Способ получения нитрата алюминия

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСфцнапистичвскнкРеспублик и 881154(5 )М, Кл,25 В 1/00 Рвудараееавй квеитет СССР аф дмен кзееретенкк и втерцтвй(5 РАТА АЛЮИИН ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Изобретение тносится к т лей, а более получения ни спользуют пр ксовании ион ворах в ионн нных процесс ский реагент хноло ро гин по я нкрета алюно к .тех минни к л орыйкомпл еимущеста фторао-обменах, а нно п нитратных рас х и экстракци акже как химич аллического алюмикаждый подсоедм и опускают в 7атем выключают пдут растворениеости тока 10 А/днапряжении 8,5 Вения концентрациеличивается, а к Известен способ получения нитрата алюминия нутем растворенняфметаллического алюминия в водном растворе гидроокиси натрия с последующей нейтрализацией раствора, отделения гидроокиси алюминияи растворения ее в азотной кислоте, кристаллизации соли15 и ее фильтрации 1.11.Однако такой способ получения нитрата алюминия состоит из нескольких стадий, при этом для отделения гидро- окиси алюминия от нитрата натрия треИ буется многократнаяпромывка ее декан-. тацией и на фильтре, что значительно увеличивает трудозатраты, удорожает п цесс и не позволяет получить пр -дукт высокой чистоты.Целью изобретения является увеличение степени чистоты продукта и удешевление процесса.Поставленная цель достигается тем,что,согласно способу получения нитрата алюминия, включающему растворениеметаллического алюминия, кристаллизацию продукта и фильтрацию, растворение алюминия ведут злектролитическипри плотности тока 5-10 А/дм в растворе азотной кислоты с концентрацией7-10 М при 20-60 С до достижения рН0раствора 2-4,Два образца метния массой по 35 г иняют к токоподвода Мазотную кислоту. 3 еременный ток, и веалюминия при плотим(сила тока 5 А) иВ процессе раствор янитрата люминия ув онНЙО90,1 404,0 349,0 333,2 282,5 243,0 186,0 9,0-8,5 41.,5 20-58 21-56 21-58 21-60 20-60 20-80 21-81 22-82 91,5 80,5 10,0-8,5 98,121,6 10,5-9,5 11,5-10,5 13,0-11,5 14,0-12,5 14,5-13,0 15,0-13,5 100,1 176,2 224,0 99,6 103,8 105,0 108,0 288,0 445,0 496,8 46,9 0,0 центрация азотной кислоты уменьшается. В конечном итоге вся кислота связывается в виде нитрата алюминия, и П р и м е р 1. Два образца металлического алюминия массой по 40 г25 каждый, подсоединяют к токопроводам и опускают в 8 М азотную кислоту. Затем включают переменный ток и ведут растворение алюминия при плотности тока 5 А/дм (сила тока ЗА), напряжение 6-10 В и температуре раствора 20- ЗО 50 С. Когда кислотность раствора снижается и рН его доведен до 3, полученный раствор оставляют на кристаллизацию из него соли. Выделившиеся кристаллы АВ(ЙОу) . 9 НО переносят в вакуумворонку и отделяют от маточного раствора. Из 19,1 г растворенного алюминия получают 213,9 твердой соли. Выход алюминия в продукт составляет 81%, Степень чистоты нитрата алю миния, полученного по предлагаемому способу, значительно вьппе (сумма примесей равна 0,03 мас.%) полученного известным способом (сумма примесей равна 0,561 мас.%).45Исходная концентрация азотной кислоты 7-10 моль/л определяется растворимостью нитрата алюминия в воде, составляющая при 20-60 С 73-108 гОА 2(ЙОф в 100 г воды. При более низ кой концентрации кислоты, чем 7 моль/л не достигается предел насьпцения полученного раствора по нитрату алюминия и выпадение из раствора кристаллов АЗ(ЙО) и 9 НО при 20 С не про. исходит. В случае более высокой концентрации кислоты, чем 1 О моль/л, кристаллы А 9(ЙО)9 НЯ начинают вы 4раствор имеет рН = 3. В таблице представлен ход электролитического растворения алюминия,падать в осадок уже в самом электролизере, чтоприводит к нарушению процесса растворения алюминия. Температурный интервал раствора 20-60 С взят потому, что если проводить процесс растворения алюминия при температуре ниже 20 С, необходимо охлаждатьораствор, Напряжение на электродах и расход электроэнергии при этом увеличатся, что экономически не выгодно, В случае растворения алюминия при более высокой температуре, чем 60 фС испарение азотной кислоты увеличивается и ее требуется улавливать,и возвращать в систему,что усложняет аппаратурное оформление процесса растворе- ния.Кроме того,в этом случае выбор конструкционных материалов для оснастки и футеровки внутреннего пространства электролизера затруднен. С этой целью предлагается использовать вини- пласт.Он доступен и поддается сварке. При температуре вьппе 60 С он теряет механическую прочность(начинает размяг. чаться). Все это ограничивает верхний предел температуры раствора и не позволяет поднять ее вьппе 60 С.О Интервал плотности переменного тока на растворяемом алюминии(5-10 А/дм) выбран с учетом обеспечения максимально возможной скорости растворения алюминия. Процесс растворения можно проводить и при меньшей плотности тока, чем 5 А/дм, но при этом скорость растворения алюминия ниже воэ. можной. При плотности тока вьппе881154 Формула изобретения 10 Составитель О. ЗобнинРедактор И. Митровка Уехред ИГаВУ . Корректор Е. Рошко Заказ 9878/44 Тираж 707 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП иПатеит", г. ужгород, ул. Проектная, 4 50 А/дм растворяемый алюминий пассивируется. На нем образуется окисная пленка, увеличивающая сопротивление прохождению электрического тока, что сопровождается повышением напряжения на электродах и снижением скорости растворения алюминия. В итоге процесс растворения практически приостанавливается.Кислотность получаемого раствора нитрата алюминия, по рН = 2-4, ограничивается требованием выделения из раствора кристаллогидрата средней соли АС(МО)39 Н 20 беэ примеси основной или кислой соли. При рН раствора более 4 из него наряду со средней солью может выделиться основная соль. например, НА 8(ИО)1,9 НО, В случае рН раствора менее 2 из него наряду со средней солью, может выделиться кислая соль.Предлагаемый способ получения нитрата алюминия по сравнению с известным способом позволяет более интенсивно проводить сам процесс растворения, снизить трудозатраты. улучшить условия техники безопасности,сократить расход химических реагентов, При использовании изобретения напроизводстве экономия тдлько на одних химических реагентах должна составить 50 р; иа 1 т полученной соли. Способ получения нитрата алюминия,включащий растворение металлическогоалюминия, кристаллизацию продукта ифильтрацию, о т л и ч а ю щ и й с я15 тем, что, с целью увеличения степеничистоты продукта и удешевления процесса, растворение алюминия ведутэлектролитически при плотности тока5-10 А/дм в растворе азотной кисло 2 о ты с концентрацией 7-10 М при 20-60 фСдо достижения рН раствора 24.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Краткая химическая энциклопе 25 дия, Изд-воСонетная энциклопедия",т. 2, 1961, с. 154.