RU2466937C2 - Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда - Google Patents
Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466937C2 RU2466937C2 RU2010152263/05A RU2010152263A RU2466937C2 RU 2466937 C2 RU2466937 C2 RU 2466937C2 RU 2010152263/05 A RU2010152263/05 A RU 2010152263/05A RU 2010152263 A RU2010152263 A RU 2010152263A RU 2466937 C2 RU2466937 C2 RU 2466937C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- aluminum hydroxide
- aluminum
- washed
- aluminium oxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химии. Для получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда, алюминий чистотой 99,95-99,999% растворяют в растворе хлоридов аммония, натрия или их смеси, содержащем 5-150 г/л хлорид-ионов, при температуре 20-95°С при реверсивной подаче постоянного тока при плотности тока 0,045-0,12 А/см2. Поверхность электродов омывают со скоростью 60-1400 л/(м2·ч) электролитом, циркулирующим во внешнем контуре. Образование плотного осадка гидроксида алюминия осуществляют в сборной расширительной емкости с коэффициентом расширения 25-400. Гидроксид алюминия отделяют от электролита центрифугированием со скоростью вращения 20-60 об/с. Осадок отмывают специально подготовленной водой с удельным сопротивлением 0,4-18 МОм·см. Отмытый осадок сушат в потоке горячего воздуха температурой 100-400°С и прокаливают в электрической печи до получения оксида алюминия. Изобретение позволяет увеличить выход продукта и производительность электролизера, улучшить качество получаемого оксида алюминия. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к области химии, в частности к технологии получения оксида алюминия, который может быть использован в производстве искусственных кристаллов корунда.
Известен способ получения оксида алюминия, включающий обработку металлического алюминия водой с добавками хлоридов щелочных металлов и нагрев [а.с. SU 1350995 А1, кл. C01F 7/42, опубл. 27.06.1999 г.]. В герметичную емкость помещают смесь хлоридов щелочных металлов, металлический алюминий и воду, емкость с содержимым помещают в печь и нагревают до 400-600°С. После завершения реакции емкость охлаждают, содержимое растворяют в воде, осадок отфильтровывают и сушат. Способ предполагает большой расход солей, которые после переплава и растворения в воде непригодны для повторного использования, а получаемый по данному способу оксид алюминия не удовлетворяет требованиям по высокой чистоте, необходимой для производства искусственных кристаллов корунда.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ получения оксида алюминия, включающий анодное растворение алюминия в водном растворе хлорида натрия, отделение гидроксида алюминия и прокаливание [пат. RU 2366608 С1, кл. C01F 7/42, опубл. 10.09.2009]. Анодное растворение алюминия осуществляют в водном растворе хлорида натрия концентрацией 30-300 г/л с помощью выпрямленного по двухполупериодной схеме переменного тока при плотности тока 0,015-0,045 А/см2. Обработка осадка гидроксида алюминия включает отмывку, фильтрование, сушку, прессование и прокаливание при температуре 600-1350°С. Выход продукта по данному способу составляет 155-450 г/(м2·ч).
Целью предлагаемого изобретения является увеличение выхода продукта и производительности электролизера, улучшение качества получаемого продукта и повышение технологичности процесса в целом.
Достигается это тем, что для увеличения выхода продукта и производительности электролизера анодное растворение алюминия осуществляют в хлоридном растворе, содержащем 5-150 г/л хлорид-ионов, при температуре 20-95°С и плотности тока 0,045-0,12 А/см2, для улучшения качества получаемого продукта используют алюминий чистотой 99,95-99,999%, проводят отмывку гидроксида алюминия специально подготовленной водой с удельным сопротивлением 0,4-18 МОм·см.
Для приготовления хлоридного раствора используют хлориды аммония, натрия или их смеси, которые обладают высокой растворимостью, обеспечивающей высокую электропроводность электролита, а отсутствие поливалентных элементов в электролите позволяет достичь высоких показателей производительности.
Использование реверсивной подачи постоянного тока при анодном растворении алюминия позволяет создать более равномерные условия растворения алюминия при длительном ведении электролиза, при этом уменьшается количество электродных остатков.
Для интенсивного удаления из межэлектродного пространства образующегося гидроксида алюминия проводят циркуляцию электролита во внешнем относительно электролизера контуре со скоростью омывания поверхности электродов 60-1400 (л/м2·ч), что предотвращает образование пленок гидрида алюминия, ухудшающих качество продукта.
Для повышения скорости образования плотного осадка гидроксида алюминия и первичного отделения от него электролита используют сборную расширительную емкость с коэффициентом расширения 25-400. Под коэффициентом расширения понимают отношение рабочей площади сборной емкости к ее входному сечению.
Для отделения гидроксида алюминия от электролита используют центрифугирование осадка со скоростью вращения 20-60 об/с, что обеспечивает высокую степень разделения осадка и фильтрата, содержащего остатки солей.
Осуществление сушки гидроксида алюминия в потоке горячего воздуха, имеющего температуру 100-400°С, предотвращает комкование продукта, которое нежелательно при производстве искусственных кристаллов корунда.
Интервал содержания хлорид-ионов в растворе 5-150 г/л обусловлен тем, что при содержании хлорид-ионов менее 5 г/л увеличивается сопротивление электролита, и повышается расход электроэнергии, а при содержании хлорид-ионов более 150 г/л затрудняется диссоциация хлоридов.
Температурный интервал для раствора 20-95°С обусловлен тем, что при температуре ниже 20°С снижается скорость диффузии, на электродах появляются отложения, препятствующие протеканию процесса, а при температуре выше 95°С электролит закипает, и электролиз провести не удается.
Интервал плотностей тока 0,045-0,12 А/см2 обусловлен тем, что при плотности тока менее 0,045 А/см2 скорость процесса низкая, а увеличение плотности тока выше 0,12 А/см2 приводит к точечному разрушению поверхности электродов.
Интервал чистоты используемого алюминия 99,95-99,999% обусловлен тем, что при содержании алюминия менее 99,95% получается продукт низкого качества, которое не позволяет его использовать для производства искусственных кристаллов корунда, а при использовании алюминия чистотой более 99,999% дальнейшего повышения качества продукта не происходит.
Интервал удельного сопротивления воды, используемой для отмывки гидроксида алюминия, 0,4-18 МОм·см обусловлен тем, что при удельном сопротивлении менее 0,4 МОм·см происходит загрязнение продукта, а при использовании воды с удельным сопротивлением более 18 МОм·см качество продукта не улучшается.
Интервал скорости омывания поверхности электродов 60-1400 л/(м2·ч) обусловлен тем, что при скорости омывания менее 60 л/(м2·ч) осадок гидроксида алюминия не смывается с поверхности электродов, а при скорости омывания более 1400 л/(м2·ч) поверхность электродов остается чистой, и дальнейшее увеличение потока эффекта не дает.
Интервал коэффициента расширения 25-400 обусловлен тем, что при коэффициенте расширения менее 25 происходит затруднение осаждения мелких частиц и увеличение выноса гидроксида алюминия из емкости, а при коэффициенте расширения более 400 интенсивность осаждения не увеличивается.
Интервал скорости вращения при центрифугировании осадка 20-60 об/с обусловлен тем, что при скорости вращения менее 20 об/с в осадке остается много солей, что приводит к снижению качества продукта, а при скорости вращения более 60 об/с дальнейшего снижения содержания солей в продукте не происходит.
Интервал температуры горячего воздуха, используемого для сушки гидроксида алюминия, 100-400°С обусловлен тем, что при температуре ниже 100°С гидроксид алюминия не сушится, а при температуре выше 400°С влажность гидроксида алюминия не меняется.
Эксперименты проводятся следующим образом. В электролизер заливают электролит - водный раствор хлоридов заданной концентрации и состава. Туда же помещают алюминиевые электроды определенной чистоты. Температуру раствора доводят до заданного значения и поддерживают постоянной. Электроды подключают к источнику постоянного тока. Устанавливают режим подачи тока. Включают ток и поддерживают в соответствии с заданной плотностью тока. В процессе электролиза происходит образование гидроксида алюминия. Омывшие поверхности электродов осуществляют электролитом, циркулирующим во внешнем контуре при работе насоса. Гидроксид алюминия поступает в сборную емкость с изменяемым коэффициентом расширения. В ней образуется уплотненный осадок гидроксида алюминия, который затем извлекают и загружают в центрифугу. Центрифугирование проводят с заданной скоростью вращения до полного извлечения фильтрата. Осадок отмывают специально подготовленной водой с известным удельным сопротивлением. Отмытый осадок сушат в потоке горячего воздуха, нагреваемого тепловентилятором до заданной температуры, и прокаливают в электрической печи до получения оксида алюминия. В полученном продукте определяют содержание примесей и устанавливают соответствие его требованиям для производства искусственных кристаллов корунда.
Условия проведения экспериментов и полученные результаты приведены в таблице 1.
Предлагаемый способ позволяет увеличить выход продукта и производительность электролизера, улучшить качество получаемого оксида алюминия и повысить технологичность процесса в целом.
Claims (6)
1. Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда, включающий анодное растворение алюминия в водном солевом растворе, отделение гидроксида алюминия и прокаливание, отличающийся тем, что анодное растворение алюминия чистотой 99,95-99,999% осуществляют в хлоридном растворе, содержащем 5-150 г/л хлорид-ионов, при температуре 20-95°С, используют реверсивную подачу постоянного тока при плотности тока 0,045-0,12 А/см2, проводят отмывку гидроксида алюминия специально подготовленной водой с удельным сопротивлением 0,4-18 МОм·см.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления хлоридного раствора используют хлориды аммония, натрия или их смеси.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что проводят циркуляцию электролита во внешнем относительно электролизера контуре со скоростью омывания поверхности электродов 60-1400 л/(м2·ч).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для образования плотного осадка гидроксида алюминия и первичного отделения от него электролита используют сборную расширительную емкость с коэффициентом расширения 25-400.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для отделения гидроксида алюминия от электролита используют центрифугирование осадка со скоростью вращения 20-60 об/с.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед прокаливанием проводят сушку гидроксида алюминия в потоке горячего воздуха, имеющего температуру 100-400°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152263/05A RU2466937C2 (ru) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010152263/05A RU2466937C2 (ru) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010152263A RU2010152263A (ru) | 2012-06-27 |
| RU2466937C2 true RU2466937C2 (ru) | 2012-11-20 |
Family
ID=46681578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010152263/05A RU2466937C2 (ru) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2466937C2 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538606C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения высокочистого оксида алюминия электролизом |
| RU2608489C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-01-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Устройство для получения гидроксида алюминия |
| RU2630212C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2017-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты |
| RU2664135C1 (ru) * | 2017-07-17 | 2018-08-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (ИХВВ РАН) | Способ электрохимического получения порошков оксида алюминия |
| RU2742575C1 (ru) * | 2020-10-14 | 2021-02-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Империус Групп" | Способ получения альфа-оксида алюминия для последующего выращивания монокристаллического сапфира |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU621644A1 (ru) * | 1976-10-19 | 1978-08-30 | Предприятие П/Я Р-6496 | Элетрохимический способ получени окиси алюмини |
| GB1557690A (en) * | 1976-01-01 | 1979-12-12 | Riken Keikinzoku Kogyo Kk | Electrolytically produced coloured aluminium oxide |
| EP0108968A1 (de) * | 1982-11-09 | 1984-05-23 | Magyar Szénhidrogénipari Kutató-Fejlesztö Intézet | Verfahren zur Herstellung von aktivem Aluminiumoxyd |
| RU2083722C1 (ru) * | 1994-10-06 | 1997-07-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Катализ" | Способ получения оксида алюминия |
| RU2135411C1 (ru) * | 1998-05-07 | 1999-08-27 | Томский политехнический университет | Электрохимический способ получения оксида алюминия |
| RU2299176C1 (ru) * | 2005-11-07 | 2007-05-20 | Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) | Способ получения ультрадисперсного порошка оксида металла |
| RU2366608C1 (ru) * | 2008-05-08 | 2009-09-10 | Андрей Павлович Лысенко | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства монокристаллов корунда |
-
2010
- 2010-12-21 RU RU2010152263/05A patent/RU2466937C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1557690A (en) * | 1976-01-01 | 1979-12-12 | Riken Keikinzoku Kogyo Kk | Electrolytically produced coloured aluminium oxide |
| SU621644A1 (ru) * | 1976-10-19 | 1978-08-30 | Предприятие П/Я Р-6496 | Элетрохимический способ получени окиси алюмини |
| EP0108968A1 (de) * | 1982-11-09 | 1984-05-23 | Magyar Szénhidrogénipari Kutató-Fejlesztö Intézet | Verfahren zur Herstellung von aktivem Aluminiumoxyd |
| RU2083722C1 (ru) * | 1994-10-06 | 1997-07-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Катализ" | Способ получения оксида алюминия |
| RU2135411C1 (ru) * | 1998-05-07 | 1999-08-27 | Томский политехнический университет | Электрохимический способ получения оксида алюминия |
| RU2299176C1 (ru) * | 2005-11-07 | 2007-05-20 | Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) | Способ получения ультрадисперсного порошка оксида металла |
| RU2366608C1 (ru) * | 2008-05-08 | 2009-09-10 | Андрей Павлович Лысенко | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства монокристаллов корунда |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2538606C1 (ru) * | 2013-12-30 | 2015-01-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения высокочистого оксида алюминия электролизом |
| RU2608489C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-01-18 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Устройство для получения гидроксида алюминия |
| RU2630212C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2017-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты |
| RU2664135C1 (ru) * | 2017-07-17 | 2018-08-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук (ИХВВ РАН) | Способ электрохимического получения порошков оксида алюминия |
| RU2742575C1 (ru) * | 2020-10-14 | 2021-02-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Империус Групп" | Способ получения альфа-оксида алюминия для последующего выращивания монокристаллического сапфира |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010152263A (ru) | 2012-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2466937C2 (ru) | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства искусственных кристаллов корунда | |
| CA2940027C (en) | Methods for treating lithium-containing materials | |
| CN104386719B (zh) | 一种α-氧化铝的制备方法 | |
| Zhang et al. | Synthesis of H2TiO3–lithium adsorbent loaded on ceramic foams | |
| CN107653378A (zh) | 一种废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属的回收方法 | |
| CN109722538B (zh) | 一种熔盐电解回收废旧钴酸锂电池中钴和锂的方法 | |
| CN106276988A (zh) | 一种以碳酸钾为沉淀剂制备电池级碳酸锂的方法 | |
| US20180155206A1 (en) | Method of producing high-purity nano alumina | |
| CN103014317A (zh) | 从锂云母原料中提取锂盐的方法 | |
| CN108017072A (zh) | 一种碳酸锂的制备方法 | |
| CN103833057A (zh) | 一种高纯氧化铝的生产方法 | |
| CN103523812A (zh) | 一种工业氧化铝高温脱钠的方法 | |
| CN108840354B (zh) | 电池级氯化锂深度除杂方法 | |
| RU2538606C1 (ru) | Способ получения высокочистого оксида алюминия электролизом | |
| CN109055997A (zh) | 熔盐电解法制备超细Al3Zr金属间化合物颗粒的方法 | |
| RU2630212C1 (ru) | Способ получения альфа-оксида алюминия высокой чистоты | |
| WO2017221173A1 (en) | Process for treating a solid carbonaceous material containing aluminum, fluorides and sodium ions | |
| KR20150027823A (ko) | 고순도의 코런덤 제조 방법 | |
| JP6108048B2 (ja) | 水酸化スズ粉の製造方法、及び水酸化スズ粉 | |
| RU2366608C1 (ru) | Способ получения оксида алюминия, пригодного для производства монокристаллов корунда | |
| CN110775955B (zh) | 一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法 | |
| JP2015086442A (ja) | 水酸化インジウム粉の製造方法 | |
| JP6314904B2 (ja) | 水酸化インジウム粉の製造方法及び酸化インジウム粉の製造方法、並びにスパッタリングターゲットの製造方法 | |
| CN104190355A (zh) | 多孔炭材料的制备方法及其用于处理含油污水的处理方法 | |
| CN110512225A (zh) | 一种氧化锌粉体的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121222 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150827 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171222 |