WO2024253563A1 - Способ переработки подшламовой воды - Google Patents

Способ переработки подшламовой воды Download PDF

Info

Publication number
WO2024253563A1
WO2024253563A1 PCT/RU2024/050116 RU2024050116W WO2024253563A1 WO 2024253563 A1 WO2024253563 A1 WO 2024253563A1 RU 2024050116 W RU2024050116 W RU 2024050116W WO 2024253563 A1 WO2024253563 A1 WO 2024253563A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stage
carbonization
water
pulp
sediment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2024/050116
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Владимирович КНЯЗЕВ
Александр Александрович ДАМАСКИН
Анна Александровна ДАМАСКИНА
Сергей Федорович Ордон
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rusal Engineering and Technological Center LLC
Original Assignee
Rusal Engineering and Technological Center LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2023114813A external-priority patent/RU2816710C1/ru
Application filed by Rusal Engineering and Technological Center LLC filed Critical Rusal Engineering and Technological Center LLC
Priority to CN202480037988.0A priority Critical patent/CN121285525A/zh
Priority to EP24819670.1A priority patent/EP4725907A1/en
Publication of WO2024253563A1 publication Critical patent/WO2024253563A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
    • C01F7/066—Treatment of the separated residue
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C01F7/141—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by neutralisation with an acidic agent
    • C01F7/142—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by neutralisation with an acidic agent with carbon dioxide

Definitions

  • the invention relates to chemical technology, in particular to a method for producing amorphous aluminum hydroxide and aluminum hydroxide with a pseudoboehmite structure, and can also be used to produce granulated active aluminum oxide, catalysts, carriers, and in other areas of industry.
  • subsludge water In the water cycle of alumina production, a significant part is occupied by subsludge water, which participates in many technological processes.
  • the content of aluminum oxide in subsludge water allows it to be used as a raw material source for obtaining various products based on aluminum hydroxide, including amorphous aluminum hydroxide, used as an active additive to building mixtures and aluminum hydroxide of pseudoboehmite structure, used as a feedstock for obtaining granulated active aluminum oxide, catalysts and carriers.
  • Aluminum hydroxides used as raw materials for catalyst carriers have specific requirements.
  • pseudoboehmite should not contain impurity phases of bayerite, gibbsite or X-ray amorphous aluminum trihydroxide in quantities greater than 1-2 wt.% each.
  • pseudoboehmite the content of a number of impurities is strictly regulated, since they are catalytic poisons for most industrial catalytic processes.
  • the controlled impurities iron, sodium and other alkaline and alkaline earth metals are especially distinguished.
  • the raw material used to obtain pseudoboehmite is usually metallic aluminum or aluminum hydroxide.
  • the most common method for obtaining pseudoboehmite is the reprecipitation of crystalline aluminum hydroxide by mixing an alkaline and an acidic solution, one or both of which contain aluminum.
  • an aluminate solution and an aluminum sulfate solution are mixed.
  • This method includes holding the pulp at 60-82 °C to achieve a final pH value in the range from 9.5 to 10.5, separating the precipitate by filtration, washing and drying to obtain pseudoboehmite, a sodium sulfate solution and industrial water from washing the precipitate.
  • pseudoboehmite is obtained by performing neutralizing precipitation on a sodium aluminate solution and an aluminum sulfate solution, holding, filtering, washing and drying, wherein, in terms of oxide, the concentration of the solution is from 180 to 320 g ACO3 g/l, and the alkali ratio is from 1.3 to 2.5; and based on the characteristics of the ultraviolet (UV) spectrum, the absorption value of the UV spectrum of the solution at the position of 270 nm is from 0.8 to 5.5.
  • pseudoboehmite can be directly used to produce aluminum oxide with a large pore volume, such as gamma-alumina with a pore volume of 1.1 to 1.5 ml/g.
  • aluminum hydroxide of pseudoboehmite structure is obtained by heat treatment of the initial aluminum trihydroxide on a rotating surface heated to 100-700 °C for 0.5-5 s, with subsequent hydrothermal treatment of the obtained product at a temperature of 105-170 °C for 2-48 hours in the presence of inorganic or organic substances.
  • a method for producing pseudoboehmite includes preparing aluminum hydroxide using the Bayer method, dissolving this hydroxide in caustic alkali to obtain an aluminate solution with a concentration of 20-200 g/l AI2O3, carbonizing the aluminate solution at a temperature of 0-60 °C until a pH of 7-11.5 is obtained in the final solution with the precipitation of an X-ray amorphous precipitate, separating the precipitate, washing it with an aqueous solution at a temperature of about 30 °C, and treating the precipitate with a solution of mineral acid (see EP 85592, published 02.07.1986).
  • the disadvantages of the method are the use of Al(OH)3 as the starting product for the preparation of the aluminate solution, due to the increase in production costs, the difficulty of regulating the process, and the need to dispose of waste.
  • a method for processing aluminum-containing raw materials is known (RU 2197429, published 27.01.2003), which includes the following stages: sintering with limestone and alkali-containing material to form gas products and sinter;
  • the main problem with this known method is that the raw material used is desiliconized aluminate solution from alumina production, which is the main raw material source for obtaining alumina.
  • the need to use an aluminate solution leads to a decrease in the productivity of alumina production, or an increase in the costs of producing an additional amount of aluminate solution.
  • the technical task and technical result of the claimed method is the development of a low-cost method for processing the sludge water of alumina production to obtain from it aluminum hydroxide powders of pseudoboehmite structure with a low content of impurities, which also makes it possible to expand the raw materials market in the production of cement building mixtures and alumina catalyst carriers.
  • the problem is solved and the result is achieved by the proposed method of processing subsludge water, alumina production, including filtration of subsludge water, its carbonization by bubbling with gases containing carbon dioxide, separation of the resulting sediments, their washing with water and drying.
  • carbonization of subsludge water is carried out in two stages, and the first stage of carbonization of subsludge water is carried out to a pH value pulp, preferably equal to 11 - 10.5, the resulting pulp is filtered to obtain a precipitate, which is washed to obtain a product in the form of amorphous aluminum hydroxide, suitable for use as a modifier for cement building mixtures and a carbonate solution, which is sent to the second stage of carbonation to a pH value of the pulp, preferably equal to 9 - 8, the resulting pulp is filtered, the precipitate is washed at a wash water temperature of 40 - 90 °C, to obtain a product in the form of pseudoboehmite, suitable for use as a precursor in the production of alumina catalyst supports.
  • a pH value pulp preferably equal to 11 - 10.5
  • the resulting pulp is filtered to obtain a precipitate, which is washed to obtain a product in the form of amorphous aluminum hydroxide, suitable for use as
  • the gases containing carbon dioxide can be exhaust gases from furnaces sintering aluminum-containing raw materials with limestone and/or soda.
  • Gases from lime kilns or gases produced by burning thermal coal or hydrocarbons can also be used as gases containing carbon dioxide.
  • the sediment At the end of carbonization at a pulp pH of 11 - 10.5, the sediment is represented by amorphous aluminum hydroxide. At the end of carbonization at a pulp pH of 9 - 8, the sediment is represented by the pseudoboehmite phase.
  • a two-stage carbonation process is carried out.
  • the end of the first stage of carbonation must be ensured at a pulp pH of 11 - 10.5.
  • aluminum hydroxide which has an amorphous structure, precipitates from the solution. Due to its sorption properties, the precipitated aluminum hydroxide concentrates the impurities contained in the subsludge water.
  • intermediate filtration of amorphous aluminum hydroxide obtained after the first stage of carbonation allows for the purification of the carbonate solution. from the main impurities and obtain a product with a low impurity content in the second stage.
  • Amorphous aluminum hydroxide obtained after the first stage of carbonization can be used as an active additive to building mixtures, accelerating the strength gain of concrete and building mortars.
  • Completion of the second stage of carbonization at pulp pH >9 promotes incomplete precipitation of AI2O3 from the production solution.
  • Completion of carbonization at pulp pH ⁇ 8 does not affect the degree of AI2O3 precipitation, but promotes a significant increase in the duration of the process and leads to an increase in production costs, and also promotes the formation of impurity phases of gibbsite and bayerite.
  • the temperature of the washing water during washing of the precipitate obtained in the second stage of carbonation below 40 °C is insufficient for removing soluble impurities and completely converting the precipitate into pseudoboehmite, and washing at a temperature of washing water above 90 °C requires the installation of special equipment for working under pressure.
  • the phase composition of the precipitates in the first and second stages of carbonation is necessarily subject to control.
  • the precipitates are dried, crushed and analyzed by X-ray diffraction analysis on an X-ray diffractometer, for example, X Pert PRO from PANanalytical.
  • the speed of the process depends on the gas consumption and the CO2 content in it; the higher the CO2 content, the faster the process.
  • the exhaust gases must be cooled (to a temperature of about 40-50 °C) and subjected to air cleaning to reduce the possibility of the ingress of sinter dust or other unwanted mechanical impurities into the resulting products.
  • the initial pH is within 12 +- 0.2, which is due to the presence of free caustic alkali (FCA).
  • FCA free caustic alkali
  • the content of AI2O3, Na2O, Kv in the subsludge water is important for the process.
  • An increased content of AI2O3 contributes to an increase in the yield of target products.
  • the duration of the process depends on the content of Na2O in the initial solution: the higher the content of Na2O , the more CO2 is required to overcome the buffer zone and bind Na2O into Na2CO3 and NaHCO3.
  • Na2CO3 + 2H2O sodium hydrocarboaluminate
  • Na2Ototal is the total content of all Na compounds (the total content of NaOH , Na2CO3, NaHCO3), converted to Na2O
  • Na2Ok6 is the content in the NaOH (caustic alkali) solution converted to Na2O
  • Na2Ok6 is the content in the Na2CO3 solution converted to Na2O.
  • FIG. 1 Example of a process flow diagram for processing subslurry water from alumina production.
  • FIG. 2 An example of a hardware and process flow diagram for processing subslurry water from alumina production.
  • the subsludge water from the sludge pond is sent to the control filtration (CF) stage to remove residual sludge content.
  • the sludge from the filters is sent to the sludge removal unit of the alumina production, and the purified subsludge water enters the subsludge water receiving mixer Ml. From the mixer Ml, the sludge water is pumped to the first stage of carbonization in the carbonizer KB1.
  • the carbonizer KB1 receives flue gases pre-cooled to a temperature of 40-50 °C in the heat exchanger TO1 and purified in the bag filter F1 using the gas blower GD1.
  • the condensate obtained during the cooling of flue gases in the condensate drain KO1 is sent to alumina production.
  • the first stage of carbonization is carried out until the pH value of the pulp is preferably equal to 11-10.5. In this case, amorphous aluminum hydroxide precipitates from the subslurry water.
  • the pulp obtained after the first stage of carbonization is sent through the pulp receiving mixer M2 to filtration on the press filter PF1. The filtrate is sent to the collecting mixer M3.
  • the sediment obtained in the filter press PF1 is washed with wash water from the pseudoboehmite filtration and washing unit, and then washed with condensate from the alumina production.
  • the sediment from the PF1 filter is sent to the repulpator RP1, where it is repulped with condensate from the alumina production.
  • the resulting pulp is sent to the spray dryer RS1, where the process of drying amorphous aluminum hydroxide takes place in a stream of air preheated by the heater KL1, supplied by the gas blower GD2.
  • the air after the spray dryer RS1 undergoes a two-stage cleaning stage in the cyclone Ts1 and the bag filter F2 and is released into the atmosphere.
  • the obtained amorphous aluminum hydroxide in powder form is sent to the finished product filling unit using the ⁇ 1 screw.
  • the sediment is mixed with industrial waters in the M5 mixer and sent to the alumina production batch preparation unit.
  • the filtrate from the first stage of carbonation from the mixer M3 is sent to the second stage of carbonation, which is carried out in carbonizers KB2 - KB5.
  • Carbonization is carried out using pre-cleaned and cooled flue gases to a pulp pH of preferably 9-8.
  • the pulp is sent to collector M4 from where it is fed for filtration on press filter PF2.
  • the first part of the filtrate is sent to tank M4 for re-filtration through a sediment layer on press filter PF2.
  • the filtered sediment is washed with condensate from alumina production at a temperature of 80 - 90 °C.
  • the filtrate is mixed with part of the industrial water in the SF mixer and sent to meet the needs of alumina production.
  • Part of the industrial water from the second stage of filtration is sent to wash off amorphous aluminum hydroxide on the PF 1 press filter.
  • the sediment from the PF2 press filter is sent to the RP2 repulpator, where it is pulped with condensate from the alumina production.
  • the resulting pulp is sent to the RS2 spray dryer, where the pseudoboehmite is dried in a stream of air preheated by the KL2 heater, supplied by the GDZ gas blower.
  • the air after the RS2 spray dryer undergoes a two-stage cleaning stage in the C2 cyclone and the FZ bag filter and is released into the atmosphere.
  • the resulting pseudoboehmite in powder form is sent to the finished product filling unit using the ⁇ 2 auger.
  • the original sludge water underwent a filtration stage similar to Example 1.
  • Filtered sludge water with a volume of 40 liters was carbonized with exhaust gases from sintering furnaces with a CO2 content of 5 wt.%.
  • Carbonization was carried out in 2 stages.
  • the temperature of the subslurry water during the first stage of carbonization was 25 °C.
  • the end of the first stage of carbonization was recorded at a pulp pH of 11.
  • the duration of carbonization was 15 minutes.
  • the pulp was filtered on a Nutsche filter under a vacuum of 0.8 kgf/ cm2 .
  • the washed sediment was dried at 120°C until moisture loss ceased, crushed and analyzed.
  • the amount of AI2O3 transferred to the sediment at the first stage of carbonization was 25% of the initial content in the subsludge water.
  • Phase composition of the sediment obtained after the first stage of carbonization amorphous aluminum hydroxide.
  • the carbonate solution obtained at the stage of filtration of amorphous aluminum hydroxide was sent to the second stage of carbonization. Carbonization was carried out to the pH of the pulp of 8.5. The duration of carbonization was 1.5 hours. The stages of filtration, washing, drying and grinding of the product were carried out similarly to Example 1.
  • Phase composition of the sediment obtained after the first stage of carbonization amorphous aluminum hydroxide.
  • Phase composition of the sediment obtained after the second stage of carbonation pseudoboehmite, with an admixture of bayerite.
  • the parameters of the first and second stages of carbonization are shown in Tables 1 and 2, respectively.
  • Phase composition of the sediment obtained after the first stage of carbonization pseudoboehmite, amorphous aluminum hydroxide, gibbsite, bayerite.
  • Phase composition of the sediment obtained after the second stage of carbonation pseudoboehmite.
  • Example 2 The process was carried out similarly to Example 2, the end of the second stage of carbonization was recorded at a pulp pH of 9.5.
  • the amount of ACO3 that passed into the sediment after the second stage of carbonization was 75% of the initial content in the subslurry water.
  • Phase composition of the sediment obtained after the second stage of carbonation pseudoboehmite, gibbsite, bayerite.
  • Phase composition of the sediment obtained after the second stage of carbonation pseudoboehmite, dawsonite.
  • Example 1 processing of sludge water by means of single-stage carbonization (Example 1) allows obtaining a sediment with a pseudoboehmite structure with an increased content of impurities.
  • Example 2 the authors demonstrate the achievement of a technical result by adding an additional carbonation stage in the process of processing subsludge water with the separation of amorphous aluminum hydroxide at a pulp pH of 11. Carrying out the process of processing subsludge water with the specified parameters makes it possible to obtain after The second stage of carbonization is aluminum hydroxide with a pseudoboehmite structure and a low content of impurity elements.
  • Example 3 the authors showed that the completion of the first stage of carbonization of subslurry water at a pulp pH of 11.5 helps to reduce the precipitation of Al2O3 in the form of amorphous aluminum hydroxide, but entails an increased content of impurity elements in the sediment obtained after the second stage of carbonization, which leads to a deterioration in the quality of the final product.
  • Example 4 the authors show that the end of the first stage of carbonization of the subslurry water at a pulp pH of 10 promotes a significant increase in the formation of sediment after the first stage of carbonization, characterized by a heterogeneous phase composition, which negatively affects its quality and the possibility of using it as an additive to dry building mixtures.
  • the yield of sediment after the second stage of carbonization which is pseudoboehmite, decreases to 40% of the initial content of Al 2 O3 in the subslurry water, which is economically inexpedient.
  • Example 5 the authors show that the completion of the second stage of carbonation of subslurry water at a pulp pH of 9.5 does not affect the impurity content, but contributes to a 15% reduction in the yield of the final product.
  • Example 6 the authors found that the completion of the second stage of carbonation of subslurry water at a pulp pH of 7 contributes to a significant increase in the duration of the process from 2 to 6 hours and the formation of impurity phases of gibbsite and bayerite in the final product, which negatively affects its quality.
  • Example 7 the authors show that changing the temperature of the wash water (condensate) to 20 °C leads to an increase in the NaiO content in the sediment after the second stage of carbonation, which reduces the quality of the resulting product and makes it unsuitable for use as a precursor for most catalysts.
  • the scope of legal protection of the proposed invention is requested for a method for processing subsludge water from alumina production, including filtering the subsludge water, carbonizing it by saturating it with carbon dioxide, separating the resulting sediments, washing them with water and drying, in which the carbonization of the subsludge water is carried out in two stages.
  • the first stage of carbonization is carried out to a pulp pH value at which a precipitate in the form of amorphous aluminum hydroxide precipitates from the solution, the resulting pulp is filtered to obtain a sediment, which is washed to obtain a product in the form of amorphous aluminum hydroxide suitable for use as a modifier for cement building mixtures, and a carbonate solution, which is sent to the second stage of carbonization to a pulp pH value at which the maximum amount of the target sediment precipitates.
  • the resulting pulp is filtered, the precipitate is washed to obtain a product in the form of pseudoboehmite, suitable for use as a precursor in the production of alumina catalyst carriers.
  • Carbonization of the subslurry water is preferably carried out by bubbling gases containing carbon dioxide, wherein the gases containing carbon dioxide are the exhaust gases of furnaces for sintering aluminum-containing raw materials with limestone and/or soda, and/or the gases containing carbon dioxide are the gases of lime kilns, and/or the gases containing carbon dioxide are the gases formed during combustion of power-generating coal or hydrocarbons.
  • the first stage of carbonization is carried out until the pH value of the pulp is preferably 11-10.5.
  • the pulp obtained after the first stage of carbonization of the subsludge water is filtered until the sediment on the filter is dried, the preferred moisture content of the sediment is 60-80 wt.%.
  • the second stage of carbonization is carried out until the pH value of the pulp is preferably 9-8. After the second stage of carbonization, the sediment is washed at a temperature of the wash water, preferably 40-90°C.
  • the aluminum hydroxide of pseudoboehmite structure obtained by the proposed method contains at least 90 wt.% pseudoboehmite and is characterized by a high specific surface area and a low impurity content.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Способ переработки подшламовой воды глиноземного производства включает фильтрацию подшламовой воды, ее карбонизацию путем насыщения диоксидом углерода, отделение образовавшихся осадков, их промывку водой и сушку. Карбонизацию подшламовой воды осуществляют в две стадии. Первую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы, при котором выпадает осадок в виде аморфного гидроксида алюминия. Затем карбонатный раствор направляют на вторую стадию карбонизации до значения pH пульпы, при котором осаждается псевдобемит. Обеспечивается получение порошков гидроксида алюминия псевдобемитной структуры с низким содержанием примесей, которые могут быть использованы при производстве цементных строительных смесей и алюмоксидных носителей катализаторов.

Description

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОДШЛАМОВОЙ ВОДЫ
Область техники
Изобретение относится к химической технологии, в частности, к способу получения аморфного гидроксида алюминия и гидроксида алюминия со структурой псевдобемита, и может быть также использовано для получения гранулированной активной окиси алюминия, катализаторов, носителей и в других областях промышленности.
Уровень техники
В водообороте глинозёмных производств значительную часть занимает подшламовая вода, участвующая во многих технологических процессах. Содержание оксида алюминия в подшламовой воде позволяет использовать её в качестве сырьевого источника для получения различных продуктов на основе гидроксида алюминия, в том числе аморфного гидроксида алюминия, применяемого в качестве активной добавки к строительным смесям и гидроксида алюминия псевдобемитной структуры, применяемого в качестве исходного сырья для получения гранулированного активного оксида алюминия, катализаторов и носителей.
Для гидроксидов алюминия, применяемых в качестве сырья для носителей катализаторов, предъявляются специфические требования.
Во-первых, псевдобемит не должен содержать примесных фаз байерита, гиббсита или рентгеноаморфного тригидроксида алюминия в количествах более 1-2 мас.% каждого.
Во-вторых, жестко регламентируется содержание целого ряда примесей, поскольку они являются каталитическими ядами для большинства промышленных каталитических процессов. Среди контролируемых примесей особенно выделяют железо, натрий и прочие щелочные и щелочноземельные металлы. В качестве сырья для получения псевдобемита используется, как правило, металлический алюминий или гидроксид алюминия. Наиболее распространенным способом получения псевдобемита является переосаждение кристаллического гидроксида алюминия путем смешения щелочного и кислого раствора, один из которых или оба содержат алюминий.
Например, в способе получения псевдобемита по US 4154812(A), опубл. 15.05.1979 г., производится смешение алюминатного раствора и раствора сульфата алюминия. Данный способ включает выдержку пульпы при 60-82 °C с достижением конечной величины pH в пределах от 9,5 до 10,5, отделение осадка фильтрацией, промывку и сушку с получением псевдобемита, раствора сульфата натрия и промвод от промывки осадка.
Согласно CN1 02219245 (В), опубл. 05.06.2013 г., псевдобемит получают путем проведения нейтрализующего осаждения на растворе алюмината натрия и растворе сульфата алюминия, выдержки, фильтрации, промывки и сушки, при этом в пересчете на оксид концентрация раствора составляет от 180 до 320 г АСОз г/л, а щелочное отношение составляет от 1,3 до 2,5; и на основе характеристик ультрафиолетового (УФ) спектра значение поглощения УФ-спектра раствора в положении 270 нм составляет от 0,8 до 5,5. По сравнению с предшествующим уровнем техники псевдобемит можно непосредственно использовать для получения оксида алюминия с большим объемом пор, такого как гамма-оксид алюминия с объемом пор от 1,1 до 1,5 мл/г.
Недостатками известных технологий являются трудности разделения фаз при фильтрации, а также образование жидких отходов, утилизация которых затруднена в силу низких концентраций. Упарка таких растворов связана с высокими энергозатратами, которые несопоставимы с эффектом от реализации получаемых солей. В результате эти отходы загрязняют водный бассейн, ухудшая экологическую обстановку. Кроме того, анион кислоты не может быть полностью удален промывкой из осадка, что ухудшает качество получаемого псевдобемита. Согласно RU 2234460 Cl, опубл. 20.08.2004 г., гидроксид алюминия псевдобемитной структуры получают путем термообработки исходного тригидроксида алюминия на вращающейся и нагретой до 100-700 °C поверхности в течение 0,5-5 с, с дальнейшей гидротермальной обработкой полученного продукта при температуре 105-170 °C в течение 2-48 часов в присутствии неорганических или органических веществ.
Недостатком данного способа является то, что при термохимической активации гиббсита, в зависимости от условий ее проведения, может образовываться смесь различных фаз от тригидрата и моногидрата до оксидов алюминия. В результате этого при дальнейшей гидротермальной обработке невозможно обеспечить монофазность получаемого продукта, что в дальнейшем негативно влияет на удельную поверхность и прочность катализатора.
Существует ряд способов производства гидроксида алюминия псевдобемитной структуры основанных на карбонизации алюминатных растворов газовоздушной смесью с различным содержанием СОг.
Известен также способ получения псевдобемита, включающий приготовление гидроксида алюминия по способу Байера, растворение этого гидроксида в каустической щелочи с получением алюминатного раствора концентрацией 20-200 г/л AI2O3, карбонизацию алюминатного раствора при температуре 0-60 °C до получения pH в конечном растворе 7-11,5 с выпадением рентгеноаморфного осадка, отделение осадка, его промывку водным раствором при температуре около 30 °C, обработку осадка раствором минеральной кислоты (см. ЕР 85592, опубл. 02.07.1986 г.).
Недостатками способа являются использование А1(ОН)з в качестве исходного продукта для приготовления алюминатного раствора, в связи с увеличением себестоимости производства, трудности регулирования процесса, а также необходимость утилизации отходов.
Известен способ переработки алюминий содержащего сырья RU 2197429, опубл. 27.01.2003 г.), включающий следующие стадии: спекание с известняком и щелочесодержащим материалом с образованием газовых продуктов и спека;
- выщелачивание спека с получением алюминатного раствора, обескремнивание алюминатного раствора;
- разбавление обескремненного раствора карбонатным раствором до получения молярного отношения карбонатной щелочи к общей щелочи, равного 0,15-0,6;
- карбонизацию разбавленного раствора газовыми продуктами спекания при температуре 10-50°С и расходе CO2/AI2O3 = 1-5 дм3/г;
- отделение образовавшегося при карбонизации осадка от карбонатного раствора;
- промывку осадка с получением псевдобемита и промвод с выделением из карбонатного раствора и промвод карбонатов щелочных металлов.
Основная проблема данного известного способа заключается в том, что в качестве сырья используется обескремненный алюминатный раствор глинозёмного производства, являющийся основным сырьевым источником получения глинозёма. При организации производства по указанному способу необходимость использования алюминатного раствора приводит к снижению производительности глинозёмного производства, либо росту затрат на производство дополнительного количества алюминатного раствора.
Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототипом) является способ удаления примесей из подшламовой воды и получения псевдобемита согласно CN 107973327 (А), опубл. 01.05.2018, состоящий из следующих стадий:
1. Обработка подшламовой воды известковым молоком при 80 - 90 °C с мольным отношением СаО/ 8 з2' = 1,1 - 1,3: 1 и последующей фильтрацией. 2. Обработка фильтрата, полученного на стадии 1 с помощью флокулянта при 70-80 °C с последующей фильтрацией. В качестве флокулянта используют полиакриламид.
3. Добавление BaAhO4 к фильтрату, полученному на этапе 2 с последующей фильтрацией осадка.
4. Обработка фильтрата Н2С2О4 при 40-50 °C для удаления избытка Са2+ и Ва2+.
5. Карбонизация очищенного раствора NaAlCh диоксидом углерода концентрацией 90-99% при температуре 85 - 90 °C, продолжительностью 2-3 минуты, промывка получаемого осадка деионизированной водой, измельчение и сушка.
Недостатками способа являются использование многостадийной очистки подшламовой воды с большим количеством дорогостоящих реактивов, необходимость независимого источника углекислого газа, например, газовых баллонов, а также отсутствие возможности утилизации растворов после фильтрации и промывки осадка.
Раскрытие изобретения
Технической задачей и техническим результатом заявляемого способа является разработка низкозатратного способа переработки подшламовой воды глиноземного производства с получением из нее порошков гидроксида алюминия псевдобемитной структуры с низким содержанием примесей, что также позволяет расширить сырьевой рынок при производстве цементных строительных смесей и алюмооксидных носителей катализаторов.
Задача решается, а результат достигается предложенным способом переработки подшламовой воды, глиноземного производства, включающем фильтрацию подшламовой воды, её карбонизацию путем барботирования газами, содержащими диоксид углерода, отделение образовавшихся осадков, их промывку водой и сушку. При этом, согласно заявленному изобретению, карбонизацию подшламовой воды осуществляют в две стадии, причем первую стадию карбонизации подшламовой воды ведут до значения pH пульпы, предпочтительно равного 11 - 10,5, полученную пульпу фильтруют с получением осадка, который промывают с получением продукта в виде аморфного гидроксида алюминия, пригодного для использования в качестве модификатора цементных строительных смесей и карбонатного раствора, который направляют на вторую стадию карбонизации до значения pH пульпы, предпочтительно равного 9 - 8, полученную пульпу фильтруют, осадок промывают при температуре промывной воды 40 - 90 °C, с получением продукта в виде псевдобемита, пригодного для использования в качестве прекурсора в производстве алюмооксидных носителей катализаторов.
Заявленный способ дополняют признаки, характеризующие изобретение в частных случаях его осуществления.
В качестве газов, содержащих диоксид углерода, можно использовать отходящие газы печей спекания алюминий-содержащего сырья с известняком и/или содой.
В качестве газов, содержащих диоксид углерода, также могут использовать газы печей обжига извести или газы, образующиеся при сжигании энергетического угля или углеводородов.
При окончании карбонизации при pH пульпы 11 - 10,5 осадок представлен аморфным гидроксидом алюминия. При окончании карбонизации при pH пульпы 9 - 8 осадок представлен фазой псевдобемита.
Для обеспечения высокой чистоты получаемого при карбонизации подшламовой воды псевдо бемита проводится двух-стадийный процесс карбонизации. Окончание первой стадии карбонизации необходимо обеспечить при pH пульпы 11 - 10,5. При этих условиях из раствора осаждается гидроксид алюминия, обладающий аморфной структурой. За счёт сорбционных свойств осаждённый гидроксид алюминия концентрирует примеси, содержащиеся в подшламовой воде. Таким образом, промежуточная фильтрация аморфного гидроксида алюминия, полученного после первой стадии карбонизации, позволяет очистить карбонатный раствор от основных примесей и получить на второй стадии продукт с низким содержанием примесей.
Промежуточная фильтрация осадка при pH пульпы >11 позволяет удалить только часть основных примесей, содержащихся в подшламовой воде. Фильтрация осадка при pH пульпы <10,5, способствует снижению выхода целевого продукта.
Аморфный гидроксид алюминия, полученный после первой стадии карбонизации может быть использован в качестве активной добавки к строительным смесям, ускоряющей набор прочности бетонов и строительных растворов.
Окончание второй стадии карбонизации при pH пульпы >9 способствует не полному осаждению AI2O3 из продукционного раствора. Окончание карбонизации при pH пульпы <8 не влияет на степень осаждения AI2O3, однако способствует значительному увеличению продолжительности процесса и приводит к увеличению затрат на производство, а также способствует образованию примесных фаз гиббсита и байерита.
Температура промывочной воды при промывке осадка, получаемого на второй стадии карбонизации ниже 40 °C недостаточна для удаления растворимых примесей и полного перевода осадка в псевдобемит, а промывка при температуре промывочной воды свыше 90 °C требует установки специального оборудования для работы под давлением. Фазовый состав осадков на первой и второй стадиях карбонизации обязательно подвергается контролю. Осадки высушиваются, измельчаются и исследуются методом рентгеновского дифракционного анализа на рентгеновском дифрактометре, например, X Pert PRO фирмы PANanalitical.
Скорость протекания процесса зависит от расхода газа и содержания в нём СОг, чем выше содержание СОг, тем быстрее идет процесс. Отходящие газы перед карбонизацией требуется охладить (до температуры порядка 40- 50 °C) и подвергнуть воздушной очистке для снижения возможности попадания спёковой пыли или других нежелательных механических примесей в получаемые продукты.
Для подшламовой воды, выбранной в качестве источника сырья, исходный pH находится в пределах 12 +- 0,2, что связано с наличием свободной каустической щелочи (ШгОку). Для процесса имеет значение содержание AI2O3, ЫагОкб, Na2OKy в подшламовой воде. Повышенное содержание AI2O3 способствует увеличению выхода целевых продуктов. От содержания в исходном растворе ЫагОку зависит продолжительность процесса: чем выше содержание зависит Na2OKV тем больше требуется СОг для преодоления буферной зоны и связывания ЫагОку в ЫагСОз и ЫаНСОз.
Повышенное содержание в исходном растворе ЫагОКб (ИагСОз) приводит к формированию в осадках карбонизации примесной фазы гидрокарбоалюмината натрия (ШгО ЬОз -2СОг 2НгО), тем самым увеличивая содержание ШгО в продуктах карбонизации.
Вышеуказанные ЫагОобщ это общее содержание всех соединений Na (суммарное содержание NaOH, ЫагСОз, ЫаНСОз), пересчитанное на ЫагО, ЫагОку это содержание в растворе NaOH (каустической щелочи) пересчитанное на ИагО, Na2OK6 - это содержание в растворе ИагСОз пересчитанное на ШгО.
На чертежах представлены:
Фиг. 1 - Пример технологической схемы переработки подшламовой воды глиноземного производства.
Фиг. 2 - Пример аппаратурно-технологической схемы переработки подшламовой воды глиноземного производства.
Подшламовая вода со шламполя направляется на стадию контрольной фильтрации (КФ) для удаления остаточного содержания шлама. Шлам с фильтров направляется в узел шламоудаления глинозёмного производства, а очищенная подшламовая вода поступает в приёмную мешалку подшламовой воды Ml . Из мешалки Ml подшламовая вода перекачивается на первую стадию карбонизации в карбонизатор КБ1. В карбонизатор КБ1 поступают предварительно охлаждённые до температуры 40-50 °C в теплообменнике ТО1 и очищенные на рукавном фильтре Ф1 дымовые газы с помощью газодувки ГД1. Конденсат, полученный при охлаждении дымовых газов в конденсатоотводчике КО1, направляют в глинозёмное производство.
Первую стадию карбонизации проводят до значения pH пульпы, предпочтительно равного 11-10,5. При этом из подшламовой воды происходит осаждение аморфного гидроксида алюминия. Полученную после первой стадии карбонизации пульпу через приёмную мешалку пульпы М2, направляют на фильтрацию на пресс-фильтре ПФ1. Фильтрат направляется в сборную мешалку М3.
Осадок, полученный на фильтр-прессе ПФ1, промывается промывными водами с узла фильтрации и промывки псевдобемита, а затем промывается конденсатом с глинозёмного производства. При использовании полученного осадка в качестве товарной продукции осадок с фильтра ПФ1 направляется в репульпатор РП1, где распульповывается конденсатом с глинозёмного производства. Полученная пульпа направляется на распылительную сушилку РС1, в которой происходит процесс сушки аморфного гидроксида алюминия в токе предварительно нагретого калорифером КЛ1 воздуха, подаваемого газодувкой ГД2. Воздух после распылительной сушилки РС1 проходит двухступенчатую стадию очистки в циклоне Ц1 и рукавном фильтре Ф2 и выбрасывается в атмосферу.
Полученный аморфный гидроксид алюминия в порошковом виде с помощью шнека Ш1 направляется на узел затарки готовой продукции.
В случае брака на первой стадии карбонизации осадок смешивается с промводами в мешалке М5 и направляется на узел приготовления шихты глинозёмного производства.
Фильтрат после первой стадии карбонизации из мешалки М3 направляется на вторую стадию карбонизации, осуществляемую в карбонизаторах КБ2 - КБ5. Карбонизация осуществляется предварительно очищенными и охлажденными дымовыми газами до pH пульпы, предпочтительно равного 9-8. По достижении заданного pH пульпа направляется в сборник М4 откуда поступает на фильтрацию на пресс- фильтре ПФ2. Во избежание потерь осадка вместе с фильтратом первая часть фильтрата направляется в бак М4 для повторной фильтрации через слой осадка на пресс-фильтре ПФ2.
Отфильтрованный осадок промывается конденсатом с глинозёмного производства при температуре 80 - 90 °C.
После окончания фильтрации фильтрат смешивается с частью промвод в мешалке СФ и направляется на нужды глинозёмного производства.
Часть промвод со второй стадии фильтрации направляется на отмывку аморфного гидроксида алюминия на пресс-фильтре ПФ 1.
Осадок с пресс-фильтра ПФ2 направляется в репульпатор РП2, где распульповывается конденсатом с глинозёмного производства. Полученная пульпа направляется на распылительную сушилку РС2, в которой происходит процесс сушки псевдобемита в токе предварительно нагретого калорифером КЛ2 воздуха, подаваемого газодувкой ГДЗ. Воздух после распылительной сушилки РС2 проходит двухступенчатую стадию очистки в циклоне Ц2 и рукавном фильтре ФЗ и выбрасывается в атмосферу.
Полученный псевдобемит в порошковом виде с помощью шнека Ш2 направляется на узел затарки готовой продукции.
Ниже приведен пример спецификации для аппаратурнотехнологической схемы согласно фиг. 2.
Figure imgf000012_0001
Осуществление изобретения
Пример 1
Подшламовую воду с содержанием компонентов: AI2O3 - 7,3 г/л, ЫагОобщ - Ю,4 г/л ЫагОку - 10,4 г/л подвергали фильтрации до содержания твёрдого вещества 0,01 г/л.
Отфильтрованную подшламовую воду объёмом 40 л карбонизировали отходящими газами печей спекания с содержанием СО2 5 мас.% при температуре 25 °C. Карбонизацию проводили до pH пульпы 8,5. Продолжительность карбонизации составила 2 ч. По окончании карбонизации пульпу фильтровали на нутч-фильтре под разряжением 0,8 кгс/см2. В качестве промывной жидкости использовали чистый конденсат при Т = 90 °C. Количество конденсата на одну промывку рассчитывалось из соотношения Ж : Т = 2 : 1 по массе влажного осадка. Всего было проведено 5 промывок. Промытый осадок сушили при температуре 120 °C до прекращения потери влаги.
Фазовый состав полученного продукта: псевдобемит, Syj=278 м2/г.
Параметры процесса указаны в таблице 2.
Пример 2
Исходная подшламовая вода прошла стадию фильтрации аналогично Примеру 1.
Отфильтрованную подшламовую воду объёмом 40 л карбонизировали отходящими газами печей спекания с содержанием СОг - 5 мас.%.
Карбонизацию проводили в 2 стадии. Температура подшламовой воды при первой стадии карбонизации 25 °C. Окончание первой стадии карбонизации фиксировали при pH пульпы 11. Продолжительность карбонизации составила 15 минут. По окончании карбонизации пульпу фильтровали на нутч-фильтре под разряжением 0,8 кгс/см2. В качестве промывной жидкости использовали чистый конденсат при Т = 90 °C. Количество конденсата на одну промывку рассчитывалось из соотношения Ж : T = 2 : 1 по массе влажного осадка. Всего было проведено 5 промывок. Промытый осадок сушили при температуре 120 °C до прекращения потери влаги, измельчали и анализировали. Количество AI2O3, перешедшего в осадок на первой стадии карбонизации, составило 25% от исходного содержания в подшламовой воде.
Фазовый состав осадка, полученного после первой стадии карбонизации: аморфный гидроксид алюминия.
Параметры первой стадии карбонизации указаны в таблице 1.
Карбонатный раствор, полученный на стадии фильтрации аморфного гидроксида алюминия направляли на вторую стадию карбонизации. Карбонизацию проводили до pH пульпы 8,5. Продолжительность карбонизации составила 1,5 ч. Стадии фильтрации, промывки, сушки и измельчения продукта проводили аналогично Примеру 1.
Фазовый состав осадка, полученного после второй стадии карбонизации: псевдобемит, 8уд = 280 м2/г.
Параметры второй стадии карбонизации указаны в таблице 2.
Содержание примесей в осадке, полученном после второй стадии карбонизации приведено в таблице 3.
Пример 3
Процесс проводили аналогично Примеру 2, окончание первой стадии карбонизации фиксировали при pH пульпы 11,5. Количество AI2O3, перешедшего в осадок на первой стадии карбонизации, составило 17 % от исходного содержания в подшламовой воде.
Фазовый состав осадка, полученного после первой стадии карбонизации: аморфный гидроксид алюминия.
Фазовый состав осадка, полученного после второй стадии карбонизации: псевдобемит, присутствует примесь байерита. Параметры первой и второй стадии карбонизации указаны в таблицах 1 и 2 соответственно.
Содержание примесей в осадке, полученном после второй стадии карбонизации приведено в таблице 3.
Пример 4
Процесс проводили аналогично Примеру 2, окончание первой стадии карбонизации фиксировали при pH = 10. Количество АСОз, перешедшего в осадок на первой стадии карбонизации, составило 60 % от исходного содержания в подшламовой воде.
Фазовый состав осадка, полученного после первой стадии карбонизации: псевдобемит, аморфный гидроксид алюминия, гиббсит, байерит.
Фазовый состав осадка, полученного после второй стадии карбонизации: псевдобемит.
Параметры первой и второй стадии карбонизации указаны в таблицах 1 и 2 соответственно.
Содержание примесей в осадке, полученном после второй стадии карбонизации приведено в таблице 3.
Пример 5
Процесс проводили аналогично Примеру 2, окончание второй стадии карбонизации фиксировали при pH пульпы 9,5. Количество АСОз, перешедшего в осадок после второй стадии карбонизации составило 75 % от исходного содержания в подшламовой воде.
Фазовый состав осадка, полученного после второй стадии карбонизации: псевдобемит, 8уд = 268 м2/г.
Параметры первой и второй стадии карбонизации указаны в таблицах 1 и 2 соответственно.
Содержание примесей в осадке, полученном после второй стадии карбонизации приведено в таблице 3. Пример 6
Процесс проводили аналогично Примеру 2, окончание карбонизации второй стадии фиксировали при pH пульпы 7. Продолжительность карбонизации составила 6 ч.
Фазовый состав осадка, полученного после второй стадии карбонизации: псевдобемит, гиббсит, байерит.
Параметры первой и второй стадии карбонизации указаны в таблицах 1 и 2 соответственно.
Содержание примесей в осадке, полученном после второй стадии карбонизации приведено в таблице 3.
Пример 7
Процесс проводили аналогично Примеру 2. Промывку осуществляли конденсатом при Т = 25 °C.
Фазовый состав осадка, полученного после второй стадии карбонизации: псевдобемит, давсонит.
Параметры первой и второй стадии карбонизации указаны в таблицах 1 и 2 соответственно.
Содержание примесей в осадке, полученном после второй стадии карбонизации приведено в таблице 3.
В ходе исследований и испытаний авторами установлено, что переработка подшламовой воды путем проведения одностадийной карбонизации (Пример 1) позволяет получать осадок со структурой псевдобемита с повышенным содержанием примесей.
В Примере 2 авторами показано достижение технического результата путем добавления дополнительной стадии карбонизации в процессе переработки подшламовой воды с отделением аморфного гидроксида алюминия при pH пульпы 11. Проведение процесса переработки подшламовой воды с указанными параметрами позволяет получать после второй стадии карбонизации гидроксид алюминия со структурой псевдобемита с низким содержанием примесных элементов.
В Примерах 3 и 4 авторы демонстрируют влияние pH пульпы после первой стадии карбонизации на свойства и выход получаемых продуктов.
В Примере 3 авторами показано, что окончание первой стадии карбонизации подшламовой воды при pH пульпы 11,5 способствует сокращению осаждения А120з в виде аморфного гидроксида алюминия, однако влечёт за собой повышенное содержание примесных элементов в осадке, получаемом после второй стадии карбонизации, что ведет к ухудшению качества конечного продукта.
В Примере 4 авторами показано, что окончание первой стадии карбонизации подшламовой воды при pH пульпы 10 способствует значительному увеличению образования осадка после первой стадии карбонизации, характеризующегося разнородным фазовым составом, что отрицательно влияет на его качество и возможность применения в качестве добавок к сухим строительным смесям. Кроме того, выход осадка после второй стадии карбонизации, представляющего собой псевдобемит, снижается до 40% от исходного содержания А120з в подшламовой воде, что является экономически не целесообразным.
В Примерах 5 и 6 авторы демонстрируют влияние pH пульпы второй стадии карбонизации на свойства и выход конечного продукта.
В Примере 5 авторами показано, что окончание второй стадии карбонизации подшламовой воды при pH пульпы 9,5 не влияет на содержание примесей, однако способствует снижению выхода конечного продукта на 15%.
В Примере 6 авторами установлено, что окончание второй стадии карбонизации подшламовой воды при pH пульпы 7 способствует значительному увеличению длительности процесса с 2 до 6 часов и образованию примесных фаз гиббсита и байерита в конечном продукте, что негативно сказывается на его качестве. В Примере 7 авторами показано, что изменение температуры промывной воды (конденсата) до 20 °C приводит к увеличению содержания NaiO в осадке после второй стадии карбонизации, что снижает качество получаемого продукта и делает его не пригодным для использования в качестве прекурсора для большинства катализаторов.
Повышение температуры промывной воды выше 90 °C не целесообразно в связи с высокими энергозатратами на подогрев и наличием парообразования.
С учетом приведенного описания и примеров объем правовой охраны предложенного изобретения испрашивается на способ переработки подшламовой воды глиноземного производства, включающий фильтрацию подшламовой воды, её карбонизацию путем насыщения диоксидом углерода, отделение образовавшихся осадков, их промывку водой и сушку, в котором карбонизацию подшламовой воды осуществляют в две стадии. Первую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы, при котором из раствора выпадает осадок в виде аморфного гидроксида алюминия, полученную пульпу фильтруют с получением осадка, который промывают с получением продукта в виде аморфного гидроксида алюминия, пригодного для использования в качестве модификатора цементных строительных смесей, и карбонатного раствора, который направляют на вторую стадию карбонизации до значения pH пульпы, при котором осаждается максимальное количество целевого осадка. Полученную пульпу фильтруют, осадок промывают с получением продукта в виде псевдобемита, пригодного для использования в качестве прекурсора в производстве алюмооксидных носителей катализаторов. Карбонизацию подшламовой воды предпочтительно ведут путем барботирования газами, содержащими диоксид углерода, при этом в качестве газов, содержащих диоксид углерода, используют отходящие газы печей спекания алюминийсодержащего сырья с известняком и/или содой, и/или в качестве газов, содержащих диоксид углерода, используют газы печей обжига извести, и/или в качестве газов, содержащих диоксид углерода, используют газы, образующиеся при сжигании энергетического угля или углеводородов. Первую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы предпочтительно 11-10,5. Полученную пульпу после первой стадии карбонизации подшламовой воды фильтруют до осушения осадка на фильтре, предпочтительная влажность осадка составляет 60-80 мас.%. Вторую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы предпочтительно 9-8. После второй стадии карбонизации осадок промывают при температуре промывной воды предпочтительно 40-90°С.
Получаемый предложенным способом гидроксид алюминия псевдобемитной структуры содержит не менее 90 мас.% псевдобемита и характеризуется высокой величиной удельной поверхности и низким содержанием примесей.
Таблица 1
Figure imgf000019_0001
Таблица 2
Figure imgf000020_0001
Таблица 3
Figure imgf000020_0002

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ переработки подшламовой воды глиноземного производства, включающий фильтрацию подшламовой воды, её карбонизацию путем насыщения диоксидом углерода, отделение образовавшихся осадков, их промывку водой и сушку, отличающийся тем, что карбонизацию подшламовой воды осуществляют в две стадии, первую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы, при котором из раствора выпадает осадок в виде аморфного гидроксида алюминия, полученную пульпу фильтруют с получением осадка, который промывают с получением продукта в виде аморфного гидроксида алюминия, пригодного для использования в качестве модификатора цементных строительных смесей, и карбонатного раствора, который направляют на вторую стадию карбонизации до значения pH пульпы, при котором осаждается максимальное количество целевого осадка, полученную пульпу фильтруют, осадок промывают с получением продукта в виде псевдобемита, пригодного для использования в качестве прекурсора в производстве алюмооксидных носителей катализаторов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что карбонизацию подшламовой воды ведут путем барботирования газами, содержащими диоксид углерода, при этом в качестве газов, содержащих диоксид углерода, используют отходящие газы печей спекания алюминий-содержащего сырья с известняком и/или содой, и/или в качестве газов, содержащих диоксид углерода, используют газы печей обжига извести, и/или в качестве газов, содержащих диоксид углерода, используют газы, образующиеся при сжигании энергетического угля или углеводородов.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы предпочтительно 11-10,5.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульпу, полученную после первой стадии карбонизации подшламовой воды, фильтруют до осушения осадка на фильтре, при этом предпочтительная влажность осадка составляет 60-80 мас.%.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вторую стадию карбонизации ведут до значения pH пульпы предпочтительно 9-8.
6. Способ по и. 1, отличающийся тем, что после второй стадии карбонизации осадок промывают при температуре промывной воды предпочтительно 40-90 °C.
PCT/RU2024/050116 2023-06-06 2024-05-31 Способ переработки подшламовой воды Ceased WO2024253563A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202480037988.0A CN121285525A (zh) 2023-06-06 2024-05-31 处理赤泥浆液的方法
EP24819670.1A EP4725907A1 (en) 2023-06-06 2024-05-31 Method for treating tailings pond liquor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2023114813A RU2816710C1 (ru) 2023-06-06 Способ переработки подшламовой воды
RU2023114813 2023-06-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024253563A1 true WO2024253563A1 (ru) 2024-12-12

Family

ID=93795808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2024/050116 Ceased WO2024253563A1 (ru) 2023-06-06 2024-05-31 Способ переработки подшламовой воды

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4725907A1 (ru)
CN (1) CN121285525A (ru)
WO (1) WO2024253563A1 (ru)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4154812A (en) 1977-03-25 1979-05-15 W. R. Grace & Co. Process for preparing alumina
EP0085592A1 (fr) 1982-01-29 1983-08-10 Rhone-Poulenc Chimie Boehmites et pseudo-boehmites ultra-pures et leur procédé de fabrication
RU2197429C2 (ru) 2000-11-14 2003-01-27 Открытое акционерное общество "Металлург" Способ переработки алюминийсодержащего сырья
RU2234460C1 (ru) 2003-05-15 2004-08-20 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Способ получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе
RU2275461C2 (ru) * 2003-05-26 2006-04-27 Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" Способ создания дамб и других насыпных сооружений
CN102219245B (zh) 2010-04-15 2013-06-05 中国石油化工股份有限公司 一种拟薄水铝石和由该拟薄水铝石制备的氧化铝
CN107973327A (zh) 2017-11-29 2018-05-01 河南兴浩新材料科技股份有限公司 一种赤泥洗液的除杂方法及拟薄水铝石的生产方法
CN111468047A (zh) * 2020-04-23 2020-07-31 河南兴浩新材料科技股份有限公司 铝溶胶的连续化制备方法
CN111592022A (zh) * 2020-04-20 2020-08-28 中铝山东新材料有限公司 一种拟薄水铝石的生产方法
CN111634932A (zh) * 2020-05-28 2020-09-08 中国铝业股份有限公司 一种连续化生产拟薄水铝石的系统及其使用方法
CN110639484B (zh) * 2019-09-25 2020-12-29 山东金滢新材料有限公司 一种拟薄水铝石的制备方法
RU2756599C1 (ru) * 2020-11-25 2021-10-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4154812A (en) 1977-03-25 1979-05-15 W. R. Grace & Co. Process for preparing alumina
EP0085592A1 (fr) 1982-01-29 1983-08-10 Rhone-Poulenc Chimie Boehmites et pseudo-boehmites ultra-pures et leur procédé de fabrication
RU2197429C2 (ru) 2000-11-14 2003-01-27 Открытое акционерное общество "Металлург" Способ переработки алюминийсодержащего сырья
RU2234460C1 (ru) 2003-05-15 2004-08-20 Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН Способ получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе
RU2275461C2 (ru) * 2003-05-26 2006-04-27 Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" Способ создания дамб и других насыпных сооружений
CN102219245B (zh) 2010-04-15 2013-06-05 中国石油化工股份有限公司 一种拟薄水铝石和由该拟薄水铝石制备的氧化铝
CN107973327A (zh) 2017-11-29 2018-05-01 河南兴浩新材料科技股份有限公司 一种赤泥洗液的除杂方法及拟薄水铝石的生产方法
CN107973327B (zh) * 2017-11-29 2019-06-28 河南兴浩新材料科技股份有限公司 一种赤泥洗液的除杂方法及拟薄水铝石的生产方法
CN110639484B (zh) * 2019-09-25 2020-12-29 山东金滢新材料有限公司 一种拟薄水铝石的制备方法
CN111592022A (zh) * 2020-04-20 2020-08-28 中铝山东新材料有限公司 一种拟薄水铝石的生产方法
CN111468047A (zh) * 2020-04-23 2020-07-31 河南兴浩新材料科技股份有限公司 铝溶胶的连续化制备方法
CN111634932A (zh) * 2020-05-28 2020-09-08 中国铝业股份有限公司 一种连续化生产拟薄水铝石的系统及其使用方法
RU2756599C1 (ru) * 2020-11-25 2021-10-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Способ комплексной переработки красного шлама методом кучного выщелачивания

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHEPELEV, O. V. PILYAEVA, E. N. ESKOVA, E. V. KIRYUSHIN: "Reshenie problem ochistki vybrosov v glinozemnom proizvodstve [Solving the problems of cleaning gas emissions in alumina production]", PROBLEMY REGIONALNOI EKOLOGII, no. 1, 1 January 2020 (2020-01-01), pages 111 - 115, XP009561064, ISSN: 1728-323X, DOI: 10.24411/1728-323X-2020-11111 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP4725907A1 (en) 2026-04-15
CN121285525A (zh) 2026-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2478574C2 (ru) Способ получения оксида алюминия из средне- и низкосортного боксита
WO2012151767A1 (zh) 高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法
CN101327942A (zh) 白云石海水卤水制取轻质碳酸镁和氧化镁的方法
CN113929125A (zh) 一种利用粉煤灰制备拟薄水铝石的方法
CN108190928A (zh) 一种高铝粉煤灰合成介孔纳米γ-氧化铝的方法
US4915930A (en) Process for producing aluminum hydroxide of improved whiteness
CN109052446A (zh) 一种利用工业废渣为原料制备钙铝类水滑石的方法
CN1408666A (zh) 一种废次菱镁矿石生产氧化镁的方法
RU2816710C1 (ru) Способ переработки подшламовой воды
RU2200708C2 (ru) Способ получения глинозема
CN1275860C (zh) 一种生产氧化铝的工艺
CN103964478B (zh) 一种钙化-碳化法处理中低品位含铝原料及铝循环的方法
CN121285525A (zh) 处理赤泥浆液的方法
CN1281504C (zh) 从拜耳法铝酸钠溶液中脱除二氧化硅的工艺
US6528028B2 (en) Process for treating bauxite in which a desilication product and an insoluble residure are separately precipitated
CN1141983A (zh) 碱法造纸黑液的综合治理方法
CN108658090B (zh) 粉煤灰酸法提铝残渣制备13x型分子筛和高硅丝光沸石的方法及粉煤灰的利用方法
CN1559905A (zh) 用工业氢氧化铝生产高纯超细氧化铝的方法
RU2197429C2 (ru) Способ переработки алюминийсодержащего сырья
CN121553966B (zh) 一种利用含镁石灰石制备轻质碳酸镁、氧化镁纳米花的方法
AU2011250647B2 (en) Process for recovery of alumina using tricalcium aluminate
RU2157340C1 (ru) Способ получения гидроксохлорида алюминия
RU2544554C2 (ru) Способ получения оксихлоридов алюминия
RU2051101C1 (ru) Способ получения химически осажденного мела
RU2375307C1 (ru) Способ получения глинозема из боксита

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24819670

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: CN2024800379880

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202617000296

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP

Effective date: 20260107

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP

Effective date: 20260107

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP

Effective date: 20260107

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP

Effective date: 20260107

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP

Effective date: 20260107

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 202617000296

Country of ref document: IN

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2024819670

Country of ref document: EP