.

2 ип. „Печатный Труд". 3ак. 978 — 500