Алюминат натрия можно получить также из высококремнистых алюминиевых руд способом высокотемпературного спекания с известняком и содой. Особый интерес для получения алюминатов представляет нефелиновая руда. Поскольку в минерале нефелине (N3, К)гО- АЬОз БЮг молярное отношение К20/А1203= 1, т. е. такое же, как и в алюминате, а содержание железа в руде незначительно, то можно осуществить спекание двухкомпонентной шихты, состоящей из нефелиновой руды и известняка. Последний дозируется в молярном соотношении Са0/5Ю2 = 2 из расчета получения двухкальциевого силиката. Образование этого соединения позволяет селективно отделить кремнезем от алюмината в процессе выщелачивания спеков.[ ...]
Алюминат натрия, выпускаемый в Англии, представляет собой порошок с содержанием 52-54 % А1203 и а = 1,2, т. е. содержит свободную щелочь. Фирма №1Со (США, Австрия, Италия) поставляет для очистки воды два сорта алюмината натрия Ыа1Со-614 (технический алюминат) и Ыа1Со-680 (очищенный алюминат), основные показатели которых приведены ниже.[ ...]
Алюминат натрия в отличие от сульфата алюминия - щелочной реагент, и его использование позволяет получить воду с показателем стабильности, близким к единице. В некоторых случаях замена сернокислого алюминия алюминатом натрия дает экономические преимущества .[ ...]
Алюминат натрия МаА102 используется в качестве коагулянта в особых случаях. Он поступает в продажу в твердом виде или в растворе с содержанием активной части приблизительно 88%. Из-за высокой стоимости алюминат натрия обычно применяется в качестве вспомогательного, а не основного коагулянта. Он оказался эффективным при вторичной коагуляции сильноокрашенных поверхностных вод и в качестве коагулянта при известково-содовом умягчении, так как улучшает осажда-емость образующегося осадка.[ ...]
Алюминат натрия осаждается в виде крупных кристаллов и легко отделяется от маточного раствора. С учетом адсорбированного маточного раствора каустический модуль твердого алюмината составляет примерно 1,5-1,6. Алюминат растворяется в алюминатном растворе, снижая его каустический модуль и еще больше пересыщая его гидроокисью алюминия. В этом случае процесс разложения алюминатного раствора ускоряется.[ ...]
Алюминат натрия целесообразно использовать при белом и высокосмоляном клее и при мягкой производственной воде. Вводить алюминат натрия в бумажную массу следует непосредственно перед, напорным ящиком бумагоделательной машины.[ ...]
Алюминат натрия NaA102 представляет собой твердые куски белого цвета с перламутровым блеском на изломе, получаемые растворением гидроксида или оксида алюминия в растворе гидроксида натрия. Сухой товарный продукт содержит 55 % А1203, 35 % Na20 и до 5 % свободной щелочи NaQH. Растворимость NaA102 - 370 г/л (при 20 °С). Насыпная Mjacca 1,2 -1,8 т/м3.[ ...]
Алюминат натрия МаА102. Его получают при взаимодействии едкого натра с оксидом или гидроксидом алюминия. Содержание водорастворимого алюминия в пересчете на оксид алюминия в техническом продукте составляет 55%- Растворимость при 20° составляет 370 г/л. Раствор имеет щелочную реакцию среды (pH 9), поэтому для создания условий образования гидроксида алюминия необходимо связывать избыток щелочности. При водоочистке алюминат натрия используется, если увеличение солесодержания за счет анионов коагулянтов является нежелательным.[ ...]
Алюминат натрия тоже постепенно растворяется в таких растворах до тех пор, пока не установится равновесие. Разница заключается только в составах равновесных растворов, которые в первом случае определяются по точкам пересечения изотермы с лучами, проведенными по направлению к А1203-ЗН20, а во втором - по направлению к одному из алюминатов (Иа20 X X А1203-2,5Н20 или ЗЫа20-А1203-6Н20) в зависимости от того, какой из них соприкасается с исходным ненасыщенным раствором. В первом случае равновесные растворы расположатся на ветви ОБ, а во втором - на ветви ВС.[ ...]
Алюминат натрия является промежуточным продуктом при получении металлургического глинозема из алюминиевых руд щелочными способами. Поэтому его производство можно организовать на глиноземных заводах, отобрав часть алюминатных растворов и введя несколько дополнительных операций: упаривание раствора, кристаллизация алюмината, отделение его от маточного раствора и сушка готового продукта (см. схему 2.3).[ ...]
Дозы алюмината натрия обычно составляют от ‘/го до Vio дозы A12(S04)3. Их нужно подбирать так, чтобы получалась величина pH, при которой в воде остается минимальное количество растворенного алюминия.[ ...]
Феррит натрия образуется, как и алюминат натрия, по реакции Na2C03 + Fe203 = Na20-Fe203 + С02.[ ...]
Твердый алюминат натрия растворяют в воде и из полученного алюминатного раствора с ак = 1,5ч-1,6 выделяют гидроокись алюминия декомпозицией (как в способе Байера).[ ...]
При применении алюмината натрия в качестве самостоятельного коагулянта необходимо связывать образующийся избыток гидроксид-ионов кислыми реагентами.[ ...]
Кристаллизацию алюминатов натрия из низкомодульных растворов (молярное отношение а= / [А1203] [ ...]
Кристаллизация алюмината натрия достаточно подробно освещена в работах . При кристаллизации алюмината натрия в интервале температур 30-85 °С в изотермических и политермических условиях показано, что выход продукта, как и следовало ожидать, зависит от температуры. С понижением температуры от 85 до 30 °С выход алюмината повышается от 58,6 до 81,2 % при одновременном увеличении продолжительности процесса. Особенно большое влияние на кристаллизацию алюмината натрия оказывает начальная концентрация гидроксида натрия. При увеличении концентрации щелочи от 448 до 525 г/дм3 Na20 выход алюмината натрия повышается от 13,4 до 85,5 %. Снижение выхода алюмината при низких концентрациях щелочи (425 г/дм3 Na20) обусловлено повышением равновесного содержания оксида алюминия в растворе. С повышением ак от 3,7 до 9,4 выход алюмината натрия в твердую фазу уменьшается от 92,2 до 73,8 %.[ ...]
При спекании же алюмината натрия с известью каких-либо существенных изменений не происходило.[ ...]
Процесс кристаллизации алюмината натрия проводят в следующих условиях: 1) концентрация в исходном растворе Na20 500-520 г/л; 2) температура 40-50° С; 3) содержание Si02 в исходном растворе не более 1 г/л; 4) продолжительность 8-10 ч. В этих условиях из раствора в осадок переходит около 80%- А1203, а каустический модуль маточного раствора повышается до - 30. Маточный раствор используют для разложения исходного сырья.[ ...]
Иногда используют смеси алюмината натрия с солями железа . Наилучшие результаты достигаются при коагулировании в две ступени: перед вводом извести и соды и после него . В дополнение к коагулянтам применяют активную кремнекислоту , органические полиэлектролиты . Ускорение кристаллизации СаС03 достигается использованием в качестве затравки мелкого песка, молотых карбоната кальция и окиси магния . Целесообразна рециркуляция осадка.[ ...]
В результате растворения алюмината натрия и протекания реакций (XV-1) и (XV-2) происходит извлечение ценных компонентов (глинозема и щелочи) в раствор. Степень извлечения этих составляющих спека зависит от многих факторов: химического состава и физических свойств спека, режима выщелачивания, аппаратурной схемы выщелачивания и др.[ ...]
Если брать чистые растворы алюминатов натрия или калия, то кристаллизация из растворов алюмината калия протекает быстрее и глубже, чем из растворов алюмината натрия при прочих равных условиях (температура, каустическое отношение, молярная концентрация). С увеличением содержания К20 в алюминатном растворе от 0,0 до 50% (мол.) скорость кристаллизации алюминатов постепенно уменьшается (рис. 73).[ ...]
Полученная пульпа содержит алюминат натрия (ЫаАЮг); ее сгущают и фильтруют.[ ...]
В нашей стране производство алюмината натрия в небольших количествах организовано на Ленинградском опытном заводе ВАМИ. Алюминатный раствор с каустическим отношением ак=1,4...1,6 подвергают грануляционной сушке в аппарате кипящего слоя. В результате сушки получают обезвоженный продукт с избыточным содержанием щелочи.[ ...]
В качестве коагулянта иногда применяют алюминат натрия. Обычно его используют в качестве добавки для интенсификации процесса коагуляции примесей воды сульфатом алюминия. Изменяя соотношение сульфата алюминия и алюмината натрия, можно достичь требуемого значения pH, необходимого для хорошего коагулирования различных вод при любой щелочности. В водах с низким значением pH алюминат натрия применяется в качестве основного реагента без сульфата алюминия. Расход алюмината в сочетании с сульфатом алюминия колеблется в пределах 0,5 -2 мг/дм3 по А1203.[ ...]
Синтез цеолита ffaА осуществляется из растворов жидкого стекла и алюмината натрия с добавлением коллоидной затравки при кристаллизации образующегося аморфного алхмокремнегеля. После окончания кристаллизации маточный раствор, находящийся под слоем цеолита, сливается.[ ...]
Существуют методы удаления кремниевой кийюты, основанные на коагуляции ее алюминатом натрия в щелочной среде, но полного обескремнивания все эти методы не дают. Наиболее распространены магнезиальные методы обескремнивания, основанные на сорбции различных форм кремниевой кислоты оксидом магния и другими его соединениями. С повышением температуры степень обескремнивания увеличивается. Так, при 80° С содержание 5Ю2 снижается до 0,5 мг/л, при 97° С - до 0,1 мг/л. В качестве реагентов применяется оксид магния (каустический магнезит) или доломити-зированная известь (СаО-МдО). Главные недостатки магнезиальных методов состоят в необходимости подогрева, громоздкости аппаратуры, точного соблюдения режима и недостаточной степени обескремнивания.[ ...]
Алюминатный раствор, как коллоидный, состоит из золя гидроокиси алюминия в едкой щелочи; алюмината натрия как химического соединения он не содержит. Выделение гидроокиси алюминия из алюминатных растворов рассматривается как коагуляция золя в коллоидном растворе.[ ...]
АК не является промышленным продуктом, ее приготовляют на месте применения. Используют жидкие стекла марок: содовое, сульфатное и содо-во-сульфатное, изготовляемые по ГОСТ 13078-67. Наиболее пригодным является содовое стекло с модулем 2,6-3,0, содержащее 32-34,5% БЮг и И-13,5% Ка20. Стоимость 1т жидкого стекла составляет 22 руб.[ ...]
Если в таких или сходных смесях щелочи достаточно, то при 1200° С весь А12Оэ полностью переходит в растворимый алюминат, а окись магния и избыток соды остаются свободными. При недостатке окиси натрия наряду с алюминатом натрия избыток А1203 образует шпинель. Немного шпинели образуется также при меньшей температуре нагрева даже при избытке Na20 в смеси, но при 1200° С шпинель полностью разлагается щелочью.[ ...]
Таким образом, при наличии соды в шихте при молярном отношении Na2C03: А1203 = 1:1 продукт спекания состоит только из алюмината натрия, а известь практически не участвует в реакции. При недостатке соды наряду с алюминатом натрия будут образовываться алюминаты кальция.[ ...]
В Институте общей и неорганической химии АН УССР под руководством автора разработан метод обезжелезивания воды, кочорый состоит в применении алюмината натрия и хлорида железа
Основная цель спекания бокситовой, нефелиновой, шламовой, каолиновой и других шихт состоит в возможно более полном превращении окиси алюминия шихты в алюминат натрия (или алюминат кальция - при бесщелочной шихте), а кремнезема - в малорастворимый двухкальциевый силикат. Для этого нужно знать, как влияют условия спекания на образование возможных химических соединений между составными частями шихты. Исследованиями установлено, что состав конечных продуктов превращений определяется главным образом составом шихты и температурным режимом процесса спекания. Если эти условия оптимальны, можно практически полностью превратить всю А1203 в алюминат натрия, а 8Ю2 в ортосиликат кальция.[ ...]
О сравнительной реакционной способности Na20 и CaO по отношению к А1203 можно судить по продукту спекания смеси Na2C03: CaO: А1203 = 1:1:1, который состоит в основном из алюмината натрия и свободной извести. Отсюда следует, что сода активнее реагирует с А1203, чем СаО. То же подтвердили опыты по спеканию смеси Na2C03: Са0-А1203 = 1:1 - спек состоял из алюмината натрия и свободной извести. Продукт спекания соды с 5Са0-ЗА1203 также состоял в основном из алюмината натрия, а алюмината кальция осталось не больше 10% от исходного.[ ...]
Из коагулянтов при умягчении воды могут, естественно, использоваться лишь те, которые образуют малорастворимые соединения в области значений pH 9-И: А102, Ре304, РеС13, Ге2(804)3 . Алюминат натрия действует не только как коагулянт, но и как подщелачивающий реагент, позволяющий снизить расход извести. Кроме того, способность продуктов гидролиза АЮ2 удалять из воды магний связана, по-видимому, с образованием основных алюминатов магния .[ ...]
По первому способу выщелачивание ведется в горячем состоянии, а по второму - выщелачивается непосредственно без дополнительных операций. В обоих случаях при дальнейшей обработке раствора алюмината натрия (которая включает фильтрование, осаждение углекислотой или гидролитическое расщепление при тщательном перемешивании со свежеосажденной гидроокисью алюминия) в качестве твердых сбросов образуется большое количество красного шлама. Он состоит из окиси железа, кремневой и титановой кислот, окиси алюминия, соды и гидроокиси натрия.[ ...]
При применении оптимальных доз реагентов (сернокислого алюминия из условия поддержания величины соотношения А1:Р=1,3 или алюмината натрия из условия поддержания величины соотношения А1:Р=1.9) удаление соединений фосфора составляло 85-90%- Всеми исследователями отмечается, что присутствие в сточных водах коагулянтов не оказывает влияния на биохимические процессы, протекающие в аэротенке. Однако в связи с увеличением зольности активного ила, которая может достигать 50%, возникает необходимость тщательного контроля за сбросом избыточного ила.[ ...]
Очень важным свойством алюминатных растворов является стойкость, которую оценивают по времени сохранения раствора без заметного выпадения осадка гидроксида алюминия при определенной температуре. При получении алюминатов растворы должны быть достаточно стойкими, чтобы в процессе кристаллизации алюмината натрия исключить их разложение. В противном случае теряется глинозем и продукт загрязняется нерастворимым остатком гидроксида алюминия. Если же разложение алюминатных растворов будет происходить в процессе выщелачивания алюминиевых руд или при отделении шлама, это будет приводить к не-доизвлечению алюминия из руды и повышению расхода последней.[ ...]
При повышенном содержании в воде солей кальция или магния в технологическую схему доочистки сточных вод приходится вводить умягчение. В США на одном из предприятий смесь очищенных сточных и речных вод умягчают известью, алюминатом натрия и катионообменным материалом, которые подаются в осветлитель-умягчитель. Осветленную и умягченную сточную воду фильтруют через двухслойные фильтры с автоматизированной обратной промывкой и далее через проточно-противоточные катионообменные умягчители. Перед умягчением воду подогревают. Остаточная общая жесткость такой воды не превышает 0,3 мг-экв/л. В очищенной сточной воде остается около 20 мг/л солей аммония (в пересчете на азот) и до 4,5 мг/л БЮг; фосфаты практически отсутствуют.[ ...]
В качестве коагулянтов используют (/5/ и ссылки оттуда, /90-96/) известь в чистом виде и в смеси с углекислым газом, с солями хлорного и сернокислого железа и алюминия, с фосфатами, соединения хрома или кальция с глиной, серной кислотой или сульфатом меди, триполифосфат натрия с гидроокисью натрия, хлоризоциануровую кислоту или ее соли, алюминат натрия и т.д.[ ...]
Для уменьшения потерь На20 и А1203 с отвальным красным шламом на шогих зарубежных заводах красный шлам после многократной промывки его отстойной аппаратуре подвергается фильтрации , а затем уже поступает отвал. Раньше для этого применялись горизонтальные фильтры Келли, но они е могут полностью отделить раствор алюмината натрия от шлама. По данным работы , такие фильтры с роликом для >расывания осадка могут эффективно заменить несколько отстойников большого (аметра для промывки красного шлама. Они были впервые установлены в 1962 г.[ ...]
Для улавливания анодных отходящих газов в производстве алюминия применяются примерно те же технические средства, что и на суперфосфатных заводах. И здесь промывка концентрированных топочных газов представляет меньшие трудности, чем улавливание сильно разбавленных цеховых газов. Газы промывают раствором соды для получения КаР или раствором алюмината натрия для получения криолита.[ ...]
В ряде патентов и изобретений предлагают получать основные хлориды алюминия растворением оксида или гидроксида алюминия в соляной кислоте или хлориде алюминия. При этом особое внимание уделяется качеству алюминийсодержащего сырья. Особенно интенсивно растворяется свежеосажденный гидроксид алюминия, полученный, например, при взаимодействии алюмината натрия и хлорида алюминия или быстрой карбонизацией раствора алюмината натрия на холоде.[ ...]
Для интенсификации отстаивания к эмульсии “нефть в воде” добавляют реагенты, образующие студенистые хлопья, которые адсорбируют на своей поверхности нефть. Капли нефти в эмульсии заряжены отрицательно, поэтому добавка электроличов способствует коалесценции (слиянию) капель. Для этого обычно применяют технический сульфат алюминия вместе с карбонатом натрия или каустической содой. Кроме сульфата алюминия представлены и другие вещества: квасцы; алюминат натрия; сульфат трехвалентного железа .[ ...]
При производстве глинозема из различного алюминиевого сырья щелочными способами алюминатные растворы являются промежуточным продуктом. В способе Байера они получаются после выщелачивания бокситов, а в способе спекания - после выщелачивания алюминатных спеков. При производстве глинозема из бесщелочного сырья (бокситов, каолинов и др.) растворы содержат алюминат натрия; в ряде случаев, например при введении в процесс спекания соды, получаемой на нефелиновых заводах и содержащей поташ, алюминатные растворы содержат также значительное количество алюмината калия. Растворы нефелинового и алунитового производств содержат смесь алюминатов натрия и калия в различном соотношении, но, как правило, содержание алюмината калия в них не превышает 40% от суммы алюминатов. Знание строения и физико-химических свойств алюминатных растворов позволяет грамотно управлять производственными процессами.[ ...]
По мнению Кульского , соли железа и их смеси с солями алюминия в процессе обезжелезивания обладают преимуществами перед сернокислым алюминием вследствие большей сорбционной способности продуктов гидролиза железа. По-видимому, немалая роль принадлежит и каталитическим эффектам. Однако на практике предпочтение чаще всего отдают более легким в обращении солям алюминия. Совместное использование хлорного железа и алюмината натрия дает возможность удалить из воды не только железо и марганец, но и кремнекислоту.[ ...]
Отрицательно влияет на качество спека и на поведение шихты при спекании недостаточное предварительное перемешивание шихты. Если, например, шихта состоит из боксита и известняка, то плохое перемешивание ее неизбежно приведет к неравномерному распределению боксита между другими составляющими, а следовательно, к неполному извлечению А1203 из той части шихты, где боксит окажется в избытке. Там, где в избытке окажется сода, образуются двойные силикаты типа т№20«5Ю2 X X рСаО, из которых щелочь почти не извлекается; там, где в избытке известь, часть ее может оказаться свободной, и при выщелачивании спека непрореагировавшая известь будет способствовать набуханию шлама, а прореагировавшая с алюминатом натрия образует нерастворимый гидроалюминат кальция.[ ...]
При введении в бумажную массу сернокислого алюминия происходит понижение отрицательного электрического заряда наполнителя и волокна вследствие того, что положительно заряженные ионы алюминия нейтрализуют их отрицательный потенциал и при изоэлектрическом состоянии наступает совместная коагуляция волокна и частиц наполнителя. Однако при избытке сернокислого алюминия при pH 3,5 вновь начинается диспергирование частиц, так как в этом случае преобладает положительный заряд алюминия и возобновляется взаимное отталкивание частиц. Поэтому при введении сернокислого алюминия с целью повышения степени удержания наполнителя нужно давать его столько, чтобы pH среды было около 5. Оптимальный расход сернокислого алюминия на удержание наполнителя составляет примерно 3 3,5 % от массы волокна. Эффективность сернокислого алюминия повышается, если его дают совместно с алюминатом натрия или со щелочью, так как в этом случае образуется гидроокись алюминия, которая является хорошим флокулянтом.
Cтраница 3
Алюминат натрия NaAlO2 получается при пирогенном разложении боксита в смеси с содой и известняком по методу Ле Ша-телье - Морена. Легко растворяясь в воде, образует алюминат-ные растворы, природа к-рых до настоящего времени не вполне выяснена. В растворах средней концентрации, имеющих технич. Байера), наряду с истинно растворенным алюминатом натрия допускается также существование щелочного золя гидроокиси алюминия. Алюминатные растворы как правило крайне пересыщены и метастабилыш по отношению к устойчивой при обыкновенной t модификации гидроокиси алюминия - ги-драргилиту. Разложение растворов обусловливается старением золя А1 (ОН) 3 и гидролитич. Оба алюмината выделены в кристаллич.
Алюминат натрия применяют в сухом виде или в виде 45 % - ного раствора. Он является щелочным реагентом, при рН9 3 - 9 8 образует быстро осаждающиеся хлопья.
Алюминат натрия предложен сотрудниками ВНИИГаза в 1968 г. для обработки алюминатных растворов. Он представляет собой светлую жидкость плотностью 1 3 - 1 4 г / см3, полученную при выщелачивании алюмонике-левого сплава.
Алюминатом натрия обрабатывают только в целях разжижения.
Раствор алюмината натрия содержит до 300 кг / м3 А12О3 и загрязнен примесями, включая кремнезем. Качество алю-минатных растворов характеризуется величиной кремневого модуля.
Использование алюмината натрия с сульфатом алюминия вызывает значительное улучшение удаления вируса.
Раствор алюмината натрия получают растворением тригидрата глинозема в едком натре. При этом глинозем загружают в нагретый до температуры кипения (П0 - 120 С) раствор едкого натра.
Реакция алюмината натрия с силикатом натрия, как было показано является выгодной, потому что оба материала в растворе обладают высокой щелочностью и остаются деполимеризованными пока не закончится образование натриевого алюмосиликата. Брит-тон указывает, что силикат натрия не реагирует с гидроокисью алюминия с образованием алюмосиликата натрия.
Растворы алюмината натрия и калия после выщелачивания содержат некоторое количество кремневой кислоты в виде Na2SiO3, частично образующегося в процессе спекания. Для удаления этой примеси растворы обескремнивают путем обработки их под давлением 6 - 7 am в автоклавах.
Приготовление алюмината натрия из А1С1з или какой-либо другой соли алюминия нецелесообразно, ввиду трудности последующего отмывания аниона. Поэтому раствор алюмината натрия лучше получать путем растворения металли ческогоалюминия (99 98 % А1) в 30 % - ном растворе NaOH.
Раствор алюмината натрия 2 % (в расчете на А120з) готовится так же, как и при получении пермутита. Затем в этот раствор пропускают углекислоту до полного осаждения гидроокиси алюминия. Полученную гидроокись алюминия высушивают при 100 - 130, измельчают в фарфоровой ступке и прокаливают 10 мин. Данный препарат назван алюминатным по методу приготовления из алюмината натрия. Принимается, что обменной группой здесь является алюминатная группировка AlO2Na, которая в процессе получения препарата осаждается на поверхности частиц гидроокиси алюминия. Алюминатная окись алюминия по свойствам идентична препарату окиси алюминия, стандарти-аованной по Брокману.
Приготовление алюмината натрия из А1СЦ или какой-либо другой соли алюминия нецелесообразно, ввиду трудности последующего отмывания аниона. Поэтому раствор алюмината натрия лучше получать путем растворения металли ческогоалюминия (99 98 % А1) в 30 % - ном растворе NaOH.
Раствор алюмината натрия 2 % (в расчете на А120з) готовится так же, как и при получении пермутита. Затем в этот раствор пропускают углекислоту до полного осаждения-гидроокиси алюминия. Полученную гидроокись алюминия высушивают при 100 - 130, измельчают в фарфоровой ступке и прокаливают 10 мин. Данный препарат назван алюминатным по методу приготовления из алюмината натрия. Принимается, что обменной группой здесь является алюминатная группировка A102Na, которая в процессе получения препарата осаждается на поверхности частиц гидроокиси алюминия. Алюминатная окись алюминия по свойствам идентична препарату окиси алюминия, стандарти-ованной по Брокману.
Общая характеристика алюмината натрия
Синонимы: металалюминат натрия, Sodium aluminate, сложный окисел натрия и алюминия, NaAlO 2Алюминат натрия - важный источник гидроксида алюминия, который используется во многих промышленных и технических отраслях. Чистый алюминат натрия (безводный) представляет собой белое, иногда светло-желтое кристаллическое твердое вещество, которое может выражаться разными формулами: NaAlO 2 , NaAl(OH) 4 (гидратированный), Na 2 O Al 2 O 3 или Na 2 Al 2 O 4 . Коммерчески алюминат натрия используют в виде раствора или твердого тела.
Безводный алюминат натрия, NaAlO 2 , содержит трехмерные рамки в углу связанные в AlO 4 тетраэдры. Гидратированная форма NaAlO 2 5/4H 2 O имеет слои AlO 4 - тетраэдров, объединенные в кольца и слои, скрепленные ионами натрия и молекулами воды, AlO 4 - тетраэдры с атомами кислорода имеют водородные связи.
Получение алюмината натрия
Алюминат натрия производится путем растворения гидроксида алюминия в каустической соде (NaOH). Гидроксид алюминия (гиббсит) растворяется в 20-25% водном растворе NaOH при температуре, близкой к точке кипения. Использование более концентрированного раствора NaOH приводит к образованию полутвердого продукта. Этот процесс должен осуществляться в обогреваемом паром сосуде из никеля или стали. Конечную смесь выливают в бак и охлаждают, в результате получается твердая масса, содержащей около 70% NaAlO 2 . После дробления, этот продукт обезвоживается во вращающейся печи, нагретой прямым или косвенным путем сжигания водорода. Полученный продукт содержит 90% NaAlO 2 и 1% воды, вместе с 1% свободным NaOH.Алюминат натрия образуется также при действии гидроксида натрия на элементарный алюминий, который является амфотерным металлом. Реакция сильно экзотермична, сопровождается быстрым выделением газа водорода:
2Al + 2NaOH + 2H 2 O → 2NaAlO 2 + 3H 2
Однако в растворе могут также присутствовать - ион или - ион.
Эта реакция была предложена в качестве потенциального источника топлива для автомобилей на водороде.
Применение алюмината натрия
Алюминат натрия используется при обработке воды: в качестве дабавки для смягчения воды, в качестве коагулянта, для улучшения флокуляции (образование рыхлых хлопьеподобных агрегатов из мелких частиц дисперсной фазы), а также для удаления растворенного кремнезема и фосфатов.В технологии строительства, алюминат натрия используется для ускорения затвердевания бетона, главным образом при работе в холодное время года.
Алюминат натрия также используется в бумажной промышленности, для производства огнеупорного кирпича, производства глинозема и так далее.
Алюминат натрия является промежуточными продуктом при получении цеолитов.
Примечание
Работать с веществом в хорошо проветриваемом помещении, использовать средства индивидуальной защиты.Характеристики алюмината натрия
Алюминат натрия – химическое соединение, имеющее формулу NaAlO2. Он широко используется для очистки сточных вод (промышленных и коммунальных), благодаря своей высокой эффективности и сравнительно небольшой стоимости. Также применяется в косметической, бумажной, кожевенной промышленности, при производстве молекулярных сит, титановых красителей и некоторых полимеров. Каким образом можно получить алюминат натрия?
Вам понадобится
Ректор из нержавеющей стали с мешалкой и «паровой рубашкой»;
- раствор гидроксида натрия;
- гидроксид алюминия;
- приемная емкость;
- фильтры.
Спонсор размещения P&G Статьи по теме "Как получить алюминат натрия"
Инструкция
Основной промышленный метод получения вещества - алюминат натрия – реакция только что образовавшейся гидроокиси алюминия Al(OH)3 c горячим раствором едкого натра NaOH. Для этого в реактор загрузите необходимое количество раствора едкого натрия, потом при перемешивании начинайте прибавлять гидроокись алюминия, делайте это медленно. Одновременно, пропуская через так называемую «рубашку» реактора пар, доведите температуру реакционной зоны до величины, близкой к температуре кипения едкого натра. После окончания реакции, образовавшуюся смесь тщательно охладите и отфильтруйте. При необходимости фильтрацию повторите несколько раз, делайте это до тех пор, пока не будет получена чистая, прозрачная жидкость. Это и есть раствор алюмината натрия. Полученный продукт необходимо хранить при температуре, не ниже двадцати градусов (в противном случае начинает образовываться гидроксид алюминия, выпадающий в виде осадка). Упрощенно ход реакции можно представить в следующем виде:
Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O.
Следует помнить, что водный раствор алюмината натрия устойчив только в щелочной среде, поэтому количество гидроксида натрия всегда следует брать с некоторым избытком. При таком способе получается жидкий продукт. Но бывает, что необходимо получить алюминат натрия в твердом виде. Например, если он используется в строительстве, при добавлении в бетон, то есть для ускорения его затвердевания. Тогда необходимо использовать другие методы. Например, вы можете получить этот продукт путем сплавления оксида алюминия Al2O3 c оксидом натрия Na2O при повышенной температуре. Реакция протекает по следующей схеме:
Al2O3 + Na2O = 2NaAlO2.
Как простоДругие новости по теме:
Существует два способа получение щелочи NaOH. Один из них - взаимодействие воды и активного металла. Вам понадобится емкость с водой, активный металл Na Спонсор размещения P&G Статьи по теме "Как получить гидроксид натрия" Как составить окислительно-восстановительную реакцию Как получить гидроксид
Хлорид аммония – бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде и обладающее небольшой гигроскопичностью. Используется в фармацевтической промышленности, в металлургии, для производства удобрений. Получить его можно как в промышленных, так и в лабораторных условиях. Вам понадобится -
Амфотерные гидроксиды - гидроксиды, которые проявляют двоякие свойства, то есть в реакциях с кислотами могут вести себя как основания, а в реакциях с основаниями – как кислоты. В состав таких гидроксидов входят металлы с валентностью II, III или IV. Как доказать амфотерность какого-либо гидроксида?
Карбид алюминия имеет химическую формулу Al4C3, внешне представляет собою кристаллы желтоватого цвета. Относится к первой группе карбидов, состав которых соответствует типичным валентностям металлов (имеется исключение – карбид бериллия с формулой Be2C). Как получить карбид алюминия? Спонсор
Оксид натрия имеет химическую формулу Na2O, представляет собою бесцветные кристаллы. Характерный представитель оксидов щелочных металлов, обладает всеми их свойствами. Исключительно активен, поэтому хранить его рекомендуется в безводных органических растворителях. Как получить это вещество? Спонсор
Сульфат натрия (другое название – натрий сернокислый) имеет химическую формулу Na2SO4. Представляет собою бесцветное кристаллическое вещество. Широко распространен в природе, главным образом, в виде «глауберовой соли» - кристаллогидрата, в котором одна молекула натрия сернокислого удерживает десять
Гипохлорит натрия – химическое соединение, имеющее формулу NaOCl. Это натриевая соль хлорноватистой кислоты. Вещество очень нестойкое, поэтому применяется в виде пентагидрата: NaOClх5H2O. Водный раствор этой соли известен под названием «лабарракова вода» и имеет сильный запах хлора. Использовалось
Изобретение предназначено для получения алюмината натрия. Способ заключается в том, что в растворе гидроокиси натрия проводят растворение алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 30 до 80% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al 2 O 3 при каустическом отношении, равном единице. Изобретение позволяет снизить себестоимость продукта, утилизировать алюминийсодержащие отходы производства высших жирных спиртов. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к неорганической химии, в частности, к производству алюмината натрия, который может использоваться в химической промышленности, в том числе в качестве коагулянта и в виде добавки к коагулянтам.
Известны способы получения алюмината натрия в виде раствора путем растворения гидроксида алюминия в растворе едкого натра с концентрацией по Na 2 O 500-550 г/л. Гидроксид алюминия вводят в нагретый до кипения раствор едкого натра до достижения каустического отношения, равного единице, и выдерживают при температуре кипения до полного перехода в раствор гидроксида алюминия /Авторское свидетельство СССР N 139315, кл. C 01 F 7/04/. Недостатком этого способа является длительное время процесса (4-5 суток).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения раствора алюмината натрия, включающий введение в раствор едкого натра с концентрацией по Na 2 O 500-550 г/л гидроксида алюминия до достижения каустического отношения, равного единице, и нагревание смеси в течение 30 - 60 минут до 85 - 95 o C /Авторское свидетельство СССР N 722845, кл. C 01 F 7/04/.
Недостатком этого способа является использование быстростареющего, специально подготовленного сырья - гидроксида алюминия и нагревание смеси в течение 30 - 60 минут до 85 - 95 o C.
Задача, решаемая изобретением, - снижение себестоимости продукта и упрощение процесса.
Во-первых, поставленная задача достигается за счет использования алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 80 до 30% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al 2 O 3 .
Отходы производства высших жирных спиртов в виде суспензии - шлам с содержанием, мас.%: 11,5 Al(OH) 3 , 88 H 2 O, 0,5 органики. Гидроксид алюминия состоит из тригидрита алюминия в форме гиббсита (гидроаргиллита) и байерита, моногидрита глинозема в форме бемита. Срок хранения суспензии неограничен.
Продуктом сжигания шлама при температуре 960 o C содержание -Al 2 O 3 составляет 86%, а после обжига при температуре 1240 o C -Al 2 O 3 переходит в -Al 2 O 3 и содержание его составляет 90%.
Во-вторых, поставленная задача достигается тем, что растворение гидроокиси натрия (NaOH, ГОСТ 4328, ЧДА) идет с выделением тепла, т.е. реакция экзотермическая.
В-третьих, растворение отхода производства высших жирных спиртов как в виде суспензии, так и в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al 2 O 3 в растворе гидроокиси натрия происходит без нагревания, а идет с выделением тепла как в заранее приготовленном растворе гидроокиси натрия, так и при одновременном растворении гидроокиси натрия и отхода производства высших жирных спиртов для получения раствора алюмината натрия при каустическом отношении, равном единице.
Пример приготовления раствора гидроокиси натрия. Раствору гидроокиси натрия с концентрацией по Na 2 O 500-550 г/л (или с концентрацией по NaOH 645-710 г/л) соответствует 44,0 - 47,4%-ный по NaOH раствор гидроокиси натрия плотностью 1,469 - 1,499 г/см 3 /В.И.Перельман. Краткий справочник химика. "Химия", М. , 1964. Л. , с. 411, таблица 17б. Едкий натр/. Для получения раствора гидроокиси натрия объемом 1 л для растворения 645 г NaOH необходимо 740 мл воды, а для 710 г NaOH - 705 мл воды.
Процесс растворения NaOH происходит с выделением тепла, и при введении воды с температурой 15 - 17 o C через 10 - 20 минут температура смеси повышается до 90 - 92 o C, а через 30 - 60 минут температура смеси снижается до 79 - 81, 68 - 79 o C, соответственно.
Примеры приготовления раствора алюмината натрия примерно объемом 1 л (номер опыта 1 - 5) и 2 л (номер опыта 6 - 7) приведены в таблице. При растворении гидроксида алюминия до достижения каустического отношения, равного единице, в вышеописанном растворе гидроокиси натрия объемом 0,5 л получаем раствор алюмината натрия объемом 1 л, а в растворе гидроокиси натрия объемом 1 л получаем раствор алюмината натрия объемом 2 л, т.е. содержание гидроокиси натрия в растворе алюмината натрия снижается примерно в 2 раза. Как было выше сказано, вместо гидроксида алюминия используем отход производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 80 до 30% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al 2 O 3 . При введении суспензии учитывается его влажность, а при введении сухого порошка количество вводимой воды возрастает.
В таблице приведены введенное количество воды и ее температура. В процессе получения алюмината натрия при введении воды с температурой 15 - 17 o C температура смеси через 10 - 20 минут повышается до 85 - 88 o C, а через 30 - 60 минут снижается до 61 - 63, 49 - 53 o C, соответственно. При введении воды с температурой 82 - 84 o C температура смеси через 10 - 20 минут повышается до 105 - 107 o C, а через 30 - 60 минут снижается до 73 - 77, 57 - 58 o C, соответственно. Процесс растворения происходит более 4 часов, по истечении 4 часов температура смеси составляет 25 - 27 o C.
В опытах номер 6 и 7 даны примеры приготовления раствора алюмината натрия с использованием суспензии гидроксида алюминия с влажностью (341х100/1141)=29,9%, введенного в количестве 1482 г, т.е. введено 1482-341= 1141 г Al(OH) 3 или 1141/78=14,628 г-моль Al(OH) 3 или 7,314 г/моль Al 2 O 3 или 7,314х102=746 г Al 2 O 3 .
В таблице приведены значения введенного количества Na 2 O и -Al 2 O 3 в г и дана характеристика полученного раствора алюмината натрия. В связи с тем, что объем полученного раствора алюмината натрия не всегда точно соответствует объему 1 или 2 л, сделан перерасчет введенного количества г-моль Na 2 O и Al 2 O 3 на 1 л раствора алюмината натрия. Пример. Номер опыта 1: (266,6/62х0,950)=4,5 и (438/102х0,950)=4,5, где 62 и 102 г-моль Na 2 O и Al 2 O 3 в г соответственно. Номер опыта 6: (499,8/62х2,054)=3,9 и (746/102х2,054)= 3,6 и т.д.
Преимущества метода: снижение себестоимости и упрощение процесса за счет перехода к готовому сырью, не требующего специальной технологии приготовления и не теряющего со временем своих свойств, за счет использования более дешевого сырья и проведение процесса растворения без топливно-энергетических затрат; возможность утилизации алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов.
Из данных результатов таблицы следует, что получены растворы алюмината натрия способом растворения отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью от 80 до 30% или в виде мелкодисперсного порошка в форме -Al 2 O 3 в растворе гидроокиси натрия при каустическом отношении (Na 2 O/Al 2 O 3)=(4-5)/(4-5), равном единице.
1. Способ получения алюмината натрия, отличающийся тем, что в растворе гидроокиси натрия проводят растворение алюминийсодержащих отходов производства высших жирных спиртов в виде суспензии гидроксида алюминия с влажностью 30 - 80% или в виде мелкодисперсного порошка в форме - Al 2 O 3 при каустическом отношении, равном единице.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мелкодисперсный порошок в форме - Al 2 O 3 является продуктом сжигания шлама при 960 o C и содержит 86% - Al 2 O 3 .
Похожие патенты:
Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия и может быть использовано в термоядерной энергетике при изготовлении тритийвоспроизводящих бланкетных материалов, а также в электронике для производства материалов, обладающих ионной сверхпроводимостью
Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия и может быть использовано для изготовления электролитных пластин топливных элементов с карбонатным электролитом и получения из этого порошка керамического материала, пригодного в ядерной технике
Изобретение относится к производству неорганических соединений лития и алюминия, а именно пентаалюмината лития, который может использоваться в качестве эффективных катализаторов процессов дегидрирования олефинов, а также в химической технологии для производства керамических материалов
