SU48272A1

SU48272A1 - Способ карбонизации алюминатных растворов

Info

Publication number: SU48272A1
Application number: SU185660A
Authority: SU
Inventors: А.П. Знойко
Original assignee: А.П. Знойко
Priority date: 1936-01-29
Filing date: 1936-01-29
Publication date: 1936-08-31

Description

В производстве глинозема любым из эксплоатирующихс в насто щее врем щелочных способов нельз избежать операции разложени алюминатных щелоков, независимо от того, получены ли алюминатные растворы по способу Байера, получены ли они в результате выщелачивани боксито-известково-содовых спеков или шлаков алюмината кальци содовыми растворами. Как в том, так и в другом случае эти алюминатные щелока в дальнейшем подвергаютс разложению.

Однако, в то врем , когда Байеровские щелока в заграничной производственной практике разлагаютс путем введени затравки и последующего длительного выкручивани (5 суток) на декомпезерах, растворы алюмината натри , получаемые до сих пор на действующих в СССР заводах, не могут быть разложены этим путем и подвергаютс карбонизации.

Неизученность процесса карбонизации алюминатных растворов, сложность процессов и многокомпонентность системы , подлежащей изучению,-все это затруднило установление и освоение оптимального производственного режима карбонизации алюминатных растворов .

В проектах прин та температура карбонизации растворов 80-85° и скорость карбонизации-перва 30 минут

0,2 л газа в минуту на 1 литр раствора,. затем скорость 0,05 л газа в минуту на 1 литр раствора и под конец 0,025 л газа в минуту на 1 литр раствора.

Указанный режим был запроектирован дл карбонизации дымовыми газами. Однако, на практике даже эти малые скорости были значительно уменьшены. Так, например, fia одном из алюминиевых заводов на карбонизатор со 170 алюминатного раствора подавалось газа:

от начала карбонизации до содержани Na2O едкого в растворе 25 г1л- 1700 м 1час;

от 25 до 15 ЫагО едкого в г/л- 1450

от 15 до 5 г/л Na.O едкого - 1200 м 1часот 5 до 1 г1л NaaO едкого-850 ,

Указанный режим мотивировалс нёг верными представлени ми об услови х получени стандартного по структуре щелочности гидрата глинозема, был св зан с большим расходом пара на подогрев растворов и чрезмерно удлин л продолжительность операции.

Описанный производственный режим не обеспечил стандартности гидрата, глинозема по структуре и щелочности.

Предметом насто щего авторского свидетельства вл етс новый способ карбонизации алюминатных растворов и построен на глубоком изучении протекающих физико-химических процессов , а также промежуточных и конечных продуктов карбонизации алюминатных щелоков.

По мнению автора, оптимальным производственным режимом карбонизации растворов дл получени стандартного по структуре и чистоте гидрата окиси алюмини должен быть режим применени низких температур при одновременной большой и одинаковой в начале и середине процесса скорости карбонизации (по возможности, концентрированным газом) в пределах до 50°/о СОз в газе.

Не только коллоидные алюминатные щелока, но и молекул рно-дисперсные растворы алюмината натра, независимо от их концентрации и каустического отношени , должны подвергатьс ь карбонизации при температуре 5Й-70° (вместо существующей 80-85°), при скорости карбонизации в 0,24 - м 10-40 /о-го газа в минуту на 1 м раствора (скорость в 10 раз больше примен ющихс скоростей).

Указанный режим достигаетс прекращением подачи пара в змеевики карбонизаторов или острого пара внутрь карбонизаторов, а также применением дл карбонизации, кроме дымовых газов, также и газов более концентрированных до 40-бО /о в газе (например, газы известково-обжиговых печей).

С точки зрени научного обосновани применение низких температур карбонизации требуетс следующими обсто тельствами: во-первых, как уже экспериментально доказано, рост кристалла гидрата при высоких температурах не ускор етс , но замен етс процессом агломерации, что может быть достигнуто и при низких температурах большей скоростью карбонизации (при одновременной экономии пара).

Таким образом и при температурах 55-70 кристалл гидрата может быть получен удовлетворительным с точки зрени последующих операций промывки, фильтрации, кальцинации и питани электролизера.

С другой стороны при карбонизации алюминатов молекул рно-дисперсных, где автором обнаружено протекание процесса через образование карбонатов лаюмини и их последующее гидролитическое расщепление, высокие температуры благопри тствуют влени м гетерогенного катализа (ориентаци ионов вокруг коллоидной частички), в результате чего образуютс комплексные щелочные карбонатные соединени глинозема (типа NaaO АзОз 200 2Н2О и др.).

Указанные соединени удалось изучить: они, аморфны, нерастворимы в воде и растворах соды, легко растворимы в растворах едкого натра, обладают значительной адсорбционной способностью в отношении щелочи и при карбонизации могут выпадать в осадок вместе с гидратом окиси алюмини , загр зн его.

Эти же соединени в случае их присутстви в гидрате чрезвычайно затрудн ют его фильтрацию и промывку, что и наблюдалось на действующих заводах в периоды их пуска и освоени . Свойство описанных структурных соединений разрушатьс растворами едкой щелочью и, следовательно, удерживатьс в растворе , заставл ет прин ть об зательным условие карбонизации алюминатов ведение операции не до конца, но до содержани 3-4 г в 1 литре МазО едкого.

С целью оставлени в растворе некоторого количества едкого под конец операции скорость карбонизации доллсна быть несколько снижена.

Разработанна автором теори карбонизации показывает, что процесс карбонизации должен вестись при температуре 55-70° и возможно больших скорост х , которые, однако, не могут быть достигнуты за счет увеличени концентрации газа свыше 50°/о COj. Уже с СО2 в газе щелочность гидрата может значительно возрастать в зависимости от природы карбонизируемых растворов .

Низка температура карбонизации благопри тна также с точки зрени загр знени гидрата органическими соединени ми и серой.

Органические соединени и сера прибпониженных температурах легко удер живаютс в растворе.

Кроме экономии пара, идущего в насто щее врем на подогрев растворов при их карбонизации, насто щий способ карбонизации увеличивает в несколько раз производительность цехов благодар

применению больших скоростей и высокопроцентного газа до 50% СОз (вместо существующих 10-IS /o COj в газе).

Предмет изобретени .

Claims

1. Способ карбонизации алюминатных растворов, отличающийс тем, что

процесс ведут при температуре 55-70 газом, содержащим от 10 до COg, продуваемым со скоростью 0,25-1 м в минуту на 1 м раствора.

2. Прием выполнени способа по п. 1, отличающийс тем, что процесс карбонизации заканчивают при содержании в 1 литре раствора 3-4 г NaaO едкого.