SU28482A1 - Способ получени алюмини из глин, боксита и т.п. - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  способов цолунени  алюмини  из глины, боксита и т. п. путем осаждени  алюмини , электролитом

из растворов его солей. Согласно предлагаемому способу в качестве электролита применены растворы солей осаждаемых металлов в жидкост х, неразлагаемых этими металлами в момент их выделени  (например, глицерине, ацетоне и т. п.) Изобретение предусматривает применение в качестве электролита соединенийалюмини , неочищенных от железа, в каче- стве же растворител -веществ, не раствор ющих соединени  железа (глицерин, щелочные растворы алюминатов и проч.) На чертеже изображен вертикальный разрез ванны, употребл емой дл  получени  алюмини  электрическим способом.

Разложение глины производитс  разложением серной кислотой кремнекислого алюмини  глины. Дл  этого измельченна  глина обливаетс  избытком серной кислоты , затем добавл етс  вода, смесь перемешиваетс  и оставл етс  в покое. Отсто вшийс  кремнезем выпадает в осадок в виде, песка высокой чистоты (пригодного дл  выработки оптического стекла), раствор же, содержащий сернокислый алюминий , сернокислое железо и остаток свободной серной кислоты, фильтруетс 

и переливаетс  в резервуары дл  очистки от железа, производ щейс  одним из четырех вариантов.

Вариант 1-ый. Остаток серной кислоты нейтрализуетс  прибавлением гашеной извести и в раствор прибавл етс  серна  печень (сернистый натр, калий или аммоний) в виде слабого водного раствора, в количестве, эквивалентном содержащемус  в растворе железу, определ емому дл  каждой загрузки лабораторным путем. При этих услови х сернистые щелочи реагируют прежде всего с сол ми железа, осажда  сернистое железо и, вследствие этого, не успевают реагировать с сол ми алюмини  Таким образом, при при5авле1|ии эквивалентного количества серной печени, все содержащеес  в растворе железо осаждаетс  в сернистого и удал етс  отстаиванием и фильтрованием.

Вариант 2-ой. В освобожденный o-t свободной кислоты раствЛр сернокислого железа и алюмини  прибавл етс  серна  печень в количестве, произвольно большем эквивалента железа. При этом избыток серной печени осаждает часть глинозема , который снова переводитс  в раствор по окончании осаждени , медленным прибавлением разведенной серной или сол мой кислоты или раствора бисульфитаслабо действующих на сернистое железо,

натри , или же других кислот или солей,удал емое по окончании реакции отстаив слабых растворах раствор ющих гид-ванием и фильтрованием) рат глинозема, но ие действующих или

Вариант 3-ий. , В раствор сернокислого алюмини  и железа прибавл етс  аммиак, осаждающий окислы железа и глинозем:

Al, (504)3 -f 6 NHi ОН 2 Al (ОН)з + 3 (NH.), SOjFa SO4 + 2,NH4 OH Fe (OH)2 -f (NH4)2 SO4 Fe (504)3 + 6 NH4 OH 2 Fe (ОН)з-b 3 (NH4)2 SO

Осадок отдел етс  отстаиванием и фильтрованием или Обрабатываетс  го р чим раствором едкого натра (или кали ), раствор ющегр глинозем:

А1 (ОН)з-f Na ОН А1 (Na О)з + 3 Н, О,при этом железо остаетс  в осадке.

Из полученного раствора алюмината натри  осаждаетс  глинозем действием углекислоты, вызывающей образование х;оды, или естественным распадом на глинозем и едкий натр (вызываемым прибавлением свежеосаждённого глинозема). В первом случае сода, действием извести, переводитс  также в едкий натр, который снова идет дл  растворени  глинозема. Первый фильтрат (раствор сернокислого аммони ), обработкой гашеной известью, разлагаетс  на гипс и аммиак, идущи

,АЬ (5О4)з + б Са (ОН)2 3 Са 504 + АЬ , 3 Са О + 6 На О

Fa 5О4-Ь Са (ОН)2- Са SO4 + Fe (ОН)2 Fe2 (ЗО4)з-f 3 СаЧОН)2 3 Са 5О4 + 2 Fa (OHJ3.

Отфильтрованный осадок всех перечисленных йеществ обрабатываетс  раствором соды tijfi.K глауберовой соли: ,

Ala Оз . 3 Са О + 3 Na2 СОз или 3 Na2 50 2 AI (Na О)з + 3 Са СОз или 3 Са SO,;

при этом железо и гипс остаютс  в осадке с углекислой известью, а раствор алюмината натри  сливаетс  и разлагаетс  действием углекислоты на раствор соДы и глинозем, при чем раствор соли снова идет дл  сАработки алюмината кальци .

Первые два варианта дают в результате очищенный раствор сернокислого алюмини , из которого может быть получен глинозем, например, выпариванием и прокаливанием сернокислой соли или осаждением аммиаком, как это указано при описании варианта 3-го. Два же последних варианта дают сразу глинозем, который может быть проработан на чистые алюмиснова дл  осаждени  окисей. Перва  часть этого процесса может б,ыть также применена дл  получени  глинозема из очищенного сернистыми щелочами раствора сернокислого алюмини . В этом случае аммиаком осаждаетс  чистый глинозем, отдел емый фильтрованием; аммиак регенерируетс  известью и т. д.V

Вариант 4- ый. Раствор сернокислого алюмини  и железа смешиваетс  с известковым молоком, осаждающим гидраты железа, гипс и алюминат кальци . ,

ниевще соли или непосредственно примавен дл  получени  алюмини . Дл  пр мого получени  других чистых солей алюмини  серную кислоту дл  обработки глины можно заманить другой кислотой; так, например, дл  непосредственного получени  хлористого алюмини  из гливы последнюю можно обрабатывать сол ной кислотой и полученный раствор очищать от примесей железа сернистыми щелочами.

Кроме глины, этим же способом можно обрабатывать боксит и другие содержащие алюминий минералы, хот  наиболее выгодна дл  обработки предлагаемым

способом именнр глина, так как она не требует дроблени , быстро раствор етс  Б кислотах и не св зана с определенным месторождением, как боксит и другие мннералы .

Из раствора алюминиевой соли алюминий по предлагаемому способу может бмть получен электролизом мокрого пути. Этот способ электролиза основан на том  влении, что самые электро-отрицательные металлы могут выдел тьс  в совершенно чистом виде из неводных растворов, т.-е. растворов разлах аемой соли в жидкост х, не |Взаимодействующих с свободными катирнами в момент выделени , как, например , глицерин, гликоль и другие одноатомные спирты, ацетон и другие аналогичные кетоны, уксуснокислый и другие амилы.

Дл  возможно большего приближени  условий электролиза: таких растворов к услови м электролиза водных-ванны подогреваютс . Этим достигаетс  повышение растворимости солей и, следовательно , облегчение возможности - поддержани  высоких концентраций растворов, уменьшение в зкости таких растворителей , как глицерин, и увеличение электропроводности , происход щее как от повышени  концентргщии солей, так и непосредственно от повышени  температуры.

Получение металлов из растворов их соединений по этому способу (электролизом с нерастворимыми анодами) производитс  в ванне с пористой перегородкой, при чем, в случае выделени  взаимодействующих с растворителем анионов, раствором разлагаемой соли в соответствующем растворителе наполн емс  только катодное пространство; анодное же наполн етс  водным раствором выдел емого на аноде продукта,К которому, дл  увеличени  электропроводности, могут быть прибавлены нейтральные соли или кислоты .

Электролиз производитс  в ванне, схематически изображенной на чертеже. Ток подводитс  к катоду , представл ющему алюминиевый или медный лист, и к свинцовому , угольному или магнетитовому аноду 5. Катодное / и анодное 2 пространства разделены пористой перегородкой 3, при чем католитом служит растворразлагаемой алюминиевой соли в указанных растворител х, анолитом жет-вода с примесью некоторых нейтральных солей, или друга  жидкость, неразлагаема  свободными анионами. Непрерывное насыщение сол ми, подогревание и перемешивание католнта достигаютс  циркул цией раствора по трубам 6 н 9 через нагреваемый резервуар большой емкости, на дне которого посто нно находитс  избыток алюминиевой соли. Образующа с  на поверхности анода 5 Серна  кислота, хлор или какой-либо другой анодный продукт отводитс  по трубам 8, расположенным так, что они захватывают наиболее близко лежащие к аноду слом жидкости, т.-е. отвод т наиболее концентрированный раствор анолита. Дл  поддержанн  же посто нного уровн  в анодном -пространстве 2 по трубе 7 непрерывно подаетс  вода.

Алюминиевые катоды, по достижении определенной толщины, переплавл ютс , медные же катоды, соответственно окисленные а поверхности, допускают легкое сн тие алюминиевого сло . Таким образом , этот способ дает возможность пр мого получени  листового алюмини . Электролизу подвергаетс  раствор сернокислого алюмини  глинозема (раствор ющегос  в растворах щелочей в глицерине). Хлористый алрминий, двойна  соль цианистого алюмини  и кали , получаема  растворением глинозема в растворе цианистого кали , алюминат кальци , получаемый непосредственно при выщелачивании глицерином осадка гипса, окислов железа и алюмината.

Примен   подход щий растворитель дл  электролиза, можно устранить процесс очистки алюминиевых соединений от железа . Дл  этого означенный растворитель должен раствор ть определенные соли алюмини , но не раствор ть таких же солей железа. Например, дл  сернокислого алюмини  и железа такими растворител ми  вл ютс  уксуснокислый амил, глицерин, дл  окиси алюмини  и железа-щелочной раствор адюмината натри  в глицерине и проч.

При применении таких растворителей получение алюмини  значительно упрощаетс , так как при этом процесс состоит всего из двух операций: обработки глины кислотой, сливани  раствора и выпаривани  его или осаждени  нечистого глинозема и растворени  полученной соли

/ ,

растворителе и элекв соответствующем тролиз раствора.

Предмет изобретени .

1. Способ получени  алюмини  из глин, боксита и т. п. .путем осаждени  алюмини  из растворов солей алюмини  электролизом , отличающийс  тем, что в ка.честве электролита примен ют растворы солей осаждаемых металлов в жидкост х, неразлагаемых этими металлами в момент их выделени , например, глицерине или ацетоне и т. п., при чем, в случае выделени  взаимодействующих с.электролитом анионов при эЛектролизе с нерастворимыми анодами, ванну раздел ют пористой перегородкой и в качестве анЬлита примен ют раствор анодного продукта в воде или другую жидкость , неразлагаемую свободными анионами, а в качестве католита - раствор алюминиевой соли в указанных растворител х.

2. Электролитический способ получени  алюмини  согласно п. 1, отличающийс  тем, что в качестве электролита примен ют соединени  алюмини , не)6 ищенные от железа, в качестве же растворител  примен ют вещества, не раствор ющие соединени  железа, как, например, глицерин , щелочные раЬтворы алюминатов и проч.,