Способ получения нитрата алюминия

Способ получения нитрата алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскик

Соцнапистичвскнк

Республик

С 25 В 1/00

9вудэраееавй кемитет

СССР ао ймен кзебретенкй и отеемтвй

Опубликовано 15.11.81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.1 1.81 (53) УДК 546. .621(088.8) (22) Авторы изобретения

А.Ф. Карасев и А.И. Стабровский

pg

6 .с

l (2l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРАТА АЛЮИИНИЯ

Изобретение относится-к техноло1 гии получения солей, а более конкретно к технологии получения нитрата алюминия, который используют преимущественно при комплексовании иона фтора в нитратных растворах в ионно-обменS ных и экстракционных процессах, а также как химический реагент.

Известен способ получения нитрата алюминия нутем растворения металлического алюминия в водном растворе гидроокиси натрия с последующей нейтрализацией раствора, отделения гидроокиси алюминия и растворения ее в азотной кислоте, кристаллизации соли

1S и ее фильтрации (11.

Однако такой способ получения нитрата алюминия состоит из нескольких стадий, при этом для отделения гидроокиси алюминия от нитрата натрия тре20 буется многократная промывка ее декантацией и на фильтре, что значительно увеличивает трудозатраты, удорожает процесс и не позволяет получить продукт высокой чистоты.

Целью изобретения является увеличение степени чистоты продукта и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что,согласно способу получения нитрата алюминия, включающему растворение металлического алюминия, кристаллизацию продукта и фильтрацию, растворение алюминия ведут злектролитически при плотности тока 5-10 А/дм в раст-. воре азотной кислоты с концентрацией

7-10 М при 20-60 С до достижения рН о раствора 2-4, Два образца металлического алюминия массой по 35 г каждый подсоединяют к токоподводам и опускают в 7 М азотную кислоту. Затем выключают переменный ток, и ведут растворение алюминия при плотности тока 10 А/дм (сила тока 5 А) и напряжении 8,5 В.

В процессе растворения концентрация нитрата люминия увеличивается, а кон3

1154

Напряжение, В

Выход по току, %

Содержание, .г/л

At(OO>) >

Температура, С нно >

90,1

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

2I-81

22-82

91,5

80,5

10,0-8,5

121,6

10,5-9,5

1 1,5-10,5

13,0-11,5

14,0-12,5

14,5-13,0

I5,0-13,5

98,?

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

Пример 1. Два образца металлического алюминия массой по 40 r

25 каждый, подсоединяют к токопроводам и опускают в 8 М азотную кислоту. 3атем 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 Ñ. Когда кислотность раствора снижается и рН его доведен до 3, полученный раствор оставляют на кристаллизацию из него соли. Выделившиеся кристаллы A8(NOy)g . 9H O переносят в вакуумворонку и отделяют от маточного раствора. Из 19,1 r растворенного алюминия получают 213,9 твердой соли. Выход алюминия в продукт составляет 81%. Степень чистоты нитрата алю- 4О миния, полученного по предлагаемому способу, значительно выше (сумма примесей равна 0,03 мас.%) полученного известным способом (сумма примесей равна 0,561 мас.%).

Исходная концентрация азотной кислоты 7-10 моль/л определяется растворимостью нитрата алюминия в воде, составляющая при 20-60 С 73-108 г

At(V0$> в 100 г воды. При более низ- 50 кой концентрации кислоты, чем 7 моль/л не достигается предел насьпцения полученного раствора по нитрату алюминия, и выпадение из раствора кристаллов At(VOQ q 9Н О при 20 С не про- 55. исходит. В случае более высокой концентрации кислоты, чем 10 моль/л, кристаллы А 3(NO ) ° 9HgO начинают вы4 раствор имеет рН = 3. В таблице представлен ход электролитического растворения алюминия. падать в осадок уже в самом электролизере, что приводит 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 охлаждать о раствор. Напряжение на электродах и расход электроэнергии при этом увеличатся, что экономически не выгодно.

В случае растворения алюминия при более высокой температуре, чем 60 С 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 винипласт.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.

Интервал плотности переменного тока на растворяемом алюминии(5-IO A/äì ) 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 возможной. При плотности тока вьппе

881154

Формула изобретения

Составитель О. Зобнин

Редактор И. Митровка Техред И..ГаФ(У . - Корректор Е. Рошко

Заказ 9878/44

Тираж 707 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ! 0 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 AE(NOg)g ° 9Н 20 беэ примеси основной или кислой соли. При рН раствора более 4 из него наряду со средней солью может выделиться основная соль. например, HA8(NOy) ° 9Н О. 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 на производстве экономия только на одних химических реагентах должна составить 50 р; иа 1 т полученной соли.

Способ получения нитрата алюминия, включащий растворение металлического алюминия, кристаллизацию продукта и фильтрацию, отличающийся

15 тем, что, с целью увеличения степени чистоты продукта и удешевления процесса, растворение алюминия ведут электролитически при плотности тока

5-10 A/äì в растворе азотной кислого ты с концентрацией 7-)0 М при 20-60 С до достижения рН раствора 2 4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Краткая химическая энциклопе25 дия. Изд-во Советская. энциклопедия", т. 2 1961, с. 154.