[go: up one dir, main page]

RU2537626C2 - Способ получения алюмокалиевых квасцов - Google Patents

Способ получения алюмокалиевых квасцов Download PDF

Info

Publication number
RU2537626C2
RU2537626C2 RU2013106979/05A RU2013106979A RU2537626C2 RU 2537626 C2 RU2537626 C2 RU 2537626C2 RU 2013106979/05 A RU2013106979/05 A RU 2013106979/05A RU 2013106979 A RU2013106979 A RU 2013106979A RU 2537626 C2 RU2537626 C2 RU 2537626C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rare
potassium
solution
alum
potassium alum
Prior art date
Application number
RU2013106979/05A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013106979A (ru
Inventor
Владимир Сергеевич Школьник
Абдурасул Алдашевич Жарменов
Владиллен Александрович Козлов
Андрей Юрьевич Кузнецов
Николас Джон Бриджен
Сергей Алексеевич Яшин
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса"
Владиллен Александрович Козлов
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 Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса", Владиллен Александрович Козлов filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса"
Publication of RU2013106979A publication Critical patent/RU2013106979A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2537626C2 publication Critical patent/RU2537626C2/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

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

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения алюмокалиевых квасцов подготавливают сырье, в качестве которого используют остатки доманиковых образований, содержащие алюминий, кремнезем, органическое вещество и включающие редкие и редкоземельные элементы. Проводят выщелачивание кислоторастворимых компонентов сырья в автоклаве раствором серной кислоты до ее остаточной концентрации 45-75 г/л. Полученную суспензию разделяют на жидкую фазу, содержащую алюминий, калий, натрий, редкие металлы, и твердую фазу, содержащую кремнезем и органическое вещество. В горячую жидкую фазу добавляют сульфат калия, охлаждают полученный раствор и проводят кристаллизацию алюмокалиевых квасцов. Сульфат калия добавляют из расчета связывания в алюмокалиевые квасцы 80-90% свободного сульфата алюминия с удержанием в растворе редких и редкоземельных элементов. Изобретение позволяет повысить выход алюмокалиевых квасцов с одновременным комплексным извлечением редких и редкоземельных элементов и получением углерод-кремнеземистого продукта. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.

Description

Изобретение относится с области комплексной переработки остатков доманиковых образований (черносланцевых свит), обогащенных органическим веществом (ОВ) и содержащих кремний, алюминий, натрий, калий, ванадий, уран, редкоземельные и другие металлы.
Получение алюмокалиевых квасцов K2SO4·(Al2SO4)3·24H2O (АКК) основано на малой растворимости при невысоких температурах. АКК представляют собой бесцветные октаэдрические кристаллы плотностью 1,04 г/см3. При температуре 93,5°C квасцы плавятся в кристаллизационной воде, при 120°C отдают 10 молекул воды, при 200°C образуют пористую массу безводных квасцов. Они могут быть выделены при добавлении сульфата калия к концентрированному горячему раствору сульфата алюминия (19-21 г/л А1). В процессе охлаждения раствора до температуры 15-25°C выпадают кристаллы АКК.
Недостатком этой технологии является то, что все исходные компоненты являются дорогостоящими и дефицитными.
Известен способ получения алюмокалиевых квасцов (патент РФ №2013373, МПК 5С01Р 7/76, 1994 г.), по которому исходную руду, дробленую до крупности 7-8 мм, после обжига при температуре 550-700°C в течение 2-х часов подвергают гидрохимической обработке расчетным количеством 30%-ного раствора серной кислоты в вертикальном реакторе при температуре 95-100°C в течение 5-6-ти часов последовательно в две стадии в противотоке раствора к руде. При этом из обожженной руды извлекается в раствор 90% алюминия, натрия и калия, а нерастворимый осадок состоит из кремнезема (SiO2). Полученный при этом раствор сульфата алюминия не содержит свободной серной кислоты и очищается от солей железа и ряда других элементов методом гидротермального осаждения. Из очищенного технологического раствора выделяют АКК путем дозировки расчетного количества хлористого калия и охлаждения раствора до 25-30°C.
Основными недостатками данного способа являются высокие энергетические затраты, связанные с обжигом, многостадийность, отсутствие комплексности использования сырья.
Известен способ получения алюмокалиевых квасцов (Позин М.Е. Технология минеральных солей. Л. Химия, 1970 г., с.655-657), включающий обработку нефелинового концентрата 74-76%-ной серной кислотой в течение 1-2 минут при расходе кислоты 83-88% от теоретически необходимого количества с образованием реакционной массы, ее вызревание в течение 14-15 минут при температуре 140°С, выщелачивание полученной массы горячей водой при соотношении воды и нефелина 2:1 в течение 20-25 минут с образованием кремнеземсодержащей суспензии, отделение жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, от твердой фазы, содержащей кремнезем и примесные минералы, введение в жидкую фазу хлорида калия, охлаждение полученного раствора с кристаллизацией квасцов (АКК) и их отделение от маточного раствора, содержащего сернокислый алюминий и поваренную соль, который можно использовать в качестве коагулянта для очистки питьевой воды или в бумажной промышленности.
Способ не предусматривает выделение кремнезема в виде высокодисперсного, высокочистого продукта и не может быть использован для сырья сложного состава, содержащего вредные металлы, например уран, ванадий и др.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения алюмокалиевых квасцов (патент РФ №2350564, МПК C01F 7/76, опубл. 23.03.2009 г.), включающий обработку нефелинсодержащего сырья разбавленной 12-20% серной кислотой в течение 5-20 минут. Использование разбавленной серной кислоты обеспечивает извлечение кислоторастворимых компонентов в жидкую фазу не только алюминия, натрия и калия, но и кремнезема в виде ортокремниевой кислоты.
Отличительной особенностью растворенного кремнезема является его высокая склонность к полимеризации, интенсивность которой зависит от концентрации кремнезема, температуры и продолжительности выдержки раствора.
Основной недостаток способа - неконтролируемое осаждение кремнезема как на стадии выщелачивания, так и кристаллизации АКК. Способ не позволяет удержать в растворе редкие и редкоземельных металлы (РиРЗМ).
Задачей настоящего изобретения является создание способа получения алюмокалиевых квасцов, позволяющего расширить сырьевую базу, получить углерод-кремнеземистый продукт, пригодный для производства ферросплавов, который не содержит радиоактивные металлы.
Техническим результатом изобретения является комплексное извлечение редких и редкоземельных металлов, повышение выхода АКК.
Технический результат достигается способом получения алюмокалиевых квасцов, в котором исходная руда измельчается и обрабатывается раствором серной кислоты (25-35%) в автоклаве при температуре 140-160°C, давлении 3 атм и окислительно-восстановительном потенциале Eh 350-450 мВ. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) в указанных пределах Eh 350-450 мВ позволяет удерживать элементы в определенных степенях окисления и тем самым менять их технологические свойства. Значение ОВП ниже 350 мВ не желателен, так как в растворе появляется железо в степени окисления (+II), повышение ОВП более 450 мВ приводит к появлению ванадия в степени окисления (+V) и ванадий с железом (+III) осаждается в виде труднорастворимого соединения.
Выщелачивание проводят до остаточной концентрации свободной серной кислоты 45-75 г/л. Концентрация серной кислоты является оптимальной для кристаллизации АКК и позволяет удержать в растворе редкие и редкоземельные металлы. Повышение содержания серной кислоты более 75 г/л нецелесообразно в связи с перерасходом кислоты и снижением выхода АКК на операции кристаллизации, а снижение менее 45 г/л не удерживает в растворе редкие и редкоземельные металлы. Затем разделяют автоклавную суспензию на жидкую фазу, содержащую алюминий, калий, натрий, редкие и редкоземельные металлы, и твердую фазу, содержащую кремнезем и органическое вещество, т.е. углерод-кремнеземистый продукт. При этом добавляют сульфат калия в горячую жидкую фазу свободного сульфата алюминия из расчета на связывание его на 80-90% в АКК, что позволит удержать редкие и редкоземельные металлы в растворе. В растворе одновременно существует двойная соль сульфата калия и алюминия [KAl(SO4)2] и свободный сульфат алюминия. Процесс кристаллизации проводится в условиях резкого охлаждения до 15-25°C воздушным перемешиванием и охлаждением рассолом через рубашку в течение не более 2-х часов при недостатке высаливающего агента (K2SO4) в количестве 80-90% от стехиометрически необходимого для осаждения АКК и получения раствора редких и редкоземельных металлов. Кристаллы АКК отделяются на центрифуге, а маточные растворы отправляются на передел извлечения редких и редкоземельных металлов. Выход АКК в целевой продукт составляет 91-92% от содержания в сырье. Аммиачной обработкой из АКК выделяется глинозем (Al2O3), а в раствор переводятся сульфаты калия и аммония.
При упарке раствора выделяется сульфат калия (K2SO4), который используется как оборотный продукт для кристаллизации АКК.
Указанные выше особенности и преимущества заявляемого изобретения поясняются нижеследующими примерами.
Пример 1. 1000 г дробленых до крупности - 0,2 мм остатков доманиковых образований, содержащих, мас.%: Al2O3 4,2, Na2O 1,7, K2O 1,2, SiO2 75,2, OB (органическое вещество) 15,1, сумма ∑РиРЗМ 1,1, - смешивают с 1 литром раствора серной кислоты и обрабатывают в автоклаве при температуре 150°C в течение 1 часа, давлении кислорода 3 атм и Eh 350 мВ. После обработки получают 1,05 л раствора, содержащего, г/л: 41,6 Al2O3, 13,3 Na2O, 6,0 K2O, 8,3 Fe2O3, сумма ∑РиРЗМ 6,7, свободной серной кислоты 72,5. В раствор добавляют 60 г сульфата калия и охлаждают до 25°C. Алюмокалиевые квасцы отфильтровывают. Получают 349,5 г алюмокалиевых квасцов влажностью 4,5%, содержащих, мас.%: Al2O3 10,1, K2O 9,3. Извлечение алюминия в раствор составило 98,6%, а в алюмокалиевые квасцы 91,2% от его содержания в растворе. Содержание суммы ∑РиРЗМ в растворе сохранилось на уровне 6,6 г/л.
Пример 2. Способ осуществляют согласно примеру 1. Отличие заключается в том, что 1000 г дробленых до крупности - 0,2 мм остатков доманиковых образований смешивают с 1 литром раствора серной кислоты и обрабатывают при температуре 150°C в течение 2 часов, давлении кислорода 3 атм и Eh 450 мВ. После обработки получают 1 л раствора, содержащего, г/л: 41,2 Al2O3, 13,0 Na2O, 5,8 K2O, 7,2 Fe2O3, сумма ∑РиРЗМ 6,5, свободной серной кислоты 45,3. После разделения на фильтрате получают кремнезем и органическое вещество, содержащее: ванадия - 0,05%, урана <0,001%. Получают 335,5 алюмокалиевых квасцов влажностью 4,2%, содержащие, мас.%: Al2O3 10,8, K2O 9,6. Кристаллизация АКК из раствора проводится по примеру 1. Извлечение алюминия в раствор составляет 98,1%, а в алюмокалиевые квасцы 90,1% от его содержания в растворе. Содержание суммы ∑РиРЗМ в растворе сохранилось на уровне 6,3 г/л.

Claims (3)

1. Способ получения алюмокалиевых квасцов, включающий подготовку сырья, обработку его раствором серной кислоты, выщелачивание кислоторастворимых компонентов, разделение на жидкую фазу, содержащую алюминий, калий, натрий, редкие металлы, и твердую фазу, содержащую кремнезем и органическое вещество, добавление в горячую жидкую фазу солей калия, охлаждение полученного раствора и кристаллизацию алюмокалиевых квасцов, отличающийся тем, что в качестве сырья используют остатки доманиковых образований, содержащие алюминий, кремнезем и органическое вещество, включающие редкие и редкоземельные элементы, выщелачивание проводят в автоклаве раствором серной кислоты до ее остаточной концентрации 45-75 г/л, а в горячий раствор сульфата алюминия добавляют сульфат калия из расчета связывания в алюмокалиевые квасцы 80-90% свободного сульфата алюминия с удержанием в растворе редких и редкоземельных элементов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание проводят при температуре 140-160°C, давлении кислорода 3 атм.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что кристаллизацию алюмокалиевых квасцов проводят резким охлаждением в течение не более 2 часов.
RU2013106979/05A 2012-03-12 2013-02-18 Способ получения алюмокалиевых квасцов RU2537626C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ2012/0302.1 2012-03-12
KZ20120302 2012-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013106979A RU2013106979A (ru) 2014-08-27
RU2537626C2 true RU2537626C2 (ru) 2015-01-10

Family

ID=51455912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013106979/05A RU2537626C2 (ru) 2012-03-12 2013-02-18 Способ получения алюмокалиевых квасцов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2537626C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104477960A (zh) * 2014-12-10 2015-04-01 兴安宸亿工贸有限公司 一种钾明矾的生产方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013373C1 (ru) * 1991-11-05 1994-05-30 Гакиф Закирович Насыров Способ переработки алунитовой руды на алюмокалиевые квасцы и сернокислый алюминий
RU93049852A (ru) * 1993-11-01 1996-10-27 Научно-производственное объединение "Камень и силикаты" Способ получения алюмокалиевых квасцов
CN101302024A (zh) * 2008-07-01 2008-11-12 南京信息工程大学 一种粒状硫酸铝钾的合成方法
RU2350564C2 (ru) * 2007-05-04 2009-03-27 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук Способ получения алюмокалиевых квасцов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2013373C1 (ru) * 1991-11-05 1994-05-30 Гакиф Закирович Насыров Способ переработки алунитовой руды на алюмокалиевые квасцы и сернокислый алюминий
RU93049852A (ru) * 1993-11-01 1996-10-27 Научно-производственное объединение "Камень и силикаты" Способ получения алюмокалиевых квасцов
RU2350564C2 (ru) * 2007-05-04 2009-03-27 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук Способ получения алюмокалиевых квасцов
CN101302024A (zh) * 2008-07-01 2008-11-12 南京信息工程大学 一种粒状硫酸铝钾的合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ под ред. Кнунянца И.Л., Москва, Советская энциклопедия, 1990, т. 2, с. 443, столбец 877 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104477960A (zh) * 2014-12-10 2015-04-01 兴安宸亿工贸有限公司 一种钾明矾的生产方法
CN104477960B (zh) * 2014-12-10 2016-08-17 兴安宸亿工贸有限公司 一种钾明矾的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013106979A (ru) 2014-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106830012B (zh) 一种以含氟废水为原料生产高品质氟化钠的方法
CN102718200B (zh) 硝酸分解中低品位磷矿制备工业级磷酸的方法
CN103952565B (zh) 一种钒渣铵盐浸取制备偏钒酸铵的方法
CN103523764B (zh) 一种降低湿法磷酸中镁铝杂质的方法
CN103979590B (zh) 一种制备高纯结晶氯化铝的方法
CN106319214B (zh) 一种从酸性多杂质含钒溶液中直接沉钒的方法
WO2017181759A1 (zh) 一种利用含锂废液制备无水氯化锂的方法
CN102649588A (zh) 一种用钛白副产物硫酸亚铁生产氧化铁红的方法
RU2350564C2 (ru) Способ получения алюмокалиевых квасцов
US10144650B2 (en) Method for recovery of the constituent components of laterites
CN104760979A (zh) 一种高纯氧化铝粉的制备工艺
CN114538471B (zh) 一种硫酸钠-氯化钠混合盐综合利用的方法
RU2458945C1 (ru) Способ получения смешанного коагулянта дигидроксохлорида алюминия и флокулянта кремниевой кислоты
WO2010125205A1 (es) Método de fabricación de sulfato ferroso a partir de cenizas de pirita
CN103787396A (zh) 从明矾石矿中制备出高纯度钾明矾和硫酸铝的方法
CN104557517B (zh) 一种废柠檬酸钠母液综合处理工艺
RU2537626C2 (ru) Способ получения алюмокалиевых квасцов
CN109534369B (zh) 一种膜集成制备氯化锂设备及其方法
CN103159259B (zh) 一种从拜耳法生产氧化铝流程的蒸发母液中提取五氧化二钒的方法
CN107265486A (zh) 利用含锂铝质岩制备碳酸锂的方法
CN104736482B (zh) 生产氧化铝的方法
RU2333891C2 (ru) Способ разложения бериллиевых концентратов
RU2314259C1 (ru) Способ переработки вольфрамсодержащего материала
CN115595668A (zh) 一种从白钨矿酸分解渣中提升钨含量同时生产半水硫酸钙晶须的方法
CN101343064B (zh) 从水晶石废料中分离提纯二氧化硅和氯化亚铈的方法

Legal Events

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

Effective date: 20190219