RU2480413C2 - Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron - Google Patents

Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron Download PDF

Info

Publication number
RU2480413C2
RU2480413C2 RU2011131637/05A RU2011131637A RU2480413C2 RU 2480413 C2 RU2480413 C2 RU 2480413C2 RU 2011131637/05 A RU2011131637/05 A RU 2011131637/05A RU 2011131637 A RU2011131637 A RU 2011131637A RU 2480413 C2 RU2480413 C2 RU 2480413C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
solution
salt solution
pulp
nitrate
Prior art date
Application number
RU2011131637/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011131637A (en
Inventor
Матти Валдекович Таук
Ирина Ивановна Николаева
Татьяна Николаевна Черкасова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Акрон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Акрон" filed Critical Открытое акционерное общество "Акрон"
Priority to RU2011131637/05A priority Critical patent/RU2480413C2/en
Publication of RU2011131637A publication Critical patent/RU2011131637A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2480413C2 publication Critical patent/RU2480413C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemistry and can be used in processing alumina-containing material using acid-based techniques. Acidic salt solutions containing aluminium nitrate are mixed with a base until neutralisation of free nitric acid and hydrolysis of iron nitrate to iron hydroxide. The obtained solution is held for 30-90 minutes at temperature of 90-160°C. Once the obtained pulp reaches pH 1.5-2.3, it is removed from the reactor, cooled and mixed with a cationic polyelectrolyte. The iron-containing precipitate is thickened and separated from the purified salt solution. Control of the salt solution and base ratio and adjustment of the pH of the pulp are carried out by further addition of the salt solution or base directly into the pulp. The thickened iron-containing precipitate is separated from the salt solution by settling. The bases used are sodium or potassium hydroxides, or aqueous ammonia solution or aluminium hydroxide or aluminium oxide monohydrate - boehmite, AlOH. In the temperature range of 90-109°C, the reactor equipment operates at atmospheric pressure and at high pressure in the temperature range of 110-160°C.
EFFECT: invention enables to extract 75-95% iron from acidic salt solutions and remove iron from the process cycle.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области переработки глиноземсодержащего сырья кислотными способами, а именно к способам очистки от железа кислых растворов солей, содержащих нитраты алюминия, натрия, калия, железа и других элементов, и может быть использовано в технологии получения соединений алюминия.The invention relates to the field of processing alumina-containing raw materials by acidic methods, and in particular to methods for cleaning acid solutions of salts of aluminum containing nitrates of aluminum, sodium, potassium, iron and other elements from iron, and can be used in the technology for producing aluminum compounds.

Кислые растворы нитратных солей, содержащие нитрат алюминия, являются промежуточными продуктами в технологии получения глинозема, гидроксида и моногидрата оксида алюминия (бемита), коагулянтов и других продуктов на основе нитрата алюминия.Acidic solutions of nitrate salts containing aluminum nitrate are intermediates in the technology for producing alumina, hydroxide and monohydrate of aluminum oxide (boehmite), coagulants and other products based on aluminum nitrate.

Концентрация нитрата железа в растворах солей в пересчете на оксид Fe2O3 составляет 0,1-0,4%, при этом железистый модуль, Al2O3/Fe2O3, не превышает 20. Высокое содержание железа в растворах затрудняет их дальнейшую переработку и не позволяет получать целевые продукты на основе нитрата алюминия. Для того, чтобы обеспечить требуемое качество целевых продуктов, необходима очистка кислых растворов нитратных солей от железа, включающая стадию извлечения основной массы железа из растворов солей и выведения железа из технологического цикла в виде полупродукта, пригодного для дальнейшей переработки.The concentration of iron nitrate in salt solutions in terms of Fe 2 O 3 oxide is 0.1-0.4%, while the glandular modulus, Al 2 O 3 / Fe 2 O 3 , does not exceed 20. The high iron content in solutions makes them difficult further processing and does not allow to obtain the target products based on aluminum nitrate. In order to ensure the required quality of the target products, it is necessary to purify acid solutions of nitrate salts from iron, including the step of extracting the bulk of iron from salt solutions and removing iron from the technological cycle as an intermediate suitable for further processing.

В связи с близостью свойств соединений алюминия и железа разделение нитратов алюминия и железа в кислых растворах является сложной задачей. Исходя из свойств системы Al(NO3)3-Fe(NO3)3-HNO3-H2O очистку кислых растворов нитратных солей от железа проводят кристаллизацией нитрата алюминия из упаренных алюминийсодержащих растворов в крепких растворах азотной кислоты при отношении кислоты к Al2O3 от 10:1 до 18:1 [Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами / Ю.А.Лайнер, М.: Наука, 1982, стр.128].Due to the similarity of the properties of aluminum and iron compounds, the separation of aluminum and iron nitrates in acidic solutions is a difficult task. Based on the properties of the Al (NO 3 ) 3 -Fe (NO 3 ) 3 -HNO 3 -H 2 O system, the cleaning of acid solutions of nitrate salts from iron is carried out by crystallization of aluminum nitrate from evaporated aluminum-containing solutions in strong solutions of nitric acid with an acid to Al 2 ratio O 3 from 10: 1 to 18: 1 [Complex processing of aluminum-containing raw materials by acid methods / Yu.A. Liner, M .: Nauka, 1982, p.128].

Недостатки данного метода:The disadvantages of this method:

- низкая эффективность процесса вследствие изоморфизма соединений алюминия и железа;- low process efficiency due to isomorphism of aluminum and iron compounds;

- использование большого количества концентрированной азотной кислоты для кристаллизации и промывки кристаллов нитрата алюминия;- the use of a large amount of concentrated nitric acid for crystallization and washing of crystals of aluminum nitrate;

- сложность переработки маточных растворов азотной кислоты и выведения железа из технологического цикла.- the difficulty of processing the mother liquor of nitric acid and the removal of iron from the technological cycle.

Более эффективной является очистка кислых растворов нитратных солей от железа гидролизом нитрата железа. При отсутствии свободной азотной кислоты в растворе солей и недостатке кислоты для образования нитрата алюминия Al(NO3)3 образуются основные соли алюминия типа Al(OH)m(NO3)3-m. В этих условиях происходит гидролиз нитрата железа с образованием гидроксида железа, который является более слабым основанием, чем гидроксид алюминия. В водном растворе гидроксид железа находится в виде аквакомплексов, последующее разрушение которых приводит к коагуляции и осаждению соединений железа [Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами / Ю.А.Лайнер, М.: Наука, 1982, стр.129-130].More effective is the purification of acidic solutions of nitrate salts from iron by hydrolysis of iron nitrate. In the absence of free nitric acid in the salt solution and lack of acid for the formation of aluminum nitrate Al (NO 3 ) 3 , basic aluminum salts of the type Al (OH) m (NO 3 ) 3-m are formed . Under these conditions, iron nitrate is hydrolyzed to form iron hydroxide, which is a weaker base than aluminum hydroxide. In an aqueous solution, iron hydroxide is in the form of aquacomplexes, the subsequent destruction of which leads to coagulation and precipitation of iron compounds [Complex processing of aluminum-containing raw materials by acid methods / Yu.A. Liner, M .: Nauka, 1982, pp. 129-130].

По изобретению SU №272182 [опубликовано: 26.05.1970 г.] выщелачивание глиноземистой руды, содержащей примеси железа, проводят азотной кислотой, взятой в количестве от 50 до 90% от стехиометрически необходимой, при 140-220°C и давлении 5,6-10,5 кг/см2 в автоклаве в течение 1-6 часов, реакционную массу из автоклава разбавляют, фильтруют, промывают нерастворенный материал, который затем выбрасывают, а фильтраты используют для получения окиси алюминия.According to the invention SU No. 272182 [published: 05.26.1970] leaching of alumina ore containing iron impurities is carried out with nitric acid, taken in an amount from 50 to 90% of the stoichiometrically necessary, at 140-220 ° C and a pressure of 5.6- 10.5 kg / cm 2 in an autoclave for 1-6 hours, the reaction mass from the autoclave is diluted, filtered, the undissolved material is washed, which is then discarded, and the filtrates are used to produce alumina.

Известен способ обезжелезивания растворов азотнокислого алюминия [SU №489717, опубликовано: 30.10.1975 г.], включающий автоклавную обработку высококремнистого железистого сырья 30%-ной азотной кислотой при температуре 180°C в течение 2 часов, перемешивание пульпы после автоклавной обработки в течение 1-10 часов при температуре 18-100°C с последующей фильтрацией пульпы, при этом расход азотной кислоты составляет 90% от стехиометрической нормы на образование нормального нитрата алюминия, Al(NO3)3.A known method of deferrization of solutions of aluminum nitrate [SU No. 489717, published: 10.30.1975], including the autoclave treatment of high ferrous silicon raw materials with 30% nitric acid at a temperature of 180 ° C for 2 hours, mixing the pulp after autoclaving for 1 -10 hours at a temperature of 18-100 ° C followed by filtration of the pulp, while the flow rate of nitric acid is 90% of the stoichiometric norm for the formation of normal aluminum nitrate, Al (NO 3 ) 3 .

Известен способ очистки пульпы, содержащей азотнокислый алюминий, от соединений железа [SU №532571, опубликовано: 25.10.1976 г.] путем разбавления пульпы водой и перемешивания пульпы при 18-100°C в течение 10-24 часов, при этом вскрытие бокситов проводят 30%-ной азотной кислотой при температуре 180°C в течение 2 часов и расходе кислоты 80% стехиометрической нормы на образование нитрата алюминия, разбавление пульпы водой проводят в соотношении 1:1.A known method of cleaning pulp containing aluminum nitrate from iron compounds [SU No. 532571, published: 10.25.1976] by diluting the pulp with water and stirring the pulp at 18-100 ° C for 10-24 hours, while bauxite is opened 30% nitric acid at a temperature of 180 ° C for 2 hours and an acid consumption of 80% stoichiometric norm for the formation of aluminum nitrate, dilution of the pulp with water is carried out in a ratio of 1: 1.

Недостатки названных известных способов:The disadvantages of these known methods:

- выщелачивание глиноземистого сырья азотной кислотой в автоклавах при высокой температуре усложняет аппаратурно-технологическую схему процесса;- leaching of alumina feedstock with nitric acid in autoclaves at high temperature complicates the hardware-technological scheme of the process;

- разбавление автоклавной пульпы водой и длительное перемешивание пульпы приводят к увеличению объемов оборудования и увеличению энергозатрат на упаривание разбавленных растворов солей;- dilution of the autoclave pulp with water and prolonged mixing of the pulp lead to an increase in equipment volumes and an increase in energy consumption for evaporation of diluted salt solutions;

- разложение глиноземистого сырья азотной кислотой с расходом менее 100%) от стехиометрически необходимого количества приводит к тому, что нерастворенный материал (кремнеземный осадок), загрязненный соединениями железа, выбрасывают;- decomposition of alumina raw materials with nitric acid with a flow rate of less than 100%) from the stoichiometrically necessary amount leads to the fact that undissolved material (silica precipitate) contaminated with iron compounds is discarded;

- при сбросе кремнеземного осадка в отвал переработка высококремнистого глиноземного сырья становится не эффективной, так как диоксид кремния является основным компонентом сырья.- when silica sludge is dumped into the dump, the processing of high-silica alumina raw materials becomes ineffective, since silicon dioxide is the main component of the raw material.

По патенту РФ №2202516 [опубликовано: 20.04.2003 г.] способ получения оксида алюминия из алюмосиликатного сырья включает очистку раствора азотнокислого алюминия от железа путем добавления к раствору двухосновного нитрата алюминия, Al(OH)2(NO3), до нейтрализации избытка кислоты и выделения осадка гидроксида железа, полученный осадок фильтруют.According to the patent of the Russian Federation No. 2202516 [published: 04/20/2003] the method of producing aluminum oxide from aluminosilicate raw materials involves cleaning the solution of aluminum nitrate from iron by adding dibasic aluminum nitrate, Al (OH) 2 (NO 3 ) to the solution, to neutralize the excess acid and precipitation of iron hydroxide precipitate, the resulting precipitate is filtered.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- использование для нейтрализации избытка кислоты и выделения осадка гидроксида железа труднодоступного реагента - двухосновного нитрата алюминия, Al(OH)2(NO3), который получают путем неполного термического гидролиза нитрата алюминия из предварительно упаренных растворов;- use to neutralize excess acid and precipitate iron hydroxide precipitate of a hard-to-reach reagent - dibasic aluminum nitrate, Al (OH) 2 (NO 3 ), which is obtained by incomplete thermal hydrolysis of aluminum nitrate from pre-evaporated solutions;

- необходимость приготовления суспензии двухосновного нитрата алюминия, Al(OH)2(NO3), и дробного дозирования этой суспензии в раствор азотнокислых солей, что не позволяет вести процесс осаждения железа в динамическом режиме.- the need to prepare a suspension of dibasic aluminum nitrate, Al (OH) 2 (NO 3 ), and fractional dosing of this suspension in a solution of nitrate salts, which does not allow the process of deposition of iron in a dynamic mode.

Аналоги предлагаемого изобретения авторам неизвестны.Analogs of the invention to the authors are unknown.

Задачей предлагаемого изобретения является извлечение 75-95% железа из кислых растворов нитратных солей, содержащих нитрат алюминия, при использовании доступных реагентов и выведение железа из технологического цикла без выделения алюминия в твердую фазу.The task of the invention is to extract 75-95% iron from acidic solutions of nitrate salts containing aluminum nitrate, using available reagents and removing iron from the process cycle without releasing aluminum into the solid phase.

Поставленная задача достигается тем, что раствор солей смешивают с основанием в соотношении, обеспечивающем нейтрализацию свободной азотной кислоты и гидролиз нитрата железа до гидроксида железа, затем раствор выдерживают в течение 30-90 минут при температуре 90-160°C для коагуляции аквакомплексов гидроксида железа и осаждения соединений железа, при достижении pH 1,5-2,3 пульпу выгружают из реактора, охлаждают, смешивают с катионным полиэлектролитом, железосодержащий осадок сгущают и отделяют от очищенного раствора солей.The problem is achieved in that the salt solution is mixed with the base in a ratio that ensures the neutralization of free nitric acid and the hydrolysis of iron nitrate to iron hydroxide, then the solution is kept for 30-90 minutes at a temperature of 90-160 ° C to coagulate the iron hydroxide aqua complexes and precipitate iron compounds, upon reaching a pH of 1.5-2.3, the pulp is discharged from the reactor, cooled, mixed with a cationic polyelectrolyte, the iron-containing precipitate is concentrated and separated from the purified salt solution.

При получении пульпы с pH меньше 1,5 или больше 2,3 производят регулирование соотношения раствора солей и основания и корректировку pH путем дополнительного введения раствора солей или основания в пульпу.Upon receipt of the pulp with a pH of less than 1.5 or greater than 2.3, the ratio of the salt solution to the base is adjusted and the pH adjusted by additionally introducing the salt solution or base into the pulp.

Сгущенный железосодержащий осадок отделяют методом отстаивания.The thickened iron-containing precipitate is separated by settling.

На очистку от железа поступают растворы солей, содержащие 0,5-5,0% свободной азотной кислоты, 15-35% нитратных солей Al, Na, K, Ca, Mg, Fe, в том числе, 12-25%) нитрата алюминия и 0,1-0,4% железа в пересчете на оксид Fe2O3.Saline solutions containing 0.5-5.0% of free nitric acid, 15-35% of nitrate salts of Al, Na, K, Ca, Mg, Fe, including 12-25%) of aluminum nitrate, are supplied to iron removal and 0.1-0.4% iron in terms of oxide Fe 2 O 3 .

В ходе осуществления очистки от железа кислые растворы солей смешивают с основаниями, которые обеспечивают нейтрализацию свободной азотной кислоты в растворе и гидролиз нитрата железа с образованием гидроксида железа по следующим схемам:During the purification of iron, acidic solutions of salts are mixed with bases, which ensure the neutralization of free nitric acid in solution and the hydrolysis of iron nitrate with the formation of iron hydroxide according to the following schemes:

Fe3++3OH-----→Fe(OH)3 Fe 3+ + 3OH - ---- → Fe (OH) 3

Fe3++3NH4OH-----→Fe(OH)3+3NH4+ Fe 3+ + 3NH 4 OH - ---- → Fe (OH) 3 + 3NH 4 +

2Fe3++3Al(OH)3----→2Fe(OH)3+3Al(OH)m(NO3)3-m, m=1;2Fe 3+ + 3Al (OH) 3 ---- → 2Fe (OH) 3 + 3Al (OH) m (NO 3 ) 3-m , m = 1;

2Fe3++6AlOOH+3H2O----→2Fe(OH)3+3Al(OH)m(NO3)3-m, m=1.2Fe 3+ + 6AlOOH + 3H 2 O ---- → 2Fe (OH) 3 + 3Al (OH) m (NO 3 ) 3-m , m = 1.

В качестве оснований используют следующие реагенты:The following reagents are used as bases:

- гидроксиды натрия или калия, или аммиак в виде водных растворов;- hydroxides of sodium or potassium, or ammonia in the form of aqueous solutions;

- гидроксид алюминия, осажденный гидроксидом натрия или аммиачной водой из раствора нитрата алюминия, в виде пульпы или осадка Al(ОН)3 с фильтра;- aluminum hydroxide precipitated with sodium hydroxide or ammonia water from a solution of aluminum nitrate, in the form of a pulp or precipitate Al (OH) 3 from the filter;

- моногидрат оксида алюминия (бемит, AlOOH), полученный в процессе полного термического гидролиза нитрата алюминия, в виде пульпы или осадка с фильтра.- aluminum oxide monohydrate (boehmite, AlOOH) obtained in the process of complete thermal hydrolysis of aluminum nitrate, in the form of pulp or filter cake.

Соли, которые образуются при нейтрализации свободной азотной кислоты указанными реагентами, не оказывают отрицательного влияния на дальнейшую переработку растворов, т.к. нитраты натрия и калия содержатся в исходном растворе солей, нитрат аммония разлагается на последующих стадиях процесса или используется в технологии производства удобрений, гидроксонитраты алюминия перерабатываются в общей схеме переработки нитрата алюминия.The salts that are formed when neutralizing free nitric acid with these reagents do not adversely affect the further processing of solutions, since sodium and potassium nitrates are contained in the initial salt solution, ammonium nitrate is decomposed at subsequent stages of the process or used in fertilizer production technology, aluminum hydroxonitrates are processed in the general scheme for processing aluminum nitrate.

Основной фактор, влияющий на степень удаления железа из раствора солей - это водородный показатель (или pH) пульпы, которая образуется в процессе выдержки раствора солей после нейтрализации свободной азотной кислоты и гидролиза нитрата железа.The main factor affecting the degree of removal of iron from the salt solution is the hydrogen index (or pH) of the pulp, which is formed during the exposure of the salt solution after neutralization of free nitric acid and hydrolysis of iron nitrate.

pH начала образования гидроксида железа составляет 2, поэтому при повышении pH раствора солей до 1,5-2,3 нитрат железа подвергается гидролизу с образованием гидроксида железа, Fe(OH)3 или Fe2O3*nH2O, который в водном растворе существует в виде аквакомплексов.The pH of the beginning of the formation of iron hydroxide is 2, therefore, with an increase in the pH of the salt solution to 1.5-2.3, iron nitrate undergoes hydrolysis with the formation of iron hydroxide, Fe (OH) 3 or Fe 2 O 3 * nH 2 O, which is in an aqueous solution exists in the form of aquacomplexes.

pH начала образования гидроксида алюминия составляет 4, поэтому при pH 1,5-2,3 нитрат алюминия гидролизуется лишь частично с образованием основной соли алюминия, Al(OH)(NO3)2, которая является водорастворимым соединением. При pH 1,5-2,3 выделение алюминия в твердую фазу в виде гидроксида не происходит.The pH of the onset of aluminum hydroxide formation is 4, therefore, at pH 1.5-2.3, aluminum nitrate is hydrolyzed only partially to form the basic aluminum salt, Al (OH) (NO 3 ) 2 , which is a water-soluble compound. At a pH of 1.5-2.3, the precipitation of aluminum into the solid phase in the form of hydroxide does not occur.

При осаждении железа в указанных условиях, сгущении твердой фазы и отделении осадка гравиметрическим методом степень извлечения железа из раствора составляет 75-95%. Содержание железа в пересчете на оксид Fe2O3 в растворах солей снижается с 0,1-0,4% до 0,005-0,07%.When iron is precipitated under the indicated conditions, the solid phase is condensed and the precipitate is separated by the gravimetric method, the degree of iron extraction from the solution is 75-95%. The iron content in terms of Fe 2 O 3 oxide in salt solutions decreases from 0.1-0.4% to 0.005-0.07%.

При pH менее 1,5 степень гидролиза нитрата железа уменьшается, снижается полнота осаждения и степень извлечения железа из раствора. При pH более 2,3 соединения железа в растворе солей находятся в виде коллоидных частиц, которые не взаимодействуют с катионным полиэлектролитом и не осаждаются при отстаивании пульпы. Кроме того, при pH более 2,3 идет не только гидролиз нитрата железа с образованием гидроксида железа, но и первая ступень гидролиза нитрата алюминия, что приводит к повышенному расходу реагентов без изменения степени извлечения железа из раствора.At pH less than 1.5, the degree of hydrolysis of iron nitrate decreases, the completeness of deposition and the degree of extraction of iron from the solution are reduced. At a pH of more than 2.3, the iron compounds in the salt solution are in the form of colloidal particles that do not interact with the cationic polyelectrolyte and do not precipitate upon settling of the pulp. In addition, at a pH of more than 2.3, there is not only hydrolysis of iron nitrate to form iron hydroxide, but also the first stage of hydrolysis of aluminum nitrate, which leads to an increased consumption of reagents without changing the degree of extraction of iron from the solution.

Гидроксид железа легко дает коллоидные растворы. Твердая фаза в них находится во взвешенном состоянии, не взаимодействует с полиэлектролитом, не осаждается вследствие малого размера частиц и высокого поверхностного заряда. Для получения легко осаждаемых частиц твердой фазы проводят выдержку раствора солей при температуре 90-160°C в течение 30-90 минут. В этих условиях происходит коагуляция аквакомплексов гидроксида железа и осаждение соединений железа: Fe2O3, δ-FeOOH, Fe5O7(OH)*4H2O, которые легко подвергаются агрегации при добавлении в полученную пульпу катионного полиэлектролита.Iron hydroxide easily gives colloidal solutions. The solid phase in them is in suspension, does not interact with the polyelectrolyte, does not precipitate due to the small particle size and high surface charge. To obtain easily precipitated particles of the solid phase, the salt solution is held at a temperature of 90-160 ° C for 30-90 minutes. Under these conditions, iron hydroxide aquacomplexes coagulate and iron compounds precipitate: Fe 2 O 3 , δ-FeOOH, Fe 5 O 7 (OH) * 4H 2 O, which easily undergo aggregation when a cationic polyelectrolyte is added to the resulting pulp.

Выбор указанного диапазона температур обусловлен тем, что при температуре ниже 90°C снижается скорость реакций, ухудшается коагуляция коллоидных частиц гидроксида железа и взаимодействие их с полиэлектролитом, снижается полнота удаления железа из раствора. Повышение температуры выше 160°C при проведении высокотемпературного гидролиза нитрата железа в автоклавных условиях не влияет на полноту удаления железа из раствора солей.The choice of the indicated temperature range is due to the fact that, at temperatures below 90 ° C, the reaction rate decreases, coagulation of colloidal particles of iron hydroxide and their interaction with polyelectrolyte deteriorate, and the completeness of iron removal from the solution decreases. An increase in temperature above 160 ° C during high-temperature hydrolysis of iron nitrate under autoclave conditions does not affect the completeness of iron removal from the salt solution.

В диапазоне температур 90-109°C реакторное оборудование работает при атмосферном давлении, в диапазоне 110-160°C при повышенном давлении.In the temperature range of 90-109 ° C, the reactor equipment operates at atmospheric pressure, in the range of 110-160 ° C at elevated pressure.

Для осуществления очистки раствора солей от железа смешивают одно из указанных оснований, раствор выдерживают в течение 30-90 минут при температуре 90-160°C до достижения pH пульпы 1,5-2,3, периодически осуществляют контроль pH. При отклонении pH производят корректировку pH пульпы и соотношения реагентов: раствора солей и основания. Для выведения железа из технологического цикла пульпу с pH в диапазоне 1,5-2,3 выгружают из реактора, охлаждают и смешивают с катионным полиэлектролитом.To carry out the purification of the salt solution from iron, one of the indicated bases is mixed, the solution is kept for 30-90 minutes at a temperature of 90-160 ° C until the pH of the pulp reaches 1.5-2.3, and pH is periodically monitored. When the pH deviates, the pH of the pulp and the ratio of reagents: salt solution and base are adjusted. To remove iron from the technological cycle, pulp with a pH in the range of 1.5-2.3 is discharged from the reactor, cooled and mixed with a cationic polyelectrolyte.

Выбор катионного полиэлектролита обусловлен тем, что поверхность частиц твердой фазы в пульпе имеет отрицательный заряд. В качестве катионного полиэлектролита применяется, в частности, сополимер акриламида и метилхлорида в виде раствора с массовой долей сополимера 0,1-0,2%. Данный полиэлектролит является доступным и экономичным реагентом.The choice of cationic polyelectrolyte is due to the fact that the surface of the particles of the solid phase in the pulp has a negative charge. As a cationic polyelectrolyte, in particular, a copolymer of acrylamide and methyl chloride in the form of a solution with a mass fraction of the copolymer of 0.1-0.2% is used. This polyelectrolyte is an affordable and economical reagent.

Сгущенный железосодержащий осадок выводят из отстойника-сгустителя на переработку. Объемная доля сгущенного осадка в среднем составляет 4-7% и не превышает 10% от объема пульпы.The thickened iron-containing precipitate is removed from the thickener settler for processing. The volume fraction of condensed sediment averages 4–7% and does not exceed 10% of the pulp volume.

Железосодержащий осадок перерабатывают известными методами: фильтруют и/или центрифугируют, при необходимости осадок отмывают от водорастворимых соединений. Промытый железосодержащий осадок используют, в частности, в качестве пигментной добавки.The iron-containing precipitate is processed by known methods: filtered and / or centrifuged; if necessary, the precipitate is washed from water-soluble compounds. The washed iron precipitate is used, in particular, as a pigment additive.

В технологии предусмотрено смешение жидкой фазы: фильтрата и фугата с очищенным раствором солей или возврат фильтрата и фугата, а также промывных вод с промывки осадка в исходный кислый раствор солей, что позволяет организовать безотходный процесс и исключить потери солей с осадком.The technology provides for the mixing of the liquid phase: the filtrate and the centrate with the purified salt solution or the return of the filtrate and the centrate, as well as the wash water from the washing of the precipitate to the initial acidic salt solution, which allows a waste-free process to be organized and salt losses with the precipitate to be eliminated.

Очищенный раствор солей из отстойника-сгустителя направляют на последующие стадии процесса для получения соединений алюминия, натрия, калия или смешанных продуктов.The purified salt solution from the thickener settler is sent to the subsequent stages of the process to obtain aluminum, sodium, potassium compounds or mixed products.

Новым и существенным в предлагаемом техническом решении является подбор доступных реагентов и определение условий осаждения железа из кислых растворов солей, содержащих нитрат алюминия, без перевода алюминия в осадок, извлечение 75-95% железа из технологического цикла при использовании простой аппаратурно-технологической схемы.New and significant in the proposed technical solution is the selection of available reagents and determination of the conditions for the deposition of iron from acidic solutions of salts containing aluminum nitrate, without converting aluminum to precipitate, the extraction of 75-95% of iron from the technological cycle using a simple hardware-technological scheme.

Испытания предлагаемого способа проведены с использованием кислых растворов солей, содержащих нитрат алюминия, полученных при азотнокислотной переработке щелочных алюмосиликатов, в частности нефелинового концентрата. Способ очистки растворов солей от железа в соответствии с предлагаемым изобретением иллюстрируют приведенные ниже примеры. Результаты опытов в соответствии с предлагаемым изобретением приведены в таблице 1.Tests of the proposed method were carried out using acidic solutions of salts containing aluminum nitrate obtained during the nitric acid processing of alkaline aluminosilicates, in particular nepheline concentrate. The method of purification of salt solutions from iron in accordance with the invention is illustrated by the following examples. The results of the experiments in accordance with the invention are shown in table 1.

Пример 1Example 1

Кислый раствор солей следующего состава: сумма солей - 24%, в том числе, нитрат алюминия - 17,6%, свободная азотная кислота - 1,65%, железо в пересчете на оксид железа (III), Fe2O3, - 0,23% смешивают в реакторе с 42%-ным раствором гидроксида натрия в соотношении 100:3 по массе и выдерживают 60 минут при температуре 97±2°C, полученную пульпу, имеющую pH 1,4, выгружают из реактора, охлаждают, добавляют полиэлектролит Nalco 9914, железосодержащий осадок сгущают и отделяют от очищенного раствора методом отстаивания.An acidic solution of salts of the following composition: the sum of salts - 24%, including aluminum nitrate - 17.6%, free nitric acid - 1.65%, iron in terms of iron oxide (III), Fe 2 O 3 , - 0 , 23% are mixed in a reactor with a 42% sodium hydroxide solution in a ratio of 100: 3 by weight and incubated for 60 minutes at a temperature of 97 ± 2 ° C, the resulting slurry having a pH of 1.4 is discharged from the reactor, cooled, polyelectrolyte is added Nalco 9914, an iron-containing precipitate, is concentrated and separated from the purified solution by settling.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,0730%), степень извлечения железа - 70%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.0730%), the degree of iron extraction is 70%.

Примеры 2-11Examples 2-11

Опыты 2-11 проводят аналогично опыту по примеру 1. Кислый раствор солей смешивают в определенном соотношении с 42%-ным раствором гидроксида натрия и выдерживают раствор 60 минут при температуре 97±2°C до достижения pH пульпы в диапазоне 1,5-2,3. В очищенном растворе солей после отделения железосодержащего осадка определяют остаточное содержание железа в пересчете на оксид Fe2O3 и рассчитывают степень извлечения железа из раствора.Experiments 2-11 are carried out similarly to the experiment in example 1. An acidic salt solution is mixed in a certain ratio with a 42% sodium hydroxide solution and the solution is kept for 60 minutes at a temperature of 97 ± 2 ° C until the pulp pH is in the range of 1.5-2, 3. In the purified salt solution after separation of the iron-containing precipitate, the residual iron content is determined in terms of Fe 2 O 3 oxide and the degree of iron extraction from the solution is calculated.

Пример 12Example 12

Кислый раствор солей следующего состава: сумма солей - 30%, в том числе, нитрат алюминия - 22,64%, свободная азотная кислота - 1,97%, железо в пересчете на оксид железа (III), Fe2O3, - 0,24% смешивают в реакторе с 42%-ным раствором гидроксида натрия в соотношении 100:4 по массе и выдерживают 60 минут при температуре 90±2°C, полученную пульпу с pH 1,92 выгружают из реактора, охлаждают, добавляют полиэлектролит Nalco 9914, железосодержащий осадок сгущают и отделяют от очищенного раствора методом отстаивания.An acidic solution of salts of the following composition: the amount of salts - 30%, including aluminum nitrate - 22.64%, free nitric acid - 1.97%, iron in terms of iron oxide (III), Fe 2 O 3 , - 0 , 24% are mixed in a reactor with a 42% solution of sodium hydroxide in a ratio of 100: 4 by weight and incubated for 60 minutes at a temperature of 90 ± 2 ° C, the resulting slurry with a pH of 1.92 is discharged from the reactor, cooled, and Nalco 9914 polyelectrolyte is added , the iron-containing precipitate is concentrated and separated from the purified solution by sedimentation.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,0312%, степень извлечения железа - 87%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.0312%, the degree of iron extraction is 87%.

Пример 13Example 13

Опыт проводят аналогично опыту по примеру 12. Выдержку раствора производят в течение 60 минут при кипении раствора при температуре 108°C, полученную пульпу с pH 2,02 выгружают из реактора.The experiment is carried out similarly to the experiment in example 12. The solution is aged for 60 minutes at the boil of the solution at a temperature of 108 ° C, the resulting pulp with a pH of 2.02 is discharged from the reactor.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,0238%, степень извлечения железа - 90%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.0238%, the degree of iron recovery is 90%.

Пример 14Example 14

Опыт проводят аналогично опыту по примеру 12. Выдержку раствора производят в течение 60 минут при температуре 155±5°C, полученную пульпу с pH 1,8 выгружают из реактора.The experiment is carried out analogously to the experiment of example 12. The solution is aged for 60 minutes at a temperature of 155 ± 5 ° C, the resulting pulp with a pH of 1.8 is discharged from the reactor.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,02%, степень извлечения железа - 92%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.02%, the degree of iron extraction is 92%.

Пример 15Example 15

Кислый раствор солей следующего состава: сумма солей - 24%, в том числе, нитрат алюминия - 17,6%, свободная азотная кислота - 1,65%, железо в пересчете на оксид железа (III), Fe2O3 - 0,23% смешивают в реакторе с 42%-ным раствором гидроксида натрия в соотношении 100:3,7 по массе и выдерживают 30 минут при кипении раствора при температуре 106°C, полученную пульпу с pH 1,67 выгружают из реактора, охлаждают, добавляют полиэлектролит Nalco 9914, железосодержащий осадок сгущают и отделяют от очищенного раствора методом отстаивания.An acidic solution of salts of the following composition: the sum of salts - 24%, including aluminum nitrate - 17.6%, free nitric acid - 1.65%, iron in terms of iron oxide (III), Fe 2 O 3 - 0, 23% is mixed in a reactor with a 42% sodium hydroxide solution in a ratio of 100: 3.7 by weight and kept for 30 minutes at the boil of the solution at a temperature of 106 ° C, the resulting slurry with a pH of 1.67 is discharged from the reactor, cooled, polyelectrolyte is added Nalco 9914, an iron-containing precipitate, is concentrated and separated from the purified solution by settling.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,035%, степень извлечения железа - 85%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.035%, the degree of iron extraction is 85%.

Пример 16Example 16

Опыт проводят аналогично опыту по примеру 15. Раствор выдерживают 60 минут при кипении раствора при температуре 106°C.The experiment is carried out similarly to the experiment of example 15. The solution is kept for 60 minutes at the boil of the solution at a temperature of 106 ° C.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,026%, степень извлечения железа - 92%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.026%, the degree of iron recovery is 92%.

Пример 17Example 17

Опыт проводят аналогично опыту по примеру 15. Раствор выдерживают 90 минут при кипении раствора при температуре 106°C.The experiment is carried out similarly to the experiment of example 15. The solution is incubated for 90 minutes at the boil of the solution at a temperature of 106 ° C.

Массовая доля соединений железа в пересчете на оксид Fe2O3 в очищенном растворе солей составляет 0,025%, степень извлечения железа - 89%.The mass fraction of iron compounds in terms of Fe 2 O 3 oxide in the purified salt solution is 0.025%, the degree of iron extraction is 89%.

Таблица 1Table 1 Результаты очистки кислых растворов солей от железаThe results of the purification of acid solutions of salts of iron ПримерExample pHpH Температура выдержкиHolding temperature Время выдержкиHolding time Массовая доля Fe2O3 в очищенном раствореMass fraction of Fe 2 O 3 in the purified solution Степень извлечения железа из раствора солейThe degree of extraction of iron from a solution of salts °C° C минmin %% %% 1one 1,41.4 97±297 ± 2 6060 0,07300,0730 7070 22 1,51,5 97±297 ± 2 6060 0,05800,0580 7575 33 1,661.66 97±297 ± 2 6060 0,04960,0496 7878 4four 1,741.74 97±297 ± 2 6060 0,03080,0308 8686 55 1,81.8 97±297 ± 2 6060 0,02900.0290 8787 66 1,841.84 97±297 ± 2 6060 0,02100.0210 9191 77 1,911.91 97±297 ± 2 6060 0,01840.0184 9292 88 2,062.06 97±297 ± 2 6060 0,01140.0114 9595 99 2,102.10 97±297 ± 2 6060 0,01400.0140 9494 1010 2,132.13 97±297 ± 2 6060 0,00840.0084 9696 11eleven 2,312,31 97±297 ± 2 6060 0,00870.0087 9696 1212 1,921.92 90±290 ± 2 6060 0,03120,0312 8787 1313 2,022.02 108108 6060 0,02380,0238 9090 14fourteen 1,81.8 155±2155 ± 2 6060 0,01900.0190 9292 15fifteen 1,671,67 106106 30thirty 0,03500,0350 8585 1616 1,71.7 106106 6060 0,02600.0260 8989 1717 1,681.68 106106 9090 0,02500.0250 8989

Claims (5)

1. Способ очистки от железа кислых растворов солей, содержащих нитрат алюминия, заключающийся в том, что раствор солей смешивают с основанием в соотношении, обеспечивающем нейтрализацию свободной азотной кислоты и гидролиз нитрата железа до гидроксида железа, затем раствор выдерживают в течение 30-90 мин при температуре 90-160°C для коагуляции аквакомплексов гидроксида железа и осаждения соединений железа, при достижении pH 1,5-2,3 пульпу выгружают из реактора, охлаждают, смешивают с катионным полиэлектролитом, железосодержащий осадок сгущают и отделяют от очищенного раствора солей.1. The method of purification from iron of acidic solutions of salts containing aluminum nitrate, which consists in the fact that the salt solution is mixed with a base in a ratio that ensures the neutralization of free nitric acid and the hydrolysis of iron nitrate to iron hydroxide, then the solution is kept for 30-90 minutes at at a temperature of 90-160 ° C for coagulation of aquatic complexes of iron hydroxide and precipitation of iron compounds, upon reaching a pH of 1.5-2.3, the pulp is discharged from the reactor, cooled, mixed with a cationic polyelectrolyte, the iron-containing precipitate is concentrated and separated from the purified salt solution. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при получении пульпы с pH меньше 1,5 или больше 2,3 производят регулирование соотношения раствора солей и основания и корректировку pH путем дополнительного введения раствора солей или основания в пульпу.2. The method according to claim 1, characterized in that upon receipt of the pulp with a pH of less than 1.5 or more than 2.3, the ratio of the salt solution to the base is adjusted and the pH adjusted by additionally introducing the salt or base solution into the pulp. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в диапазоне температур 90-109°C реакторное оборудование работает при атмосферном давлении, в диапазоне 110-160°C - при повышенном давлении.3. The method according to claim 1, characterized in that in the temperature range of 90-109 ° C, the reactor equipment operates at atmospheric pressure, in the range of 110-160 ° C - at elevated pressure. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве основания используют гидроксид натрия, или гидроксид калия, или водный раствор аммиака, или гидроксид алюминия, или моногидрат оксида алюминия (бемит, AlOOH).4. The method according to claim 1, characterized in that the base used is sodium hydroxide, or potassium hydroxide, or aqueous ammonia, or aluminum hydroxide, or aluminum oxide monohydrate (boehmite, AlOOH). 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что железосодержащий осадок отделяют от раствора солей методом отстаивания. 5. The method according to claim 1, characterized in that the iron-containing precipitate is separated from the salt solution by sedimentation.
RU2011131637/05A 2011-07-27 2011-07-27 Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron RU2480413C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011131637/05A RU2480413C2 (en) 2011-07-27 2011-07-27 Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011131637/05A RU2480413C2 (en) 2011-07-27 2011-07-27 Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011131637A RU2011131637A (en) 2013-02-10
RU2480413C2 true RU2480413C2 (en) 2013-04-27

Family

ID=49119371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011131637/05A RU2480413C2 (en) 2011-07-27 2011-07-27 Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2480413C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750734C1 (en) * 2020-09-11 2021-07-01 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть" Method for processing technical aluminum hydroxide of gibbsite modification for preparation of aluminum hydroxyl by precipitation (options)
RU2778875C1 (en) * 2018-11-30 2022-08-26 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Improved introduction of an extra-framework metal into aluminosilicate zeolites

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB139470A (en) * 1920-02-19 1921-03-10 Det Norske Aktieselskab Improvements in or relating to the removal of iron from solutions of aluminium nitrate sulphate or chloride
SU489717A1 (en) * 1973-09-13 1975-10-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья The method of deferrization of aluminum nitrate solutions
WO1981000400A1 (en) * 1979-07-27 1981-02-19 Reynolds Metals Co Alumina production by nitric acid extraction of clay
RU2202516C1 (en) * 2002-04-29 2003-04-20 Калиниченко Иван Иванович Method of production of aluminum oxide
RU2338699C2 (en) * 2003-04-23 2008-11-20 Кемира Кеми Аб Manufacturing method of digested sludge

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB139470A (en) * 1920-02-19 1921-03-10 Det Norske Aktieselskab Improvements in or relating to the removal of iron from solutions of aluminium nitrate sulphate or chloride
SU489717A1 (en) * 1973-09-13 1975-10-30 Всесоюзный научно-исследовательский институт минерального сырья The method of deferrization of aluminum nitrate solutions
WO1981000400A1 (en) * 1979-07-27 1981-02-19 Reynolds Metals Co Alumina production by nitric acid extraction of clay
EP0032490A1 (en) * 1979-07-27 1981-07-29 Reynolds Metals Company Alumina production by nitric acid extraction of clay
RU2202516C1 (en) * 2002-04-29 2003-04-20 Калиниченко Иван Иванович Method of production of aluminum oxide
RU2338699C2 (en) * 2003-04-23 2008-11-20 Кемира Кеми Аб Manufacturing method of digested sludge

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛАЙНЕР Ю.А. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами. - М.: Наука, 1982, с.128-137. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778875C1 (en) * 2018-11-30 2022-08-26 Джонсон Мэттей Паблик Лимитед Компани Improved introduction of an extra-framework metal into aluminosilicate zeolites
RU2750734C1 (en) * 2020-09-11 2021-07-01 Публичное акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (ПАО "НК "Роснефть" Method for processing technical aluminum hydroxide of gibbsite modification for preparation of aluminum hydroxyl by precipitation (options)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011131637A (en) 2013-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2736539C1 (en) Method of producing vanadium oxide of a battery grade
RU2294390C2 (en) Method of removal of the water non-soluble substances from the solutions containing the metals chemically transformed into the water-soluble form
WO2011018799A2 (en) A process for preparing vanadium oxide from vanadate sludge
US20100129282A1 (en) High-purity calcium compounds
RU2480413C2 (en) Method of purifying acidic salt solutions containing aluminium nitrate from iron
RU2549412C1 (en) Method of processing monazite concentrate
RU2571244C1 (en) Method for obtaining pure tungstic acid
RU2347829C2 (en) Method of producing lithium hydroxide out of spodumene concentrate
RU2720790C1 (en) Method of producing complex aluminium-containing coagulant
CN109850929B (en) Method for preparing aluminum hydroxide micropowder by diluting raw ore pulp in seed precipitation tank
JP4468568B2 (en) Water treatment flocculant, method for producing the same, and water treatment method
RU2334678C2 (en) Method of sulphate-ion absorption in metal chloride aqueous solutions
RU2513652C2 (en) Method of obtaining magnesium oxide
RU2257348C1 (en) Scandium oxide preparation process
RU2806940C1 (en) Method for sulphuric acid processing of scandium-containing raw materials
CN110468275A (en) Remove the method for sulfate radical and the product obtained by this method in rare-earth precipitation object
CN103038174B (en) Process for recovery of alumina using tricalcium aluminate
RU2285667C1 (en) Method of production of the high purity magnesium nitrate hexahydrate from the technical solution of magnesium nitrate
RU2239601C1 (en) Purified calcium nitrate solution preparation method
SU334185A1 (en) METHOD OF OBTAINING MAGNESIUM OXIDE
RU2254296C1 (en) Method of production of strontium carbonate
WO2010144956A1 (en) Method for increasing the stability of a bayer process liquor
RU2295494C2 (en) Magnesium oxide production process
RU2361815C1 (en) Method of processing alumina-containing raw material
SU908747A1 (en) Process for producing alpha-alumina