CS267577B1

CS267577B1 - A method for reducing the potassium content of ammonium aluminum dodecahydrate

Info

Publication number: CS267577B1
Application number: CS866183A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Ing Hlozny; Miroslav Ing Csc Broul
Original assignee: Hlozny Ladislav; Broul Miroslav
Priority date: 1986-08-25
Filing date: 1986-08-25
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS618386A1

Abstract

Sníženi obsahu draslíku se dosáhne tak, že roztok před krystalizaci dodekahydrátu síranu amonno-hlinitého se upraví tak, aby vedle síranu amonno- - hlinitého obsahoval 10 až 26 % hmot. síranu amonného a případně až do 30 % hmot. kyseliny sirové.The reduction of the potassium content is achieved by adjusting the solution prior to crystallization of the ammonium aluminum sulfate dodecahydrate so that, in addition to the ammonium aluminum sulfate, it contains 10 to 26% by weight of ammonium sulfate and optionally up to 30% by weight of sulfuric acid.

Description

Vynález se týká způsobu sníženi obsahu draslíku v dodekahydrátu síranu amonno-hlinitého při krystalizaci.The present invention relates to a process for reducing the potassium content of ammonium aluminum sulphate dodecahydrate during crystallization.

Čistý dodekahydrát síranu amonno-hlinitého - kamenec amonno-hlinitý. je možno připravit krystalizaci z roztoku. Při krystalizaci se přítomné nečistoty dělí mezi vznikající fáze v různém poměru. Měřením těchto poměrů se zabývala již řada autorů, přičemž bylo zjištěno, že rekrystalizací ve vodě je možno snížit obsah většiny nečistot, které se v kamenci amonno-hllnltém běžně vyskytují. Mezi nečistoty, jejichž koncentrace se tímto způsobem výrazně nesnižuje, patří především draslík. Při tom obsah alkálií v kamenci amonno-hlinitém bývá nežádoucí, například při jeho využiti pro výrobu oxidu hlinitého pro monokrystaly a transparentní korundovou keramiku.Pure ammonium aluminum sulphate dodecahydrate - ammonium aluminum alum. crystallization from solution can be prepared. During crystallization, the impurities present are divided between the emerging phases in different proportions. Many authors have already measured these ratios, and it has been found that recrystallization in water can reduce the content of most of the impurities commonly found in ammonium alum. Potassium is one of the impurities whose concentration does not decrease significantly in this way. The alkali content of ammonium alumina is often undesirable, for example when used for the production of alumina for single crystals and transparent corundum ceramics.

Jedním z možných způsobů přípravy oxidu hlinitého s nízkým obsahem alkálií je odstraňováni draslíku za suspenze oxidu hlinitého silně kyselým katexem nebo odstraňování draslíku ze surovin použitých při přípravě kamence amonno-hlinitého. Tyto postupy však vždy představuji operaci navíc, nebol krystalizace kamence amonno-hlinitého je vždy součásti těchto technologii, jelikož umožňuji jednoduchým způsobem odstranit téměř všechny nežádoucí příměsy jako je železo, chrom, vápník, křemík, sodík, hořčík atd. Kromě zvýšené pracnosti zavedením další operace mají uvedené postupy i další nevýhody, jako je možnost negativního ovlivněni fyzikálních vlastnosti oxidu hlinitého při použiti ionexů nebo jsou neproveditelné' (čištění surovin pro přípravu kamence amonno-hlinitého, pokud je k dispozici surový kamenec)·One possible method of preparing low alkali alumina is to remove potassium in an alumina suspension with strongly acidic cation exchange resin or to remove potassium from the raw materials used in the preparation of ammonium alumina. However, these processes always represent an additional operation, as the crystallization of ammonium-aluminum alum is always part of these technologies, as I allow easy removal of almost all undesirable impurities such as iron, chromium, calcium, silicon, sodium, magnesium, etc. In addition to increased labor by introducing additional operations these processes also have other disadvantages, such as the possibility of adversely affecting the physical properties of alumina when using ion exchangers or are impracticable (purification of raw materials for the preparation of ammonium alum, if raw alum is available) ·

Výhodnějším se proto jeví způsob sníženi obsahu draslíku v dodekahydrátu síranu amonno-hlinitého krystalizaci podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se krystalizace provádi z počátečního roztoku, obsahujícího vedle síranu amonno-hlinitého 10 až 26 % hmot, síranu amonného a případně až do 30 % hmot, kyseliny sírové.Therefore, the process for reducing the potassium content of ammonium aluminum dodecahydrate by crystallization according to the invention appears to be more advantageous, the crystallization being carried out from a starting solution containing, in addition to ammonium aluminum sulphate 10 to 26% by weight, ammonium sulphate and optionally up to 30% by weight, sulfuric acid.

Vynález je založen na zjištění, že běžně prováděnou krystalizaci za účelem odstraněni příměsi jiných prvků lze využit i k odstraněni draslíku přídavkem další vhodné složky i když dosavadní publikované práce, které tento problém řešily přídavkem kyseliny sirové v množství do 2,5 % hmot., toto řešení zavrhly.The invention is based on the finding that conventional crystallization in order to remove impurities of other elements can also be used to remove potassium by the addition of another suitable component, although previous published work which has solved this problem by adding sulfuric acid in amounts up to 2.5% by weight. rejected.

Navržený způsob úpravy vstupních podmínek krystalizace nejen že umožňuje odstranit ve zvýšené míře draslík, ale navíc má tu výhodu, že rovnovážný roztok po krystalizaci obsahuje několikanásobně nižší množství hliníku než při krystalizaci ze systému síran amonno-hlinitý - voda. Síran amonný je přitom poměrně dostupný, nebol odpadá v řadě chemických výrob. Koncentraci síranu amonného v systému je nutno volit úměrně s požadavkem na účinnost odstranění draslíku. V případech, kdy je požadována vysoká účinnost čištění a vysoký obsah síranu amonného v systému by byl příčinou vysoké teploty, při níž je roztok nasycen, je možno č.-st síranu amonného nahradit kyselinou sírovou. Koncentrace složek v systému síran amonno-hlinitý - síran amonný - kyselina sírová - voda pak bude určován z hlediska účinnosti čištěni, rozpustnosti, korozivních vlastností a hydrodynamiky.The proposed method of adjusting the crystallization input conditions not only makes it possible to remove potassium to an increased extent, but also has the advantage that the equilibrium solution after crystallization contains several times lower amounts of aluminum than during crystallization from the ammonium aluminum sulphate-water system. Ammonium sulphate is relatively available and is not required in many chemical productions. The concentration of ammonium sulphate in the system must be chosen in proportion to the requirement for potassium removal efficiency. In cases where a high purification efficiency is required and a high ammonium sulphate content in the system would be the cause of the high temperature at which the solution is saturated, no more ammonium sulphate can be replaced by sulfuric acid. The concentration of components in the system ammonium-aluminum sulphate - ammonium sulphate - sulfuric acid - water will then be determined in terms of cleaning efficiency, solubility, corrosive properties and hydrodynamics.

Efekt odstraňováni draslíku z kamence amonno-hlinitého krystalizaci z navrženého systému podle vynálezu nezávisí na historii vzniku suspenze nebo roztoku použitého ke krystalizaci.The effect of removing potassium from ammonium alumina by crystallization from the proposed system of the invention does not depend on the history of the suspension or solution used for crystallization.

PřikladExample

Do míchané nádobky s polokruhovým dnem byly nesázeny složky dle níže uvedené tabulky. Směs byla zahřáta a po rozpuštění pevné fáze ochlazena na 25° C rychlosti 40° C/hod. Při této konečné teplotě byla vzniklá suspenze míchána ještě 30 min. Poté byla tuhá fáze kamence amonno-hlinitého odseparována a vysušena při laboratorní teplotě. Množství kapalné fáze, ulpělé na krystalech, nepřevyšovalo v žádném pokusu 3 Jí hmot, krystalů. Zjištěný obsah hliníku v krystalech odpovídal předpokladu, že tuhá fáze je dodekahydrát síranu amonno-hlinitého s příměsi síranu amonného v množství odpovídajicim jeho podílu v ulpělém matečném louhu. Obsah draslíku byl stanovován metodou atomové absorpční spektrofotometrie s přesností 5 % rel.The ingredients according to the table below were not placed in a stirred vessel with a semicircular bottom. The mixture was heated and, after dissolving the solid phase, cooled to 25 ° C at a rate of 40 ° C / hour. At this final temperature, the resulting suspension was stirred for another 30 min. Then the solid phase of ammonium aluminum alum was separated and dried at room temperature. The amount of liquid phase adhering to the crystals did not exceed 3 .mu.m of the crystals in any experiment. The detected aluminum content in the crystals corresponded to the assumption that the solid phase is ammonium aluminum sulphate dodecahydrate with ammonium sulphate in an amount corresponding to its proportion in the adhered mother liquor. The potassium content was determined by atomic absorption spectrophotometry with an accuracy of 5% rel.

CS 267 577 BlCS 267 577 Bl

Použité chemikálie: dodekahydrát síranu amonno-hlinitého s obsahem draslíku 0,029 % hmot.,síran amonný p.a. s obsahem draslíku 3,2 . 10^-4 % hmot., destilovaná voda, kyselina sírová p.a. 93,1 % hmot. ( v tabulce přepočteno na 100 %),Chemicals used: ammonium aluminum sulphate dodecahydrate with a potassium content of 0,029% by weight, ammonium sulphate pa with a potassium content of 3,2. ^10-4 % by weight, distilled water, sulfuric acid and 93.1% by weight. (converted to 100% in the table),

Složky Folders směsi před krystalizací v mixtures before crystallization in % hmot · % by weight · Kamenec Alum Kyselina Acid Síran Sulfate Voda Water Obsah draslíku v krystalech produktu Potassium content in product crystals amonno ammonium sírová sulfur amonný ammonium 10^-4 % hmot.10 ^-4 wt. hlinitý aluminum 49 49 0 0 0 0 51 51 270 270 49 49 10 10 0 0 41 41 240 240 49 49 20 20 0 0 31 31 191 191 49 49 30 30 0 0 21 21 67 67 45 45 0 0 1 1 54 54 245 245 38 38 0 0 15 15 47 47 142 142 49 49 20 20 20 20 11 11 35 35 49 49 5 5 5 5 41 41 136 136 49 49 20 20 5 5 26 26 81 81 49 49 5 5 20 20 26 26 72 72 32 32 20 20 20 20 28 28 31 31 32 32 5 5 5 5 58 58 96 96 32 32 20 20 5 5 43 43 ⁵⁸⁵⁸ 32 32 5 5 20 20 43 43 49 49 30 30 25 25 22 22 23 23 t ²⁷ t ²⁷

Předmět vynálezuObject of the invention

Claims

Process for reducing the potassium content of ammonium aluminum sulphate dodecahydrate by crystallization, characterized in that the crystallization is carried out from an initial solution containing, in addition to ammonium aluminum sulphate, 10 to 26% by weight of ammonium sulphate and optionally up to 30% by weight of sulfuric acid.