CS237581B1

CS237581B1 - A method for obtaining aluminum in the form of alumina from acidic solutions resulting from hydrochemical ore mining

Info

Publication number: CS237581B1
Application number: CS660082A
Authority: CS
Inventors: Pavel Matousek; Ludvik Urbanek; Jiri Charvat; Jiri Tvdek
Original assignee: Pavel Matousek; Ludvik Urbanek; Jiri Charvat; Jiri Tvdek
Priority date: 1982-09-14
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1985-09-17

Abstract

Účelem vynálezu je získávání hliníku ve formě kysličníku hlinitého z kyselých roztoků, které vznikají při hydrochemické těžbě rud a obsahují hlinité a amonné ionty. Uvedeného účelu se dosáhne sorpcí hlinitých a amonných iontů na kyselém měniči kationtů. Eluce se provádí roztokem kyseliny sírové, síranu sodného nebo jejich směsí. Ze získaného ěluátu se ochlazením vyloučí krystaly kamence hlinitoamonného /NH./,SO..Al,/SO./,.24 H,0. Jejich dehydrataci a tepelným rozkladem při 800 až 1 300 C se získává kysličník hlinitý. Plynné produkty tepelného rozkladu se zpětně použijí v procesu hydrochemické těžby rud nebo při separaci hliníku z technologických roztoků. Vynález lze použít všude tam, kde se získávají kovy hydrochemiokým louženíra kyselými roztoky, přičemž získaný výluh obsahuje hlinité a amonné ionty.The purpose of the invention is to obtain aluminum in the form of alumina from acidic solutions that are formed during hydrochemical mining of ores and contain aluminum and ammonium ions. The stated purpose is achieved by sorption of aluminum and ammonium ions on an acidic cation exchanger. Elution is carried out with a solution of sulfuric acid, sodium sulfate or their mixtures. Crystals of aluminum ammonium alum /NH./,SO..Al,/SO./,.24 H,0 are separated from the obtained eluate by cooling. Their dehydration and thermal decomposition at 800 to 1,300 C yields alumina. The gaseous products of thermal decomposition are reused in the process of hydrochemical mining of ores or in the separation of aluminum from technological solutions. The invention can be used wherever metals are obtained by hydrochemical leaching or acidic solutions, and the obtained leachate contains aluminum and ammonium ions.

Description

Vynález se týká způsobu získávání hliníku ve formě kysličníku hlinitého z kyselých roztoků, vznikajících při hydrochemické těžbě rud a obsahujících současně amonné ionty. Hlinité a amonné ionty se z těohto roztoků zachycují sorpcí na kyselém měniči kationtů a následně eluují roztokem kyseliny sírové, síranu sodného nebo jejich směsí.The invention relates to a process for obtaining aluminum in the form of alumina from acidic solutions resulting from hydrochemical ore extraction and containing ammonium ions simultaneously. Aluminum and ammonium ions are collected from these solutions by sorption on an acidic cation exchanger and then eluted with a solution of sulfuric acid, sodium sulfate or mixtures thereof.

Ze získaného eluátu se ochlazením vyloučí krystaly kamence hlinltoamonného, které se po oddělení od kapalné fáze zbavují dehydratací krystalové vody a potom se podrobí tepelnému rozkladu za vniku kysličníku hlinitého.Alumina alum crystals are separated from the eluate obtained by cooling, which are separated from the liquid phase by dehydration of the crystalline water and then subjected to thermal decomposition to give alumina.

Dosud se při hydrochemickýoh metodách těžby kovů, například při loužení uranových rud, neprovádí separace hliníku, který bývá ve výluzích obsažen v poměrně vysoké koncentraci. Naopak v některých případech, kdy se loužicích roztoků používá opakovaně, představují hlinité soli nepříjemný balast, který komplikuje těžbu primární složky.So far, the separation of aluminum, which is present in relatively high concentrations in the extracts, has not been carried out in hydrochemical methods of metal mining, for example in the leaching of uranium ores. Conversely, in some cases where leach solutions are used repeatedly, aluminum salts are an unpleasant ballast that complicates the extraction of the primary component.

κ této situaci dochází při podzemním loužení uranových rud, kdy se provádí plná reoirkulaoe loužicích roztoků po separaci uranu a doplnění loužicími chemikáliemi. Nárůst solnosti loužicích roztoků, způsobený především hlinitými solemi, snižuje rychlost loužení v podzemí a komplikuje separaci nalouženého uranu v povrchových procesech.κ this situation occurs in the underground leaching of uranium ores, where full reincirculation of the leaching solutions is carried out after the uranium separation and replenishment with the leaching chemicals. The increase in salinity of leaching solutions, mainly due to aluminum salts, reduces the leaching rate underground and complicates the separation of the leached uranium in surface processes.

Kysličník hlinitý se vyrábí energeticky dosti náročným procesem a vyžaduje jako surovinu bauxit, které je nedostatek.Aluminum oxide is produced by an energy-intensive process and requires bauxite as a raw material, which is scarce.

Uvedené nevýhody značně omezuje způsob získávání hliníku ve formě kysličníku hlinitého Z kyselých roztoků vznikajících při hydrochemické těžbě rud a obsahujících současně amonné ionty, jehož podstata spočívá v tom, že hlinité a amonné ionty se z těchto roztoků zachycují sorpcí na kyselém měniči kationtů v rozmezí hodnot pH 0 až pH 4, následně eluují roztokem kyseliny sírové, síranu sodného nebo jejich směsí a ze získaného eluátu se ochlazením na teplotu nižší než 15 °C vyloučí krystaly kamence hlinltoamonného /NH^/jSO^.Alj/SO^/j.žá HjO, které se po oddělení od kapalné fáze zbavují dehydratací při teplotě 100 až 35O°C krystalové vody a potom se podrobí tepelnému rozkladu při teplotě 800 až l 300 °C, za vzniku kysličníku hlinitého.These disadvantages are greatly reduced by the method of obtaining aluminum in the form of alumina from acidic solutions resulting from hydrochemical ore mining and containing ammonium ions, which is based on the fact that aluminum and ammonium ions are trapped from these solutions by sorption on an acidic cation exchanger in the pH range. 0 to pH 4, followed by elution with sulfuric acid solution, sodium sulphate or mixtures thereof, and from the obtained eluate by cooling to a temperature below 15 ° C, the alumino-alum alum crystals / NH4 / JSO4. which, after separation from the liquid phase, are freed from crystalline water by dehydration at a temperature of 100 DEG to 350 DEG C. and then subjected to thermal decomposition at 800 DEG to 1300 DEG C. to form alumina.

Způsobem podle vynálezu se komplexněji využijí roztoky získané při hydrochemické těžbě rud a současně se zlepší vlastnosti těchto roztoků pro případné další použití. Odpadní teplej získané chlazením produktů tepelného rozkladu kamence hlinltoamonného, lze použít k ohřevu roztoků hydrochemické těžby.The process according to the invention utilizes the solutions obtained in the hydrochemical extraction of ores more comprehensively and at the same time improves the properties of these solutions for possible further use. Waste heat obtained by cooling the thermal decomposition products of alumina alum can be used to heat hydrochemical extraction solutions.

Produkty tepelného rozkladu je možno zpětně použít v procesu hydrochemické těžby rud, nebo při separaci hliníku z technologických roztoků.Thermal decomposition products can be reused in the process of hydrochemical ore extraction or in the separation of aluminum from process solutions.

Výroba kysličníku-hlinitého tímto způsobem je ekonomicky výhodná a nahradí jako zdroj hliníku část dováženého bauxitu, kterého je nedostatek.The production of alumina in this way is economically advantageous and replaces the deficient bauxite portion of the imported baffle.

Způsobem podle vynálezu lze získat kysličník hlinitý obsahující minimální množství Sio^ a alkalických kovů, který je vhodný pro použití v korundové keramice.By the process of the present invention, alumina containing a minimum amount of SiO2 and alkali metals is suitable for use in corundum ceramics.

Konkrétní příklad možného provedení je dále uveden. Vynález lze použít všude, kde se získávají kovy hydroohemiokým loužením kyselými roztoky, přičemž získaný výluh obsahuje hlinité a amonné ionty.A specific example of a possible embodiment is given below. The invention can be used wherever metals are obtained by hydro-chemical leaching with acidic solutions, the leachate obtained contains aluminum and ammonium ions.

PříkladExample

Z kyselého roztoku po sorpci uranu, který vedle hlinitých iontů o koncentraci 4 kg.m^-3 obsahuje též ionty amonné, se uvedené ionty zachycují sorpcí na silně kyselém měniči kationtů typu sulfonovaný styrendivinylbenzen.From the acid solution after the uranium sorption, which contains ammonium ions in addition to aluminum ions of 4 kg.m ^-3 , these ions are captured by sorption on a strongly acidic cation exchanger of the sulfonated styrendivinylbenzene type.

—3—3

Měnič kationtů nasycený hlinitými ionty na kapacitu 12 kg.m se eluuje roztokem kyseliny sírové o koncentraci 250 kg.m^-3 přičemž obsah hlinitých iontů na měniči se sníží na 0,8 kg.m^-3.The cation exchanger saturated with aluminum ions to a capacity of 12 kg.m is eluted with a solution of sulfuric acid at a concentration of 250 kg.m ^-3, while the content of aluminum ions on the converter is reduced to 0.8 kg.m ^-3 .

Ochlazením vzniklého eluátu na teplotu 2 °C dojde k vyloučení krystalů kamence hlinitoamonného /NH^/gSO^.Alg/SO^/g. 24 HgO v množství 161 kg z jednoho m³ použitého měniče iontů'. Krystaly se oddělí od kapalné fáze filtrací a po předsušení při teplotě 250 °C se podrobí tepelnému rozkladu při teplotě 1 000 °C. Přitom se získá 18,1 kg kysličníku hlinitého.Cooling of the resulting eluate to 2 ° C resulted in the precipitation of alum ammonium alum crystals / NH4 / gSO4 / Alg / SO4 / g. 24 HgO in an amount of 161 kg per m ³ of ion exchanger used. The crystals are separated from the liquid phase by filtration and, after pre-drying at 250 ° C, subjected to thermal decomposition at 1000 ° C. 18.1 kg of alumina are obtained.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for obtaining aluminum in the form of alumina from acidic solutions resulting from hydrochemical ore extraction and containing ammonium ions, characterized in that the aluminum and ammonium ions are collected from these solutions by sorption on an acidic cation exchanger in the range of pH 0 to pH 4 , then eluted with a solution of sulfuric acid, sodium sulfate or mixtures thereof, and from the obtained eluate is cooled to a temperature below 15 ° C, precipitated alum crystals hlinitoamonného /MH^/gSO^.Ai ₂ / SO _{_4/3} .24 H ₂ 0, which After separation from the liquid phase, they are dehydrated at 100 DEG to 350 DEG C. to crystalline water and then subjected to thermal decomposition at 800 DEG to 1300 DEG C. to form alumina.

2. The process of claim 1 wherein the eluate is treated with ammonium ions prior to cooling.

3. Process according to claim 1 or 2, characterized in that the crude ammonium alum crystals are dissolved into an aqueous solution at a temperature of 20 to 90 [deg.] C. prior to further processing, from which they do not eliminate the formation of alum after removal or conversion. by cooling below the saturation temperature of the purified alum ammonium crystals.

4. Process according to claim 1, characterized in that the gaseous thermal decomposition products are reused in the process of hydrochemical ore extraction or in the separation of aluminum from process solutions.

5. The process of claim 1 wherein the waste heat from said aluminum recovery process is used to heat the hydrochemical extraction solutions.