[go: up one dir, main page]

EA021252B1 - Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия - Google Patents

Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия Download PDF

Info

Publication number
EA021252B1
EA021252B1 EA201201044A EA201201044A EA021252B1 EA 021252 B1 EA021252 B1 EA 021252B1 EA 201201044 A EA201201044 A EA 201201044A EA 201201044 A EA201201044 A EA 201201044A EA 021252 B1 EA021252 B1 EA 021252B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
sodium
solution
acid
decomposition
sodium bicarbonate
Prior art date
Application number
EA201201044A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201201044A1 (ru
Inventor
Александер Вельтер
Original Assignee
Плизон Венчерез Лтд.
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 Плизон Венчерез Лтд. filed Critical Плизон Венчерез Лтд.
Publication of EA201201044A1 publication Critical patent/EA201201044A1/ru
Publication of EA021252B1 publication Critical patent/EA021252B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
    • C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
    • C01F7/066—Treatment of the separated residue

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия относится к цветной металлургии, в частности к области производства глинозема щелочным гидрохимическим способом. При производстве глинозема щелочным гидрохимическим способом диоксид кремния, содержащийся в перерабатываемой руде, связывается в не растворимый в щелочных средах гидроалюмосиликат натрия -NaAlSiO∙2HO. При переработке красного шлама изобретение обеспечивает гидрохимическое разложение кристаллического гидроалюмосиликата натрия с получением алюмината натрия, геля кремниевой кислоты и железорудного продукта. Алюминат натрия возвращают в технологический процесс получения глинозема, а гель кремниевой кислоты и железорудный продукт - товарные продукты.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к области производства глинозема щелочным гидрохимическим способом.
Щелочной гидрохимический способ переработки алюмосиликатных руд на глинозем наиболее применим для низкокремнистых бокситов, для других алюмосиликатных руд либо ограничен (высококремнистые бокситы), либо непригоден (глины, бокситоподобные породы, силлиманиты) вследствие больших потерь полезных компонентов - оксидов натрия и алюминия с гидроалюмосиликатом натрия (см. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема, М.: Металлургия, 1970 с. 141).
При производстве глинозема щелочным гидрохимическим способом диоксид кремния, содержащийся в перерабатываемой руде, связывается в не растворимый в щелочных средах гидроалюмосиликат натрия -Ν;·ι2Α12δί2Οχ·2Η2Ο. Образование гидроалюмосиликата натрия обуславливает потери полезных компонентов - оксидов натрия и алюминия в составе отвального красного шлама при переработке высококачественных бокситов. При переработке низкокачественных бокситов с высоким содержанием диоксида кремния потери полезных компонентов с красным шламом настолько велики, что приходится перерабатывать красный шлам способом спекания.
Известен последовательный вариант переработки высококремнистых бокситов по способу Байерспекание (см. А.И. Лайнер, Производство глинозема, М, Металлургия, 1961, с. 575). По этому варианту богатый по А12О3 и Να2Ο красный шлам спекают в смеси с известняком и содой.
Обескремненный алюминатный раствор от выщелачивания спека смешивают с алюминатным раствором ветви Байера для совместной декомпозиции. Недостатками способа являются большие капитальные затраты, высокий расход топлива, значительные экологические выбросы, состав красного шлама иногда затрудняет спекание приготовленной шихты.
Известен щелочной способ производства глинозема из глины методом спекания (см. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема, М,: Металлургия, 1970 с. 142-143). Сущность способа заключается в спекании шихты, состоящей из глины, известняка и кальцинированной соды, с образованием при высокой температуре твердого алюмината натрия за счет окиси алюминия, содержащейся в сырье, переводе его в раствор и последующем выделении из этого раствора гидроксида алюминия, а диоксид кремния сырья при спекании связывается в двухкальциевый силикат, не растворимый в щелочных растворах. Этот метод утратил промышленное значение вследствие больших затрат технологических материалов, энергоресурсов и топлива, высокой капиталоемкости и значительных экологических выбросов.
Известен также щелочно-кислотный способ получения глинозема из высококремнистых алюминиевых руд (см. патент РФ № 2440296 кл. С01Р 7/20 опубл. 2012). По данному способу исходное сырье выщелачивают с образованием гидроалюмосиликатов щелочных металлов, которые разлагают путем обработки шлама слабым раствором сильной кислоты при низких температурах, при этом алюминий и щелочные металлы переходят в раствор, из которого далее выделяют гидроокись алюминия. Основной недостаток щелочно-кислотного способа - сложность регенерации сильных кислот.
Технической задачей изобретения является разработка способа гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия с целью снижения потерь полезных компонентов при переработке бокситов на глинозем, а также производство глинозема из других алюмосиликатных пород.
Поставленная задача реализуется следующим образом.
Кристаллический гидроалюмосиликат натрия разлагают при низкой температуре оборотным комплексоном - водным раствором смеси натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты и слабой кислоты. В результате разложения гидроалюмосиликата натрия образуются растворимые соединения комплексоната алюминия, кремниевой кислоты, натриевой соли слабой кислоты.
Ха2А12812О8‘2Н2О + 2ΝΗχ1Ι(4.χ)εάϋι + 2х/у НуА —»
-ь 2Ж[А1еб1а] +2^5)04 + 2х/у ЫщА + 2Н2О, [ 1 ] где А - анион слабой кислоты;
х - степень замещения атомов водорода карбоксильной группы этилендиаминтетрауксусной кислоты на атомы натрия, х = 1; 2; 3; 4;
у - основность слабой кислоты, у = 1; 2.
В полученный раствор вводят коагулянт и нагревают с целью коагуляции кремниевой кислоты, образовавшийся гель кремниевой кислоты отделяют от раствора, а раствор направляют на разложение комплексоната алюминия взаимодействием с избытком гидрокарбоната натрия.
Иа[А1еска] + 4ИаНСО3 = ΝηΑΙ[ΟΟ3](ΟΗ)2(. + Ха,-,ейа + ЗСО2+ Н2О [2]
В результате разложения комплексоната алюминия образуется осадок гидрокарбоалюмината натрия и маточный раствор комплексона. Осадок гидрокарбоалюмината натрия отделяют от маточного раствора. Маточный раствор комплексона упаривают, охлаждают и регенерируют карбонизацией под давлением газообразным диоксидом углерода, выкристаллизовавшийся гидрокарбонат натрия отделяют от раствора.
- 1 021252
ИадеЛа + (4~х)СО2 + (4-х)НгО -+ ИаДд^еЛа + (4-х)ПаНСОЦ [3]
ИауА + уСО2 + уН2О = НУА + уМаНСО3| [4]
Продукты регенерации - раствор комплексона и слабой кислоты, гидрокарбонат натрия - оборотные.
Г идрокарбоалюминат натрия кальцинируют с образованием алюмината натрия. ΐ
ЫаАЦСОзКОЦЬ -> ЫаАК^ + НгСД+СОД [5]
Алюминат натрия растворяют в алюминатном растворе и возвращают в процесс получения глинозема способом Байера.
Примеры выполнения изобретения поясняются схемами: фиг. 1 - переработка красного шлама;
фиг. 2 - гидрохимическая щелочная переработка глины на глинозем, слабая кислота - угольная; фиг. 3 - гидрохимическая щелочная переработка глины на глинозем, слабая кислота - уксусная. Пример 1. Переработка красного шлама (см. фиг. 1).
Состав твердой фазы красного шлама
ΝιΤ) - 12,8%, ΑΙ2Ο3 - 18,6%, З1О2 - 19,2%, Ре20з - 33,9%, Т1О2 - 4,3%.
Разложение твердой фазы красного шлама вели при следующих условиях:
оборотный раствор комплексона - концентрация двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты 120 г/дм3, концентрация уксусной кислоты 7%;
температура 25°С; время разложения 3 ч; отношение жидкое : твердое 10:1.
Жидкую фазу продуктов реакции отфильтровывали от нерастворимого осадка. Состав осадка - железорудного продукта: Να20 -0,31%, А12О3 - 4,70%, δί02 - 3,40%, Ре2О3 -75,3%, ТЮ2 - 7,3%.
Извлечение из твердой фазы красного шлама в жидкую фазу составило: по №-12О - 98,8%, А12О3 89,0%.
Жидкую фазу выдерживали при температуре 120°С в течение двух часов для коагуляции кремниевой кислоты. Образовавшийся гель кремниевой кислоты состава: №-12О - 1,5%, А12О3 - 1,4%, ЗЮ2 - 77,9 отфильтровывали, а обескремненный раствор разлагали при 90°С взаимодействием с раствором гидрокарбоната натрия, взятого с 30% избытком от стехиометрического. При разложении выпал осадок гидрокарбоалюмината натрия состав: №-12О - 20,4%, А12О3 - 34,4%, ЗЮ2 - 0,4%, Ре2О3 - 0,03%. Осадок гидрокарбоалюмината натрия отфильтровывали и кальцинировали при температуре 700°С, в течение 30 мин. Образовавшийся алюминат натрия имел состав: №-12О - 36,3%, А12О3 - 62,2%, ЗЮ2 - 0,8%, Ре2О3 - 0,1%.
Пример 2. Гидрохимическая щелочная переработка глины на глинозем (см. фиг. 2).
Навеску глины состава №-12О - 0,25%, А12О3 - 37,50%, ЗЮ2 - 44,80%, Ре2О3 - 1,59%, ТЮ2 - 2,51% выщелачивали раствором каустической щелочи в следующем режиме:
концентрация №-12О|.:у 120 г/дм3, отношение жидкое : твердое, ж:т 7:1, время выщелачивания 5 ч, температура выщелачивания 102°С.
Твердую фазу, образовавшуюся в процессе выщелачивания, отфильтровывали, промывали. Химический состав твердой фазы продукта выщелачивания глины: №-12О-19.0%. А12О3 - 29,70%, ЗЮ2 - 36,30%, Ре2О3 - 1,50%, ТЮ2 - 2,50%; вещественный - в основном гидроалюмосиликат натрия №-12-А12-8ьО8-2Н2О.
Разложение гидроалюмосиликата натрия вели при следующих условиях:
оборотный комплексон - концентрация двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты 100 г/дм3;
отношение жидкое : твердое 10:1; температура 25°С; давление диоксида углерода 40 бар; время разложения 4 ч.
Жидкую фазу продуктов реакции отфильтровывали от нерастворимого осадка примесей и выдерживали под давлением СО2 16 бар при температуре 120°С в течение дух часов для коагуляции кремниевой кислоты. Образовавшийся гель кремниевой кислоты состава: 8Ю2 - 84,60%, А12О3 - 0,63%, №-12О 1,15% отфильтровывали, а обескремненный раствор разлагали при температуре 25°С взаимодействием с раствором гидрокарбоната натрия, взятого с 30% избытком от стехиометрического.
Выпавший осадок гидрокарбоалюмината натрия отделяли от раствора фильтрацией. Состав осадка: №-12О - 21,40%, А12О3 - 36,80%, ЗЮ2 - 0,81%. Гидрокарбоалюминат натрия кальцинировали при температуре 700°С, в течение 0,5 ч. Полученный при этом алюминат натрия имел следующий состав: №-12О 35,80%, А12О3 - 61,50%, 8Ю2 - 1,40%.
Пример 3. Гидрохимическая переработка глины на глинозем (см. фиг. 3).
Навеску глины выщелачивали аналогично примеру 2.
Разложение гидроалюмосиликата натрия вели при следующих условиях:
- 2 021252 оборотный комплексон - концентрация двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты 100 г/дм3, концентрация уксусной кислоты 7%;
температура 25°С; время разложения 1,5 ч.
Жидкую фазу продуктов реакции отфильтровывали от нерастворимого осадка примесей и выдерживали при температуре 120°С в течение двух часов для коагуляции кремниевой кислоты. Образовавшийся гель кремниевой кислоты состава: δίθ2 - 83,50%, А12О3 - 0,50%, Να2Ο - 0,60%, Ре2О3 - 0,05% отфильтровывали, а обескремненный раствор разлагали при температуре 90°С, взаимодействием с гидрокарбонатом натрия, взятом с избытком 30% от стехиометрического.
Выпавший осадок гидрокарбоалюмината натрия отделяли от раствора фильтрацией. Состав осадка: Να2Ο - 21,30%, А12О3 - 36,70%, δίΟ2 - 0,51%. Гидрокарбоалюминат натрия кальцинировали при температуре 700°С, в течение 0,5 ч. Полученный при этом алюминат натрия имел следующий состав: Να2Ο35,9%, А12О3 - 62,0%, δίΟ2 - 0,83%.

Claims (6)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия, отличающийся тем, что гидроалюмосиликат натрия разлагают при низкой температуре оборотным раствором комплексона - этилендиаминтетрауксусной кислоты или натриевых солей этилендиаминтетрауксусной кислоты в присутствии слабой угольной или уксусной кислоты с образованием растворимых соединений комплексоната алюминия, кремниевой кислоты, натриевой соли слабой кислоты - карбоната, гидрокарбоната или ацетата натрия; нерастворимые примеси отделяют от раствора; в раствор добавляют коагулянт, нагревают до температуры 100-120°С с целью коагуляции кремниевой кислоты, образовавшийся гель кремниевой кислоты отделяют от раствора; обескремненный раствор комплексоната алюминия разлагают взаимодействием с избытком гидрокарбоната натрия, в результате образуется осадок гидрокарбоалюмината натрия и маточный раствор; осадок гидрокарбоалюмината натрия отделяют, а маточный раствор упаривают, охлаждают и регенерируют карбонизацией газообразным диоксидом углерода под давлением не ниже 16 бар с образованием осадка гидрокарбоната натрия, который отделяют от раствора комплексона, гидрокарбоалюминат натрия кальцинируют при температуре 700-900°С с образованием алюмината натрия, который возвращают в процесс производства глинозема.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура разложения гидроалюмосиликата натрия составляет 20-45°С.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии разложения гидроалюмосиликата натрия слабая угольная кислота образуется при карбонизации диоксидом углерода оборотного раствора комплексона натриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты/этилендиаминтетрауксусной кислоты под давлением не ниже 16 бар.
  4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что разложение комплексоната алюминия ведут взаимодействием с гидрокарбонатом натрия, взятым с избытком от 30 до 100% от стехиометрического.
  5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадиях выделения твердых фаз из растворов - геля кремниевой кислоты, гидрокарбоалюмината применяется оборотная затравка соответствующего компонента.
  6. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукты регенерации раствора комплексона, слабой кислоты и гидрокарбонат натрия являются оборотными.
EA201201044A 2012-06-20 2012-08-22 Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия EA021252B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12004615.6A EP2676933B1 (de) 2012-06-20 2012-06-20 Verfahren zur kalten hydrochemischen Zersetzung von Natriumhydrogenalumosilikat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201201044A1 EA201201044A1 (ru) 2013-12-30
EA021252B1 true EA021252B1 (ru) 2015-05-29

Family

ID=46704430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201201044A EA021252B1 (ru) 2012-06-20 2012-08-22 Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2676933B1 (ru)
CN (1) CN103508460B (ru)
EA (1) EA021252B1 (ru)
ES (1) ES2531879T3 (ru)
HU (1) HUE024530T2 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106319218B (zh) 2015-06-16 2019-12-24 有研稀土新材料股份有限公司 从含稀土的铝硅废料中回收稀土、铝和硅的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2205558A (en) * 1987-05-18 1988-12-14 Lonhro Plc Recovery of alumina from aluminosilicates
CN1153141A (zh) * 1996-08-15 1997-07-02 张德明 自然反应一步酸溶法生产液体硫酸铝工艺
US7090809B2 (en) * 2000-12-31 2006-08-15 Ati-Aluminum Technologies Israel Ltd. Production of aluminum compounds and silica from ores
RU2440296C2 (ru) * 2009-10-19 2012-01-20 Дмитрий Ефимович Выдревич Щелочно-кислотный способ получения глинозема из высококремнистых алюминиевых руд

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3442795A (en) * 1963-02-27 1969-05-06 Mobil Oil Corp Method for preparing highly siliceous zeolite-type materials and materials resulting therefrom
AUPN808196A0 (en) * 1996-02-15 1996-03-07 Queensland Alumina Limited Red mud processing
CN101423237B (zh) * 2008-11-14 2010-09-29 沈阳化工学院 中高浓度硅铝酸钠溶液添加复合脱硅剂深度脱硅的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2205558A (en) * 1987-05-18 1988-12-14 Lonhro Plc Recovery of alumina from aluminosilicates
CN1153141A (zh) * 1996-08-15 1997-07-02 张德明 自然反应一步酸溶法生产液体硫酸铝工艺
US7090809B2 (en) * 2000-12-31 2006-08-15 Ati-Aluminum Technologies Israel Ltd. Production of aluminum compounds and silica from ores
RU2440296C2 (ru) * 2009-10-19 2012-01-20 Дмитрий Ефимович Выдревич Щелочно-кислотный способ получения глинозема из высококремнистых алюминиевых руд

Also Published As

Publication number Publication date
HUE024530T2 (en) 2016-01-28
CN103508460A (zh) 2014-01-15
EA201201044A1 (ru) 2013-12-30
ES2531879T3 (es) 2015-03-20
EP2676933B1 (de) 2014-12-03
CN103508460B (zh) 2016-08-03
EP2676933A1 (de) 2013-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103922416B (zh) 一种从赤泥中分离回收铁的方法
CN101734698B (zh) 一种由含铝物料制备氧化铝的方法
CN103693665B (zh) 一种粉煤灰制备高纯氧化铝的方法
CN101863500B (zh) 一种含铝冶金物料生产氧化铝的方法
US10815549B2 (en) Method for the purification of alumina
CN102002585B (zh) 一种石煤酸浸液生产钒铁合金的方法
CN105776150A (zh) 一种协同活化粉煤灰和分解石膏回收硫资源的方法
WO2010088863A1 (zh) 一种金属离子的沉淀方法
CN101760641B (zh) 从硫酸镁溶液中回收镁的工艺
CN103420405A (zh) 一种从含铝废渣中提取氧化铝的方法
WO2013143335A1 (zh) 碱法提取粉煤灰中氧化铝的方法
CN104591234B (zh) 由工业氢氧化镁制备轻质碳酸镁的工艺
US10144650B2 (en) Method for recovery of the constituent components of laterites
CN102674643A (zh) 一种草酸浸取-光催化回收赤泥中氧化铁的方法
CN102476820A (zh) 一种湿法从粉煤灰中提取氧化铝的方法
CN102502733A (zh) 一种高浓度碱液常压处理三水铝石矿的方法
CN108396158A (zh) 一种电解锰过程的复盐结晶物的处理方法
CN103880044B (zh) 一种采用钾长石粉制备碳酸钾的方法
RU2009120931A (ru) Способ очистки железной руды от мышьяка и фосфора
CN100594245C (zh) 利用氯化物型盐湖提钾副产的氯化镁制备合成煅白的方法
KR20220100574A (ko) 알루미나 제조 방법
CN109022806A (zh) 一种利用钒液除杂钒泥制备五氧化二钒的方法
EA021252B1 (ru) Способ холодного гидрохимического разложения гидроалюмосиликата натрия
CN103342377B (zh) 一种铝酸钠溶液石灰苛化除草酸钠的方法
RU2571244C1 (ru) Способ получения чистой вольфрамовой кислоты

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU