RU2375306C1 - Способ получения гидрата оксида металла - Google Patents
Способ получения гидрата оксида металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375306C1 RU2375306C1 RU2008112851/15A RU2008112851A RU2375306C1 RU 2375306 C1 RU2375306 C1 RU 2375306C1 RU 2008112851/15 A RU2008112851/15 A RU 2008112851/15A RU 2008112851 A RU2008112851 A RU 2008112851A RU 2375306 C1 RU2375306 C1 RU 2375306C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrate
- salt
- ammonium
- precipitate
- sulfate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fertilizers (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве катализаторов, сорбентов, осушителей. Способ получения гидрата оксида металла включает обработку соли металла газообразным аммиаком, выделение из суспензии гидратного осадка с образованием раствора, содержащего соль аммония, промывку гидратного осадка и сушку. В качестве соли металла берут соль алюминия, титана или циркония в виде кристаллогидратов с крупностью частиц 0,1-3,0 мм. Обработку солей металлов газообразным аммиаком ведут путем пропускания его через слой частиц кристаллогидратов до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7. Полученную реакционную массу выщелачивают водой или раствором от промывки гидратного осадка с образованием суспензии, из которой и выделяют гидратный осадок. Изобретение позволяет получить целевой продукт с пониженным водосодержанием, снизить объем материальных потоков и энергоемкость процесса, повысить комплексность использования сырья и экологичность. 6 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для получения гидратов оксидов металлов, преимущественно алюминия, титана, циркония, применяемых в производстве катализаторов, сорбентов, осушителей и т.п.
Основным методом получения гидрата оксида металла в настоящее время является его осаждение из раствора кислой соли металла под действием щелочного реагента, например раствора аммиака. При этом возникает проблема отделения от маточного раствора образующегося гельсодержащего гидратного осадка, имеющего повышенное водосодержание, при сопутствующем высоком расходе воды на его промывку, что приводит к значительным материальным потокам, высоким энергозатратам и образованию большого количества неутилизируемых разбавленных промывных растворов.
Известен способ получения гидрата оксида металла, в частности алюминия (см. патент РФ №2258035, МПК7 C01F 7/02, 2003), включающий обработку раствора основного сульфата алюминия AlOHSO4, содержащего 75 г/л Al2O3, в непрерывном режиме путем смешения с 25% водным раствором аммиака NH4ОН при рН 9,5-10,5 в течение 30-45 мин. Полученную суспензию фильтруют с отделением гидратного осадка, который подвергают автоклавной обработке в 5-7,5% растворе аммиака при рН 10-11 и температуре 135-145°С в течение 1-2 часов. Полученный осадок гидрата оксида алюминия Al2O3·nH2O псевдобемитной структуры отфильтровывают, промывают химически обессоленной водой и сушат.
Основными недостатками данного способа являются трудность отделения гельсодержащего гидратного осадка от раствора сульфата аммония при большом расходе воды на его промывку и значительные материальные потоки, обусловленные проведением аммиачной обработки соли металла в системе жидкость-жидкость. Кроме того, способ характеризует высокая энергоемкость по причине повышенной влажности гидратного осадка и необходимости использования автоклава, а также недостаточная экологичность вследствие образования большого количества неутилизируемых разбавленных растворов сульфата аммония.
Известен также способ получения гидрата оксида металла, в частности алюминия, принятый в качестве прототипа (см. патент СССР, №11489, МПК C01F 7/26, 1929), включающий прокаливание сульфата аммония с получением аммиака и бисульфата аммония, разложение раствором бисульфата аммония глиноземсодержащего материала, отделение алюминийсодержащего раствора фильтрацией, обработку его аммиаком, полученным при прокаливании, с образованием суспензии, выделение из нее осадка гидрата оксида алюминия фильтрацией, его промывку и сушку. Из раствора, полученного после отделения гидратного осадка, выделяют аммиак и сульфат аммония, который возвращают в начало процесса. Прокаливание сульфата аммония производят при обычном давлении или в вакууме, а разложение глиноземсодержащего материала осуществляют преимущественно в автоклаве под давлением при нагревании до 200°С, при этом разложение ведут в присутствии нейтрального сульфата аммония для более эффективного разложения глиноземсодержащего материала и отделения примесей железа.
Основными недостатками известного способа являются трудность отделения гельсодержащего гидратного осадка от раствора сульфата аммония при большом расходе воды на его промывку, высокая энергоемкость способа по причине повышенной влажности гидратного осадка и значительные материальные потоки, обусловленные проведением аммиачной обработки соли алюминия в системе газ-жидкость.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в интенсификации выделения гидрата оксида металла и в снижении энергоемкости способа за счет формирования структуры целевого продукта с пониженным водосодержанием при одновременном снижении объема материальных потоков. Кроме того, техническим результатом является получение аммонийного удобрения, что повышает комплексность использования сырьевых компонентов.
Технический результат достигается тем, что в способе получения гидрата оксида металла, включающем обработку соли металла газообразным аммиаком, выделение из суспензии гидратного осадка с образованием раствора, содержащего соль аммония, промывку гидратного осадка и сушку, согласно изобретению используют соль металла, взятую в виде кристаллогидрата с крупностью частиц 0,1-3,0 мм, в качестве соли металла берут соль алюминия, титана или циркония, обработку солей металлов газообразным аммиаком ведут путем пропускания его через слой частиц кристаллогидратов до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7, а полученную реакционную массу выщелачивают водой или раствором от промывки гидратного осадка с образованием суспензии, из которой и выделяют гидратный осадок.
Достижению технического результата способствует то, что в качестве соли алюминия берут его сульфат, хлорид, нитрат, алюмокалиевые или алюмоаммониевые квасцы, в качестве соли титана берут сульфат титанила или сульфат титанила и аммония, а в качестве соли циркония берут сульфат циркония, нитрат циркония или хлорид цирконила.
Достижению технического результата способствует также то, что выщелачивание реакционной массы ведут при температуре не ниже 40°С в течение не менее 10 минут.
Достижению технического результата способствует также и то, что промывку гидратного осадка ведут с использованием режима противотока.
Достижению технического результата способствует и то, что раствор, содержащий соль аммония, обезвоживают с получением аммонийного удобрения.
Сущность изобретения заключается в следующем. Образование гидрата оксида металла происходит в результате гидролиза какой-либо его соли, механизм которого заключается в депротонировании аквакомплекса металла. Гидролиз в растворах всегда осложнен процессами полимеризации акваионов металла, происходящими во всем объеме реакционной массы, с образованием полиядерных гидроксокомплексов. При этом гидрат оксида металла формируется в виде неорганического полимерного соединения, содержащего в своей структуре повышенное количество воды. Содержащаяся в составе твердых кристаллогидратов вода так же, как и в растворах солей, координирована вокруг катиона металла. Поэтому при обработке газообразным аммиаком соли металла, взятой в виде твердого кристаллогидрата
MeaAb·nH2O, где Me - Al, Ti, Zr; A - сульфат-, хлорид-, нитрат-ион, происходит депротонирование аквакомплекса металла под действием аммиака в соответствии с уравнением
[Ме(H2O)к]b++NH3→[Ме(H2O)к-1OH](b-1)++NH4 + и т.д.,
где к - координационное число катиона металла.
Образующийся в ходе гидролиза катион аммония NH4 + связывается с кислотным анионом с образованием сульфата, хлорида, нитрата аммония или смеси солей. В отсутствие жидкой фазы нет условий для полимеризации акваионов металла, и поэтому процесс гидролиза идет в объеме каждой частицы с образованием высокодисперсного соединения, в котором число структурных молекул воды, приходящихся на один атом металла, составляет 1-3, что отвечает кристаллической форме соответствующего гидроксида. Помимо структурных молекул воды в составе гидрата оксида присутствует некоторое количество слабосвязанных молекул воды, что характерно для рентгеноаморфных соединений, которые не имеют строгой химической формулы. В процессе выщелачивания реакционной массы водным реагентом не происходит дополнительного обводнения сформированной дисперсной структуры гидрата оксида металла, что позволяет эффективно отделять гидратный осадок от концентрированного раствора соли аммония, который после обезвоживания представляет собой аммонийное удобрение.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.
Использование соли металла в виде кристаллогидрата позволяет провести процесс гидролиза с участием структурной воды кристаллогидрата в отсутствие жидкой фазы. Обработка кристаллогидрата газообразным аммиаком позволяет минимизировать расход водного реагента на выщелачивание образующейся в процессе гидролиза реакционной массы, что способствует снижению объема материальных потоков.
Выбор крупности частиц кристаллогидрата 0,1-3,0 мм обусловлен необходимостью обеспечения полноты протекания реакции гидролиза, поскольку в этом случае достигается хороший диффузионный контакт газообразного аммиака с поверхностью каждой взаимодействующей частицы кристаллогидрата.
Выбор в качестве соли металла солей алюминия, титана или циркония обусловлен тем, что гидраты оксидов этих металлов наиболее широко используются в производстве дефицитных катализаторов, осушителей и сорбентов. Предлагаемое изобретение может быть использовано и при получении гидратов оксидов других металлов, в частности никеля, кобальта, марганца, цинка, гафния, церия и др. Однако получение гидратов оксидов этих металлов может быть осложнено образованием аммиакатов.
Обработка солей металлов газообразным аммиаком до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7 гарантирует полноту протекания реакции образования гидрата оксида металла. При более низких значениях рН, наряду с образованием гидратов оксидов металлов, происходит образование высокоосновных солей металлов. В случае сульфатных солей это приводит к загрязнению целевого продукта нерастворимыми основными сульфатами металлов. В случае хлоридных и нитратных солей повышается вязкость растворов аммонийных солей, что затрудняет выделение гидратного осадка из суспензии.
Выщелачивание реакционной массы водой или раствором от промывки гидратного осадка позволяет образовать суспензию, в которой твердая фаза представлена гидратом оксида соответствующего металла, а жидкая фаза - концентрированным раствором соли аммония, с обеспечением требуемой полноты растворения соли аммония. Кроме того, применение промывного раствора способствует повышению концентрации раствора соли аммония. Выделение гидратного осадка из полученной суспензии может быть осуществлено фильтрацией, которая протекает весьма интенсивно в силу того, что сформированная структура гидрата оксида металла является дисперсной и характеризуется пониженным водосодержанием.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в интенсификации выделения гидрата оксида металла и в снижении энергоемкости способа за счет формирования структуры целевого продукта с пониженным водосодержанием при одновременном снижении объема материальных потоков, а также в обеспечении возможности получения аммонийного удобрения.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.
Использование в качестве соли алюминия его сульфата, хлорида, нитрата, алюмокалиевых или алюмоаммониевых квасцов, в качестве соли титана сульфата титанила или сульфата титанила и аммония, а в качестве соли циркония сульфата циркония, нитрата циркония или хлорида цирконила способствует существенному расширению реагентно-сырьевой базы получения целевых гидратов оксидов металлов.
Выщелачивание реакционной массы при температуре не ниже 40°С в течение не менее 10 минут обеспечивает полное растворение соли аммония и получение ее концентрированного раствора.
Промывка гидратного осадка с использованием режима противотока позволяет сократить количество воды для промывки гидратного осадка.
Обезвоживание раствора, содержащего соль аммония, позволяет получить аммонийное удобрение.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ получения гидрата оксида металла в оптимальном режиме и повысить комплексность использования сырьевых компонентов.
Сущность предлагаемого способа и достигаемые результаты более наглядно могут быть проиллюстрированы следующими примерами.
Пример 1. Берут 500 г сульфата алюминия в виде кристаллогидрата Al2(SO4)3·18H2O с крупностью частиц 0,1-1,5 мм и засыпают в цилиндрическую емкость с перфорированным днищем диаметром 170 мм, на котором размещена фильтровальная перегородка. Газообразный аммиак, полученный нагреванием до 70-85°С аммиачного раствора с концентрацией 25% NH3, подают в верхнюю часть емкости, а под перфорированным днищем с помощью вакуум-насоса создают разрежение, в результате чего газообразный аммиак проходит через слой частиц кристаллогидрата. Обработку газообразным аммиаком ведут до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,2. Полученную реакционную массу в количестве 575 г выщелачивают 600 г воды при температуре 40°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1850 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 673 г раствора, содержащего 33,1% сульфата аммония (NH4)2SO4.
Гидратный осадок промывают 7 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 363,6 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 120 г гидрата оксида алюминия, содержащего 63,8% Al2O3. По данным рентгенофазового анализа (РФА) полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 2 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 225,1 г аммонийного удобрения, содержащего 99% (NH4)2SO4.
Пример 2. Берут 500 г сульфата титанила и аммония в виде кристаллогидрата (NH4)2SO4·TiOSO4·H2O с крупностью частиц 1,5-3,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,5. Полученную реакционную массу в количестве 605 г выщелачивают 850 г воды при температуре 50°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1525 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 970 г раствора, содержащего 33,4% сульфата аммония (NH4)2SO4. Гидратный осадок промывают 9 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 584 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 201,5 г гидрата оксида титана, содержащего 64,1%
TiO2. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,9 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 327,3 г аммонийного удобрения, содержащего 99% (NH4)2SO4.
Пример 3. Берут 500 г хлорида цирконила в виде кристаллогидрата ZrOCl2·8H2O с крупностью частиц 1,0-2,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,3. Полученную реакционную массу в количестве 548,5 г выщелачивают 500 г воды при температуре 60°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1650 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 435,6 г раствора, содержащего 29,3% хлорида аммония NH4Cl. Гидратный осадок промывают 11 порциями воды по 400 г до полного отсутствия хлорид-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 560,2 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 288,5 г гидрата оксида циркония, содержащего 66,2% ZrO2. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 0,94 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 129 г аммонийного удобрения, содержащего 98,9%
NH4Cl.
Пример 4. Берут 500 г хлорида алюминия в виде кристаллогидрата AlCl3·6Н2О с крупностью частиц 2,0-3,0 мм и обрабатывают газообразным аммиаком согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,1. Полученную реакционную массу в количестве 601,5 г выщелачивают 700 г воды при температуре 50°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1475 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 774,2 г раствора, содержащего 32,2% хлорида аммония NH4Cl. Гидратный осадок промывают 9 порциями воды по 400 г до полного отсутствия хлорид-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 622 г сушат при 105°С до постоянной массы с получением 164,8 г гидрата оксида алюминия, содержащего 64% Al2O3. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 2,77 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 251,4 г аммонийного удобрения, содержащего 99,1% NH4Cl.
Пример 5. Берут 500 г алюмокалиевых квасцов в виде кристаллогидрата K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O с крупностью частиц 0,5-2,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,4. Полученную реакционную массу в количестве 545 г выщелачивают 900 г воды при температуре 60°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1510 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 900,5 г раствора, содержащего 7,6% сульфата калия K2SO4 и 17,4% сульфата аммония (NH4)2SO4. Гидратный осадок промывают 8 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 333,6 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 83,4 г гидрата оксида алюминия, содержащего 64,5% Al2O3. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 3 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 227,2 г аммонийного удобрения, содержащего 30,2% K2SO4 и 69%
(NH4)2SO4.
Пример 6. Берут 500 г алюмокалиевых квасцов в виде кристаллогидрата K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O с крупностью частиц 0,5-2,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,4. Полученную реакционную массу в количестве 545 г выщелачивают 900 г раствора от промывки гидратного осадка по примеру 5, содержащего 17,4 г K2SO4 и 39 г (NH4)2SO4, при температуре 60°С в течение 10 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1480 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 900,5 г раствора, содержащего 9,1% сульфата калия K2SO4 и 20,6% сульфата аммония (NH4)2SO4. Промывку гидратного осадка осуществляют вначале противотоком с использованием второй, третьей и четвертой порций промывного раствора по примеру 5, затем шестью порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Общий расход промывной жидкости при этом составляет 3600 мл. Промытый гидратный осадок массой 333,6 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 83,4 г гидрата оксида алюминия, содержащего 64,5% Al2O3. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 3 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 283,5 г аммонийного удобрения, содержащего 30,4% K2SO4 и 69% (NH4)2SO4.
Пример 7. Берут 500 г алюмоаммониевых квасцов в виде кристаллогидрата (NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O с крупностью частиц 0,1-1,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,3. Полученную реакционную массу в количестве 524 г выщелачивают 750 г раствора от промывки гидратного осадка по примеру 6, содержащего 23,2 г K2SO4 и 52 г (NH4)2SO4, при температуре 50°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1550 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 736 г раствора, содержащего 2,4% сульфата калия K2SO4 и 27,9% сульфата аммония (NH4)2SO4. Гидратный осадок промывают 9 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 327,3 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 90 г гидрата оксида алюминия, содержащего 62,6% Al2O3. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 2,6 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 224,7 г аммонийного удобрения, содержащего 7,8% K2SO4 и 91,5% (NH4)2SO4.
Пример 8. Берут 385 г нитрата алюминия в виде кристаллогидрата Al(NO3)3·9H2O и 125 г сульфата титанила в виде кристаллогидрата TiOSO4·H2O с крупностью частиц 0,5-2,5 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,5. Полученную реакционную массу в количестве 525 г выщелачивают 630 г воды при температуре 40°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1620 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 730,8 г раствора, содержащего 25,6% нитрата аммония NH4NO3 и 8,9% сульфата аммония (NH4)2SO4. Гидратный осадок промывают 8 порциями воды по 400 г до полного отсутствия нитрат-иона и сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 485,5 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 165 г гидрата оксидов алюминия и титана, содержащего 31,7% Al2O3 и 31,3% TiO2. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,9 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 253,7 г аммонийного удобрения, содержащего 73,8% NH4NO3 и 25,6% (NH4)2SO4.
Пример 9. Берут 265 г сульфата титанила и аммония в виде кристаллогидрата (NH4)2SO4·TiOSO4·H2O и 235 г нитрата циркония в виде кристаллогидрата Zr(NO3)4·5H2O с крупностью частиц 0,5-1,5 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,0. Полученную реакционную массу в количестве 530 г выщелачивают 750 г воды при температуре 45°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1715 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 886 г раствора, содержащего 19,6% сульфата аммония (NH4)2SO4 и 15,2% нитрата аммония NH4NO3. Гидратный осадок промывают 7 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона и нитрат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 593 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 211,1 г гидрата оксидов титана и циркония, содержащего 32,4% TiO2 и 31,9% ZrO2. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,8 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 310 г аммонийного удобрения, содержащего 56% (NH4)2SO4 и 43,5% NH4NO3.
Пример 10. Берут 250 г сульфата алюминия в виде кристаллогидрата Al2(SO4)3·18H2O, 100 г сульфата титанила в виде кристаллогидрата TiOSO4·H2O и 150 г сульфата циркония в виде кристаллогидрата Zr(SO4)2·4H2O с крупностью частиц 0,1-3,0 мм и обрабатывают согласно примеру 1 до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы 7,2. Полученную реакционную массу в количестве 521 г выщелачивают 700 г воды при температуре 45°С в течение 15 минут. Образовавшуюся суспензию фильтруют со скоростью 1745 л/м2·час с выделением гидратного осадка и получением 791,2 г раствора, содержащего 28,5% сульфата аммония (NH4)2SO4. Гидратный осадок промывают 8 порциями воды по 400 г до полного отсутствия сульфат-иона в последней порции промывной воды. Промытый гидратный осадок массой 557,5 г сушат при 110°С до постоянной массы с получением 211,8 г гидрата оксидов алюминия, титана и циркония, содержащего 18% Al2O3, 21,2% TiO2 и
24,6% ZrO2. По данным РФА полученный продукт является рентгеноаморфным. Количество удаленной влаги из промытого гидратного осадка в расчете на 1 кг целевого продукта составляет 1,6 кг. Полученный после выделения гидратного осадка раствор обезвоживают при температуре 115°С с получением 257,5 г аммонийного удобрения, содержащего 99,3% (NH4)2SO4.
Из вышеприведенных примеров видно, что предлагаемый способ получения гидратов оксидов алюминия, титана и циркония позволяет сформировать структуру целевого продукта с пониженным водосодержанием при одновременном снижении объема материальных потоков, что интенсифицирует выделение гидратов оксидов этих металлов и снижает энергоемкость процесса. В результате осуществления способа получают аммонийное удобрение, что повышает комплексность использования сырьевых компонентов. Настоящий способ относительно прост и может быть реализован с привлечением стандартного оборудования.
Claims (7)
1. Способ получения гидрата оксида металла, включающий обработку соли металла газообразным аммиаком, выделение из суспензии гидратного осадка с образованием раствора, содержащего соль аммония, промывку гидратного осадка и сушку, отличающийся тем, что используют соль металла, взятую в виде кристаллогидрата с крупностью частиц 0,1-3,0 мм, в качестве соли металла берут соль алюминия, титана или циркония, обработку солей металлов газообразным аммиаком ведут путем пропускания его через слой частиц кристаллогидратов до обеспечения рН водной вытяжки реакционной массы не менее 7, а полученную реакционную массу выщелачивают водой или раствором от промывки гидратного осадка с образованием суспензии, из которой и выделяют гидратный осадок.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия берут его сульфат, хлорид, нитрат, алюмокалиевые или алюмоаммониевые квасцы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли титана берут сульфат титанила или сульфат титанила и аммония.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли циркония берут сульфат циркония, нитрат циркония или хлорид цирконила.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выщелачивание реакционной массы ведут при температуре не ниже 40°С в течение не менее 10 мин.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку гидратного осадка ведут с использованием режима противотока.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, содержащий соль аммония, обезвоживают с получением аммонийного удобрения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112851/15A RU2375306C1 (ru) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Способ получения гидрата оксида металла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008112851/15A RU2375306C1 (ru) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Способ получения гидрата оксида металла |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008112851A RU2008112851A (ru) | 2009-10-10 |
| RU2375306C1 true RU2375306C1 (ru) | 2009-12-10 |
Family
ID=41260440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008112851/15A RU2375306C1 (ru) | 2008-04-02 | 2008-04-02 | Способ получения гидрата оксида металла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375306C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104196510A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-10 | 哈尔滨工程大学 | 天然气水合物热激法反应装置 |
| CN104196508A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-10 | 哈尔滨工程大学 | 天然气水合物快速热激发开采装置 |
| RU2597096C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2016-09-10 | Орбит Алюминэ Инк. | Способы получения оксида титана и различных других продуктов |
| RU2677204C1 (ru) * | 2018-02-21 | 2019-01-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки алюминиевых квасцов |
-
2008
- 2008-04-02 RU RU2008112851/15A patent/RU2375306C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КРУГЛОВА М.А., ЯРОШЕНКО М.П., Синтез цирконийалюминиевой системы и исследование ее формирования, Журнал прикладной химии, 2007, т.80, вып.9, с.1425-1431. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2597096C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2016-09-10 | Орбит Алюминэ Инк. | Способы получения оксида титана и различных других продуктов |
| CN104196510A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-10 | 哈尔滨工程大学 | 天然气水合物热激法反应装置 |
| CN104196510B (zh) * | 2014-09-12 | 2016-08-03 | 哈尔滨工程大学 | 天然气水合物热激法反应装置 |
| CN104196508A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-10 | 哈尔滨工程大学 | 天然气水合物快速热激发开采装置 |
| CN104196508B (zh) * | 2014-09-18 | 2016-06-29 | 哈尔滨工程大学 | 天然气水合物快速热激发开采装置 |
| RU2677204C1 (ru) * | 2018-02-21 | 2019-01-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ переработки алюминиевых квасцов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008112851A (ru) | 2009-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100579906C (zh) | 一种硫酸镁废液治理及联产活性氧化镁的方法 | |
| Licong et al. | Reactive crystallization of calcium sulfate dihydrate from acidic wastewater and lime | |
| RU2375306C1 (ru) | Способ получения гидрата оксида металла | |
| CN110510648A (zh) | 一种从含硫酸铝、硫酸钾和硫酸铵的混合溶液中分离回收铝、钾和铵的方法 | |
| CN105800762A (zh) | 一种无定形羟基氧化铁净水剂的制备方法 | |
| WO2019143264A1 (ru) | Способ получения оксида скандия из скандий-содержащих концентратов | |
| Tchomgui-Kamga et al. | Effect of co-existing ions during the preparation of alumina by electrolysis with aluminum soluble electrodes: structure and defluoridation activity of electro-synthesized adsorbents | |
| CN102625777B (zh) | 电镀污泥处理及纳米级铁氧化物的制造 | |
| JP2017511786A (ja) | Ｕｏ４水和物へのその転換のためのｕ３ｏ８の活性化方法 | |
| CN114272914B (zh) | 一种锂吸附剂、膜元件、其制备方法及锂提取方法与装置 | |
| JP2748334B2 (ja) | 食塩水中の硫酸イオンを除去する方法 | |
| CN101497453B (zh) | 由菱镁矿制备六水硫酸镁铵的方法 | |
| CN102876895A (zh) | 从低浓度五价钒六价铬混合液中回收钒、铬的方法 | |
| RU2234367C1 (ru) | Способ получения сорбента для извлечения лития из рассолов | |
| Sahu et al. | Role of hydrazine and hydrogen peroxide in aluminium hydroxide precipitation from sodium aluminate solution | |
| RU2608117C1 (ru) | Способ переработки растворов после карбонатного вскрытия вольфрамовых руд | |
| CN102943178B (zh) | 一种废水中钛的回收方法 | |
| CN103936073A (zh) | 一种镁铬铁矿硫酸浸出液制取碱式硫酸铬的方法 | |
| Ayala et al. | Synthesis of three commercial products from Bayer electrofilter powders | |
| CN103073125B (zh) | 一种酸解红土镍矿废水的利用方法 | |
| RU2198842C2 (ru) | Способ получения оксида магния | |
| RU2456240C1 (ru) | Способ получения оксида цинка | |
| RU2633677C1 (ru) | Способ переработки растворов после карбонатной переработки вольфрамовых руд | |
| RU2677204C1 (ru) | Способ переработки алюминиевых квасцов | |
| Mamyachenkov et al. | Choice of a sorbent for purification of sulfate zinc solutions from fluorine ions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160403 |