Способ получения гексагидрата хлорида алюминия

СОЮЗ СОВЕТСНИХЮЦЙВЛЯПМЕП 4 ИПРЕСПУБЛИН ЙЖУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(72) Цигенбалг.Зигфрид, фишер Герхарди Втелцел Волфганг (ГДР)(54)(57) 1 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСА- .ГИДРАТА ХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ в виде крис"таллизата из загрязненных растворовиюрида алюминия, путем крупнозернис"той кристаллизации с принудительной Я 0101767 циркуляцией суспензии кристаллов и промывки на центрифуге. с помощью исходного раствора с:низким содержанием примесей., о т л и ч а ю щ и й с я " тем, что процесс ведут в многоступенчатых кристаллизационных установках и получаемую при центрифугировании и промывке смесь из маточного и исходного растворов подают на ступень процесса кристаллизации с наиболее низ-. кой температурой, затем с противотоке. перекачивают на ступень с самой высокой температурой, из которой выводят загрязненный маточный раствор,2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что пульпу кристаллов Е выводят иэ каждого кристаллизатора от дельно.1017Изобретение касается способа получения гексагидрата хлорида алюминияв виде кристаллизата, термическимразложением которого получают глинозем, достаточно чистый для производства алюмия.Известен способ получения достаточно чистого гексагидрата хлоридаалюминия А 1 С6 НО) в виде кристал.лизата путем мйогократной кристаллизацйи, По известному способу загрязненный кристаллизат, получаемый прииспарении исходного раствора, опятьрастворяют в воде и путем многократ. ного испарения производят более чистый продукт. Растворение кристаллизата и испарение."раствора повторяютстолько раз, сколько требуется дляполучения кристаллизата достаточнойчистоты, Многократная кристаллизация, 20с одной стороны, позволяет получитьалюминиевую соль высокой чистоты, сдругой стороны, выпаривание большогоколичества воды требует большого.объема аппаратуры, повышает расход 25Энергии и удорожает процесс,Известно, что испаряемое количест-во воды гораздо ниже, если для полу"чения гексагидрата хлорида алюминияприменяют многоступенчатый процессфракционированчой кристаллизации,По известному способу в резульфгате неполного испарения на первойступени процесса получают достаточночистый кристаллизат. Остаточный раствор, обогащенный примесями, загружают35на вторую ступень процесса. Получаемыйна этой стадии кристаллизат понижен, ной чистоты возвращают на первуюступень процесса, а более загрязнен 40ный остаточный раствор направляют натретью ступень процесса кристаллизации, где он дальше испаряется.Кристаллизат весьма низкой частотывозвращают на вторую ступень кристаллизации, а сильно загрязненныйостаточный раствор выбрасывают. По известному способу отпадает повторное растворение кристаллизата, но зато необходимо наличие трех ком плектных кристаллизационных установок, включая испаритель, теплообменник и центрифугу. Сюда относятся еще два аппарата с мешалкой и обогревомдля переведения кристаллизата второй 55 и третьей ступеней в пульпу. Изэтих трех кристаплизационных установок достаточно чистый кристаллизат производится только на первой ступе 676 2ни, остальные две ступени служаттолько для концентрирования примесейв выбрасываемом растворе возможноменьшего объема,Известно также, что достаточночистый гексагидрат хлорида алюминия(А 1 С 1 З 6 НО) в виде кристаллизата можно получить путем крупнозернистойкристаллизации по способу псевдоожижения и промывки концентрированнойсоляной кислотой на центрифуге,Крупнозернистая. кристаллизациягексагидрата хлорида алюминия-кристаллизата осложняется наличием узкойметастабильной области и высокой скоростьюобразования зародышей. Крометого, конечная скорость выпадениякристаллов в растворе из-за высокойвязкости раствора и небольшого различия в плотности между кристалламиОи раствором очень мала, При кристаллизации в псевдоожиженном слое этоприводит к небольшой скорости теченияпересыщенного раствора в кипящем слоекристаллов, к получению небольших количеств кристаллов на 1 м пересыщенного раствора, а также к низкой удельной производительности кристаллизации.Другим недостатком известного способа является необходимость регенерацииконцентрированной соляной кислоты иззагрязненного промывочного раствора.Известен также способ получениядостаточно чистого гексагидрата хлорида алюминия в виде кристаллиэатаиз загрязненных растворов хлоридаалюминия, который в результате принудительной циркуляции суспензии кристаллов в зоне кипения кристаллиэаторасоздает такую поверхность кристаллов,которая достаточна для снижения пересыщения раствора эа счет роста кристаллов. В результате Этого получаютсыпучий .крупнозернистый кристаллизатс небольшой остаточной влажностью,который можно чистить промывкой малозагряэненным исходным раствором нацентрифуге. Из-эа того, что при этомспособе растворимость гексагидратахлорида алюминия практически независима от температуры, получают пересыщение раствора хлорида алюминия путем изотермического испарения растворителя.Однако по теплотехническим причи,нам это требует проведения многоступенчатого кристаллизационного процесса, в котором обогрев на низкотемпературных ступенях осуществляется преимущественно за счет выпара, получае3 . 10-1мого на высокотемпературных ступенях,а греющий пар используется преимущественно для обогрева на ступенях. с наиболее высокой температурой.Целью изобретения является созда.-ние многоступенчатого способа кристаллизации для получения достаточно чистого кристаллизата при низком расходеэнергии,Для достижения цели смесь из маточного раствора (центрифугата) и ис"ходного (промывочного) раствора, получаемую после центриФугирования ипромывки, загружают на ту ступенькристаллизации, температура которойнаиболее низкая, а затем перекачиваютв противотоке на ступень с наиболее:;".высокой температурой. Выход примесейс выбрасываемым маточным раствором:,осуществляется только на этой ступени,а пульпа кристаллов выводится отдельно из каждого кристаллизатора. Выпу=ком маточного раствора из кристаллизаторов концентрация примесей устанавливается с таким расчетом, что .прииспарении помимо гексагидрата хлоридаалюминия не выкристаллизовываются Фазы,содержащие много примесей,1 7676 4Благодаря раздельному выводу пульпы кристаллов из каждой ступени процесса кристаллизации можно избегатьконтакт между кристаллами, образовав шимися из маточного раствора с низким содержанием примеси в низкотемпературной ступени с более загрязненнымматочным раствором из высокотемпературных ступеней. В.результате этогоф концентрация примесей повысилась быне только в прилипающем после центриФугирования маточном растворе, но ив самих" кристалла, поскольку ГеС 1 д,ГеС 1 и МЯС образуют с А 1 С 1 6 КО15 твердые растворы, удовлетворяющие .закону распределения Нернста,. Используют двухступенчатую крис; таллиэационную установку. Для промывки крцсталлизата на центриФуге служитВ горячий насыщенный исходный растворс содержанием 29 вес.Ф АС и, например. вес.,: йаС 0,2; КС 1 0,5;МЯС 1 О,Й; СаС 1 0,25; ГеС 1 З 0,012;02 0,003; ТО 0,003 и ЧО 5 О,ООЙ,р Получаемую сйесь из центриФугатаи промывочного раствора не полностьюиспаряют в низкотемпературной (65 С)кристаллизационной ступени; а остаточный раствор перекачивают в высоко-,зо температурную (95 С) ступень процессакристаллизацииИз нее выводят 8 ма"точного раствора от количества исходного раствора. Обусловленные этимпотери А 1 С 1 составляют 7 Ф от исход.3ного его содержания. Кристаллизат обе:тих ступеней через аппарат для переведения кристаллизата в пульпу поступа,ет в центриФугу и после промывкиисходным раствором содержит, вес.Ж:йаС 0,02; КС 1 0,05 МсуС 1 0,05 р.СаС 12 0,0251 ГеС 1 З 00014;ао 0,0003; ".То 0,0003 и 70 0,0004,Теплообмен-"ник высокотемпературной ступени обо"гревают паром низкого давления. Теплосодержание получаемых выпаров используют для испарения растворителяв низкотемпературной ступени кристаллизации. Расход пара составляет0,6 т/т кристаллиэата.Признано изобретением по результа"фф там экспертизы, осущественной ведомством по изобретательству ГерманскойДемократической Республики. ВНИИПИ Заказ 3167/25 Филиал ППП "Патент, г. Особое значение при этом имеет парагенезис двух солей:А 1 С 1 6 Н О/КС 1, так как при обычных содержаниях КС в исходном растворе, составляющих примерно 0,5 вес.Ж, КС 1 выпадает быстрее всего. Тогда маточный раствор при.55 оС содержит примерно 3,7 вес,4 КС 1, а при 85 оС - примерно 5,6 вес.3 КС 1, Следовательно, повышенная температура выбрасываемого маточного растворапри направлении раствора.в противотоке позволяет более высокое концентрирование примесей. В результате этого необходимое колйчество выбрасываемого раствора становится меньше, а извлечение А 1 С 1 в кристаллизате в отношении к концентрации А 1 С 1 З в исходном растворе растет. Последнему способствует еще тот Факт, что повышение концентрации ЙдС 1 и других легкорастворимых примесей в результате высаливания приводит к получению более низкой койцентрации А 1 С 1 в выбрасываемом маточном растворе.