SU42065A1

SU42065A1 - The method of producing alumina from alunite

Info

Publication number: SU42065A1
Application number: SU151117A
Authority: SU
Inventors: Г.В. Лабутин; С.В. Лабутин
Original assignee: Г.В. Лабутин; С.В. Лабутин
Priority date: 1934-07-17
Filing date: 1934-07-17
Publication date: 1935-03-31

Description

В состав алунита, кроме глинозема, вход т сульфаты щелочных металлов и серна кислота, св занна с алюминием в виде сернокислого алюмини , что вл етс основным отличием алунитов от другого глиноземного сырь .The composition of alunite, in addition to alumina, includes alkali metal sulphates and sulfuric acid associated with aluminum in the form of aluminum sulphate, which is the main difference between alunites and other alumina raw materials.

По прин тому промышленностью способу обработки алунитов едкой щелочью в раствор переход т сульфаты щелочных металлов, и окись алюмини в виде алюмината натри . Указанный раствор после обескремнивани карбонизируют и маточный раствор, отделенный от глинозема и содержащий соду и сульфаты, каустифицируют, сульфаты выдел ют выпаркой и последующим охлаждением.According to the industry-accepted method of treating alunites with caustic alkali, sulphates of alkali metals and alumina in the form of sodium aluminate are transferred into the solution. The above solution after carbonization is carbonized and the mother liquor, separated from alumina and containing soda and sulphates, is caustified, the sulphates are separated by evaporation and then cooled.

Наличие сульфатов в растворах на прот жении всех технологических операций ставит производство глинозема из алунитов в особо неблагопри тные услови относительно щелочных способов получени глинозема из других видов глиноземного сырь .The presence of sulfates in solutions throughout all technological operations puts the production of alumina from alunites in particularly unfavorable conditions with respect to alkaline methods for the production of alumina from other types of alumina raw materials.

Примен ть дл выщелачивани алунита раствор едкой щелочи, более концентрированный нежели 90 г ISa2O на 1 литр невозможно, так как получаетс раствор, близкий к насыщению сульфатами , из которого при охлаждении последние кристаллизуютс на стенках аппаратов и трубопроводов, так что „выкручивание глинозема, требующее 100-120 Z RljOs на 1 литр, здесь не (141)It is impossible to use caustic alkali solution more concentrated than 90 g of ISa2O per liter for leaching alunite, because a solution is obtained that is close to saturation with sulphates, from which the latter crystallize on the walls of the apparatus and pipelines, so that unscrewing of alumina, which requires 100 -120 Z RljOs per 1 liter, not here (141)

применимо, а потому гидрат окиси алюмини выдел етс карбонизацией.applicable, and therefore the alumina hydrate is carbonated.

Таким образом, было бы весьма целесообразным процесс отделени сульфатов от глинозема поставить первым в р ду процессов мокрой переработки алунитов, т. е. перед выщелачиванием глинозема, что дало бы возможность выдел ть гидрат „выкручиванием.Thus, it would be very expedient to separate the sulphate from alumina smelters first in the series of alunite wet processing processes, i.e. before alumina leaching, which would make it possible to isolate the hydrate by twisting.

При рассмотрении реакции Вовле When considering the reaction Vovle

Na2(K2)SO4 flIoCSOA ZAIjOs бНоОН+ 12 NaOH Ma2(Kj)SOi-|-3Na2 SO4 +Na2 (K2) SO4 flIoCSOA ZAIjOs bNoOH + 12 NaOH Ma2 (Kj) SOi- | -3Na2 SO4 +

Ч-ЗЯЬОз 3Na2O + 12HaOH-ЗЯООЗ 3Na2O + 12HaO

видно, что шесть молекул едкого натри расходуютс на нейтрализацию серной кислоты, св занной с глиноземом, образу сульфат и шесть молекул едкого натри , раствор окись алюмини , образуют алюминат.it is seen that six sodium hydroxide molecules are consumed to neutralize the sulfuric acid associated with alumina, to form sulfate and six sodium hydroxide molecules, aluminum oxide solution, to form an aluminate.

Основыва сь на изложенном, реакцию Вовле можно записать в двух уравнени х:Based on the above, the Vovle reaction can be written in two equations:

1.Ma2(K2)SO4 Л12(5О,)з 2Л12Оз еИ.О +1.Ma2 (K2) SO4 L12 (5O,) C 2L12Oz eI.O +

+ 6МаОН 4 Ма25О4 + 6Я1(ОН)з+ 6 Maon 4 Ma25O4 + 6Ya1 (OH) s

2.бЛ1(ОН)з +61ЧаОН ЗА12Оз ЗМаО +2. БЛ1 (ОН) з + 61ЧАОН ЗА12Оз ЗМаО +

+ 12Н2О+ 12Н2О

Авторы, исход из этого, изобрелинасто щий новый способ получени глинозема из алунитов путем раздельногавыщелачивани сульфатов и глинозема из алунитов, в отличие от однофазного.The authors, on this basis, are an inventive new method for producing alumina from alunites by separately leaching sulphates and alumina from alunites, as opposed to single phase.

В лаборатории „Ганджалюминстро авторами были проведены предварительные опыты по раздельному выщелачиванию сульфатов и глинозема из Заглинских алунитов. Первые опыты, когда обработка алунита щелочью с целью выделени только сульфатов длилась полчаса, были безуспешны, так как имела место однофазна реакци Вовле , т. е. в раствор переходили сульфаты щелочных металлов и глинозем, хот отношение количества сульфатов к количеству глинозема в растворе после сульфатното выщелачивани значительно больше того же отношени в растворе глиноземного выщелачивани . Увеличение продолжительности выщелачивани сульфатов из алунита повело к весьма благопри тным результатам, т. е. указанное отношение в сульфатном растворе еще больше возросло. Надо предполагать , что в первый короткий промежуток времени реакци идет согласно однофазному уравнению Вовле , но вследствие недостатка едкой щелочи полного выщелачивани алунита из породы не происходит; при продолжении процесса выщелачивани образовавшийс алюминат действует на неразложенный алунит, как щелочь. Иначе говор , происходит гидролиз алюмината и освобождающа с при этом едка щелочь св зываетс с серной кислотой, что способствует полному гидролизу алюмината.In the laboratory “Ganjalyuminstro, the authors conducted preliminary experiments on the separate leaching of sulphates and alumina from Zaglinsky alunites. The first experiments, when the treatment of alunite with alkali to isolate sulfates only lasted for half an hour, were unsuccessful, since a single-phase reaction took place, i.e. alkali metal sulfates and alumina passed into the solution, although the ratio of sulfate to alumina in the solution after sulfate leaching is significantly more than the same ratio in alumina leaching solution. An increase in the duration of the leaching of sulphates from alunite led to very favorable results, i.e., the ratio in the sulphate solution increased further. It must be assumed that in the first short period of time, the reaction proceeds according to the Vovle single-phase equation, but due to the lack of caustic alkali, the complete leaching of alunite from the rock does not occur; while continuing the leaching process, the resulting aluminate acts on the unalloyed alunite, as alkali. In other words, aluminate hydrolysis occurs and the caustic alkali liberating with it is bound to sulfuric acid, which promotes the complete hydrolysis of the aluminate.

Практически указанные работы проводились следующим образом: 100 г алунитовой руды, размолотой до 100 мешков , обрабатывались при перемешивании в жестком стакане на кип щей вод ной бане в течение часа раствором едкого натри , содержащего 90 г NajO на 1 литр. Количество едкой щелочи, вз той дл разложени , точно соответствовало теоретически необходимому дл нейтрализации серной кислоты, св занной с глиноземом. По окончании выщелачивани вес массы со стаканом добавлением воды доводилс до первоначального , осадок отфильтровывалс на воронке Бюхнера и промывалс . Было замечено, что к. концу выщелачивани сульфатов масса несколько загустевает, объем фильтрата уменьшаетс на 10°/оPractically these works were carried out as follows: 100 g of alunite ore, ground to 100 bags, were treated with stirring in a hard glass on a boiling water bath for one hour with sodium hydroxide solution containing 90 g of NajO per liter. The amount of caustic alkali taken for decomposition exactly corresponded to the theoretically necessary for the neutralization of the sulfuric acid associated with the alumina. At the end of the leaching, the weight of the mass with a glass was adjusted to the original by adding water, the precipitate was filtered on a Büchner funnel and washed. It has been observed that towards the end of the leaching of sulfates, the mass thickens somewhat, the volume of the filtrate decreases by 10 °

относительно вз той дл разложени щелочи, что можно объ снить образованием гидрата окиси алюмини , св завшего часть воды в виде гидратной и гигроскопической. Промывка концентрата проходила без, затруднений,;-Промытый концентрат обрабатывал с Т: как обычно, раствором ед«ей щелоча с садержанием 120 г на 1 литр, количество которой соответствовало необходимому дл образовани алюминатаwith respect to alkali decomposition, which can be explained by the formation of alumina hydrate, which absorbed some of the water in the form of hydrate and hygroscopic. - The washed concentrate was treated with T: as usual, with a solution of ed alkaline with a setting of 120 g per 1 liter, the amount of which corresponded to that necessary for the formation of aluminate

НэзО т , с молекул рным отношением ,7.NezO t, with a molecular ratio, 7.

nlavJnlavJ

Осадок промывалс и фильтрат анализировалс на 5Оз и Л12Оз. Результаты опытов сведены в таблицу:The precipitate was washed and the filtrate was analyzed for 5Oz and L12Oz. The results of the experiments are summarized in the table:

Незначительное количество глинозема (3,lVo), содержащегос в растворе сульфатов , выдел етс добавлением, в конце операции сульфатного выщелачивани , в раствор сульфатов бикарбоната в количестве , стехиометрически соответствующем едкой щелочи, наход щейс в растворе в виде алюмината. Чтобы избегнуть перехода в сульфатный раствор глинозема, можно также обрабатывать алунит недостатком щелочи против необходимого количества дл св зывани ЗОз, что так же, как и осаждение глинозема бикарбонатом проверено и дало положительные результаты.An insignificant amount of alumina (3, lVo) contained in the sulphate solution is released by adding, at the end of the sulphate leaching operation, a stoichiometric amount of caustic alkali in solution in the form of aluminate to the sulphate of bicarbonate sulphate. In order to avoid transition to alumina sulphate solution, alunite can also be treated with a lack of alkali against the required amount for binding to F3, which, like the precipitation of alumina with bicarbonate, is tested and has yielded positive results.

Схема переработки алунитов указывает вариант с переработкой сульфатов содовым заводом на сухой бикарбонат, выдаваемый глиноземному заводу, а потому выпарки последний не имеет, так как промышленные воды поступают на растворение бикарбоната. В случае получени глиноземным заводом раствора едкой щелочи в схему должна быть включена выпарка. Кстати, необходимый дл добавки при сульфатном выщелачивании бикарбонат всегда имеетс на содовом заводе.The alunite processing scheme indicates the option of sulphate processing by soda plant to dry bicarbonate, issued to the alumina refinery, and therefore the residue does not have, as industrial water goes to dissolving bicarbonate. In the case of a caustic alkali solution produced by the alumina refinery, evaporation should be included in the scheme. By the way, the bicarbonate required for the additive in sulphate leaching is always present in the soda plant.

Вывод из цикла небольшого количества сульфатов, переход щих из концентрата в алюминатный раствор, осуществл етс с промышленными водами красного шламма и гидрата; выводима при этом из глиноземного цикла щелочь компенсируетс свежей.The withdrawal from the cycle of a small amount of sulphate, transferring from concentrate to aluminate solution, is carried out with industrial waters of red sludge and hydrate; the alkali withdrawn from the alumina cycle is compensated for fresh.

При выщелачивании глинозема из концентрата не требуетс применени повышенного давлени , как это имеет место при выщелачивании глинозема из бокситов.The leaching of alumina from the concentrate does not require the use of elevated pressure, as is the case with the leaching of alumina from bauxite.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Способ получени глинозема из алунита путем выщелачивани алунита раствором едкого натра, отличающийс тем, что выщелачивание ведут в два приема, а именно сначала количеством едкого натра, соответствующим переводу ионов серной кислоты, св занных с ионами алюмини , в сульфат натри , или в несколько меньшем количестве, а затем, по удалении раствора образовавшегос сульфата натри , остаток обрабатывают раствором едкого натра дл перевода глинозема в алюминат, из которого глинозем выдел ют по известным способам.The method of producing alumina from alunite by leaching alunite with caustic soda solution, characterized in that the leaching is carried out in two steps, namely, the amount of caustic soda, corresponding to the transfer of sulfuric acid ions bound to aluminum ions, to sodium sulfate, or in a slightly smaller amount and then, after removing the solution of the sodium sulfate formed, the residue is treated with sodium hydroxide solution to convert the alumina to aluminate, from which the alumina is recovered by known methods.