SE508128C2 - Förfarande för framställning av lösningar av aluminiumsalt - Google Patents

Description

508 128 lO 15 20 25 30 35 2 vattenrening också av ekonomiskt svaga nationer och sam- hällen.

Beskrivning av föreliggande uppfinning Det har nu överraskande visat sig möjligt att kunna möta detta krav genom föreliggande uppfinning som karak- täriseras av att ett fast kalcium- eller magnesiumalumi- nat upplöses i en sur lösning av oorganisk syra, såsom HCl, HZSO4, HNO3, en restsyra eller aluminiumklorid, till bildning av en lösning av aluminiumsalt som används som sådan eller spädes till lämplig koncentration.

Genom föreliggande uppfinning åstadkommes att be- hovet av koncentrerade syror, höga temperaturer och sostifikerad processutrustning elimineras.

Som utgångsmaterial för föreliggande process kan fasta alkalialuminater, såsom cementliknande mineral av typen CIMENT FONDU, kalcium-aluminium-järn-titan-silikat cement, användas. Dessa cementtyper med höga aluminium- innehåll finns kommersiellt tillgängliga och deras till- verkning är välkänd. Jfr t ex The Chemistry of Cement and Concrete av F.M. Lea, E Arnold (Publishers) Ltd, 3rd Ed. sid 490-527. Dessa cement innehåller typiskt 30 till 75% Al2O3. De tillverkas genom att aluminiumhaltiga mineral såsom bauxit och aluminiumhydroxid upphettas med kalksten varvid koldioxid avgår och cementen bildas. Denna males sedan till ett fint pulver för vidare användning. Dessa cement-typer användes vanligen för applikationer som skall motstå höga temperaturer.

Det har nu visat sig att dessa cement löser sig omedelbart i utspädda syror, såsom 10-15%-ig saltsyra på utomordentligt kort tid och att erhållna föreningar har samma egenskaper som de som framställes på konventionellt sätt. Sålunda löser sig en cement fondu med ett innehåll av 40% Al2O3 i 15%-ig saltsyra inom 5 min utan tillskott av värme och vid atmosfärstryck varvid erhålles en blan- dad polyaluminiumklorid, s k PAX, med 75% basicitet.

Dessutom uppvisade produkten vid flockningsförsök egen- 10 15 20 25 30 35 508 128 3 skaper som överträffade konventionellt framställda pro- dukters egenskaper med samma basicitet.

Fast aluminat, såsom cement fondu eller sintrat aluminat, kan framställas med olika ingående alkali- metaller eller jordalkalimetaller, såsom kalcium, magne- sium och natrium. Aluminaten kan framställas genom att sintra eller smälta en blandning av aluminiumhydroxid och lämpliga salter av kalcium, magnesium och natrium. Härvid användes lämpligen oxiderna eller karbonaterna. Även andra metoder för framställning av alkalialuminater är kända.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till an- vändandet av cement fondu, utan även andra fasta alumina- ter framställda pà annat sätt är på samma sätt använd- bara.

Exempel 1 Ett kalciumaluminatcement erhållet från LaFarge Fondu International, 157, Av. Charles de Gaulle, F-92521 Neuilly-sur-Seine, Frankrike användes för upplösning.

Cementet hade en typsammansättning enligt följande: A120; 50% CaO 40% FG304 17% 25 g av debba cement blandades med 100 g 16%-ig saltsyra med en temperatur av 10°C. Efter ca 5 min hade reaktionen avstannat. Lösningen innehöll nu en polyalumi- nium-järnklorid med 4,95% Al 1,7 % Fe Basicitet 65%.

Exempel 2 För framställning av ett kalciumaluminat blandades aluminiumhyderoxid med kalciumoxid eller kalciumkarbonat i molförhàllandet 0,30 till 2,0 kalciumzaluminium, var- efter sintring genomfördes vid 1000-1400°C under 0,5-2,5 tim. Sintring kan genomföras vid en temperatur av .508<128 10 15 20 25 30 35 4 700 till l900°C, varvid tiden för sintring förändras i motsvarande grad. 0 Upplösning av sintrat aluminat 10 g kalciumaluminat med molförhållandet Ca:Al l,0:l blandades med 37%-ig saltsyra varvid fullständig upplös- ning erhölls inom 5 min. Upplösningen gav en polyalumi- niumlösning med en Al-halt av 5,5% och en molkvot oH/A1=1,5, ' 10 g kalciumaluminat med molförhållandet Ca:Al O,5:l blandades med 38 g 37%-ig saltsyra vilket gav en polyalu- dvs en basicitet av 50%. miniumlösning med en Al-halt av 6,3% och en molkvot OH/Al=1,l9, Exempel 3 Kalcium- respektive magnesiumaluminat kan framstäl- dvs en basicitet av 40%. las på olika sätt. Man kan därvid tillsätta aluminium- hydroxid och ett salt av kalcium eller magnesium till natriumhydroxid, varefter blandningen kokas under 1-6 tim. Det bildade aluminatet faller ut och filtreras av. Alternativt kan ett kalciumsalt eller ett magnesium- salt tillsättas till en varm eller kall natriumaluminat- lösning varvid ett aluminat av kalcium eller magnesium I båda fallen före- ligger ett överskott av aluminium i lösningen. faller ut vilket kan filtreras av.

Upplösning av aluminat framställt enligt våt metod 10 g kalciumaluminat med en molkvot Ca/Al=l,5 upp- löstes i 25 g 37%-ig saltsyra vilket gav en polyalumi- niumlösning med en aluminiumhalt av 4,4% och en molkvot OH/Al=l,6, För upplösning av fast aluminat kan olika oorganiska HNO3, H2SO4, dvs flockningsmedel för rening av t ex dvs en basicitet av 53%. syror användas, såsom HCl, för att åstadkomma olika koagulanter, avloppsvatten. Men även aluminiumkloridlösning, som är sur, kan användas för framställning av aluminiumlösning- arna, varvid uppnàs att aluminiumhalten och basiciteten kan höjas ytterligare. Effektiviteten hos en koagulant är avhängig av basiciteten hos lösningen. Önskan att uppnå höga aluminiumhalter föreligger främst av transportekono- 10 15 sus 128 miska skäl.

Genom föreliggande uppfinning kan syror med lägre koncentration än sedvanligt användas, vilket är av betyd- else, eftersom sådana syror är betydligt säkrare att hantera, förorsakar väsentligt mindre miljöpåverkan vid upplösningen och dessutom vanligtvis betingar ett mycket lägre pris. Sålunda kan restsyror från betning av metall- föremål användas. Härvid innehåller sådana syror ofta järn och aluminium vilket innebär att dessa restprodukter tillvaratages. Sådana syror är idag kommersiellt helt olönsamma och kan erhållas för en ringa kostnad, eftersom någon användning för dessa inte föreligger och eftersom de utgör ett avfallsproblem för industrin.

Vid utfällning av föroreningar vid vattenrening an- vändes som regel lösningar med en koncentration av 1-2% Al.

Claims (7)

10 15 20 25 508 128 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av lösningar av aluminiumsalt, k ä n n e t e c k n a t därav, att ett fast kalcium- eller magnesiumaluminat upplöses i en sur lösning av oorganisk syra, såsom HCl, HZSO4, HNO3, en restsyra eller aluminiumklorid, till bildning av en lösning av aluminiumsalt som används som sådan eller spädes till lämplig koncentration.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att man utgår från ett fast aluminat med en alka- li/Al kvot större än 0,3 för upplösning.

3. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att man utgår från ett aluminat framställt enligt en våt process.

4. Förfarande enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man använder en restsyra, företrädesvis innehållande aluminium- eller järnklorid för upplösning av aluminatet.

5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att man använder en saltsyra med ett innehåll av minst 10% HCl.

6. Förfarande enligt krav l-5, k ä n n e t e c k - n a t därav, att upplösningen utföres utan tillförsel av värme.

7. Förfarande enligt krav l-6, k ä n n e t e c k - n a t därav, att upplösningen utföres vid atmosfärs- tryck.