способ получения алюмосодержащего коагулянта

Формула изобретения

1. Способ получения алюмосодержащего коагулянта, включающий образование пульпы перемешиванием с водой отходов алюминиевого производства, содержащих наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, растворение солей щелочных металлов в водной фазе пульпы, отделение солей щелочных металлов от шлака посредством слива жидкой фазы пульпы и осаждения твердой фазы пульпы, обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой до полного растворения металлического алюминия и образования раствора коагулянта и отделение раствора коагулянта посредством фильтрации жидкой фазы продуктов обработки пульпы соляной кислотой, отличающийся тем, что в качестве отходов алюминиевого производства применяют шлак с гранулометрическим составом, имеющим фракцию частиц менее 0,1 мм, при этом перед образованием пульпы производят отмывку фракции частиц шлака менее 0,1 мм посредством перемешивания шлака с водой в течение 0,5-1 мин при массовом соотношении твердой и жидкой фаз 1:1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение солей щелочных металлов производят сначала в воде, а затем, по меньшей мере, однократным повторным взаимодействием с ненасыщенным раствором солей щелочных металлов, получаемых при сливе жидкой фазы пульпы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области неорганической химии, к средствам получения соединений алюминия, содержащих хлор.

Известен способ получения алюмосодержащего коагулянта, включающий обработку соляной кислотой алюмосодержащих сплавов (SU 618343, С 01 F 7/56, 1978 г.).

Недостатком известного способа является использование дорогостоящего сырья - алюмосодержащих сплавов и повышенные энергозатраты в случае проведения процесса при высоких температурах.

Более экономичным и наиболее близким аналогом заявляемому является способ получения алюмосодержащего коагулянта, включающий образование пульпы перемешиванием с водой отходов алюминиевого производства, содержащих наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, растворение солей щелочных металлов в водной фазе пульпы, отделение солей щелочных металлов от шлака посредством слива жидкой фазы пульпы и осаждения твердой фазы пульпы, обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой до полного растворения металлического алюминия и образования раствора коагулянта и отделение раствора коагулянта посредством фильтрации жидкой фазы продуктов обработки пульпы соляной кислотой (RU 2088544, С 04 В 7/24, 1997 г.).

Однако указанный известный способ не обеспечивает чистоту конечного продукта и полноту извлечения алюминия из-за неполного отделения солей щелочных металлов и потери части продуктивной фракции шлака на промежуточных операциях.

Техническим результатом, на который нацелено заявляемое изобретение, является увеличение эффективности процесса за счет более полной утилизации шлака и повышения качества алюмосодержащего коагулянта.

Указанный технический результат достигается способом получения алюмосодержащего коагулянта, включающим образование пульпы перемешиванием с водой отходов алюминиевого производства, содержащих наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, растворение солей щелочных металлов в водной фазе пульпы, отделение солей щелочных металлов от шлака посредством слива жидкой фазы пульпы и осаждения твердой фазы пульпы, обработку твердой фазы пульпы соляной кислотой до полного растворения металлического алюминия и образования раствора коагулянта и отделение раствора коагулянта посредством фильтрации жидкой фазы продуктов обработки пульпы соляной кислотой за счет того, что в качестве отходов алюминиевого производства применяют шлак с гранулометрическим составом, имеющим фракцию частиц менее 0,1 мм, при этом перед образованием пульпы производят отмывку фракции частиц шлака менее 0,1 мм посредством перемешивания шлака с водой в течение 0,5-1 мин при массовом соотношении твердой и жидкой фазы 1:1.

А также за счет того, что растворение солей щелочных металлов производят сначала в воде, а затем, по меньшей мере, однократным повторным взаимодействием с ненасыщенным раствором солей щелочных металлов, получаемых при сливе жидкой фазы пульпы.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

В качестве исходного сырья - отходов алюминиевого производства применяют шлак с гранулометрическим составом, имеющим фракцию частиц менее 0,1 мм, например, со следующим распределением, мас.%:

0,04-0,08 мм - 10,5

0,08-0,14 мм - 12,4

0,14-0,25 мм - 16

0,25-0,315 мм - 9

Более 0,315 мм - Остальное.

Состав шлака должен содержать наряду с прочими компонентами металлический алюминий и соли щелочных металлов, например, при следующем соотношении, мас%:

Хлориды К и Na - 5-45

Аl Металлический - 12-25

Оксид алюминия - 10-25

Оксид кремния - 5-15.

Пылевидная фракция частиц менее 0,1 мм такого шлака образуется, как правило, из компонентов, не содержащих металлический алюминий и его соединения и обладающих по этой причине механическими свойствами, способствующими их дисперсии до пылевидного состояния.

Навеску шлака вместе с водой помещают в миксер при массовом соотношении твердой и жидкой фазы 1:1 и перемешивают в течение 0,5-1 минуты. В результате перемешивания еще до начала растворения солей происходит отмывка частиц шлака менее 0,1 мм с образованием суспензии, которую сливают без отстоя в приемную емкость, при этом фракции шлака из более крупных частиц остаются в миксере.

Эта часть шлака подвергается перемешиванию с водой при массовом соотношении твердой и жидкой фазы 1:1 в течение 20 минут, в процессе которого происходит образование пульпы и растворение солей щелочных металлов в ее жидкой фазе.

Полученный таким образом ненасыщенный раствор сливают из миксера с одновременным осаждением твердой фазы, пропускают через фильтры и отстойники и повторно направляют в миксер. В результате повторного взаимодействия (по меньшей мере, однократного или более) с шлаком концентрация раствора солей повышается до 25-28%, что делает его пригодным для промышленного применения, например при регенерировании фильтров ТЭЦ и котельных.

Оставшуюся после отмывки и растворения солей твердую фазу пульпы обрабатывают соляной кислотой с концентрацией до 25% в соответствии со стехиометрией получения коагулянта Аl₂(ОН)₃Сl (в расчете на металлический алюминий) до полного растворения алюминия, содержащегося в шлаке.

По окончании реакции и достижении рН 5-6 жидкую фазу продуктов обработки пульпы из миксера пропускают через систему фильтров и отстойников, обеспечивая тем самым осветление, удаление нежелательных примесей и получение в конечном итоге раствора алюмосодержащего коагулянта с плотностью 1300-1320 кг/м³ для промышленного применения.

Нерастворимая часть шлака, промытая и обессоленная, может быть использована для производства строительных материалов.