專(zhuān)利名稱(chēng)：一種制取液體硫酸鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制取液體硫酸鋁的化工生產(chǎn)方法。
在此之前，國(guó)內(nèi)外用于造紙、印染等行業(yè)的液體硫酸鋁，是以氧化鋁或氫氧化鋁、硫酸或廢硫酸為原料，經(jīng)中和而得，生產(chǎn)成本比較高。
本發(fā)明的目的是提供一種利用含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合廢液制取液體硫酸鋁副產(chǎn)氯化銨的方法，實(shí)現(xiàn)“三廢”綜合利用，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的制取液體硫酸鋁的主要原料是含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液，它是以無(wú)水三氯化鋁作催化劑進(jìn)行有機(jī)合成反應(yīng)的廢棄物，一般含有鋁、鹽酸、硫酸和與前述有機(jī)合成反應(yīng)有關(guān)的少量有機(jī)物等。首先將含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液按一定重量比例分成A、B兩部分，其次使烷基叔胺與A部分含鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液進(jìn)行締合反應(yīng)，有機(jī)相生成烷基叔胺鹽酸鹽，水相由于酸度降低，鋁離子水解作用生成堿式硫酸鋁沉淀，然后經(jīng)過(guò)過(guò)濾，將得到的堿式硫酸鋁與B部分含鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液進(jìn)行中和、過(guò)濾，除雜制得液體硫酸鋁，有機(jī)相烷基叔胺鹽酸鹽用水洗滌，洗掉夾帶的鋁離子后，與氨或含有氨的水或氯化銨溶液進(jìn)行解締反應(yīng)，水相中生成氯化銨，有機(jī)相烷基叔胺得到再生，循環(huán)使用;構(gòu)成一個(gè)由締合、中和、洗滌、解締組成的制取液體硫酸鋁副產(chǎn)氯化銨的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明是利用烷基叔胺在水分子存在的條件下，能夠與酸締合生成烷基叔胺鹽進(jìn)入有機(jī)相的性質(zhì)，利用鋁離子在酸性降低條件下，將廢液中的鋁、硫酸、鹽酸等有用物質(zhì)利用起來(lái)，變廢為寶，節(jié)約資源，消除污染，保護(hù)環(huán)境。
附圖
為本發(fā)明工藝流程圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，其具體工藝過(guò)程如下1、締合締合劑是一種含氮的碳?xì)浠衔?，通式為R3N即烷基叔胺，它有三個(gè)烴基，每個(gè)烴基都是具有游離官能團(tuán)形式的烷基，烷基的碳原子數(shù)在七個(gè)以上。
將含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液按計(jì)算所得的一定比例分成A、B兩部分，將A部分加入締合反應(yīng)器中，按照烷基叔胺與含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液中的氯化氫以1∶0.5-1.5的摩爾比，加入烷基叔胺，在10-100℃溫度下，攪拌反應(yīng)0.05-2小時(shí)，其反應(yīng)過(guò)程為
此時(shí)混合液中的氯化氫與烷基叔胺形成穩(wěn)定的締合物進(jìn)入有機(jī)相;硫酸根離子則與發(fā)生水解反應(yīng)的鋁離子形成堿式硫酸鋁沉淀。
反應(yīng)完畢靜置，兩相分離，分出的下層為含有堿式硫酸鋁沉淀的水相，將其過(guò)濾，濾餅為堿式硫酸鋁，用作下步中和;濾液為締余水，用作下步洗滌，上層是有機(jī)相，即烷基叔胺鹽酸鹽，留在反應(yīng)器中以待解締。
2、中和將堿式硫酸鋁與B部分含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液投入到中和反應(yīng)器中，由于堿式硫酸鋁組成的不穩(wěn)定性，兩種物料必須根據(jù)實(shí)際檢測(cè)結(jié)果按化學(xué)當(dāng)量反應(yīng)計(jì)算其投入量，中和反應(yīng)是在20-100℃溫度下，攪拌進(jìn)行0.05-2小時(shí)，控制堿式硫酸鋁全部溶解，經(jīng)過(guò)濾除去機(jī)械雜質(zhì)后，液體硫酸鋁沒(méi)有游離酸的檢出即為合格品。
3、洗滌洗滌劑為締余水將締余水按照與烷基叔胺鹽酸鹽0.2-1.0倍體積比，投入到締合反應(yīng)器中，在20-90℃溫度下，攪拌洗滌0.02-2小時(shí)，將有機(jī)相烷基叔胺鹽酸鹽中夾帶的鋁離子洗掉進(jìn)入水相，洗滌完畢后靜置分層，下層水相放出，上層為洗滌后的烷基叔胺鹽酸鹽，留在反應(yīng)器中以待解締。
4、解締解締劑是氣氨或含有氨的水或氯化銨溶液。
按照與烷基叔胺鹽酸鹽中氯化氨以1∶0.8-1.5的摩爾比的量，如用氣氨，則在母液存在的情況下，以邊攪拌邊通入的方式進(jìn)行解締反應(yīng)，控制溫度20-80℃;如用含氨溶液則在20-100℃溫度，攪拌反應(yīng)0.02-2小時(shí)，其反應(yīng)過(guò)程如下
然后靜置，兩相分層，下層為水相，即氯化銨溶液，在攪拌下冷卻到18℃，使氯化銨結(jié)晶分離而得到副產(chǎn)，母液則在充氨后作為解締劑使用，或作氣氨解締的稀釋劑，上層為有機(jī)相，即再生后的烷基叔胺循環(huán)使用。
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)敘述本發(fā)明的工藝過(guò)程。
實(shí)施例1用合成法蒽醌酸解工序產(chǎn)生的含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合廢液457.5公斤，其中含三氧化二鋁4.65%(折100%三氧化鋁21.28公斤);含硫酸4.83%(折100%硫酸122.10公斤);含氯化氫7.86公斤(折100%氯化氫35.94公斤);同時(shí)使用99%液氨5.54公斤(折100%5.48公斤)，以烷基叔胺做締合劑(其比重0.815，沸點(diǎn)320℃，粘度10.4厘泊，表面張力28達(dá)因/厘米，溶解度10PPM以下)，經(jīng)締合、中和、洗滌、解締等工序，生產(chǎn)出液體硫酸鋁381.67公斤，氯化銨11.39公斤，其技術(shù)指標(biāo)為締合鋁回收率94.26%;中和鋁回收率97.45%;硫酸回收率87.37%;氯化氫回收率86.37%;本實(shí)施例的主要反應(yīng)工藝條件是(1)、締合摩爾比R3N∶HCl＝1∶0.7-1.2反應(yīng)溫度20-90℃攪拌時(shí)間0.1-1小時(shí)(2)、中和配料比堿式硫酸鋁與硫酸、氯化氫混合溶液為化學(xué)當(dāng)量。
反應(yīng)溫度30-80℃攪拌時(shí)間0.1-1小時(shí)(3)、洗滌洗水用量為烷基叔胺鹽酸鹽體積的0.3-0.7倍洗水溫度30-70℃攪拌時(shí)間0.05-0.5小時(shí)(4)、解締摩爾比HCl∶NH3＝1∶0.9-1.3反應(yīng)溫度30-80℃攪拌時(shí)間0.1-1小時(shí)解締劑含氨12%飽和氯化銨溶液產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)(1)、液體硫酸鋁質(zhì)量項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo)硫酸鋁含量(以Al2O3計(jì)) 5.43%游離酸 未檢出鐵(Fe2O3計(jì)) 0.08%水不溶物 0.03%(2)、氯化銨質(zhì)量項(xiàng)目 質(zhì)量指標(biāo)含氮量 24.15%
權(quán)利要求
1.一種制取液體硫酸鋁的方法，其特征在于以含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液為主要原料，采用烷基叔胺做締合劑，首先使烷基叔胺與一部分含鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液進(jìn)行締合反應(yīng)，有機(jī)相生成烷基叔胺鹽酸鹽，水相中鋁離子受水解作用生成堿式硫酸鋁沉淀，然后將過(guò)濾得到的堿式硫酸鋁與另一部分含有鋁離子的硫酸、鹽酸鹽混合溶液中和，制得液體硫酸鋁，有機(jī)相烷基叔胺鹽酸鹽，經(jīng)過(guò)水洗滌后，與氨或含有氨的水或氯化銨溶液進(jìn)行解締反應(yīng)，水相中生成氯化銨，烷基叔胺得到再生，循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于締合劑是含有氮的碳?xì)浠衔?，其通式為R3N即烷基叔胺，它有三個(gè)烴基，每個(gè)烴基都是具有游離官能團(tuán)形式的烷基，烷基的碳原子數(shù)在七個(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于烷基叔胺是與含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液中的氯化氫以1∶0.5-1.5摩爾比的量進(jìn)行締合反應(yīng)的，反應(yīng)溫度為10-100℃，攪拌時(shí)間為0.05-2小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將締合析出的堿式硫酸鋁與另一部分含有鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，堿式硫酸鋁按化學(xué)當(dāng)量反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為20-100℃，攪拌時(shí)間為0.05-2小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將烷基叔胺鹽酸鹽用水洗滌，除去其中殘留的鋁離子，洗水用量是烷基叔胺鹽酸鹽體積的0.1-1.0倍，洗水溫度為20-90℃，攪拌時(shí)間為0.02-2小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于將水洗后的烷基叔胺鹽酸鹽與氨進(jìn)行解締反應(yīng)，解締反應(yīng)的氨，可以是氣氨、或氨水，或含氨的氯化銨溶液，按與烷基叔胺鹽酸鹽中氯化氫以1∶0.8-1.5摩爾比的量投入，反應(yīng)溫度為20-100℃，攪拌時(shí)間為0.02-2小時(shí)。
全文摘要
一種制取液體硫酸鋁的方法，它是以由無(wú)水三氯化鋁為催化劑進(jìn)行有機(jī)合成反應(yīng)所產(chǎn)生的廢棄物——含鋁離子的硫酸、鹽酸混合溶液為主要原料，在締合劑烷基叔胺的參與作用下，經(jīng)締合，中和，洗滌，解締等工藝，制取液體硫酸鋁，并副產(chǎn)氯化銨。其產(chǎn)品可以廣泛適用于造紙，印染等行業(yè)，副產(chǎn)品氯化銨可以作為農(nóng)業(yè)肥料使用。
文檔編號(hào)C01F7/74GK1058197SQ90105180
公開(kāi)日1992年1月29日 申請(qǐng)日期1990年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月20日
發(fā)明者王志仁, 王蘋(píng), 王振宇, 榮捷 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)化工綜合利用研究所