RU2540635C2 - Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock - Google Patents

Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock Download PDF

Info

Publication number
RU2540635C2
RU2540635C2 RU2012149864/05A RU2012149864A RU2540635C2 RU 2540635 C2 RU2540635 C2 RU 2540635C2 RU 2012149864/05 A RU2012149864/05 A RU 2012149864/05A RU 2012149864 A RU2012149864 A RU 2012149864A RU 2540635 C2 RU2540635 C2 RU 2540635C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium
aluminate
minutes
hydrocarboaluminate
production
Prior art date
Application number
RU2012149864/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012149864A (en
Inventor
Виктор Михайлович Сизяков
Елена Владимировна Тихонова
Екатерина Викторовна Сизякова
Маргарита Викторовна Черкасова
Светлана Александровна Иваник
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
Priority to RU2012149864/05A priority Critical patent/RU2540635C2/en
Publication of RU2012149864A publication Critical patent/RU2012149864A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2540635C2 publication Critical patent/RU2540635C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to nonferrous metallurgy and can be used for synthesis of active additives and for deep purification of aluminate solutions of aluminous production from organic impurities and silica. Proposed process comprises heat treatment of natural magnesium-bearing stock selected from brucite, magnesite and dolomite at 500-700°C for 120-240 min for activation of its magnesia portion. Then it is mixed to interact with alkaline aluminate solution for 5-60 min at 80±5°C.
EFFECT: higher yield and rate owing to formation of active metastable Mg-O complex, higher power efficiency.
3 dwg, 3 ex, 4 tbl

Description

Изобретение относится к производству глинозема, в частности к получению активных добавок, гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов, применяемых для очистки алюминатных растворов от кремнезема и органических соединений.The invention relates to the production of alumina, in particular to the production of active additives, hydrocarbon aluminates of alkaline earth metals used for the purification of aluminate solutions from silica and organic compounds.

Способ получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов включает дробление и измельчение природного магнийсодержащего сырья до крупности >1 мм, температурную обработку материала в интервале 550-700°С, взаимодействие активированного сырья, выбранного из брусита, магнезита и доломита, с щелочным алюминатным раствором при температуре около 80°С в течение 5-30 минут, отделением непрореагировавшей части декантационными методами, с получением смеси гидрокарбоалюминатов магния (80-100%) и кальция (20-0%), отличающийся тем, что активация природного магнийсодержащего сырья производится температурной обработкой материала в интервале 550-700°С.A method of producing alkaline earth metal hydrocarbon aluminates includes crushing and grinding natural magnesium-containing raw materials to a particle size> 1 mm, heat treatment of the material in the range of 550-700 ° C, interaction of activated raw materials selected from brucite, magnesite and dolomite with an alkaline aluminate solution at a temperature of about 80 ° C for 5-30 minutes, separating the unreacted part by decantation methods, to obtain a mixture of magnesium hydrocarbon aluminates (80-100%) and calcium (20-0%), characterized in that the activation of nature th magnesium raw material is produced by treating temperature in the range 550-700 ° C.

Известен способ получения синтетического гидроталькита и антацида (патент США №3650704, опубл. 21.03.1972 г.). Гидрокарбоалюминат магния получали добавлением водного раствора сульфата алюминия и карбоната натрия к суспензии гидроксида магния. Пульпа затем промывалась водой до полного выведения сульфат-ионов. Суспензия нагревалась до 85°С в течение 3 часов, осадок высушивался. В качестве магнийсодержащих соединений заявлены оксид, гидроксид, карбонат магния, а также водорастворимые соли магния, такие как хлорид, нитрат и сульфат магния.A known method of producing synthetic hydrotalcite and antacid (US patent No. 3650704, publ. 03/21/1972). Magnesium hydrocarboaluminate was prepared by adding an aqueous solution of aluminum sulfate and sodium carbonate to a suspension of magnesium hydroxide. The pulp was then washed with water until complete removal of sulfate ions. The suspension was heated to 85 ° C for 3 hours, the precipitate was dried. As magnesium-containing compounds claimed oxide, hydroxide, magnesium carbonate, as well as water-soluble salts of magnesium, such as chloride, nitrate and magnesium sulfate.

Недостатками способа являются длительность процесса и невысокая степень превращения, расходование дорогостоящих солей магния.The disadvantages of the method are the duration of the process and the low degree of conversion, the expenditure of expensive salts of magnesium.

Известен способ получения кристаллического гидрокарбоалюмината магния (патент США №4539195, опубл. 2.09.1985 г.). Процесс включает конверсию гидроксида алюминия и основного карбоната магния в присутствии, по меньшей мере, одного компонента - оксида или гидроксида магния. Смешивание происходит в стехиометрическом отношении в пересчете на алюминий или магний. Процесс ведут при температуре 50-100°С, полученный продукт подвергают распылительной сушке. В результате получается химически не связанная смесь карбоната магния с алюминатными соединениями.A known method of producing crystalline magnesium hydrocarbonaluminate (US patent No. 4539195, publ. 2.09.1985,). The process includes the conversion of aluminum hydroxide and basic magnesium carbonate in the presence of at least one component - magnesium oxide or hydroxide. Mixing occurs stoichiometrically in terms of aluminum or magnesium. The process is carried out at a temperature of 50-100 ° C, the resulting product is subjected to spray drying. The result is a chemically unbound mixture of magnesium carbonate with aluminate compounds.

Недостатками способа являются невысокая степень превращения и образование химической не связанной смеси карбоната магния с гидроксидом алюминия.The disadvantages of the method are the low degree of conversion and the formation of a chemical unbound mixture of magnesium carbonate with aluminum hydroxide.

Известен способ получения алюмината магния (патент РФ №2359913, опубл. 10.08.2001). Он включает смешение гидроксокарбоната магния или гидроксида магния с гидроксидом алюминия и термообработку в присутствии оксида углерода СО с парциальным давлением 0,02-0,2 ат при скорости нагрева 20-100°С/ч.A known method of producing magnesium aluminate (RF patent No. 2359913, publ. 10.08.2001). It includes a mixture of magnesium hydroxocarbonate or magnesium hydroxide with aluminum hydroxide and heat treatment in the presence of carbon monoxide CO with a partial pressure of 0.02-0.2 atm at a heating rate of 20-100 ° C / h.

Недостатками способа является низкая эффективность и длительность процесса.The disadvantages of the method is the low efficiency and duration of the process.

Известен способ получения гидратированного гидроксоалюмината формулы Mg6Al2(OH)18·4H2O (патент РФ №2275331, опубл. 10.07.2005), который заключается во взаимодействии раствора алюмината натрия с каустическим модулем 3,64-3,7 с раствором хлорида магния с концентрацией хлорида магния 5-10 масс.%, полученную смесь перемешивают при температуре 80-100°С в течение 1-3 ч.A known method of producing a hydrated hydroxoaluminate of the formula Mg6Al 2 (OH) 18 · 4H 2 O (RF patent No. 2275331, publ. 07/10/2005), which consists in the interaction of a solution of sodium aluminate with a caustic module 3.64-3.7 with a solution of magnesium chloride with a concentration of magnesium chloride of 5-10 wt.%, the resulting mixture is stirred at a temperature of 80-100 ° C for 1-3 hours

Недостатком способа является низкая эффективность способа, загрязнение алюминатного раствора хлорид-ионом.The disadvantage of this method is the low efficiency of the method, the contamination of the aluminate solution with chloride ion.

Известен способ получения высокодисперсного алюмината магния (патент РФ №2457181, опубл. 27.07.2012), в котором гидроксид магния и гидроксид алюминия в весовом отношении 2,69:1 смешивают и подвергают механической активации в высоконапряженных планетарно-центробежных мельницах в течение 5-15 при отношении массы навески к массе шаровой нагрузки 1:10-1:30 и ускорении при активации 20-40 г. Продукты активации обрабатывают водой при температурах 20-95°С и времени 0,25-2 часа, фильтруют, высушивают и подвергают термической обработке при температуре не ниже 800°С в течение 2-4 часов. Изобретение позволяет получить порошкообразный алюминат магния с удельной поверхностью от 80 до 260 м2/г. Данный способ позволяет получить активную добавку с развитой удельной поверхностью и предполагает стадию активации, был выбран в качестве прототипа.A known method of producing highly dispersed magnesium aluminate (RF patent No. 2457181, publ. July 27, 2012), in which magnesium hydroxide and aluminum hydroxide in a weight ratio of 2.69: 1 are mixed and subjected to mechanical activation in highly stressed planetary centrifugal mills for 5-15 when the ratio of the weight of the sample to the mass of the ball load is 1: 10-1: 30 and acceleration upon activation of 20-40 g. Activation products are treated with water at temperatures of 20-95 ° C and a time of 0.25-2 hours, filtered, dried and subjected to thermal processing at a temperature not lower than 800 ° C in those ix 2-4 hours. The invention allows to obtain powdered magnesium aluminate with a specific surface area of from 80 to 260 m 2 / g. This method allows to obtain an active additive with a developed specific surface area and involves the stage of activation, was selected as a prototype.

Техническим результатом изобретения является повышение степени и скорости формирования гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов из природного сырья, а также повышение энергоэффективности процесса.The technical result of the invention is to increase the degree and speed of formation of hydrocarbon aluminates of alkaline earth metals from natural raw materials, as well as improving the energy efficiency of the process.

Технический результат достигается тем, что в способе получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов, включающем дробление и измельчение природного магнийсодержащего сырья, выбранного из брусита, магнезита и доломита, для активирования его магнезиальной части и последующее взаимодействие при активном перемешивании со щелочным алюминатным раствором, обработку проводят при от 500 до 700°С от 120 до 240 мин, а взаимодействие со щелочным алюминатным раствором ведут в течение от 5 до 60 минут при температуре 80±50°С.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing hydrocarbon aluminates of alkaline earth metals, including crushing and grinding of natural magnesium-containing raw materials selected from brucite, magnesite and dolomite, to activate its magnesian part and subsequent interaction with active stirring with an alkaline aluminate solution, the treatment is carried out at 500 to 700 ° C from 120 to 240 minutes, and interaction with an alkaline aluminate solution is carried out for 5 to 60 minutes at a temperature of 80 ± 50 ° C.

Для получения продукта высокой чистоты магнезиальная часть природного магнийсодержащего сырья должна быть активирована. В противном случае наблюдается низкая степень превращения, а полученный продукт будет содержать большое количество примесных фаз, что скажется на качестве продукта.To obtain a high-purity product, the magnesia portion of natural magnesium-containing raw materials must be activated. Otherwise, a low degree of conversion is observed, and the resulting product will contain a large number of impurity phases, which will affect the quality of the product.

Активация магнезиальной части может быть осуществлена нагреванием магнийсодержащих соединений в температурном интервале 500-700°C. При температурах ниже 500°С в конечном продукте будет содержаться значительное количество малоактивных фаз (в основном гидроксид и карбонат магния). При температуре выше 700°C, получаются менее активные формы оксида магния. Влияния малоактивных форм можно избежать нагреванием магнийсодержащего сырья до температур ниже 700°C, с целью активации магнезиальной части до активного оксида магния (MgOакт).The activation of the magnesia portion can be carried out by heating the magnesium-containing compounds in the temperature range of 500-700 ° C. At temperatures below 500 ° C, the final product will contain a significant amount of inactive phases (mainly magnesium hydroxide and carbonate). At temperatures above 700 ° C, less active forms of magnesium oxide are obtained. The effects of inactive forms can be avoided by heating the magnesium-containing raw materials to temperatures below 700 ° C, in order to activate the magnesian part to the active magnesium oxide (MgO act ).

По предлагаемому способу полное формирование фазы гидрокарбоалюмината магния заканчивается в течение 5-15 минут, степень превращения более 95%. Если природный материал, помимо магниевой соли, содержит другое соединение в значительных количествах, как, например, СаСО3 в доломите, то последнее не подвергается разложению в процессе температурной обработки. Степень превращения СаСО3 в гидрокарбоалюминат кальция 4СаО·Аl2O3·0,5СO2·11Н2O регулируется продолжительностью взаимодействия щелочно-алюминатных растворов с сырьем и варьируется в пределах 0-19% от содержания СаСО3 в доломите с тем, чтобы его доля в приготовляемом препарате не превышала 20%.According to the proposed method, the complete formation of the phase of magnesium hydrocarboaluminate ends within 5-15 minutes, the degree of conversion of more than 95%. If the natural material, in addition to magnesium salt, contains another compound in significant quantities, such as, for example, CaCO 3 in dolomite, then the latter does not decompose during the heat treatment. The degree of conversion of CaCO 3 to calcium hydrocarbon aluminate 4CaO · Al 2 O 3 · 0.5CO 2 · 11H 2 O is controlled by the duration of the interaction of alkaline aluminate solutions with the feed and varies between 0-19% of the CaCO 3 content in dolomite so that it the share in the prepared preparation did not exceed 20%.

Температурный интервал был выбран таким образом, чтобы перевести магниевую составляющую в ее самую активную форму, а соединения кальция не претерпевали каких-либо структурных изменений. Это позволит существенно сократить энергозатраты на обработку сырья (для разложения кальцита необходим нагрев до 900-1000°C). Таким образом, схема формирования гидрокарбоалюминатных фаз для кальция и магния описывается уравнениямиThe temperature range was chosen in such a way as to convert the magnesium component into its most active form, and calcium compounds did not undergo any structural changes. This will significantly reduce energy costs for processing raw materials (for the decomposition of calcite, heating to 900-1000 ° C is necessary). Thus, the scheme for the formation of hydrocarbon aluminate phases for calcium and magnesium is described by the equations

Figure 00000001
Figure 00000001

Проведенные исследования кинетики процесса формирования гидрокарбоалюмината магния позволило выявить скоротечность реакции, при условии активации карбоната и/или гидроксида магния в интервале температур 500-700°C. Также было установлено, что регистрируемая уже на первой минуте взаимодействия фаза гидрокарбоалюмината магния устойчива при различных температурах и концентрациях в течение продолжительного времени (по прошествии 140 ч изменений не обнаружено). Известно, что карбонат кальция также является неустойчивой фазой в щелочно-алюминатных растворах и при повышенных температурах стремится перейти в устойчивую фазу кубического шестиводного трехкальциевого алюмината, что происходит через фазу ненасыщенного гидрокарбоалюмината кальция. Высокая скорость реакции формирования ГКАМ позволяет «поймать» кальций на стадии гидрокарбоалюмината. При этом степень трансформации кальцита можно регулировать продолжительностью взаимодействия в интервале 5-60 минут.Studies of the kinetics of the formation of magnesium hydrocarbon aluminate revealed the transience of the reaction, provided that the carbonate and / or magnesium hydroxide is activated in the temperature range 500-700 ° C. It was also found that the magnesium hydrocarbon aluminate phase recorded already in the first minute of interaction is stable at various temperatures and concentrations for a long time (after 140 hours no changes were detected). It is known that calcium carbonate is also an unstable phase in alkaline-aluminate solutions and, at elevated temperatures, tends to go into the stable phase of a cubic six-water tricalcium aluminate, which occurs through a phase of unsaturated calcium hydrocarbon aluminate. The high reaction rate for the formation of HCAM allows you to "catch" calcium at the stage of hydrocarbonaluminate. Moreover, the degree of transformation of calcite can be controlled by the duration of interaction in the range of 5-60 minutes.

Как следует из реакции (2), превращение СаСО3→4СаО·Аl2O3·0,5СO2·11Н2O сопряжено также переходом дорогостоящей каустической щелочи в карбонатную, что является крайне нежелательным в контексте металлургического производства. Избежать дополнительного накапливания карбонат-иона C O 3 2

Figure 00000002
в алюминатном растворе, учитывая каустифицирующий потенциал реакции (1), можно, ограничив степень превращения карбоната кальция значением 20%, что определяется простым расчетом.As follows from reaction (2), the transformation of CaCO 3 → 4CaO · Al 2 O 3 · 0.5CO 2 · 11H 2 O is also associated with the conversion of expensive caustic alkali to carbonate, which is extremely undesirable in the context of metallurgical production. Avoid additional accumulation of carbonate ion C O 3 2 -
Figure 00000002
in an aluminate solution, taking into account the causticizing potential of reaction (1), it is possible by limiting the degree of conversion of calcium carbonate to 20%, which is determined by a simple calculation.

Активированный материал добавляется к водному щелочно-алюминатному раствору, в том числе содержащему карбонат-ион. Предлагаемый способ осуществляется в среде сильных электролитов, рН более 13, что способствует реализации процесса в течение нескольких минут.The activated material is added to an aqueous alkaline aluminate solution, including one containing carbonate ion. The proposed method is carried out in an environment of strong electrolytes, pH greater than 13, which contributes to the implementation of the process within a few minutes.

В качестве конверсионной среды может быть использован синтетический раствор, содержащий гидроксид натрия, карбонат натрия (в случае систем с доломитом необязательно) и алюминат-ион. Реальные алюминатные растворы глиноземного производства также могут быть использованы для синтеза веществ.As the conversion medium, a synthetic solution containing sodium hydroxide, sodium carbonate (optionally in the case of systems with dolomite) and aluminate ion can be used. Real aluminate solutions of alumina production can also be used for the synthesis of substances.

Растворы глиноземного производства имеют следующий состав, г/л: 120-250 Na2Oк, 20-100 Na2CO3 и 50-120 Аl2О3. Как показали исследования, подобная композиция благоприятно сказывается на качестве и выходе получаемого продукта. Достаточно чистые образцы удавалось получить как в искусственных системах, так и из производственных алюминатных растворов.Solutions of alumina production have the following composition, g / l: 120-250 Na 2 O to, 20-100 Na 2 CO 3, 50-120 and Al 2 O 3. As studies have shown, such a composition favorably affects the quality and yield of the resulting product. It was possible to obtain sufficiently pure samples both in artificial systems and from industrial aluminate solutions.

Синтез следует вести при температуре 80±5°C. Более низкие температуры уменьшают степень конверсии и скорость реакции, более высокие температуры увеличивают энергозатраты и способствуют излишнему парению воды.The synthesis should be carried out at a temperature of 80 ± 5 ° C. Lower temperatures reduce the degree of conversion and reaction rate, higher temperatures increase energy costs and contribute to excessive evaporation of water.

Активированный магнийсодержащий материал в количестве 30-250 г/л добавляют к нагретому до температуры процесса щелочно-алюминатному раствору. Синтез ведут при интенсивном перемешивании.The activated magnesium-containing material in an amount of 30-250 g / l is added to the alkaline aluminate solution heated to the process temperature. The synthesis is carried out with vigorous stirring.

Процесс ведут в течение 5-60 минут до полного завершения формирования гидрокарбоалюмината магния и необходимой степени превращения фазы гидрокарбоалюмината кальция. Время определяется экспериментально.The process is conducted for 5-60 minutes until the completion of the formation of magnesium hydrocarbon aluminate and the necessary degree of conversion of the phase of calcium hydrocarbon aluminate. Time is determined experimentally.

Непрореагировавший остаток отделяется декантацией, т.к. скорость его осаждения, как минимум, в три раза выше скорости осаждения гидрокарбоалюминатов кальция и магния.Unreacted residue is separated by decantation, because its deposition rate is at least three times higher than the deposition rate of calcium and magnesium hydrocarboaluminates.

Предлагаемый способ обеспечивает высокий выход и степень чистоты продукта, которая составляет более 95%.The proposed method provides a high yield and degree of purity of the product, which is more than 95%.

Полученные по данному способу соединения были проанализированы количественным, рентгенофазовым и термогравиметрическим методами. Продукты, полученные по нижеприведенным примерам, были проанализированы на дифрактометре XRD-7000 фирмы «Shimadzu». Рентгенофазовый анализ образцов (фигуре 1) показал, что продукт-гидрокарбоалюминат магния высокой чистоты. Сравнение основных дифракционных пиков синтезированных продуктов и природного аналога - гидроталькита (гидрокарбоалюмината магния формулы Mg6Al2(OH)18CO3·4H2O) представлено в таблице 1.The compounds obtained by this method were analyzed by quantitative, X-ray phase and thermogravimetric methods. The products obtained by the examples below were analyzed on an XRD-7000 diffractometer company "Shimadzu". X-ray phase analysis of the samples (figure 1) showed that the product is a high purity magnesium hydrocarbon aluminate. A comparison of the main diffraction peaks of the synthesized products and the natural analogue - hydrotalcite (magnesium hydrocarbon aluminate of the formula Mg 6 Al 2 (OH) 18 CO 3 · 4H 2 O) is presented in table 1.

Под высокой чистотой образца в контексте данного изобретения подразумевается отсутствие дифракционных линий, присущих другим соединениям магния. Несуществование нехарактерных линий на дифрактограмме обозначают отсутствие других соединений в сколь-либо значительных количествах.High purity of the sample in the context of this invention means the absence of diffraction lines inherent in other magnesium compounds. The non-existence of uncharacteristic lines in the diffraction pattern indicate the absence of other compounds in any significant quantities.

Степень окристаллизованности вещества можно оценить по ширине пиков. Узкие интенсивные пики указывают на высокую степень кристаллизации образцов, а также на их однородность и изотропность физико-химических свойств.The degree of crystallization of the substance can be estimated by the width of the peaks. Narrow intense peaks indicate a high degree of crystallization of the samples, as well as their homogeneity and isotropy of physicochemical properties.

Синтезированные гидрокарбоалюмината имеют пластинчатую морфологию. Гранулометрический состав частиц зависит, главным образом, от условий синтеза и варьируется в пределах нескольких сотен нм до микрометров в горизонтальной плоскости. Основные пластинки характеризуются отчетливой гексагональной формой и острыми гранями. Также заметна асимметричная природа основных частиц. Электронная микрофотография образца 1 представлена на фигуре 3.The synthesized hydrocarboaluminates have lamellar morphology. The particle size distribution mainly depends on the synthesis conditions and varies within a few hundred nm to micrometers in the horizontal plane. The main plates are characterized by a distinct hexagonal shape and sharp edges. The asymmetric nature of the main particles is also noticeable. An electron micrograph of sample 1 is shown in FIG. 3.

Синтезированные вещества, обладая развитой удельной поверхностью 90-200 м2/г, могут быть использованы в качестве адсорбента примесей органических соединений, характерных для производственных алюминатных растворов технологии Байера, а также в очистке алюминатных растворов нефелиновой технологии от кремнезема.The synthesized substances, having a developed specific surface area of 90-200 m 2 / g, can be used as an adsorbent of impurities of organic compounds characteristic of industrial aluminate solutions of Bayer technology, as well as in the purification of aluminate solutions of nepheline technology from silica.

Пример 1Example 1

Измельченный карбонат магния (магнезит) в количестве 50 г был нагрет до температуры 500°C в течение 15 минут, затем охлаждался в эксикаторе. Полученный оксид магния, в количестве 23 г, добавляли к синтетическому раствору.The crushed magnesium carbonate (magnesite) in an amount of 50 g was heated to a temperature of 500 ° C for 15 minutes, then cooled in a desiccator. The resulting magnesium oxide, in an amount of 23 g, was added to the synthetic solution.

Раствор готовили введением 9 г алюминиевой стружки марки А 999 к 200 мл водного раствора, содержащего 200 г/л Na2Oк, дополнительно вводили карбонат-ион в виде Na2СО3, в пересчете на Na2Oкб,=30,7 г/л. Раствор нагревали до 80°С, затем добавляли активированное сырье. Смесь перемешивали (180 об/мин) в течение 180 мин, затем пульпу фильтровали. Осадок промывали и высушили при 105°C в течение 12 часов.The solution was prepared by introducing 9 g of aluminum chips of grade A 999 to 200 ml of an aqueous solution containing 200 g / l Na 2 O k , an additional carbonate ion was introduced in the form of Na 2 CO 3 , in terms of Na 2 O kb , = 30.7 g / l The solution was heated to 80 ° C, then activated feed was added. The mixture was stirred (180 rpm) for 180 minutes, then the pulp was filtered. The precipitate was washed and dried at 105 ° C for 12 hours.

Конечный продукт, гидрокарбоалюминат магния с удельной поверхностью 205 м2/г, характеризовался высокой степенью белизны и весил около 54,8 г, что означает выход продукта не менее 95%. Осадок был проанализирован рентгенофазовым методом, что подтвердило образование гидрокарбоалюмината высокой чистоты. Результаты анализа представлены в таблице 2.The final product, magnesium hydrocarboaluminate with a specific surface of 205 m 2 / g, was characterized by a high degree of whiteness and weighed about 54.8 g, which means a yield of at least 95%. The precipitate was analyzed by x-ray phase method, which confirmed the formation of high purity hydrocarbon aluminate. The results of the analysis are presented in table 2.

Полученный гидрокарбоалюминат в количестве 2 г добавляли к 100 мл упаренного алюминатного раствора схемы Байера, вели перемешивание в течение 5 минут, затем отделяли твердое фильтрацией. Получили коричневый кек (гидрокарбоалюминат с сорбированными органическими соединениями) и осветленный алюминатный раствор, степень очистки от органических веществ 48%.The resulting hydrocarbonaluminate in an amount of 2 g was added to 100 ml of an evaporated aluminate solution of the Bayer scheme, stirring was carried out for 5 minutes, then the solid was separated by filtration. Received brown cake (hydrocarboaluminate with sorbed organic compounds) and a clarified aluminate solution, the degree of purification from organic substances 48%.

Пример 2Example 2

Измельченный гидроксид магния (брусита) в количестве 25 г подвергали температурной обработке 500°С в течение 60 минут. Период в 60 минут был выбран для полного завершения процесса активации, подбирается в каждом отдельном случае, в зависимости от количества и крупности материала и температуры обработки. Обычно, этот период варьируется в пределах 30-120 минут.The crushed magnesium hydroxide (brucite) in an amount of 25 g was subjected to a heat treatment of 500 ° C for 60 minutes. A period of 60 minutes was chosen to complete the activation process; it is selected in each case, depending on the quantity and size of the material and the processing temperature. Usually, this period varies between 30-120 minutes.

9 г активированного MgO добавляли к 75 мл упаренного алюминатного раствора Николаевского глиноземного завода, содержащего, г/л: 90 Аl2О3, 260 Na2Ооб; αк=4,2. Смесь нагревали до 80°C и перемешивали со скоростью 180 об/мин в течение 30 минут. Затем пульпу фильтровали, кек промывали и высушивали при температуре 105°C на протяжении 12 часов. Полученный образец рыжего цвета весил 21,8 г. Рентгенофазовый анализ показал образование гидроталькитной фазы в значительной степени. Результаты анализа представлены в таблице 3.9 g of activated MgO was added to 75 ml of an evaporated aluminate solution of the Nikolaev Alumina Plant, containing, g / l: 90 Al 2 O 3 , 260 Na 2 O about ; α k = 4.2. The mixture was heated to 80 ° C and stirred at a speed of 180 rpm for 30 minutes. Then the pulp was filtered, the cake was washed and dried at a temperature of 105 ° C for 12 hours. The resulting sample of red color weighed 21.8 g. An X-ray phase analysis showed the formation of a hydrotalcite phase to a large extent. The results of the analysis are presented in table 3.

Пример 3Example 3

В качестве магнийсодержащего сырья был взят доломит состава, %: СаО 28,47, MgO 20,43, Аl2О3 0,69, SiO2 3,68, п.п.п. 45, 23.As a magnesium-containing raw material, dolomite of the composition was taken,%: CaO 28.47, MgO 20.43, Al 2 O 3 0.69, SiO 2 3.68, pp 45, 23.

Для активации магнезиальной части доломит в количестве 100 г подвергли температурной обработке 500°C в течение 60 минут.To activate the magnesian part, dolomite in an amount of 100 g was subjected to heat treatment at 500 ° C for 60 minutes.

75 г активированного сырья добавляли к 200 мл упаренного алюминатного раствора Николаевского глиноземного завода, содержащего, г/л: 90 Аl2О3, 260 Na2Ооб; αк=4,2. Смесь нагревали до 80°C и перемешивали со скоростью 180 об/мин в течение 15 минут. Скорость отстаивания непрореагировавшего остатка приблизительно в 3 раза выше, чем у гидрокарбоалюминатов. Остаток отделяли декантацией. Затем пульпу гидрокарбоалюминатов фильтровали, кек промывали и высушивали при температуре 105°C на протяжении 12 часов. Полученный образец весил 61 г, степень чистоты 94%. Масса непрореагировавшего остатка после сушки 42 г, остаток в основном представлен карбонатом кальция СаСО3. Результаты анализа представлены в таблице 4.75 g of activated raw material was added to 200 ml of an evaporated aluminate solution of the Nikolaev Alumina Plant, containing, g / l: 90 Al 2 O 3 , 260 Na 2 O about ; α k = 4.2. The mixture was heated to 80 ° C and stirred at a speed of 180 rpm for 15 minutes. The rate of sedimentation of the unreacted residue is approximately 3 times higher than that of hydrocarbon aluminates. The residue was separated by decantation. Then the hydrocarbon aluminate pulp was filtered, the cake was washed and dried at a temperature of 105 ° C for 12 hours. The resulting sample weighed 61 g, a degree of purity of 94%. The mass of unreacted residue after drying is 42 g, the residue is mainly represented by calcium carbonate CaCO 3 . The results of the analysis are presented in table 4.

Фиг. 1 - Рентгенограмма синтезированного гидрокарбоалюмината.FIG. 1 - X-ray diffraction pattern of the synthesized hydrocarboaluminate.

Фиг. 2 - Термограмма синтезированного гидрокарбоалюмината.FIG. 2 - Thermogram of the synthesized hydrocarboaluminate.

Фиг. 3 - Микрофотография синтезированного гидрокарбоалюмината (×2500).FIG. 3 - Micrograph of the synthesized hydrocarbonaluminate (× 2500).

Табл.1Table 1 Природный гидроталькит (Урал)Natural hydrotalcite (Ural) Синтезированный гидрокарбоалюминат магнияSynthesized Magnesium Hydrocarboaluminate Смесь гидрокарбоалюминатов кальция и магния (20% ГКАК, 80% ГКАМ)A mixture of calcium and magnesium hydrocarboaluminates (20% HCAC, 80% HCAM) I/I0 I / I 0 I/I0 I / I 0 I/I0 I / I 0 7,847.84 100one hundred 7,77.7 100one hundred 7,677.67 100one hundred 3,923.92 6161 3,833.83 4040 3,83.8 6060 2,622.62 55 2,612.61 20twenty 2,872.87 88 1,871.87 22 2,292.29 1717 2,62.6 2424 -- -- 1,961.96 88 2,482.48 88 -- -- -- -- 2,32,3 14fourteen -- -- -- -- 2,022.02 22 -- -- -- -- 1,861.86 66

Табл.2Table 2 m в исходном растворе, гm in the initial solution, g m в осадке (по данным гравиметрического анализа)m in sediment (according to gravimetric analysis) Теоретический расчет ГКАМTheoretical calculation of GKAM гg %% гg %% MgOMgO 2323 2323 4242 2323 39,739.7 Al2O3 Al 2 O 3 1717 9,39.3 1717 9,89.8 16,916.9 CO2 CO 2 4,364.36 4,04.0 7,37.3 4,24.2 7,37.3 ПрочееOther -- 18,518.5 33,733.7 20,720.7 36,136.1 ВсегоTotal -- 54,854.8 100one hundred 57,757.7 100one hundred

Табл.3Table 3 m в исходном растворе, гm in the initial solution, g m в осадке (по данным гравиметрического анализа)m in sediment (according to gravimetric analysis) Теоретический расчет ГКАМTheoretical calculation of GKAM гg %% гg %% MgOMgO 99 99 41,341.3 8,78.7 39,739.7 Al2O3 Al 2 O 3 6,756.75 3,23.2 14,714.7 3,73,7 16,916.9 CO2 CO 2 1,61,6 1,41.4 6,46.4 1,61,6 7,37.3 ПрочееOther -- 8,28.2 37,637.6 7,97.9 36,136.1 ВсегоTotal -- 21,821.8 100one hundred 21,921.9 100one hundred

Табл.4Table 4 m исх, гm ref, g m в осадке (по данным гравиметрического анализа)m in sediment (according to gravimetric analysis) Теоретический расчет смесиTheoretical calculation of the mixture гg %% гg %% MgOMgO 1919 18,718.7 30,730.7 1919 32,732,7 CaOCao 2626 6,46.4 10,510.5 4,44.4 7,67.6 Al2O3 Al 2 O 3 18eighteen 9,99.9 16,216,2 1010 17,217,2 CO2 (доломита)CO 2 (dolomite) 20twenty 5,415.41 8,98.9 3,883.88 6,76.7 ПрочееOther -- 20,5920.59 33,733.7 20,7220.72 35,835.8 ВсегоTotal -- 6161 100one hundred 5858 100one hundred

Claims (1)

Способ получения гидрокарбоалюминатов щелочноземельных металлов, включающий температурную обработку природного магнийсодержащего сырья, выбранного из брусита, магнезита и доломита, для активирования его магнезиальной части и последующее взаимодействие при активном перемешивании со щелочным алюминатным раствором, отличающийся тем, что обработку проводят при от 500 до 700°С от 120 до 240 мин, а взаимодействие со щелочным алюминатным раствором ведут в течение от 5 до 60 минут при температуре 80±5°С. A method of producing alkaline earth metal hydrocarboaluminates, including the temperature treatment of natural magnesium-containing raw materials selected from brucite, magnesite and dolomite, to activate its magnesian part and subsequent interaction with active stirring with an alkaline aluminate solution, characterized in that the treatment is carried out at from 500 to 700 ° C from 120 to 240 minutes, and interaction with an alkaline aluminate solution is carried out for 5 to 60 minutes at a temperature of 80 ± 5 ° C.
RU2012149864/05A 2012-11-22 2012-11-22 Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock RU2540635C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012149864/05A RU2540635C2 (en) 2012-11-22 2012-11-22 Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012149864/05A RU2540635C2 (en) 2012-11-22 2012-11-22 Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012149864A RU2012149864A (en) 2014-05-27
RU2540635C2 true RU2540635C2 (en) 2015-02-10

Family

ID=50775186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012149864/05A RU2540635C2 (en) 2012-11-22 2012-11-22 Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2540635C2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU360837A1 (en) * 1970-12-01 1979-01-05 Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср Method of desilicification of aluminate solutions
US4447417A (en) * 1978-02-17 1984-05-08 Anphar S.A. Basic aluminium magnesium carbonate
US4532121A (en) * 1981-06-02 1985-07-30 Produits Chimiques Ugine Kuhlmann Process for the preparation of finely divided aluminas or alumina-magnesia spinels having homogeneous pore structure
US4904457A (en) * 1974-03-30 1990-02-27 Aluminum Company Of America Synthetic hydrotalcite
KR20000024701A (en) * 1998-10-01 2000-05-06 우재영 Preparation method of basic aluminiummagnesiumhydroxycarbonate
KR20000075839A (en) * 1997-12-30 2000-12-26 호르세 에스뚜르가 Basic aluminum magnesium carbonate, method for the preparation thereof and its use as a pharmaceutical composition for treating stomach acidity
JP2003305378A (en) * 2002-04-15 2003-10-28 Kcm Corp Manufacturing method for magnesium hydroxide fire retardant
RU2302995C1 (en) * 2005-11-07 2007-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" Method of purification of the aluminate solutions from the impurities
WO2010004341A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-14 Imerys Minerals Limited Magnesium hydroxide

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU360837A1 (en) * 1970-12-01 1979-01-05 Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср Method of desilicification of aluminate solutions
US4904457A (en) * 1974-03-30 1990-02-27 Aluminum Company Of America Synthetic hydrotalcite
US4447417A (en) * 1978-02-17 1984-05-08 Anphar S.A. Basic aluminium magnesium carbonate
US4532121A (en) * 1981-06-02 1985-07-30 Produits Chimiques Ugine Kuhlmann Process for the preparation of finely divided aluminas or alumina-magnesia spinels having homogeneous pore structure
KR20000075839A (en) * 1997-12-30 2000-12-26 호르세 에스뚜르가 Basic aluminum magnesium carbonate, method for the preparation thereof and its use as a pharmaceutical composition for treating stomach acidity
KR20000024701A (en) * 1998-10-01 2000-05-06 우재영 Preparation method of basic aluminiummagnesiumhydroxycarbonate
JP2003305378A (en) * 2002-04-15 2003-10-28 Kcm Corp Manufacturing method for magnesium hydroxide fire retardant
RU2302995C1 (en) * 2005-11-07 2007-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет)" Method of purification of the aluminate solutions from the impurities
WO2010004341A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-14 Imerys Minerals Limited Magnesium hydroxide

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012149864A (en) 2014-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2540248T3 (en) Production of high purity precipitated calcium carbonate
KR101359597B1 (en) Process for preparing organically modified layered double hydroxide
JP3112684B2 (en) Two-powder synthesis of hydrotalcite and hydrotalcite-like compounds
US11021374B2 (en) PCC with reduced portlandite content
CN104760979B (en) A kind of preparation technology of high-purity alumina powder
Bassioni et al. Effect of different parameters on caustic magnesia hydration and magnesium hydroxide rheology: a review
CN108190928A (en) A kind of method of aluminous fly-ash synthesizing mesoporous nano gama-alumina
KR20220037407A (en) Synthesis of adsorbent material
CN104724740B (en) A kind of preparation method of high pure and ultra-fine aluminium hydrate powder
US7022302B2 (en) Process for preparing hydrotalcite and brucite type posite charged layers
WO2012095815A1 (en) Production of calcium carbonate
Qian et al. Synthesis of superfine Mg (OH) 2 particles by magnesite
JP2010504270A (en) Process for producing layered double hydroxides containing carbonate
TW201708107A (en) High solids PCC with depolymerized carboxylated cellulose
KR102082873B1 (en) Method for manufacturing magnesium hydroxide
RU2540635C2 (en) Production of alkaline metal hydrocarboaluminate from natural magnesium-bearing stock
Sizyakov et al. Synthesis of hydrocarboaluminates of alkali earth metals from natural magnesium-containing feedstock in conditions of alumina production
KR20050010610A (en) Preparation of nano size hydrotalcite
RU2302995C1 (en) Method of purification of the aluminate solutions from the impurities
Nikolaev et al. Applicability of hydrogarnet technology for complex processing of Indian condalites
Jiménez Gómez et al. Optimization of hydrocalumite preparation under microwave irradiation for recovering aluminium from a saline slag
Alyshanly STUDY OF CONDITIONS OF TRANSITION OF SILICON INTO ALUMINATE SOLUTION DURING LEACHING OF RAW ALUNITE AND ITS REMOVAL FROM THIS SOLUTION
Hanna et al. Preparation and characterizations of barium hydroxyapatite as ion exchanger
Chowdhury et al. Preparation of high pure refractory grade magnesium oxide from east coast sea water
JP2023518222A (en) Method for producing high-purity aluminum monohydrate and α-alumina

Legal Events

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

Effective date: 20161123