Спосіб отримання основних хлоридів алюмінію

МКИЧС OIF 7/60ҐС 01 F 7/56 Спосіб о тримання основних хлоридів алюмінію. Винахід належить до методів отримання основних хлоридів алюмінію і може бути використаний для очистки природних і стічних вод. Бі льші ст ь оп иса ни х в літе ра т урі сп ос обі в от рим анн я гідроксохлоридів алюмінію основані або на розчиненні металевого алюмінію соляною кислотою до необхідної основності, або на нейтралізації кислих розчинів хлориду алюмінію основними реагентами (Шутько А.П., Басов В.П. Использование алюминийсодержащих отходов промышленных производств. - Киев: Техника. - 1989. -112 с). Найбільш близьким по технічній суті до винаходу є спосіб отримання основних хлоридів алюмінію із хлорсульфатів алюмінію та оксидів (гідроксидів, карбонатів) кальцію (А.с. №386843, СССР, МКИ С 01 F 7/56. Способ получения основного хлорида алюминия/ Б.М. Щепачев, Э.А. Левицкий. Опубл. 21.05.73. - Бюлл. №27). До недоліків цього методу слід віднести низьку стабільність отриманих розчинів, двостадійшсть процесу їх отримання, необхідність нагрівання технологічних розчинів. На першій стадії із сульфату алюмінію та хлориду кальцію при температурі 90 °С отримують хлорсульфат алюмінію. При цьому осад сульфату кальцію відділяють фільтруванням. На другій стадії до фільтрату додають оксид (гідроксид, карбонат) кальцію при температурі 80-90 °С. Після висадження сульфат-іонів розчин фільтрують. В основу винаходу поставлена задача розробки способу отримання основних хлоридів алюмінію - високоефективних коагулянтів для очистки природних та стічних вод, котрі не спричиняють значного засолення води та зниження її лужносгі із доступних сульфату алюмінію та окислу (гідроксиду, карбонату) кальцію та по спрощеній технології. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання основних хлоридів алюмінію із хлорсульфатів алюмінію та оксидів (гідроксидів, карбонатів) кальцію використовують суміш сульфату алюмінію та соляної кислоти з добавкою 0.01 — 0.1% від маси сульфату алюмінію та стабілізатор СТ-1, до якої при перемішуванні додають оксид (гідрооксид, карбонат) кальцію. Після відділення сульфату кальцію на фільтрі отримують розчин основного хлориду алюмінію. Спосіб реалізується слідуючим чином. В кислотостійкий реактор, обладнаний мішалкою, подають розчин сульфату алюмінію, соляну кислоту та стабілізатор (при використанні в подальшій роботі карбонату кальцію стабілізатор можна не добавляти). При перемішуванні по частинах в реактор добавляють окис (гідроокис, карбонат) кальцію. Після введення розрахованної кількості основного реагенту суміш перемішувати протягом 2 годин для завершення реакції. Фільтрат розчин основних солей алюмінію з концентрацією по АІ 2О3 40 - 44 г/л, рН = 3.2-Ї-4.3, вмістом хлоридів до 31 г/л, вмістом сульфатів до 26 г/л, вмістом кальцію до 1 г/л. Приклад 1. До 26.1 г A12(SO4)3»18 Н2О, загруженого в реактор з мішалкою, добавили ЗО мл води, 9.1 мл 30%-ї соляної кислоти, довели загальний об'єм розчину до 100 мл. Пря пермішуванні в розчин по частинах добавили 11.76 г СаСО3. Суміш пермішували 2 години для завершення реакції. Осад відділяли на фільтр. Маса прокаленого осаду 16.5 г. Фільтрат аналізували на вміст алюмінію, кальцію, сульфату, хлориду. Об'єм фільтрату - 90 мл, рН=3.4. Концентрація алюмінію 23 г/л , ( по АІ 2 О 3 - 44 г/ л), хлориду - 30г/л , сульфату - 24.5 г\л , кальцію - 0.32 г/л. Розчин стабільний, при зберіганні протягом 0.5 року він не змінювався. При використанні отриманого коагулянту для очищення стічної води з цеху виробництва картону з концентрацією змулених речовин 1280 мг/л отримані результати приведені в таблиці 1. Таблиця 1 Ефективність коагулянту при очищенні води. Доза Концентра- Ступінь коагулянту ція змуле- просвітпо А1О3, них речо- лення, S, м г/ л вин , м г/л % 280 — 78.1 20 54 95.8 26 50 98.0 70 20 98.4 100 17 98.7 Приклад 2. До 26.1 г A12(SO4)3«18 Н2О, загруженого в реактор з мішалкою, добавили ЗО мл води, 9.1 мл 30%-ї соляної кисоти та 0.02 г стабілізатора СТ - 1, довели загальний об'єм розчину до 100 мл. При перемішуванні до розчину добавили по частинах 6.9 г оксиду кальцію. Далі суміш обробляли як в прикладі 1. Маса отриманого осаду після прокалювання - 13.8 г. Об' ем фільтрату - 96 мл. Концентрація по алюмінію - 22 г/л, по АІ2О3 - 41г/л. Розчин стабільний. рН=3.8. При використанні отриманого коагулянту для очищення води з цеху виробництва картону отримані результати приведені в таблиці 2. Таблиця 2 Ефективність коагулянту при очищенні води Доза коагулянту по А12О3. мг/л Концентрація змулених речовин, м г/ л Ступінь просвітлення, S, % — 280 56 29 24 781 20 35 50 95,6 97,7 98,1 Приклад 3. Синтез виконували, як описано в прикладі 2. Як основний реагент використали гідроокис кальцію ( 9.1 г по сухій речовині). Отримали 92 мл стабільного розчину з рН=3.6, що містить 22.8 г/л алюмінію (43 г/л по АІ2О3). Результати випробувань на стічній воді картоного цеху приведені в таблиці 3. Таблиця З Ефективність коагулянту при очищенні води Доза по АІ2О3 м г/ л 20 50 70 100 Концентрація Ступінь змулених просречовин, вітлення м г/ л 60 95.3 27 97.8 23 98.2 15 98.8