[go: up one dir, main page]

RU2302995C1 - Способ очистки алюминатных растворов от примесей - Google Patents

Способ очистки алюминатных растворов от примесей Download PDF

Info

Publication number
RU2302995C1
RU2302995C1 RU2005134451/15A RU2005134451A RU2302995C1 RU 2302995 C1 RU2302995 C1 RU 2302995C1 RU 2005134451/15 A RU2005134451/15 A RU 2005134451/15A RU 2005134451 A RU2005134451 A RU 2005134451A RU 2302995 C1 RU2302995 C1 RU 2302995C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
solution
aluminate
purification
impurities
Prior art date
Application number
RU2005134451/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Юрий Александрович Зайцев (RU)
Юрий Александрович Зайцев
Вадим Аполлонович Липин (RU)
Вадим Аполлонович Липин
Владимир Александрович Иванов (RU)
Владимир Александрович Иванов
ков Виктор Михайлович Сиз (RU)
Виктор Михайлович Сизяков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2005134451/15A priority Critical patent/RU2302995C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2302995C1 publication Critical patent/RU2302995C1/ru

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии очистки алюминатных растворов от примесей при получении глинозема из алюминийсодержащего сырья, в том числе бокситов. Способ очистки алюминатных растворов от примесей включает добавление в алюминатный раствор сорбента на основе соединений магния, взаимодействующего с раствором, отделение сорбента от очищенного раствора, его регенерацию термообработкой и повторное использование. Сорбент на основе соединений магния получают путем обработки алюминатного раствора гидроксидом магния и термообработки полученной твердой фазы при температуре 230-400°С. Его добавляют в алюминатный раствор в виде водной пульпы с концентрацией 100-150 г/дм3 в пересчете на MgO, а регенерацию сорбента проводят при температуре 250-380°С. Изобретение позволяет повысить степень очистки и снизить энергозатраты на осуществление способа. 3 табл.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к технологии очистки алюминатных растворов от примесей при получении глинозема из алюминийсодержащего сырья, в том числе бокситов.
Примеси железа, кремния, органических веществ и другие примеси переходят из алюминийсодержащего сырья в алюминатные растворы при выщелачивании. Высокий уровень примесей в растворах является типичной причиной того, что произведенный гидроксид алюминия имеет белизну (в пересчете на 100% TiO2) не более 75%. Неметаллургическое использование такого гидроксида в областях, где требуется высокий уровень белизны, невозможно.
Для получения глинозема с низким содержанием примесей, в том числе органических веществ и железа, используется целый ряд технологических приемов, включающих взаимодействие очищаемых растворов с неорганическими реагентами. Из неорганических реагентов, используемых для очистки, наиболее эффективными являются соединения магния.
Известен способ удаления примесей из алюминатных растворов, включающий их обработку соединениями магния (сульфатом, хлоридом, нитратом), добавляемыми в количестве 0,2-50 г/л (Пат. ФРГ №2518431, кл. С01F 7/06, 1975; США №4046855, кл. C01F 7/00, 1976).
Недостатком способа является образование мелкодисперсной, плохо отделяемой фильтрованием твердой фазы, которая к тому же сорбирует значительное количество алюминат-ионов из жидкой фазы.
Известен способ получения огнеупорных материалов из байеровских растворов (Пат. ФРГ №3214422, кл. С04В 35/02, 1982; Европейский пат. №008920028, кл. 01 F 7/02, 1983), включающий взаимодействие оксида и/или гидроксида магния с алюминатным раствором. Согласно данному изобретению после взаимодействия при температуре 20-300°С образующиеся соединения магния и алюминия (в них молярное соотношение MgO:Al2O3 от (2:1) до (52:1) после промывания обжигают при температуре более 900°С.
Недостатком данного способа является недостаточная степень сорбируемости окрашенных примесей. Кроме того, данный способ позволяет получать огнеупорные материалы, но не пригоден для очистки, т.к. получение этих материалов сопровождается значительными потерями алюминат-ионов из растворов.
Известен способ обработки сточных вод с применением адсорбента на основе оксида магния, включающий обработку алюминийсодержащих вод оксидом магния и последующую регенерацию сорбента обжигом при температуре 500-700°С (Пат. Японии №7845054 (56-1148), кл. 01 F 7/47, 1976).
Недостатком способа также является низкая эффективность сорбции примесей.
Наиболее перспективными как с точки зрения эффективности очистки, так и с точки зрения использования получаемых после очистки соединений являются комплексные карбонатсодержащие алюминаты магния. Известно существование целого ряда таких соединений. Для очистки может использоваться одно или несколько магнийсодержащих соединений группы гидроталькитов, имеющих формулу
Mg6Al2(ОН)х(СО3)у·4Н2O,
где: х - 12-20;
у - 1-3
Например, Mg6Al2(ОН)12(СО3)3·4Н2O, или Mg6Al2(ОН)14(СО3)2·4H2О, или Mg6Al2(OH)16CO3·4H2O.
Термин "гидроталькит" в наибольшей степени относится к соединению, имеющему формулу: Mg6Al2(ОН)16(СО3)·4H2О или 6MgO·Al2О3·CO2·12Н2О. В ионной форме гидроталькит может быть выражен как [Mg6Al2(OH)16]2+[CO3]2-·4H2O. Главный структурный модуль для этого соединения - это "брусит" (гидроксид магния в восьмиугольной листоподобной форме с Mg2+-ионами, установленными между многократным (ОН-) ионами). Часть магния в этой структуре замещена катионами трехвалентного алюминия. Подуровни магния и алюминия созданы при сохраняющейся основной листоподобной бруситовой структуре. Компенсация неустойчивости от такой замены на алюминиевые ионы достигается за счет внедрения в структуру карбонат-ионов (СО32-) и молекул воды, что приводит к формированию межуровней между брусит - подобными уровнями.
Гидроталькиты получают из гидроксида, оксида или соли магния и алюминиевой соли в водном растворе в присутствии карбонатных ионов. Так, патент США. №3539306, С01F 5/00, 1967, описывает получение гидроталькита при взаимодействии гидроксида алюминия, или алюминиевой соли, или алюминатного раствора с оксидом или гидроксидом или солью магния в водной среде в присутствии карбонат-ионов при рН 8 или больше. Патенты США №4904457, кл. С01В 31/24, 1985 и № Re34164, C01B 31/24, 1991, включают нагрев карбоната и/или гидроксида магния до 500-900°С, чтобы формировать активную магнезию (MgO), а затем смешение последней с водным раствором, в котором присутствуют алюминат-, карбонат- и гидроксильные ионы.
Известен способ производства гидроксида алюминия повышенной белизны, включающий взаимодействие оборотного алюминатного раствора способа Байера со смесью алюмокарбоната магния: 6MgO·Al2O3·CO2·12H2O и трехкальциевого гидроалюмината: 3СаО·Al2О3·6Н2О (Пат. США №4915930, кл. С01F 7/02, 1988).
Согласно данному способу алюмокарбонат магния и трехкальциевый гидроалюминат получают при взаимодействии оксидов соответствующих щелочноземельных металлов с алюминатным раствором. Очистка от катионов железа осуществляется на 50% с получением гидроксида алюминия, в котором содержание оксида железа составляет около 0,004%, а белизна продукта около 95%.
Недостатком данного способа является его громоздкость и низкая производительность, связанные с необходимостью ввода в алюминатный раствор свежих порций сорбента и отсутствие его регенерации.
Известен также способ снижения содержания в алюминатных растворах примесей, в том числе катионов железа, по патенту США №5624646, кл. С01F 1/00, 1995 и его аналогам: патенту Австралии №681711, кл. С22В 3/12, 1994; Европейскому патенту №0714853, кл. 01 F 7/47, 1994, включающий очистку растворов в две стадии. На первой стадии осуществляется фильтрация раствора для удаления взвешенных частиц размером 50 мкм и менее с использованием специального оборудования для отделения мелких частиц (сепаратор, пресс-фильтр, центрифуга и др.). После удаления таких частиц из раствора может быть выделен гидроксид, имеющий белизну не менее 85%. На второй стадии осуществляется доочистка раствора с использованием регенерированного при 400-650°С комплексного алюминий- и магнийсодержащего сорбента, в основном состоящего из гидроталькита, из расчета 0,3-1,0 г/л. После доочистки получается продукт с белизной до 92-94%.
Недостатком данного способа является его громоздкость и низкая производительность, связанные с необходимостью проведения двухступенчатой очистки и низкой производительностью оборудования для отделения твердой фазы на первой стадии очистки. Кроме того, велики энергетические затраты на стадии регенерации сорбента на стадии доочистки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ снижения содержания в алюминатных растворах примесей, в том числе катионов железа, включающий взаимодействие алюминатного раствора с комплексными соединениями алюминия и магния, полученными прокаливанием оборотного материала при температуре 400-650°С (Пат. США №5068095, кл. С01D 1/32, 1990).
Согласно способу-прототипу для получения гидроксида алюминия с низким содержанием примесей, в том числе соединений железа, алюминатный раствор обрабатывают веществом, имеющим пористую, скелетную структуру: Mg6Al2O8OH)2. В способе-прототипе расход сорбента составляет 1-10 г/л раствора, что позволяет получать белизну товарного гидроксида алюминия не выше 80%.
Недостатками прототипа являются недостаточная эффективность очистки от примесей (так при добавке 5 г/л сорбента степень очистки от железа за 30 минут обработки не превышает 35%), а также высокие энергозатраты на регенерацию при температуре 400-650°С магнийсодержащего сорбента.
Технической задачей заявляемого способа является устранение указанных недостатков, а именно повышение эффективности очистки алюминатных растворов от примесей, а также снижение энергозатрат на осуществление процесса.
Технический результат достигается тем, что в способе очистки алюминатных растворов от примесей, включающем добавление в алюминатный раствор сорбента на основе соединений магния, взаимодействующего с раствором, отделение сорбента от очищенного раствора, его регенерацию термообработкой и повторное использование, согласно изобретению сорбент на основе соединений магния получают путем обработки алюминатного раствора гидроксидом магния и термообработки полученной твердой фазы при температуре 230-400°С, добавляют его в алюминатный раствор в виде водной пульпы с концентрацией 100-150 г/дм3 в пересчете на MgO, а регенерацию сорбента проводят при температуре 250-380°С.
Способ осуществляется следующим образом. Первоначально приготовленный или оборотный магнийсодержащий сорбент после регенерации при температуре 250-380°С подают на очистку алюминатных растворов. Очистка происходит при смешении сорбента с очищаемым раствором. Твердую фазу после взаимодействия с очищаемым раствором отделяют от жидкой фазы фильтрацией и вновь подвергают термообработке (регенерации) при температуре 250-380°С. При данных условиях регенерации сорбент получается не в виде кристаллической фазы, как в способе прототипе, а виде аморфного вещества, что положительно влияет на его эффективность при очистке.
В результате использования заявляемого способа повышается по сравнению с прототипом степень очистки от примесей, содержащихся в алюминатных растворах, а также снижаются энергозатраты на осуществление процесса за счет использования более низких температур на стадии регенерации сорбента.
При температуре регенерации сорбента свыше 380°С резко возрастают энергозатраты (табл.1), а при температуре регенерации ниже 250°С существенно снижается степень очистки алюминатных растворов от примесей (табл.2).
При введении сорбента в очищаемый раствор в виде водной пульпы существенно возрастает величина сорбции примесей. В этом случае сорбент равномерно распределяется в объеме очищаемого раствора, а поверхность сорбента лучше подготовлена для сорбции.
При концентрации меньше 100 г/дм3 в пересчете на MgO улучшения показателей очистки не наблюдается (табл.3), но происходит существенное разбавление очищаемых растворов. При концентрации свыше 150 г/дм3 затрудняется равномерное распределение сорбента в объеме очищаемого раствора, что приводит к снижению степени очистки.
Пример 1.
Первоначальный магнийсодержащий сорбент получали в результате синтеза из алюминатного раствора, содержащего, г/л: Na2Ообщ - 236,5; Na2Oку - 201,1; Al2O3 - 114,8; Fe2O3 - 0,005, органические вещества - 20,3 и гидроксид магния, взятый из расчета 50 г MgOакт на 1 л алюминатного раствора при перемешивании в течение 45 мин при температуре 80°С. Полученную твердую фазу отделяли от жидкой фазы фильтрацией и подвергали термообработке (регенерации) при температуре 230-400°С в течение 80 мин. Оборотный сорбент получали в результате термообработки использованного сорбента при тех же условиях. Зависимость удельного расхода условного топлива от температуры термообработки сорбента представлена в табл.1.
Для очистки алюминатного раствора после выщелачивания боксита использовали полученный после термообработки магнийсодержащий сорбент в виде водной пульпы концентрацией 120 г/дм3 в пересчете на MgO. Обработку алюминатного раствора сорбентом вели из расчета 5 г сорбента на 1 л очищаемого раствора при температуре 80°С в течение 15 мин. Использованный сорбент отделяли от очищенного раствора и возвращали на термообработку (регенерацию). Результаты очистки в зависимости от температуры термообработки сорбента представлены в табл.2.
Пример 2.
Сорбент, полученный как в примере 1, после регенерации при 300°С в виде водной пульпы использовали для очистки алюминатного раствора после выщелачивания боксита. Обработку алюминатного раствора сорбентом вели из расчета 5 г сорбента на 1 л очищаемого раствора при температуре 80°С в течение 15 мин. Результаты очистки в зависимости от концентрации водной пульпы в пересчете на MgO представлены в табл.3.
Пример 3.
Сорбент, полученный как в примере 1, после регенерации при 300°С в виде порошка использовали для очистки алюминатного раствора после выщелачивания боксита. Обработку алюминатного раствора сорбентом вели из расчета 5 г сорбента на 1 л очищаемого раствора при температуре 80°С в течение 15 мин. Степень очистки составила, %: органическое вещества - 63%; Fe2О3 - 52%.
Таблица 1.
№ пп Температура термообработки (регенерации) сорбента, °С Удельный расход топлива, кг/т
1 230 44
2 250 46
3 300 53
4 380 56
5 400 63
Таблица 2.
№ пп Температура термообработки Степень очистки раствора, %
(регенерации) сорбента, °С От оксидов железа От органических веществ
1 230 37 59
2 250 53 70
3 300 58 72
4 380 58 68
5 400 56 68
Таблица 3.
№ пп Концентрация сорбента в Степень очистки раствора, %
водной пульпе, г/дм3 в пересчете на MgO От оксидов железа От органических веществ
1 90 57 71
2 100 57 70
3 120 58 72
4 150 58 71
5 160 55 66

Claims (1)

  1. Способ очистки алюминатных растворов от примесей, включающий добавление в алюминатный раствор сорбента на основе соединений магния, взаимодействующего с раствором, отделение сорбента от очищенного раствора, его регенерацию термообработкой и повторное использование, отличающийся тем, что сорбент на основе соединений магния получают путем обработки алюминатного раствора гидроксидом магния и термообработки полученной твердой фазы при температуре 230-400°С, добавляют его в алюминатный раствор в виде водной пульпы с концентрацией 100-150 г/дм3 в пересчете на MgO, a регенерацию сорбента проводят при температуре 250-380°С.
RU2005134451/15A 2005-11-07 2005-11-07 Способ очистки алюминатных растворов от примесей RU2302995C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005134451/15A RU2302995C1 (ru) 2005-11-07 2005-11-07 Способ очистки алюминатных растворов от примесей

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005134451/15A RU2302995C1 (ru) 2005-11-07 2005-11-07 Способ очистки алюминатных растворов от примесей

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2302995C1 true RU2302995C1 (ru) 2007-07-20

Family

ID=38431064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005134451/15A RU2302995C1 (ru) 2005-11-07 2005-11-07 Способ очистки алюминатных растворов от примесей

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2302995C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540635C2 (ru) * 2012-11-22 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Способ получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов из природного магнийсодержащего сырья
RU2609552C1 (ru) * 2015-11-11 2017-02-02 Николай Петрович Дядченко Монорельсовая система

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1192043A (en) * 1966-06-01 1970-05-13 Pechiney Prod Chimiques Sa A Process for the Purification of Sodium Aluminate Liquors
GB1520352A (en) * 1975-04-25 1978-08-09 Giulini Gmbh Geb Removal of organic impurities from aluminate liquor
SU831733A1 (ru) * 1979-09-18 1981-05-23 Красноярский Институт Цветных Ме-Таллов Им.M.И.Калинина Способ очистки щелочных алюминатныхРАСТВОРОВ OT пРиМЕСЕй
US4597952A (en) * 1984-06-25 1986-07-01 Aluminium Pechiney Purification of solutions of sodium aluminate in the Bayer cycle by the removal of sodium oxalate
EP0297998A1 (fr) * 1987-06-02 1989-01-04 Aluminium Pechiney Procédé d'extraction et de purification du gallium des liqueurs Bayer
US5068095A (en) * 1986-07-31 1991-11-26 Aluminum Company Of America Method for reducing the amount of colorants in a caustic liquor
RU2085491C1 (ru) * 1994-03-29 1997-07-27 Красноярский институт цветных металлов Способ очистки алюминатного раствора от хрома

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1192043A (en) * 1966-06-01 1970-05-13 Pechiney Prod Chimiques Sa A Process for the Purification of Sodium Aluminate Liquors
GB1520352A (en) * 1975-04-25 1978-08-09 Giulini Gmbh Geb Removal of organic impurities from aluminate liquor
SU831733A1 (ru) * 1979-09-18 1981-05-23 Красноярский Институт Цветных Ме-Таллов Им.M.И.Калинина Способ очистки щелочных алюминатныхРАСТВОРОВ OT пРиМЕСЕй
US4597952A (en) * 1984-06-25 1986-07-01 Aluminium Pechiney Purification of solutions of sodium aluminate in the Bayer cycle by the removal of sodium oxalate
US5068095A (en) * 1986-07-31 1991-11-26 Aluminum Company Of America Method for reducing the amount of colorants in a caustic liquor
EP0297998A1 (fr) * 1987-06-02 1989-01-04 Aluminium Pechiney Procédé d'extraction et de purification du gallium des liqueurs Bayer
RU2085491C1 (ru) * 1994-03-29 1997-07-27 Красноярский институт цветных металлов Способ очистки алюминатного раствора от хрома

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2540635C2 (ru) * 2012-11-22 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" Способ получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов из природного магнийсодержащего сырья
RU2609552C1 (ru) * 2015-11-11 2017-02-02 Николай Петрович Дядченко Монорельсовая система

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2005254281B2 (en) Improvement to the Bayer process for the production of alumina trihydrate by means of alkaline leaching of bauxite, said method comprising a predesilicification step
WO2012145797A1 (en) Recovery of soda from bauxite residue
CN1033379C (zh) 从拜耳循环的铝酸钠溶液中除去草酸钠的方法
CA3118678C (en) Method for producing smelter-grade alumina from low-grade high-silicon aluminum-containing raw materials
AU2020343122A1 (en) Process for preparing alumina
JPH0260606B2 (ru)
US5068095A (en) Method for reducing the amount of colorants in a caustic liquor
RU2660864C2 (ru) Способ получения карбоната лития из литийсодержащих природных рассолов
US4915930A (en) Process for producing aluminum hydroxide of improved whiteness
AU700993B2 (en) Process for purifying sodium aluminate solutions containing sodium oxalate
CN103818940B (zh) 氯化铝溶液脱钙的方法及粉煤灰提取氧化铝的方法
EA013687B1 (ru) Способ извлечения глинозема
RU2302995C1 (ru) Способ очистки алюминатных растворов от примесей
JP2024508159A (ja) アルミナを調製する方法
CN112551564A (zh) 一种铝酸钠溶液的深度净化方法
US3728432A (en) Purification of sodium aluminate solutions
RU2259320C1 (ru) Способ переработки руды, содержащей магний
AU2011250647B2 (en) Process for recovery of alumina using tricalcium aluminate
RU2215690C2 (ru) Способ переработки нефелинового концентрата
CN1334240A (zh) 利用高岭岩(土)生产超纯氧化铝的工艺
RU2843763C1 (ru) Способ получения карбоната лития из литийсодержащих рассолов
AU2011250646B2 (en) Sequestration of carbon dioxide using tricalcium aluminate
RU2352658C2 (ru) Способ получения литийсодержащего глинозема из сподуменового концентрата
RU2313490C1 (ru) Способ переработки бокситов
RU2118391C1 (ru) Способ получения галлия

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071108