RU2019100218A

RU2019100218A - Method for processing solid carbon-containing material containing aluminum, fluorides and sodium ions

Info

Publication number: RU2019100218A
Application number: RU2019100218A
Authority: RU
Inventors: Массимо МАККАНЬИ; Эдоардо ГУЭРРИНИ
Original assignee: Энджитек Текнолоджиз С.п.А.
Priority date: 2016-06-24
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2020-07-24
Also published as: CN109689939A; CN109689939B; RU2742864C2; RU2019100218A3; EP3475470B1; WO2017221173A1; EP3475470A1; ITUA20164638A1

Claims

1. Способ обработки твердого углеродсодержащего материала, содержащего алюминий, фториды и ионы Na⁺, включающий следующие стадии:1. A method of processing solid carbon-containing material containing aluminum, fluorides and Na ⁺ ions, including the following stages:

(a) выщелачивание указанного твердого углеродсодержащего материала по меньшей мере одним водным щелочным раствором с образованием: (i) экстракционного раствора, содержащего указанный алюминий в водорастворимой форме, указанные фториды и указанные ионы Na⁺, и (и) по меньшей мере одного твердого нерастворимого остатка;(a) leaching said solid carbonaceous material with at least one aqueous alkaline solution to form: (i) an extraction solution containing said aluminum in water-soluble form, said fluorides and said Na ⁺ ions, and (and) at least one solid insoluble residue ;

(b) отделение указанного твердого нерастворимого остатка от указанного экстракционного раствора;(b) separating said solid insoluble residue from said extraction solution;

(c) подвергание указанного экстракционного раствора, свободного от указанного твердого нерастворимого остатка, процессу мембранного электролиза с образованием по меньшей мере одного осадка, содержащего указанный алюминий, и по меньшей мере одного водного раствора NaOH.(c) subjecting said extraction solution, free of said solid insoluble residue, to a membrane electrolysis process to form at least one precipitate containing said aluminum and at least one aqueous NaOH solution.

2. Способ по п. 1, в котором указанный осадок, содержащий указанный алюминий, представляет собой соединение, выбранное из: Al(OH)₃, Na3AlF₆, AlF₃ и их смесей.2. The method according to claim 1, wherein said precipitate containing said aluminum is a compound selected from: Al (OH) ₃ , Na3AlF ₆ , AlF ₃ and mixtures thereof.

3. Способ по п. 1, в котором к указанному экстракционному раствору добавляют ионы фтора для содействия образованию Na₃AlF₆ в указанном осадке, содержащем алюминий.3. The method of claim 1, wherein fluorine ions are added to said extraction solution to facilitate the formation of Na ₃ AlF ₆ in said aluminum-containing precipitate.

4. Способ по п. 1, в котором ионы фтора, присутствующие в указанном экстракционном растворе, осаждают и отделяют от указанного экстракционного раствора перед указанной стадией мембранного электролиза для содействия образованию Al(ОН)₃ в указанном осадке, содержащем алюминий.4. The method of claim 1, wherein fluorine ions present in said extraction solution are precipitated and separated from said extraction solution prior to said membrane electrolysis step to promote the formation of Al (OH) ₃ in said aluminum-containing precipitate.

5. Способ по предшествующему пункту, в котором указанные ионы фтора, присутствующие в указанном экстракционном растворе, осаждают путем добавления к указанному экстракционному раствору ионов по меньшей мере одного щелочноземельного металла.5. The method according to the preceding claim, wherein said fluorine ions present in said extraction solution are precipitated by adding to said extraction solution ions of at least one alkaline earth metal.

6. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере одну часть указанного осадка, содержащего указанный алюминий, подают в ячейку для электролитического восстановления оксида алюминия для получения алюминия.6. The method according to claim 1, wherein at least one portion of said precipitate containing said aluminum is fed to an alumina electrolytic reduction cell to produce aluminum.

7. Способ по п. 1, в котором по меньшей мере одну часть указанного водного раствора NaOH используют в качестве водного щелочного раствора на указанной стадии (а) выщелачивания.7. A method according to claim 1, wherein at least one part of said aqueous NaOH solution is used as an aqueous alkaline solution in said leaching step (a).

8. Способ по одному или более из пп. 1-7, где указанный способ мембранного электролиза включает следующие стадии:8. The method according to one or more of paragraphs. 1-7, where the specified method of membrane electrolysis includes the following stages:

(i) обеспечение по меньшей мере одной электролитической ячейки, включающей:(i) providing at least one electrolytic cell comprising:

- по меньшей мере один анодный отсек, включающий по меньшей мере один анод, погруженный в анолит;- at least one anode compartment, including at least one anode immersed in anolyte;

- по меньшей мере один катодный отсек, включающий по меньшей мере один катод, погруженный в католит;- at least one cathode compartment, including at least one cathode immersed in a catholyte;

причем указанный анодный отсек отделен от указанного катодного отсека по меньшей мере одной селективно проницаемой катионной мембраной;moreover, the specified anode compartment is separated from the specified cathode compartment at least one selectively permeable cationic membrane;

(ii) подачу указанного экстракционного раствора в указанный анодный отсек.(ii) feeding said extraction solution to said anode compartment.

9. Способ по предшествующему пункту, в котором указанный экстракционный раствор добавляют по меньшей мере с одной солью, содержащей по меньшей мере один катион щелочного металла или щелочноземельного металла и по меньшей мере один анион, имеющий окислительный потенциал, превышающий окислительный потенциал воды в условиях, при которых осуществляют указанную стадию мембранного электролиза.9. A method according to the preceding claim, wherein said extraction solution is added with at least one salt containing at least one alkali metal or alkaline earth metal cation and at least one anion having an oxidation potential greater than the oxidation potential of water under conditions of which carry out the specified stage of membrane electrolysis.

10. Способ по предшествующему пункту, в котором указанный анион выбран из сульфата, нитрата, перхлората, фосфата и бората.10. A process according to the preceding claim, wherein said anion is selected from sulfate, nitrate, perchlorate, phosphate and borate.

11. Способ по п. 8, который включает:11. The method according to claim 8, which includes:

- извлечение указанного анолита из указанного анодного отсека после указанной стадии мембранного электролиза;- removing the specified anolyte from the specified anode compartment after the specified stage of membrane electrolysis;

- объединение указанного экстракционного раствора с указанным анолитом, извлеченным из указанного анодного отсека, с образованием указанного осадка, содержащего указанный алюминий, диспергированный в водном растворе;- combining said extraction solution with said anolyte extracted from said anode compartment to form said precipitate containing said aluminum dispersed in an aqueous solution;

- отделение указанного осадка, содержащего указанный алюминий, от указанного водного раствора;- separating said precipitate containing said aluminum from said aqueous solution;

- подачу указанного водного раствора, свободного от указанного осадка, содержащего алюминий, в указанный анодный отсек.- feeding the specified aqueous solution, free from the specified precipitate containing aluminum, in the specified anode compartment.

12. Способ по одному или более из пп. 1-7, в котором указанный способ мембранного электролиза включает следующие стадии:12. The method according to one or more of paragraphs. 1-7, wherein said membrane electrolysis method comprises the following steps:

- по меньшей мере один питающий отсек, расположенный между указанным анодным отсеком и указанным катодным отсеком;- at least one feeding compartment located between the specified anode compartment and the specified cathode compartment;

причем указанный питающий отсек отделен от указанного анодного отсека по меньшей мере одной селективно проницаемой катионной мембраной;moreover, said supply compartment is separated from said anode compartment by at least one selectively permeable cationic membrane;

указанный питающий отсек отделен от указанного катодного отсека по меньшей мере одной селективно проницаемой анионной мембраной;said feed compartment is separated from said cathode compartment by at least one selectively permeable anionic membrane;

(ii) подачу указанного экстракционного раствора в указанный питающий отсек.(ii) feeding said extraction solution to said feed compartment.

13. Способ по п. 8 или 12, в котором указанный католит представляет собой водный раствор NaOH.13. A method according to claim 8 or 12, wherein said catholyte is an aqueous NaOH solution.

14. Способ по п. 12, в котором указанный анолит представляет собой водный раствор фтороводородной кислоты.14. The method of claim 12, wherein said anolyte is an aqueous solution of hydrofluoric acid.

15. Способ по одному или более из пп. 1-7, в котором указанный способ мембранного электролиза проводят в электродиализном устройстве.15. The method according to one or more of paragraphs. 1-7, wherein said membrane electrolysis method is carried out in an electrodialysis device.