способ получения оксида алюминия

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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 см ³ 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 см ³ 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 H2SO 4, 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.