×
04.11.2019
219.017.de7e

Способ получения металлургического глинозема кислотно-щелочным способом

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано при переработке низкосортного высококремнистого алюмосодержащего сырья. Для получения металлургического глинозема каолиновые глины выщелачивают в автоклаве соляной кислотой в течение 60-180 мин при температуре 130-190°C. Пульпу после выщелачивания фильтруют при температуре 55-75°C. Через осветленный алюмохлоридный раствор пропускают газообразный хлороводород для кристаллизации гексагидрата хлорида алюминия. Полученные кристаллы подвергают кальцинации при температуре 700-900°C с получением чернового глинозема. Черновой глинозем направляют на двухстадийное выщелачивание. Первую стадию выщелачивания проводят при атмосферном давлении, температуре 90-115°C в течение 60-140 мин. Вторую стадию выщелачивания проводят в автоклаве при давлении 5-15 бар, температуре 130-180°C и продолжительности 60-140 мин. Алюминатный раствор после выщелачивания отделяют от нерастворившегося осадка и направляют на декомпозицию для осаждения гидроксида алюминия, который подвергают кальцинации при температуре 1000-1200°С. Изобретение позволяет повысить чистоту металлургического глинозема, снизить энергозатраты при его получении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии, в частности к кислотным способам получения глинозема и может быть использовано при переработке низкосортного высококремнистого алюмосодержащего сырья.

Известен способ получения глинозема, включающий предварительный обжиг исходного алюмосодержащего сырья, выщелачивание исходного сырья соляной кислотой, высаливание хлорида алюминия методом насыщения осветленного хлоридного раствора газообразным хлороводородом, обработку осажденного хлорида алюминия водным аммиаком, термическое разложение образовавшегося осадка и пирогидролиз маточного раствора [пат. RU 2554136, кл. C01F 7/22, C01F 7/20, опубл. 27.06.2015].

К недостаткам данного способа относятся необходимость предварительного обжига исходного сырья с хлоридом аммония перед выщелачиванием, низкое извлечение алюминия в раствор при выщелачивании, а также использование энергозатратных операций пирогидролиза раствора после высаливания и многостадийной упарки раствора хлористого аммония.

Известен способ получения глинозема, включающий измельчение алюмосодержащего сырья, автоклавное выщелачивание сырья соляной кислотой, фильтрацию хлоридной пульпы с получением кремнеземного осадка и осветленного хлоридного раствора, кристаллизацию гексагидрата хлорида алюминия из осветленного хлоридного раствора, кальцинацию гексагидрата хлорида алюминия с получением чернового глинозема, выщелачивание чернового глинозема щелочными растворами, декомпозицию алюминатного раствора, кальцинацию гидроксида алюминия [пат. RU 2647041, кл. C01F 7/20, C01F 7/30, опубл. 13.03.2018].

К недостаткам данного способа относятся невысокая степень чистоты получаемого глинозема, а также разработка оптимальных режимов технологии для определенного типа сырья постоянного состава, заключающаяся в неопределенности температурных, временных и других интервалов основных переделов технологии, препятствующая получению стабильного потока целевого компонента требуемого качества в случае варьирования характеристик исходного сырья. Помимо этого, температура кальцинации кристаллов гексагидрата хлорида алюминия, равная 600°C, является причиной повышенного содержания хлора в черновом глиноземе, что приводит к сильному загрязнению оборотного щелочного раствора при последующем выщелачивании чернового глинозема и, как следствие, к дополнительным затратам на очистку оборотного раствора от примесных солей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ получения глинозема, включающий выщелачивание алюминийсодержащего сырья соляной кислотой, образование кристаллов гексагидрата хлорида алюминия методом выпаривания хлоридного раствора и термическое разложение кристаллов гексагидрата хлорида алюминия [пат. RU 2570077, кл. C01F 7/30, C01F 7/22, опубл. 10.12.2015]. При этом операцию кристаллизации проводят с добавлением хлорида кальция при отношении массы хлорида кальция к расчетной массе глинозема в осветленном растворе, равном 2-4 в присутствии затравочных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия со средним размером частиц 250-500 мкм.

К недостаткам данного способа относятся также низкое извлечение алюминия в раствор, обусловленное значительными потерями алюминия при выщелачивании и сложность технической реализации процесса кристаллизации гексагидрата хлорида алюминия с применением выпаривания хлоридного раствора в присутствии затравки.

Технический результат предлагаемого изобретения направлен на повышение эффективности солянокислотного выщелачивания каолиновых глин за счет увеличения извлечения алюминия в алюмохлоридный раствор до 93-98% и улучшение качества получаемого глинозема до 99,4%.

Указанный технический результат достигается тем, что получение металлургического глинозема производят способом, включающим выщелачивание каолиновых глин соляной кислотой в автоклавных условиях при температуре 130-190°C в течение 60-180 минут, фильтрацию полученной пульпы при температуре 55-75°C, высаливание гексагидрата хлорида алюминия из осветленного алюмохлоридного раствора газообразным хлороводородом, фильтрацию пульпы после кристаллизации, кальцинацию гексагидрата хлорида алюминия с получением чернового глинозема, двухстадийное выщелачивание чернового глинозема раствором щелочи, фильтрацию пульпы после выщелачивания, декомпозицию алюминатного раствора для осаждения гидроксида алюминия и кальцинацию гидроксида алюминия с получением глинозема металлургического качества.

При этом, выщелачивание каолиновых глин в автоклаве высокого давления производят 15-25%-ной соляной кислотой.

Помимо этого, кальцинацию кристаллов гексагидрата хлорида алюминия проводят при температуре 700-900°C, а гидроксида алюминия - при температуре 1000-1200°C.

Также, выщелачивание чернового глинозема осуществляется в две стадии, при этом первую стадию проводят при атмосферном давлении - температуре 90-115°C и продолжительности 60-140 минут, а вторую - при давлении 5-15 бар, температуре 130-180°C и продолжительности 60-140 минут. Применение двухстадийного выщелачивания чернового глинозема щелочными растворами в атмосферных и автоклавных условиях, в сочетании с декомпозицией полученного алюминатного раствора и последующей кальцинацией гидрокисда алюминия позволяет получить большую степень чистоты получаемого глинозема по сравнению с использованиием автоклавного выщелачивания и сократить энергозатраты на передел.

Проведение выщелачивания каолиновых глин соляной кислотой в автоклавных условиях позволяет вести процесс при температуре 130-190°C, при меньших температурах выщелачивания извлечение алюминия в раствор снижается, что приведет к большим потерям алюминия с пустой породой.

Интервалы температуры 130-190°C и продолжительности 60-180 минут солянокислотного выщелачивания каолиновых глин обусловлены тем, что при температуре ниже 130°C и продолжительности менее 60 минут процесс характеризуется высокими потерями алюминия, а при температуре выше 190°C и продолжительности более 180 минут извлечение алюминия в раствор увеличивается незначительно.

Интервал концентрации соляной кислоты при выщелачивании 15-25% обусловлен тем, что при концентрации кислоты меньше 15% процесс характеризуется низким извлечением алюминия в раствор. Увеличение концентрации соляной кислоты выше 25% способствует сокращению срока эксплуатации коррозионностойкого оборудования.

Интервал температуры при фильтрации пульпы 55-75°C после выщелачивания обусловлен тем, что при температуре ниже 55°C процесс характеризуется низкой производительностью, а увеличение температуры фильтрации выше 75°C способствует гелеобразованию кремниевой кислоты и сжатию структурной сетки геля, что приводит к увеличению удельного сопротивления осадка и уменьшению производительности фильтрования.

Интервал температуры при кальцинации кристаллов гексагидрата хлорида алюминия 700-900°C обусловлен тем, что при температуре ниже 700°C полученный черновой глинозем характеризуется повышенным содержанием остаточного хлора. При температуре кальцинации выше 900°C наблюдается повышенное содержание α-фазы в черновом глиноземе, что негативно сказывается на его последующей щелочной обработке.

Двухстадийное выщелачивание чернового глинозема растворами щелочи обусловлено тем, что на первой стадии выщелачивания в атмосферных условиях при температуре 90-115°C и продолжительности 60-140 минут, большая часть глинозема переходит в раствор, а на второй стадии выщелачивания в автоклавных условиях при температуре 130-180°C и продолжительности 60-140 минут доизвлекается нерастворившаяся при атмосферном выщелачивании часть глинозема. Такой подход к проведению выщелачивания чернового глинозема позволяет значительно сократить энергозатраты на передел.

Интервалы температуры 90-115°C и продолжительности 60-140 минут при атмосферном выщелачивании чернового глинозема обусловлены тем, что при температуре ниже 90°C и продолжительности менее 60 минут процесс характеризуется низкой производительностью, а выщелачивание при температуре выше 115°C в атмосферных условиях неосуществимо.

Интервалы температуры 130-180°C и продолжительности 60-140 минут при автоклавном выщелачивании чернового глинозема обусловлены тем, что при температуре ниже 130°C и продолжительности менее 60 минут процесс является малопроизводительным, а при температуре выше 180°C извлечение глинозема в раствор увеличивается незначительно.

Интервал температуры при кальцинации гидроксида алюминия 1000-1200°C обусловлен тем, что при температуре ниже 1000°C полученный глинозем не отвечает требованиям, предъявляемым к металлургическому глинозему. При температуре кальцинации выше 1200°C наблюдается повышенное содержание α-фазы в глиноземе, что негативно сказывается на последующем получении алюминия электролизом.

Пример осуществления изобретения. В автоклав подают оборотную соляную кислоту заданной концентрации и подготовленную навеску каолиновой глины. Нагрев реакционной смеси до заданной температуры осуществляют с помощью подачи теплоносителя в рубашку автоклава. Прореагировавшую смесь направляют на фильтрацию для отделения алюмохлоридного раствора от нерастворившегося осадка - сиштофа. Далее через осветленный раствор пропускают газообразный хлороводород для выделения из раствора кристаллов хлорида алюминия. Выделившиеся кристаллы отделяют от маточного раствора и прокаливают с получением чернового глинозема. Полученный черновой глинозем подвергают двухстадийному выщелачиванию щелочными растворами. Далее алюминатный раствор отделяют от нерастворившегося осадка и направляют на декомпозицию для выделения гидроксида алюминия. Выделившийся гидроксид алюминия отделяют от маточного раствора и подвергают операции кальцинации с получением металлургического глинозема. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 322 items.
20.06.2016
№217.015.03df

Оправка прошивного стана

Изобретение относится к области обработки металлов давлением на станах винтовой прокатки. Оправка имеет переменный профиль. Возможность удаления дефектов непрерывнолитой заготовки, уменьшение разностенности получаемых гильз обеспечивается за счет того, что в оправке с переднего торца,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587702
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.04.2016
№216.015.2b53

Способ изготовления струеформирующих сопел

Изобретение относится к области производства струеформирующих сопел, которые могут быть использованы для очистки поверхностей, удаления покрытий, создания шероховатости на поверхности, для резки и разделения материалов. Способ включает формирование рабочего отверстия в композиционном алмазном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579598
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2b79

Усиливающий сверхпроводящий метаматериал

Использование: для сверхмалошумящего усиления слабых радиотехнических сигналов. Сущность изобретения заключается в том, что усиливающий сверхпроводящий метаматериал состоит из гальванически связанных элементарных ячеек, смещенных постоянным током и проявляющих эффект квантовой интерференции с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579813
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2c52

Способ акустического каротажа

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения координат трещиноватых зон, пересекающих измерительную скважину, пробуренную в кровле выработки. Способ основан на экспериментально установленной закономерности влияния трещиноватой зоны на корреляционные характеристики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579820
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cca

Способ извлечения золота из руд

Изобретение относится к области цветной металлургии. Способ извлечения золота включает цианирование руды при измельчении. В мельницу последовательно подают при соотношении твердой фазы к жидкой фазе от 3:2 до 2:1 предварительно дробленную до крупности фракций от 2 мм до 4 мм руду, добавку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579858
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cd6

Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали перед его нагревом в методической печи под прокатку

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при подготовке слябов из низколегированных сталей перед нагревом под прокатку. Способ защиты поверхности сляба из низколегированной стали при прокатке включает напыление алюминиевого газотермического покрытия на широкие грани...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579866
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2d7d

Способ получения деформированных полуфабрикатов из сплава на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к деформируемым сплавам на основе алюминия системы Al-Fe-Si в виде тонколистового проката, фольги, листов, плит, прессованных профилей, проволоки и др. Из деформированных полуфабрикатов могут быть получены изделия, предназначенные для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579861
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e9d

Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при проектировании зданий и сооружений для определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах. Для этого осуществляют бурение скважин с отбором керна, оттаивают полученный образец замороженного грунта и определяют суммарное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580316
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3217

Способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к медицине. Описан способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, который включает электроискровую обработку поверхности подложки обрабатывающим электродом, следующего состава (вес. %):биоактивная добавка - 5-40,антибактериальная металлическая добавка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580628
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.321e

Способ получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом

Изобретение относится к области медицины, а именно к способу получения биоактивного покрытия с антибактериальным эффектом, включающий электроискровую обработку поверхности токопроводящей подложки обрабатывающим электродом, состоящим из биоактивной добавки в количестве 5-40 вес.%;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580627
Дата охранного документа: 10.04.2016
Showing 1-10 of 24 items.
20.12.2013
№216.012.8d5c

Совмещенный карботермический способ получения кальция из карбоната

Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения кальция, в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме. Способ включает приготовление шихты из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501871
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.11.2014
№216.013.0765

Способ переработки сульфидного никелевого сырья

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности никеля, и может быть использовано для переработки сульфидного никелевого сырья, в том числе концентратов и файнштейнов, содержащих в качестве примесей медь и кобальт, с получением чистых металлов или их солей. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533294
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.01.2015
№216.013.1c0a

Способ получения высокочистого оксида алюминия электролизом

Изобретение относится к способу получения высокочистого оксида алюминия электролизом, включающему анодное растворение алюминия высокой чистоты в водном растворе хлорида аммония, отделение гидроксильного осадка, его промывку дистиллированной водой и прокаливание. Способ характеризуется тем, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538606
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.01.2015
№216.013.20ea

Способ получения оксидной шихты, пригодной для производства цветных кристаллов корунда

Изобретение относится к способу получения оксидной шихты, пригодной для производства цветных кристаллов корунда, включающему анодное растворение сплава на основе алюминия высокой чистоты в водном растворе, содержащем катионы , Na или их смеси, отделение гидроксильного осадка, его промывку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539874
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.06.2015
№216.013.507b

Датчик измерения механических напряжений

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой датчик механических напряжений. Датчик включает прямоугольную пластину из полимерного материала, на верхней поверхности которой сделано углубление, в котором помещается детектор, при этом внутри прямоугольной пластины вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552124
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.01.2016
№216.013.a041

Установка для металлотермического восстановления щелочно-земельных металлов

Изобретение относится к металлургии. Установка включает реакционную камеру, с противоположных сторон которой расположены камера загрузки сырьевых брикетов и камера разгрузки обработанных брикетов. Теплоизоляционный корпус реакционной камеры соединен с первым механизмом вертикального перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572667
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.01.2017
№217.015.7e29

Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления постоянных магнитов из магнитотвердых материалов, на основе соединений редкоземельных металлов и может быть использовано в электротехнической, автомобильной, приборостроительной и других областях промышленности. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601149
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.863f

Способ получения сплава неодим-железо и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электролитическому получению сплавов. Получают сплав неодим-железо, содержащий 78-96 мас.% неодима. В электролизер загружают оксид неодима, железо в виде стружки, расплав солевой смеси в качестве электролита через загрузочный карман, в котором устанавливают температуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603408
Дата охранного документа: 27.11.2016
24.08.2017
№217.015.94e4

Устройство для получения гидроксида алюминия

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Устройство для получения гидроксида алюминия содержит емкость для электролита. В емкости размещены алюминиевые электроды, закрепленные на токоподводящих элементах, которые соединены с источником питания электрического тока. Над...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608489
Дата охранного документа: 18.01.2017
25.08.2017
№217.015.b447

Термостойкая ткань из полимерных волокон и изделие, выполненное из этой ткани

Группа изобретений относится к текстильной промышленности, в частности к производству защитной одежды специального назначения. Термостойкая ткань образована переплетением основных и уточных нитей комбинированным полотняным переплетением, по основе основным репсом и по утку уточным репсом. Ткань...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614002
Дата охранного документа: 22.03.2017
+ добавить свой РИД