RU2350564C2 - Potassium alum production method - Google Patents
Potassium alum production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350564C2 RU2350564C2 RU2007116931/15A RU2007116931A RU2350564C2 RU 2350564 C2 RU2350564 C2 RU 2350564C2 RU 2007116931/15 A RU2007116931/15 A RU 2007116931/15A RU 2007116931 A RU2007116931 A RU 2007116931A RU 2350564 C2 RU2350564 C2 RU 2350564C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potassium
- liquid phase
- nepheline
- alum
- silica
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к получению алюмокалиевых квасцов, используемых в химической, бумажной, кожевенной, текстильной, пищевой и фармацевтической промышленности.The invention relates to the technology of inorganic substances, in particular to the production of potassium alum used in the chemical, paper, leather, textile, food and pharmaceutical industries.
Получение алюмокалиевых квасцов К2SO4·Al2(SO4)3·24Н2O основано на их малой растворимости при невысоких температурах. Они могут быть выделены в процессе охлаждения растворов, полученных, например, при добавлении сульфата калия к концентрированному горячему раствору сульфата алюминия или при смешении гидроксида алюминия с серной кислотой и калиевой щелочью. Недостатком этой технологи является то, что все исходные компоненты для получения алюмокалиевых квасцов являются дорогостоящими и дефицитными химическими продуктами. Более предпочтительным с экономической точки зрения является получение алюмокалиевых квасцов кристаллизацией из растворов от сернокислотного разложения щелочного алюмосиликатного минерального сырья, например алунита или нефелина. Однако существующие способы получения алюмокалиевых квасцов из щелочного алюмосиликатного сырья являются весьма сложными, энергоемкими и не обеспечивают комплексности переработки сырья.The preparation of potassium alum K 2 SO 4 · Al 2 (SO 4 ) 3 · 24H 2 O is based on their low solubility at low temperatures. They can be isolated during cooling of solutions obtained, for example, by adding potassium sulfate to a concentrated hot solution of aluminum sulfate or by mixing aluminum hydroxide with sulfuric acid and potassium alkali. The disadvantage of this technology is that all the starting components for obtaining potassium alum are expensive and scarce chemical products. More economically preferred is the preparation of potassium alum by crystallization from solutions from the sulfuric acid decomposition of alkaline aluminosilicate mineral raw materials, for example alunite or nepheline. However, existing methods for producing potassium alum from alkaline aluminosilicate raw materials are very complex, energy-intensive and do not provide complex processing of raw materials.
Известен способ получения алюмокалиевых квасцов (см. патент РФ №2013373, МПК5 C01F 7/76, 1994), включающий обжиг дробленой до крупности менее 7 мм алунитовой руды при 550-600°С в течение 2 часов, перколяционное выщелачивание обожженной руды 30% серной кислотой в две стадии при 95-105°С в течение 4,5-5,0 часов с получением твердого остатка и раствора, охлаждение раствора до 30°С с дозированием в него хлорида калия в требуемом стехиометрическом соотношении для обеспечения полной конверсии алюмонатриевых квасцов. После отделения алюмокалиевых квасцов маточный раствор, содержащий сернокислый алюминий и поваренную соль, используют в качестве коагулянта для очистки питьевой воды или в бумажной промышленности.A known method of producing alumina-potassium alum (see RF patent No. 20133373, IPC 5 C01F 7/76, 1994), comprising calcining crushed to a particle size of less than 7 mm alunite ore at 550-600 ° C for 2 hours, percolation leaching of calcined ore 30% sulfuric acid in two stages at 95-105 ° C for 4.5-5.0 hours to obtain a solid residue and a solution, cooling the solution to 30 ° C with dosing potassium chloride in it in the required stoichiometric ratio to ensure complete conversion of aluminum alum . After separation of the potassium alum, the mother liquor containing aluminum sulfate and sodium chloride is used as a coagulant for the purification of drinking water or in the paper industry.
Основными недостатками данного способа являются его многостадийность и сложность, связанные с необходимостью проведения подготовительных операций дробления руды и ее обжига, высокие энергетические затраты и низкая удельная производительность оборудования, обусловленная длительностью операций обжига и выщелачивания.The main disadvantages of this method are its multi-stage and complexity associated with the need for preparatory operations for crushing ore and its roasting, high energy costs and low specific productivity of the equipment, due to the duration of the roasting and leaching operations.
Наиболее близким к заявленному способу является способ получения алюмокалиевых квасцов (см. Позин М.Е. Технология минеральных солей. ч.1, изд. 3-е перераб., Л.: Химия, 1970, 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 до 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 для конверсии алюмонатриевых квасцов, охлаждение полученного раствора до 30°С с кристаллизацией квасцов и их отделение от маточного раствора.Closest to the claimed method is a method for producing potassium alum (see Pozin ME Technology of mineral salts. Part 1, ed. 3rd revised., L .: Chemistry, 1970, S. 655-657), including processing nepheline concentrate with 74-76% sulfuric acid for 1-2 minutes at an acid flow rate of 83-88% of theoretically necessary amount with the formation of the reaction mass, its maturation within 14-15 minutes at a temperature of up to 140 ° C, leaching of the resulting mass hot water with a ratio of water and nepheline 2: 1 for 20-25 minutes with the formation of silica containing suspension, separation of the liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, from the solid phase containing silica and impurity minerals, the introduction of potassium chloride into the liquid phase for the conversion of aluminum alum, cooling the resulting solution to 30 ° C with crystallization of alum and their separation from the mother alum solution.
Основными недостатками известного способа являются его многостадийность и сложность осуществления операций обработки нефелина, созревания массы и ее выщелачивания в одном аппарате, обусловленная необходимостью перемещения мешалки по высоте аппарата. Известный способ не предусматривает также выделения кремнезема из твердой фазы с получением высокодисперсного, высокочистого продукта по причине сложного состава твердой фазы.The main disadvantages of this method are its multi-stage and the complexity of the operations of processing nepheline, the maturation of the mass and its leaching in one apparatus, due to the need to move the mixer along the height of the apparatus. The known method also does not provide for the separation of silica from the solid phase to obtain a highly dispersed, highly pure product due to the complex composition of the solid phase.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в усовершенствовании способа получения алюмокалиевых квасцов за счет сокращения числа операций и упрощения аппаратурного оформления способа. Кроме того, технический результат заключается в получении высокодисперсного и высокочистого диоксида кремния, что расширяет ассортимент продуктов, получаемых из нефелинсодержащего сырья.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in improving the method for producing potassium alum potassium by reducing the number of operations and simplifying the hardware design of the method. In addition, the technical result is to obtain a highly dispersed and highly pure silicon dioxide, which expands the range of products obtained from nepheline-containing raw materials.
Технический результат достигается тем, что в способе получения алюмокалиевых квасцов, включающем обработку нефелинсодержащего сырья серной кислотой, выщелачивание кислоторастворимых компонентов, разделение суспензии на жидкую фазу, содержащую алюминий, калий, натрий, и твердую фазу, содержащую примесные минералы, добавление в жидкую фазу хлорида калия, охлаждение полученного раствора с кристаллизацией алюмокалиевых квасцов и отделение их от маточного раствора, согласно изобретению обработку и выщелачивание нефелинсодержащего сырья осуществляют 12-20% серной кислотой в течение 5-20 минут с переводом кремнезема в жидкую фазу, при этом хлорид калия добавляют в жидкую фазу при температуре 45-70°С.The technical result is achieved in that in the method for producing potassium alum, including processing nepheline-containing raw materials with sulfuric acid, leaching of acid-soluble components, separation of the suspension into a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, and a solid phase containing impurity minerals, adding potassium chloride to the liquid phase , cooling the resulting solution with crystallization of alum-potassium alum and separating them from the mother liquor, according to the invention, processing and leaching of nepheline-containing raw materials performed 12-20% sulfuric acid for 5-20 minutes with the transfer of silica into the liquid phase, wherein the potassium chloride is added to the liquid phase at a temperature of 45-70 ° C.
Технический результат достигается также тем, что в качестве нефелинсодержащего сырья используют нефелиновый концентрат или отходы обогащения нефелинсодержащих руд.The technical result is also achieved by the fact that as nepheline-containing raw materials use nepheline concentrate or waste enrichment of nepheline-containing ores.
Технический результат достигается также и тем, что охлаждение полученного раствора ведут до температуры не выше 25°С.The technical result is also achieved by the fact that the cooling of the resulting solution is carried out to a temperature of no higher than 25 ° C.
Технический результат достигается и тем, что маточный раствор дегидратируют, продукт дегидратации выщелачивают водой с переводом водорастворимых компонентов в раствор, последний отделяют от кремнеземсодержащего остатка, который промывают и сушат с получением высокодисперсного диоксида кремния.The technical result is achieved by the fact that the mother liquor is dehydrated, the dehydration product is leached with water to transfer water-soluble components into the solution, the latter is separated from the silica-containing residue, which is washed and dried to obtain highly dispersed silicon dioxide.
Сущность изобретения заключается в том, что обработку нефелинсодержащего сырья осуществляют разбавленной серной кислотой. Использование разбавленной серной кислоты обеспечивает практически полное извлечение в жидкую фазу не только алюминия, натрия и калия, но и кремнезема в виде ортокремневой кислоты. Отличительной особенностью растворенного кремнезема является его высокая склонность к полимеризации, интенсивность которой зависит от концентрации кремнезема, температуры и продолжительности выдержки раствора. Использование разбавленной серной кислоты позволяет избежать полимеризации ортокремневой кислоты на стадии обработки нефелинсодержащего сырья и совместить обработку сырья кислотой с выщелачиванием кислоторастворимых компонентов. При выделении алюмокалиевых квасцов из жидкой фазы важной задачей также является предотвращение полимеризации растворенного кремнезема с образованием геля на операциях добавления хлорида калия, охлаждения полученного раствора, кристаллизации квасцов и их отделения от маточного раствора. Это достигается за счет обеспечения конкретных режимных параметров, которые позволяют наиболее эффективно осуществить заявленный способ.The essence of the invention lies in the fact that the processing of nepheline-containing raw materials is carried out with dilute sulfuric acid. The use of dilute sulfuric acid provides almost complete extraction into the liquid phase of not only aluminum, sodium and potassium, but also silica in the form of orthosilicic acid. A distinctive feature of dissolved silica is its high tendency to polymerization, the intensity of which depends on the concentration of silica, temperature and the duration of exposure of the solution. The use of dilute sulfuric acid avoids the polymerization of orthosilicic acid at the stage of processing nepheline-containing raw materials and combines the processing of raw materials with acid with leaching of acid-soluble components. In the separation of potassium alum from the liquid phase, an important task is also to prevent the polymerization of dissolved silica with gel formation during the addition of potassium chloride, cooling the resulting solution, crystallization of alum and their separation from the mother liquor. This is achieved by providing specific operational parameters that allow the most efficient implementation of the claimed method.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем испрашиваемой правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, соотносятся с техническим результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, determining the scope of the requested legal protection and sufficient to obtain the above technical result, are related to the technical result as follows.
Одновременная обработка сырья серной кислотой и выщелачивание кислоторастворимых компонентов обеспечивает сокращения числа операций, что упрощает способ.The simultaneous processing of raw materials with sulfuric acid and leaching of acid-soluble components reduces the number of operations, which simplifies the method.
Проведение обработки нефелинсодержащего сырья разбавленной 12-20% серной кислотой в течение 5-20 минут с переводом кремнезема в жидкую фазу позволяет избежать полимеризации ортокремневой кислоты, обеспечивает практически полное извлечение кислоторастворимых компонентов, включая кремнезем, в жидкую фазу и упрощает способ за счет проведения его в обычных аппаратах с фиксированным положением перемешивающих устройств. При обработке сырья серной кислотой с концентрацией менее 12% неоправданно увеличивается объем материальных потоков и уменьшается выход алюмокалиевых квасцов в качестве целевого продукта. При использовании серной кислоты с концентрацией более 20% возникает реальная опасность полимеризации растворенного кремнезема в процессе разложения сырья вследствие повышения температуры и концентрации SiO2 в жидкой фазе, что сделает невозможным отделение алюмокалиевых квасцов от маточного раствора. Продолжительность кислотной обработки менее 5 минут недостаточна для полного извлечения в раствор алюминия, натрия и калия, что приводит к снижению выхода алюмокалиевых квасцов. Продолжительность кислотной обработки свыше 20 минут существенно сокращает временной интервал, который необходим для выделения алюмокалиевых квасцов из жидкой фазы путем добавления в нее хлорида калия, охлаждения полученного раствора, кристаллизации квасцов и их отделения от маточного раствора. Более того, увеличение продолжительности кислотной обработки неоправданно с технологической точки зрения, так как не приводит к заметному увеличению извлечения компонентов в раствор.Processing nepheline-containing raw materials with diluted 12-20% sulfuric acid for 5-20 minutes with the transfer of silica to the liquid phase avoids the polymerization of orthosilicic acid, provides almost complete extraction of acid-soluble components, including silica, into the liquid phase and simplifies the method by carrying it conventional apparatuses with a fixed position of mixing devices. When processing raw materials with sulfuric acid with a concentration of less than 12%, the volume of material flows unreasonably increases and the yield of potassium alum as a target product decreases. When using sulfuric acid with a concentration of more than 20%, there is a real danger of polymerization of dissolved silica during the decomposition of raw materials due to an increase in temperature and SiO 2 concentration in the liquid phase, which makes it impossible to separate potassium alum from the mother liquor. Duration of acid treatment of less than 5 minutes is insufficient for complete extraction of aluminum, sodium and potassium into the solution, which leads to a decrease in the yield of alum-potassium alum. The duration of acid treatment over 20 minutes significantly reduces the time interval that is necessary for the separation of potassium alum from the liquid phase by adding potassium chloride to it, cooling the resulting solution, crystallizing the alum and separating it from the mother liquor. Moreover, the increase in the duration of acid treatment is unjustified from a technological point of view, since it does not lead to a noticeable increase in the extraction of components in solution.
Добавление хлорида калия в жидкую фазу при температуре 45-70°С предотвращает полимеризацию растворенного кремнезема на данной и последующих операциях выделения алюмокалиевых квасцов. Это позволяет эффективно выделить алюмокалиевые квасцы в качестве целевого продукта и дополнительно получить высокодисперсный и высокочистый диоксид кремния. При температуре ниже 45°С не достигается полного растворения необходимого количества хлорида калия, что приводит к снижению выхода алюмокалиевых квасцов и их загрязнению хлоридом калия. При температуре выше 70°С происходит очень быстрая полимеризация растворенного кремнезема с образованием геля, вследствие чего растворение хлорида калия становится невозможным.The addition of potassium chloride to the liquid phase at a temperature of 45-70 ° C prevents the polymerization of dissolved silica in this and subsequent operations for the separation of potassium alum. This allows you to effectively distinguish potassium alum as the target product and in addition to obtain highly dispersed and highly pure silicon dioxide. At temperatures below 45 ° C, complete dissolution of the required amount of potassium chloride is not achieved, which leads to a decrease in the output of potassium alum and their contamination with potassium chloride. At temperatures above 70 ° C, a very rapid polymerization of dissolved silica occurs with the formation of a gel, as a result of which the dissolution of potassium chloride becomes impossible.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для получения технического результата изобретения, заключающегося в усовершенствовании способа получения алюмокалиевых квасцов за счет сокращения числа операций и упрощения аппаратурного оформления и, кроме того, в расширении ассортимента продуктов, получаемых из нефелинсодержащего сырья.The combination of the above features is necessary and sufficient to obtain a technical result of the invention, which consists in improving the method for producing alum-potassium alum by reducing the number of operations and simplifying the hardware design and, in addition, expanding the range of products obtained from nepheline-containing raw materials.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following specific operations and operating parameters are preferred.
Использование в качестве нефелинсодержащего сырья нефелинового концентрата, содержащего не менее 70% нефелина, является наиболее предпочтительным в связи с наличием его крупнотоннажного производства, в частности на ОАО «Апатит», и стабильностью состава. Допустимо также использование отходов обогащения нефелинсодержащих руд, например Хибинских или Ловозерских месторождений, которые содержат 45-65% нефелина, что способствует существенному расширению сырьевой базы получения алюмокалиевых квасцов.The use of nepheline concentrate containing at least 70% nepheline as a nepheline-containing raw material is most preferable due to the presence of its large-capacity production, in particular at Apatit, and the stability of the composition. It is also permissible to use wastes from the processing of nepheline-containing ores, for example, the Khibiny or Lovozero deposits, which contain 45-65% nepheline, which contributes to a significant expansion of the raw material base for the production of alum-potassium alum.
Охлаждение раствора, образовавшегося после добавления в жидкую фазу хлорида калия, до температуры не выше 25°С приводит к максимально возможному выходу алюмокалиевых квасцов. При охлаждении раствора до температуры выше 25°С выход алюмокалиевых квасцов в качестве целевого продукта снижается.Cooling the solution formed after adding potassium chloride to the liquid phase to a temperature of no higher than 25 ° C leads to the maximum possible yield of alum-potassium alum. When the solution is cooled to a temperature above 25 ° C, the yield of potassium alum as the target product decreases.
Переработка маточного раствора путем его дегидратирования, водного выщелачивания продукта дегидратации, отделения осадка от раствора, его промывки и сушки позволяет получить высокодисперсный и высокочистый диоксид кремния, являющийся близким аналогом белой сажи, что позволяет расширить ассортимент получаемых продуктов.Processing the mother liquor by dehydrating it, water leaching the dehydration product, separating the precipitate from the solution, washing and drying it allows to obtain highly dispersed and high-purity silicon dioxide, which is a close analogue of white carbon, which allows us to expand the range of products obtained.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения сокращения числа операций, упрощения аппаратурного оформления, а также расширения ассортимента продуктов, получаемых из нефелинсодержащего сырья, и расширения сырьевой базы получения алюмокалиевых квасцов.The above particular features of the invention allow the method to be carried out in the optimal mode from the point of view of reducing the number of operations, simplifying the hardware design, as well as expanding the range of products obtained from nepheline-containing raw materials, and expanding the raw material base for producing alum-potassium alum.
Указанные выше особенности и преимущества заявляемого изобретения могут быть более наглядно пояснены нижеследующими примерами.The above features and advantages of the claimed invention can be more clearly explained by the following examples.
Пример 1. 100 г нефелинового концентрата, содержащего, мас.%: Al2О3 28,5 (кислоторастворимого - 25,7); Na2O 14,25 (12,4); K2O 7,05 (5,4); SiO2 43,2 (31,2), вводят при перемешивании в 785 мл 12% серной кислоты (95% от стехиометрического количества). Обработку ведут в течение 20 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют с получением жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, кремнезем, и твердой фазы, содержащей примесные минералы. Твердую фазу промывают на фильтре 75 мл горячей воды, промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 790 мл объединенной жидкой фазы с температурой 40°С, содержащей, г/л: Al2O3 32,5; Na2O 15,7; К2O 6,8; SiO2 39,5, которую заливают в лабораторный реактор. Температуру жидкой фазы повышают до 70°С, добавляют в нее 30 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 25°С с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 240,7 г алюмокалиевых квасцов влажностью 4,3%, содержащих, мас.%: Al2O3 10,15; К2О 9,40. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 95,2% от их содержания в растворе.Example 1. 100 g of nepheline concentrate containing, wt.%: Al 2 O 3 28.5 (acid-soluble - 25.7); Na 2 O 14.25 (12.4); K 2 O 7.05 (5.4); SiO 2 43.2 (31.2), is introduced with stirring in 785 ml of 12% sulfuric acid (95% of the stoichiometric amount). Processing is carried out for 20 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered to obtain a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, silica, and a solid phase containing impurity minerals. The solid phase is washed on the filter with 75 ml of hot water, the wash water is mixed with the liquid phase. Get 790 ml of the combined liquid phase with a temperature of 40 ° C, containing, g / l: Al 2 O 3 32.5; Na 2 O 15.7; K 2 O 6.8; SiO 2 39.5, which is poured into a laboratory reactor. The temperature of the liquid phase is increased to 70 ° C, 30 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance are added to it. The resulting solution is cooled to 25 ° C with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 240.7 g of potassium alum with a moisture content of 4.3%, containing, wt.%: Al 2 O 3 10.15; K 2 O 9.40. The output of potassium alum in the target product was 95.2% of their content in solution.
Пример 2. 100 г нефелинового концентрата состава по примеру 1 вводят при перемешивании в 458 мл 20% серной кислоты (105% от стехиометрического количества). Обработку ведут в течение 5 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют с получением жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, кремнезем, и твердой фазы, содержащей примесные минералы. Твердую фазу промывают на фильтре 90 мл горячей воды, промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 490 мл объединенной жидкой фазы с температурой 62°С, содержащей, г/л: Al2О3 52,3; Na2O 25,4; К2О 11,0; SiO2 63,7, которую заливают в лабораторный реактор. В жидкую фазу добавляют 30 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 20°С с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 243,5 г алюмокалиевых квасцов влажностью 3,7%, содержащих, мас.%: Al2О3 10,22; К2О 9,44. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 97,1% от их содержания в растворе.Example 2. 100 g of nepheline concentrate of the composition of example 1 is introduced with stirring in 458 ml of 20% sulfuric acid (105% of the stoichiometric amount). Processing is carried out for 5 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered to obtain a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, silica, and a solid phase containing impurity minerals. The solid phase is washed on the filter with 90 ml of hot water, the wash water is mixed with the liquid phase. Get 490 ml of the combined liquid phase with a temperature of 62 ° C, containing, g / l: Al 2 About 3 52,3; Na 2 O 25.4; K 2 O 11.0; SiO 2 63,7, which is poured into a laboratory reactor. 30 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance are added to the liquid phase. The resulting solution is cooled to 20 ° C with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 243.5 g of alum-potassium alum with a moisture content of 3.7%, containing, wt.%: Al 2 About 3 10,22; K 2 O 9.44. The output of potassium alum in the target product was 97.1% of their content in solution.
Пример 3. 100 г нефелинового концентрата состава по примеру 1 вводят при перемешивании в 868 мл 12% серной кислоты (105% от стехиометрического количества). Обработку ведут в течение 5 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют с получением жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, кремнезем, и твердой фазы, содержащей примесные минералы. Твердую фазу промывают на фильтре 85 мл горячей воды, промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 877 мл объединенной жидкой фазы с температурой 45°С, содержащей, г/л: Al2O3 29,2; Na2O 14,2; К2О 6,1; SiO2 35,6, которую заливают в лабораторный реактор. Температуру жидкой фазы повышают до 55°С, добавляют в нее 30 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 15°С с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 245,3 г алюмокалиевых квасцов влажностью 5,3%, содержащих, мас.%: Al2O3 9,92; К2О 9,16. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 95% от их содержания в растворе.Example 3. 100 g of nepheline concentrate of the composition of example 1 is introduced with stirring in 868 ml of 12% sulfuric acid (105% of the stoichiometric amount). Processing is carried out for 5 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered to obtain a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, silica, and a solid phase containing impurity minerals. The solid phase is washed on the filter with 85 ml of hot water, the wash water is mixed with the liquid phase. Get 877 ml of the combined liquid phase with a temperature of 45 ° C, containing, g / l: Al 2 O 3 29,2; Na 2 O 14.2; K 2 O 6.1; SiO 2 35.6, which is poured into a laboratory reactor. The temperature of the liquid phase is increased to 55 ° C, 30 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance are added to it. The resulting solution is cooled to 15 ° C with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 245.3 g of potassium alum with a moisture content of 5.3%, containing, wt.%: Al 2 O 3 9.92; K 2 O 9.16. The output of potassium alum in the target product amounted to 95% of their content in solution.
Пример 4. 100 г нефелинового концентрата состава по примеру 1 вводят при перемешивании в 560 мл 16% серной кислоты (100% от стехиометрического количества). Обработку ведут в течение 10 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют с получением жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, кремнезем, и твердой фазы, содержащей примесные минералы. Твердую фазу промывают на фильтре 80 мл горячей воды, промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 575 мл объединенной жидкой фазы с температурой 45°С, содержащей, г/л: Al2О3 44,6; Na2O 21,5; K2O 9,3; SiO2 54,2, которую заливают в лабораторный реактор. В жидкую фазу добавляют 30 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 25°С с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 242,2 г алюмокалиевых квасцов влажностью 4,0%, содержащих, мас.%: Al2О3 10,16; К2О 9,38. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 96% от их содержания в растворе.Example 4. 100 g of nepheline concentrate of the composition of example 1 is introduced with stirring in 560 ml of 16% sulfuric acid (100% of the stoichiometric amount). Processing is carried out for 10 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered to obtain a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, silica, and a solid phase containing impurity minerals. The solid phase is washed on the filter with 80 ml of hot water, the wash water is mixed with the liquid phase. Get 575 ml of the combined liquid phase with a temperature of 45 ° C, containing, g / l: Al 2 About 3 44,6; Na 2 O 21.5; K 2 O 9.3; SiO 2 54.2, which is poured into a laboratory reactor. 30 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance are added to the liquid phase. The resulting solution is cooled to 25 ° C with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 242.2 g of potassium alum with a moisture content of 4.0%, containing, wt.%: Al 2 About 3 10.16; K 2 O 9.38. The output of potassium alum in the target product was 96% of their content in solution.
Пример 5. 100 г нефелинсодержащих отходов апатитового производства Хибинского месторождения, содержащих, мас.%: Al2О3 22,0 (кислоторастворимого - 18,3); Na2O 11,5 (10,5); K2O 6,5 (4,7); SiO2 40,5 (22,3), вводят при перемешивании в 418 мл 16% серной кислоты (100% от стехиометрического количества). Обработку ведут в течение 10 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют с получением жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, кремнезем, и твердой фазы, содержащей примесные минералы. Твердую фазу промывают на фильтре 50 мл горячей воды, промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 380 мл объединенной жидкой фазы с температурой 35°С, содержащей, г/л: Al2O3 48,2; Na2O 27,6; К2О 12,4; SiO2 58,7, которую заливают в лабораторный реактор. Температуру жидкой фазы повышают до 60°С, добавляют в нее 20 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 20°С с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 172,7 г алюмокалиевых квасцов влажностью 4,4%, содержащих, мас.%: Al2O3 10,1; К2О 9,76. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 95,3% от их содержания в растворе.Example 5. 100 g of nepheline-containing wastes of apatite production of the Khibiny deposit, containing, wt.%: Al 2 O 3 22.0 (acid-soluble - 18.3); Na 2 O 11.5 (10.5); K 2 O 6.5 (4.7); SiO 2 40.5 (22.3), is introduced with stirring in 418 ml of 16% sulfuric acid (100% of the stoichiometric amount). Processing is carried out for 10 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered to obtain a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, silica, and a solid phase containing impurity minerals. The solid phase is washed on the filter with 50 ml of hot water, the wash water is mixed with the liquid phase. Get 380 ml of the combined liquid phase with a temperature of 35 ° C, containing, g / l: Al 2 O 3 48,2; Na 2 O 27.6; K 2 O 12.4; SiO 2 58.7, which is poured into a laboratory reactor. The temperature of the liquid phase is increased to 60 ° C, 20 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance are added to it. The resulting solution is cooled to 20 ° C with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 172.7 g of potassium alum with a moisture content of 4.4%, containing, wt.%: Al 2 O 3 10.1; K 2 O 9.76. The output of potassium alum in the target product was 95.3% of their content in solution.
Пример 6. 100 г нефелинсодержащих отходов лопаритового производства Ловозерского месторождения, содержащих, мас.%: Al2O3 21,4 (кислоторастворимого - 16,3); Na2O 12,25 (10,8); К2О 3,73 (2,7); SiO2 44,7 (24,6), вводят при перемешивании в 380 мл 16% серной кислоты (100% от стехиометрического количества). Обработку ведут в течение 7,5 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют с получением жидкой фазы, содержащей алюминий, калий, натрий, кремнезем, и твердой фазы, содержащей примесные минералы. Твердую фазу промывают на фильтре 60 мл горячей воды, промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 365 мл объединенной жидкой фазы с температурой 32°С, содержащей, г/л: Al2O3 44,4; Na2O 29,3; К2О 7,4; SiO2 66,8, которую заливают в лабораторный реактор. Температуру жидкой фазы повышают до 55°С, добавляют в нее 20,2 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 15°С с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 156,6,7 г алюмокалиевых квасцов влажностью 4,2%, содержащих, мас.%: Al2O3 9,95; К2О 9,20. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 96,2% от их содержания в растворе.Example 6. 100 g of nepheline-containing waste from loparite production of the Lovozero deposit, containing, wt.%: Al 2 O 3 21.4 (acid-soluble - 16.3); Na 2 O 12.25 (10.8); K 2 O 3.73 (2.7); SiO 2 44.7 (24.6), is introduced with stirring in 380 ml of 16% sulfuric acid (100% of the stoichiometric amount). Processing is carried out for 7.5 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered to obtain a liquid phase containing aluminum, potassium, sodium, silica, and a solid phase containing impurity minerals. The solid phase is washed on the filter with 60 ml of hot water, the wash water is mixed with the liquid phase. Receive 365 ml of the combined liquid phase with a temperature of 32 ° C, containing, g / l: Al 2 O 3 44,4; Na 2 O 29.3; K 2 O 7.4; SiO 2 66.8, which is poured into a laboratory reactor. The temperature of the liquid phase is increased to 55 ° C, 20.2 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance are added to it. The resulting solution is cooled to 15 ° C with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 156.6.7 g of potassium alum with a moisture content of 4.2%, containing, wt.%: Al 2 O 3 9.95; K 2 O 9.20. The output of potassium alum in the target product was 96.2% of their content in solution.
Пример 7. Процесс ведут согласно примеру 4. Отличие заключается в том, что после отделения алюмокалиевых квасцов маточный раствор объемом 465 мл, содержащий, г/л: SiO2 60,3, NaCl 44,5, дегидратируют путем распыления в сушильной камере, имеющей температуру 150°С. Полученный продукт дегидратации в количестве 55,6 г выщелачивают 170 мл воды в течение 10 минут при 95°С с переводом водорастворимых компонентов в раствор, который отфильтровывают от кремнеземсодержащего остатка. Остаток шестикратно промывают горячей водой порциями по 50 мл и сушат при 105°С до постоянной массы. Получают 30,8 г высокодисперсного диоксида кремния, содержащего, мас.%: SiO2 91,10, примеси 0,12, влага и потери при прокаливании 8,78.Example 7. The process is carried out according to example 4. The difference is that after separation of potassium alum, the mother liquor with a volume of 465 ml, containing, g / l: SiO 2 60.3, NaCl 44.5, is dehydrated by spraying in a drying chamber having temperature is 150 ° C. The resulting dehydration product in an amount of 55.6 g is leached with 170 ml of water for 10 minutes at 95 ° C with the transfer of water-soluble components into a solution, which is filtered off from the silica-containing residue. The residue is washed six times with hot water in 50 ml portions and dried at 105 ° C to constant weight. Obtain 30.8 g of finely dispersed silicon dioxide containing, wt.%: SiO 2 91.10, impurities 0.12, moisture and loss on ignition 8.78.
Пример 8. Процесс ведут согласно примеру 5. Отличие заключается в том, что после отделения алюмокалиевых квасцов маточный раствор объемом 310 мл, содержащий, г/л: SiO2 64,7, NaCl 56,7, дегидратируют путем распыления в сушильной камере, имеющей температуру 150°С. Полученный продукт дегидратации в количестве 42,5 г выщелачивают 130 мл воды в течение 10 минут при 95°С с переводом водорастворимых компонентов в раствор, который отфильтровывают от кремнеземсодержащего остатка. Остаток шестикратно промывают горячей водой порциями по 40 мл и сушат при 105°С до постоянной массы. Получают 23,0 г высокодисперсного диоксида кремния, содержащего, мас.%: SiO2 89,1, примеси 0,14, влага и потери при прокаливании 10,76.Example 8. The process is carried out according to example 5. The difference is that after separation of potassium alum, the mother liquor with a volume of 310 ml, containing, g / l: SiO 2 64.7, NaCl 56.7, is dehydrated by spraying in a drying chamber having temperature is 150 ° C. The resulting dehydration product in an amount of 42.5 g is leached with 130 ml of water for 10 minutes at 95 ° C with the transfer of water-soluble components into a solution, which is filtered off from the silica-containing residue. The residue is washed six times with hot water in 40 ml portions and dried at 105 ° C to constant weight. Obtain 23.0 g of finely divided silica containing, wt.%: SiO 2 89.1, impurities 0.14, moisture and loss on ignition 10.76.
Пример 9 (по прототипу). 100 г нефелинового концентрата состава по примеру 1 при интенсивном перемешивании быстро вводят в 76 мл 75% серной кислоты (100% от стехиометрического количества). Разложение сырья завершается в течение 80 секунд с образованием плотной реакционной массы. Перемешивание останавливают, мешалку поднимают. В процессе вызревания реакционной массы в течение 15 минут происходит интенсивное выделение паров воды, в результате чего объем массы увеличивается в 1,5 раза по сравнению с первоначальным. Максимальная температура вызревания достигает 137°С. К образовавшейся массе постепенно приливают 200 мл воды с температурой 95°С и при одновременным опускании мешалки ведут выщелачивание в течение 23 минут. Образовавшуюся кремнеземсодержащую суспензию фильтруют, разделяя жидкую и твердую фазы. Твердую фазу, содержащую кремнезем и примесные компоненты, промывают на фильтре 100 мл горячей воды и промывную воду смешивают с жидкой фазой. Получают 245 мл объединенной жидкой фазы с температурой 80°С, содержащей, г/л: Al2О3 104,8; Na2O 50,6; K2O 21,9, которую заливают в лабораторный реактор и добавляют 30 г технического хлорида калия, содержащего 96,5% основного вещества. Полученный раствор охлаждают до 30° с кристаллизацией квасцов, которые отделяют от маточного раствора на фильтрующей центрифуге. Получают 243,0 г алюмокалиевых квасцов влажностью 4,1%, содержащих, мас.%: Al2O3 10,2; К2О 9,43. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составил 96,1% от их содержания в растворе.Example 9 (prototype). 100 g of nepheline concentrate of the composition of example 1 with vigorous stirring is quickly introduced into 76 ml of 75% sulfuric acid (100% of the stoichiometric amount). The decomposition of raw materials is completed within 80 seconds with the formation of a dense reaction mass. Stirring is stopped, the stirrer is raised. In the process of maturation of the reaction mass for 15 minutes, an intensive release of water vapor occurs, as a result of which the volume of the mass increases by 1.5 times compared to the original. The maximum ripening temperature reaches 137 ° C. 200 ml of water with a temperature of 95 ° C are gradually added to the resulting mass and, while the mixer is lowering, the leaching is carried out for 23 minutes. The resulting silica-containing suspension is filtered, separating the liquid and solid phases. The solid phase containing silica and impurities is washed on the filter with 100 ml of hot water and the wash water is mixed with the liquid phase. Get 245 ml of the combined liquid phase with a temperature of 80 ° C, containing, g / l: Al 2 About 3 104.8; Na 2 O 50.6; K 2 O 21.9, which is poured into a laboratory reactor and add 30 g of technical potassium chloride containing 96.5% of the basic substance. The resulting solution is cooled to 30 ° with crystallization of alum, which are separated from the mother liquor in a filtering centrifuge. Get 243.0 g of potassium alum with a moisture content of 4.1%, containing, wt.%: Al 2 O 3 10.2; K 2 O 9.43. The output of potassium alum in the target product was 96.1% of their content in solution.
Как следует из вышеприведенных примеров, предлагаемый усовершенствованный способ получения алюмокалиевых квасцов позволяет по сравнению с прототипом сократить число операций за счет совмещения кислотной обработки сырья и выщелачивания кислоторастворимых компонентов и упростить аппаратурное оформление процесса. Выход алюмокалиевых квасцов в целевой продукт составляет 95,0-97,1% от их содержания в растворе. Способ позволяет увеличить ассортимент продуктов, получаемых из нефелинсодержащего сырья, и расширить сырьевую базу получения алюмокалиевых квасцов.As follows from the above examples, the proposed improved method for producing potassium alum potassium allows to reduce the number of operations in comparison with the prototype by combining the acid processing of raw materials and leaching of acid-soluble components and to simplify the hardware design of the process. The output of potassium alum in the target product is 95.0-97.1% of their content in solution. The method allows to increase the assortment of products obtained from nepheline-containing raw materials, and to expand the raw material base for producing potassium alum.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007116931/15A RU2350564C2 (en) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Potassium alum production method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007116931/15A RU2350564C2 (en) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Potassium alum production method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007116931A RU2007116931A (en) | 2008-11-10 |
| RU2350564C2 true RU2350564C2 (en) | 2009-03-27 |
Family
ID=40543095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007116931/15A RU2350564C2 (en) | 2007-05-04 | 2007-05-04 | Potassium alum production method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350564C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537626C2 (en) * | 2012-03-12 | 2015-01-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Method of obtaining potassium alum |
| CN105060329A (en) * | 2015-08-03 | 2015-11-18 | 茫崖兴元钾肥有限责任公司 | Method for producing picromerite by taking potassium chloride and mirabilite as raw materials |
| CN105271341A (en) * | 2015-02-15 | 2016-01-27 | 广西隆安瑞丰工贸有限公司 | Method for preparing potassium alum by utilization of activated clay production waste water |
| CN105293553A (en) * | 2015-02-15 | 2016-02-03 | 广西隆安瑞丰工贸有限公司 | Method for preparing tschermigite by utilizing activated clay production wastewater |
| CN105523576A (en) * | 2015-12-21 | 2016-04-27 | 罗永城 | Method for recycling and preparing sodium alum from activated clay production wastewater |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105293796A (en) * | 2015-02-15 | 2016-02-03 | 广西隆安瑞丰工贸有限公司 | Method for co-production of sodalumite and gypsum through activated clay production mother liquid |
| CN105384184A (en) * | 2015-02-15 | 2016-03-09 | 广西隆安瑞丰工贸有限公司 | Method for preparing alum from mother solution produced by activated clay |
-
2007
- 2007-05-04 RU RU2007116931/15A patent/RU2350564C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОЗИН М.Е. Технология минеральных солей. Ч.1, 3-е издание. - Л.: Химия, 1970, с.655-657. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2537626C2 (en) * | 2012-03-12 | 2015-01-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Балауса" | Method of obtaining potassium alum |
| CN105271341A (en) * | 2015-02-15 | 2016-01-27 | 广西隆安瑞丰工贸有限公司 | Method for preparing potassium alum by utilization of activated clay production waste water |
| CN105293553A (en) * | 2015-02-15 | 2016-02-03 | 广西隆安瑞丰工贸有限公司 | Method for preparing tschermigite by utilizing activated clay production wastewater |
| CN105060329A (en) * | 2015-08-03 | 2015-11-18 | 茫崖兴元钾肥有限责任公司 | Method for producing picromerite by taking potassium chloride and mirabilite as raw materials |
| CN105523576A (en) * | 2015-12-21 | 2016-04-27 | 罗永城 | Method for recycling and preparing sodium alum from activated clay production wastewater |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007116931A (en) | 2008-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2350564C2 (en) | Potassium alum production method | |
| US4119698A (en) | Reclamation treatment of red mud | |
| RU2554136C2 (en) | Method of producing alumina | |
| JP2014530160A (en) | Magnesium sulfate | |
| CN109790045B (en) | Method for producing smelting-grade aluminum oxide (embodiment mode) | |
| CN106145164B (en) | The method of lithium carbonate is prepared from lepidolite | |
| ES2774385T3 (en) | Extraction of products from minerals containing titanium | |
| RU2458945C1 (en) | Method of producing mixed aluminium dihydroxochloride coagulant and silicic acid coagulant | |
| CN114538471B (en) | Comprehensive utilization method of sodium sulfate-sodium chloride mixed salt | |
| CN115893449A (en) | Method for producing electronic-grade sodium fluoride from industrial-grade sodium-alkali mixed liquor | |
| CN1323742A (en) | Method for producing high purity plaster | |
| CN105366701B (en) | A kind of technique of continuous production cesium rubidium alum and potassium alum | |
| CN106517289A (en) | Method of using low-grade witherite to produce high-purity barium chloride | |
| US5545384A (en) | Process for production of aluminum hydroxide from ore containing alumina | |
| NO841402L (en) | PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF ZEOLITE A | |
| AU2012386620B2 (en) | Method for producing alumina | |
| RU2537626C2 (en) | Method of obtaining potassium alum | |
| CN104630877B (en) | Method for preparing calcium sulfate dihydrate whisker from tin smelting waste residues | |
| RU2361815C1 (en) | Method of processing alumina-containing raw material | |
| CN102862997A (en) | Method for removing magnesium and sulfate ion in salt lake brine of hexahydric salt-water system | |
| RU2572119C1 (en) | Method for processing aluminium-containing raw material | |
| RU2447023C1 (en) | Method of processing alumina-containing material | |
| RU2489354C1 (en) | Method of processing alumina-bearing stock | |
| RU2513652C2 (en) | Method of obtaining magnesium oxide | |
| RU2352658C2 (en) | Method of receiving lithium-bearing alumina from spodumene concentrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130505 |