Способ получения сульфата алюминия

(51) 01 7/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электрохимическому способу получения сульфата алюминия, который широко применяется в качестве коагулянта при очистке воды. Техническим результатом является упрощение процесса (снижение температуры, улучшение условий труда, исключение дополнительных операции синтеза реагентов). Технический результат достигается способом получения сульфата алюминия из сернокислых растворов, но в отличие от известного сульфат алюминия получают путем электролиза под действием промышленного переменного тока с частотой 50 Гц с использованием алюминиевых электродов при плотностях тока 200-1200 А/м 2.(72) Баешов Абдуали Баешович Алдабергенов Майлыби Капанович Баешова Ажар Коспановна Сарбаева Гульнара Турсынбаевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА АЛЮМИНИЯ 22903 Изобретение относится к области электрохимии,в частности к электрохимическому способу получения сульфата алюминия, который широко применяется в качестве коагулянта при очистке воды. Известен химический способ получения сульфата алюминия /Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества - М. Химия, 1974. - с. 406 / Сущность его заключается в следующем к кипящему(180-200 С) раствору концентрированной серной кислоты (,84 г/см 3) прибавляют сухой гидроксид алюминия до полного связывания 204. Затем реакционную смесь фильтруют, фильтрат упаривают, охлаждают и выпавшие кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера. Известный способ получения сульфата алюминия имеет следующие основные недостатки 1. В качестве алюминийсодержащего реагента необходимо использовать свежеобразованный гидроксид алюминия, следовательно, возникает необходимость дополнительного синтеза, т.е. процесс становится длительным и трудоемким,требующим дополнительных усилий и затрат. 2. Работа с концентрированной серной кислотой ухудшает условия труда, т.к. при случайном соприкосновении с кислотой представители обслуживающего персонала могут получить сильные ожоги. 3. Процесс протекает при высоких температурах, т.е. при 180-200 С. Задачей изобретения является разработка способа получения сульфата алюминия электролизом с высокими выходами по току при поляризации промышленным переменным током с частотой 50 Гц. Техническим результатом является упрощение процесса (снижение температуры, улучшение условий труда, исключение дополнительных операции синтеза реагентов). Технический результат достигается способом получения сульфата алюминия из сернокислых растворов, но в отличие от известного сульфат алюминия получают путем электролиза под действием промышленного переменного тока с частотой 50 Гц с использованием алюминиевых электродов при плотностях тока 200-1200 А/м 2. При плотностях тока ниже 200 А/м 2 выход по току очень низкий, а при плотностях тока выше 1200 А/м 2, ток затрачивается на побочные процессы выделения газов и в этой связи выход по току сульфата алюминия снижается. Сущность способа заключается в следующем При поляризации алюминиевых электродов переменным током в растворе серной кислоты в катодном полупериоде восстанавливается оксидная пленка (А 2 О 3), всегда присутствующая на поверхности алюминия, а в анодном полупериоде алюминий растворяется с образованием ионов,которые могут в приэлектродном пространстве взаимодействовать с сульфат-ионами,с последующим формированием сульфата алюминия А-3 е А 3 2 А 33 О 42-2(О 4)3 После электролиза раствор сульфата алюминия упаривают, охлаждают и кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера. Нижеследующий пример иллюстрирует предлагаемое изобретение. Пример. Электролиз проводят в стеклянном электролизере без разделения электродных пространств. В качестве электродов используют алюминиевые пластинки с поверхностью 6 см 2. В качестве электролита применяют 1,5 М раствор серной кислоты. Электролиз проводят при поляризации промышленным переменным током с частотой 50 Гц при плотностях тока на алюминиевых электродах 200 - 2400 А/м 2. Продолжительность электролиза 0,5 час. Опыты проводят при комнатной температуре. После электролиза по убыли веса алюминиевых электродов определяют выход по току образования сульфата алюминия. Данные по влиянию плотности тока на выход по току образования сульфата алюминия приведены в таблице. Таблица Влияние плотности тока на электродах на выход по току образования сульфата алюминия (204)1,5 моль/л, т 0,5 час, 25, А/м 2 200 400 800 1200 1600 2000 2400 ВТ,61,1 59,4 56,3 50,4 45,9 40,2 38,6 Как видно из таблицы, значения выхода по току образования сульфата алюминия, превышающие 50, наблюдаются при плотностях тока 200-1200 А/м 2, следовательно, данные значения плотности тока можно считать оптимальными. Следует отметить, что на поверхности алюминия в атмосферных условиях постоянно присутствует пленка оксида алюминия (А 2 О 3), она имеет среднюю толщину 1-50 мкм и очень прочно связана с металлом и в этой связи, несмотря на то, что алюминий имеет отрицательный потенциал, он 2 практически нерастворим в воде, а в некоторых кислотах растворяется с очень низкой скоростью. Исследование зависимости скорости растворения алюминия от плотности тока при поляризации промышленным переменным током с частотой 50 Гц показывают, что в 1,5 М растворе серной кислоты в течение 0,5 час, при плотности тока 500 А/м растворяется 0,0350 г алюминия, а при плотности тока 2000 А/м 2 - 0,1 г. При таких же условиях в отсутствии поляризации, убыль веса электрода составляет 0,0001 г. 22903 При анодной поляризации, т.е. при поляризации постоянным током, при плотностях тока 200-1200 А/м 2, выход по току растворения алюминия не превышает 3, т.к. поверхность электрода покрывается оксидом алюминия и на нем выделяется кислород. Таким образом, предложенный способ по сравнению с известным имеет следующие преимущества 1. В качестве алюминийсодержащего компонента используют ломы,стружки металлического алюминия, что уменьшает стоимость получаемого сульфата алюминия (исключается использование свежеобразованного гидроксида алюминия, синтез которого требует дополнительных усилий). 2. При синтезе сульфата алюминия применяют не концентрированную серную кислоту, а ее разбавленные растворы, следовательно, улучшаются условия труда. 3. Процесс протекает при комнатной температуре, т.е. температура процесса снижается более чем на 150 С. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения сульфата алюминия из сернокислых растворов отличающийся тем, что сульфат алюминия получают путм электролиза под действием промышленного переменного тока с частотой 50 Гц с использованием алюминиевых электродов при плотностях тока 200-1200 А/м 2.