Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

А. П. Лысенко, доцент кафедры цветных металлов и золота, эл. почта: reikis@yandex.ru
Е. С. Кондратьева, аспирант кафедры цветных металлов и золота
С. Ю. Шиловский, научный сотрудник кафедры цветных металлов и золота

Рассмотрена возможность применения кислотных способов для переработки каолиновых глин, являющихся исходным сырьем для получения металлургического глинозема. Проанализирована технология разделения хлоридов алюминия и железа методом высаливания. Выявлен ряд существенных недостатков. Предложен способ электрохимической очистки алюмохлоридного раствора от железа с возможной регенерацией соляной кислоты. Проанализированы требования, предъявляемые к материалам электродов. Изучен электрохимический процесс разложения алюмохлоридного раствора с образованием хлора, водорода и железа на соответствующих электродах. Рассмотрено поведение хлора при электрохимическом разложении алюмохлоридного раствора. Лабораторные исследования процесса очистки алюмохлоридного раствора показали, что увеличение анодной плотности тока от 0,01 до 0,1 А/см² позволяет достичь выход по току хлора 98 %. Выявлена возможность протекания вторичных реакций на аноде с образованием оксихлоридов типа Al₂(OH)nCl_{6 – n}. Предложены технологические решения, позволяющие контролировать анодный процесс и исключить возможность образования Al₂(OH)nCl_{6 – n}. Приведены оптимальные режимы и параметры электрохимического процесса очистки алюмохлоридного раствора. Выявлено, что наибольшая эффективность процесса очистки алюмохлоридного раствора наблюдается при катодной плотности тока от 0,01 до 0,15 А/см². Предложена принципиальная схема устройства для получения гидроксида алюминия электрохимическим способом. Устройство состоит из электролизной ванны, подготовительной и сборной емкостей. Для выполнения электрохимической задачи в ванне расположены стальной и титановый электроды. Необходимую температуру устанавливали и поддерживали при помощи проточного нагревателя. Кислотность и температуру раствора контролировали постоянно. В результате лабораторных испытаний по электрохимической очистке алюмохлоридных растворов выявлена возможность получения гидроксида алюминия с остаточным содержанием железа в растворе не более 0,005 %.

Работа проведена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения обязательств по Соглашению о предоставлении субсидии от 2 ноября 2015 г. № 14.581.21.0019 (шифр «Глинозём»)

1. Лайнер Ю. А. Производство глинозема. Итоги науки и техники: металлургия цветных и редких металлов. — М. : ВИНИТИ АН СССР, 1979. Т. 12. — 80 с.
2. ГОСТ 30558–98. Глинозем металлургический. Технические условия. — Введ. 01.07.2000. — М. : Изд-во стандартов, 2000. — 2 с.
3. Валеев Д. В., Лайнер Ю. А., Вомпе Т. С., Пак В. И. Разделение хлоридов алюминия и железа методом высаливания // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Том 16, № 4 (3).
4. Валеев Д. В. Физико-химические основы получения глинозема и смешанных коагулянтов из бемит-каолинитовых бокситов солянокислотным автоклавным выщелачиванием : дис. … канд. техн. наук. — М. : МИСиС, 2016.
5. Москвитин В. И., Николаев И. В., Фомин Б. А. Металлургия легких металлов. — М. : Интермет Инжиниринг, 2005. — 416 с.
6. Pat. 31391 US. Process of preparing aluminum chlorhydroxides and aluminum hydroxide / Jones J. L. ; publ. 1963.
7. Pat. 4203812 US. Process for preparing basic aluminum chlorides / Bergner D., Danner M. ; publ. 1980.
8. Pat. 3240687A US. Process for the manufacture of watersoluble basic aluminum compounds / Konig Josef, Platzer H.-K.; publ. 1966.03.15.
9. Лысенко А. П., Кондратьева Е. С., Наливайко А. Ю. Разработка способа очистки алюмохлоридных растворов от железа электрохимическим методом // Цветная металлургия. 2016. № 4. С. 28–33.
10. Пат. 2625470 РФ, МПК С 01 F 7/62, C 01 F 7/20, C 22 B 3/10. Способ очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов / Лысенко А. П., Киров С. С., Тарасов В. П., Наливайко А. Ю., Кондратьева Е. С. ; патентообладатель ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС» ; заявл. 23.06.2016 ; опубл. 14.07.2017.
11. Ting-an Zhang, Xiuxiu Han, Guozhi Lv et al. Research on alumina preparation from aluminium chloride solution by electrolysis process // Light Metals. 2018. P. 97–103.
12. Заявка 2017123106 РФ / Лысенко А. П., Наливайко А. Ю., Кондратьева Е. С. ; заявл. 30.06.2017.