Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11776
.pdf
расстояние от центра до поверхности формы. Для многих видов глины температура может быть существенно
повышена по сравнению с указанной выше, например, в случае форм формы указанной выше формы и
размера, например, глина Беннингтон, Вермонт, типа каолинита, содержащая 36 процентов влаги. и сено –
согласно приведенному ниже анализу, было высушено без декрепитации путем нагревания в течение 4 минут
при температуре 5200 °C.
7.5 Si G 2 (всего) 48 90 A 120, (всего) 34 88 80 Fe 20 80 Ti O 2 1 15 Ca O 30 -Mg O 87 K 20 1 89 85 1120 (в
сумме) 11 47 26 Высушенную глину можно прокалить, нагревая ее в печи в течение одного часа при
температуре около 90 6500 °C или до более высокой температуры, например, около 8500 °C в течение 20
минут. Могут использоваться промежуточные температуры с соответственно более длительным временем
для более низких температур и более коротким временем для более высоких температур. Таким образом,
нагревание глины, по-видимому, разрушает ее на кремнезем (Si OG) и оксид алюминия (A 120), растворимые
в серной кислоте, с начальным плавлением, которое, вероятно, вызвано образованием кремнеземистого
материала, такого как силикат алюминия, или, если глина содержит магний или натрий, соли или другие соли
или оксиды земных металлов путем образования силиката магния или натрия-алюминия или подобного
вещества, причем эти силикаты выступают в качестве связующего звена, объединяющего частицы
кремнезема. Прокаленный продукт является пористым, вероятно, из-за выхода из него пара, выделяемого из
связанной воды. Состав прокаленного материала будет варьироваться в зависимости от глины; глина, анализ
которой приведен выше, после прокаливания содержит, например, около 55,3% кремнезема, 36% оксида
алюминия, растворимого в серной кислоте, и 3,3% оксида алюминия, нерастворимого в серной кислоте,
причем последний, вероятно, находится в форме соединения или соединений силиката алюминия, служащих
связующим звеном между частицами кремнезема. Полученный продукт достаточно стабилен и легко
поддается обработке без повреждений.
Следует понимать, что изобретение 125 не ограничивается каким-либо конкретным размером и формой
глиняных тел. Однако было замечено, что при обработке прокаленной глины кислотным раствором, как
описано ниже, скорость растворения оксида алюминия приблизительно пропорциональна поверхности,
подверженной воздействию кислоты, и концентрации кислоты, и приблизительно обратно пропорциональна
толщине частиц, количеству уже растворенного оксида алюминия и количеству сульфата алюминия в
экстракционном растворе. Могут использоваться сферические, сфероидальные, ленточные, трубчатые,
ребристые и небольшие плоские фораминиферовые формы и тому подобные, но в практических целях их
производство обходится дороже, а обращение с ними сложнее, чем с цилиндрическими формами. В целом,
желательно, чтобы диаметр цилиндрических форм был достаточно малым для быстрого протекания реакции
с растворением всего содержащегося в них свободного оксида алюминия, и в то же время достаточно
большим, чтобы обеспечить возможность обращения с материалом без разрушения. Также следует понимать,
что Длину заготовок можно увеличить вместе с их площадью поперечного сечения без чрезмерной
вероятности их поломки во время транспортировки.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается использованием какой-либо конкретной глины,
поскольку любая первичная или вторичная глина, глинистая земля или минерал, которые в формованном
виде или в естественном состоянии способны к обжигу без описания, так что получается масса, способная к
выщелачиванию с желаемой скоростью извлечения оксида алюминия без разрушения, подходит для
использования в данном процессе.
В качестве примеров успешно использовались глины, помимо вышеупомянутых: глины из Беннингтона, штат
Вермонт, глины из основных продуктивных месторождений в долине Раритан, штат Нью-Джерси, глин из
Гурона, штат Индиана, глины из Джорджии и английской фарфоровой глины.
Глины долины Раритан после обжига содержат около 43–45% A12O и 53–54% SiO2 с лишь следами калия.
Глина Индианы, которая, согласно усовершенствованному процессу, дает остаток чрезвычайно белого цвета,
представляет собой смесь глинистого материала, содержащего от 53 до 44% A12O и от 44 до 52% SiO2,
причем содержание A12O3 увеличивается по мере уменьшения содержания SiO2. Эти индийские глины
содержат от 0,75 до 1,6% P2O5 и практически не содержат MgO и CaO. Глины Джорджии представляют собой
мягкие каолины, практически не содержащие CaO и MgO, с лишь небольшим количеством, не превышающим
0,15%, щелочей, таких как калий, и содержащие около 37% A12O и 47% SiO2. Английские фарфоровые глины
после обжига Высушенные образцы содержат около 40 процентов A12Oa и около 57 процентов SiO2 с
небольшим количеством CaO и MgO и практически не содержат щелочей.
Некоторые виды глины, такие как монтмориллонит (Сан-Диего, Калифорния), который имеет низкое
содержание A1,0 (около 15 процентов) и высокое содержание оксида магния (более 7 процентов MgO), легко
поддаются формованию, обжигу и выщелачиванию без разрушения 70-й степени, но из-за отсутствия
пористости обожженного материала, вероятно, вызванной в случае монтмориллонита высоким содержанием
оксида магния, этот материал не дает столь удовлетворительных результатов с экономической точки зрения,
как другие типы глин, упомянутые выше, особенно когда содержание A12A3 низкое.
Некоторые глинистые минералы, такие как некоторые виды так называемых «кремнистых глин», например,
индианаит, могут быть раздроблены на куски подходящего размера, обожжены и выщелачены кислотным
раствором без разрушения, что позволяет избежать необходимости формования глины в различные формы.
Индаинаит, который ломается с раковистым изломом, может быть раздроблен в машине, подобной дробилке
для угля, и просеян до различных размеров. Отсеянные частицы могут быть измельчены, например, в
шаровой мельнице, до достаточно мелкого состояния, чтобы пройти через сито с размером ячейки 60 меш, а
измельченный продукт увлажнен и сформован. Раздробленные частицы, скажем, размером с горошину угля, и
сформованные изделия могут быть высушены, обожжены и выщелачены, как и в случае с другими глинами,
кислотным раствором, и, при желании, раздробленные частицы и сформованные изделия могут быть
смешаны и обработаны вместе.
В качестве примера анализа индианаита (Гурон, Индиана) средний образец, 100% которого после
прокаливания при 725 °C, содержит 120,44% 26%.
Fe 20, 100 процентов.
Содержание щелочей менее 5 процентов.
Ti O 2 65 процентов 105 P 205 1 55 процентов.
Si O 2 51 90 процентов.
Из приведенного выше описания следует, что глиняные изделия могут быть получены путем формования или
иным способом придания влажной глине желаемой формы, либо путем измельчения глинистых минералов до
желаемых размеров.
Следует, однако, понимать, что размеры и формы не обязательно должны быть одинаковыми, хотя в обычных
условиях эксплуатации 1,15 из экономических соображений желательно, чтобы они находились в разумных
пределах.
Пригодность для использования в данном изобретении будет варьироваться в зависимости от экономических
соображений, например, если из экономических соображений требуется большой выход сульфата алюминия,
то наиболее подходящими являются глины с наибольшим соотношением A120 к SiO2, тогда как глины с
низким соотношением этих веществ не подходят в данных условиях. Однако все типичные глины, которые не
разрушаются при обработке, как описано здесь, и которые способны образовывать формы с достаточной
пористостью, чтобы обеспечить желаемую скорость и степень извлечения Al2O3, пригодны для
использования в процессе, если это позволяют другие экономические соображения.
При производстве основного сульфата алюминия желательно, чтобы глина содержала минимальное
количество калия, поскольку присутствие KO в прокаленном материале обычно приводит к образованию
осадка алунита, IK 2504 3 (A 12 ( 01 l)4504) 6 Ei 0, в щелочном растворе. Если же производится кислый
сульфат алюминия, присутствие калия обычно нежелательно.
На фиг. 1, 2 и 3 прилагаемого чертежа схематически показан один из вариантов аппарата для выщелачивания
обожженных глинистых тел шламовой кислотой в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 1
показаны шесть резервуаров с свинцовой облицовкой или резервуаров из другого материала, инертного по
отношению к серной кислоте, пронумерованных соответственно от 1 до 6, каждый из которых способен
вместить, скажем, одну тонну обожженного материала. Они соединены последовательно трубами 7 таким
образом, что перелив из одного резервуара попадает на дно следующего резервуара. Уровень перелива
регулируется таким образом, чтобы обеспечить увеличение напора от одного конца ряда до другого для
компенсации возрастающей удельной плотности раствора по мере его насыщения сульфатом алюминия.
Уровни напора раствора в различных резервуарах схематически показаны на фиг. 3 под номером 9. Эта
фигура представляет собой схематическое развитие расположения резервуаров, показанного на фиг. 1.
Трубы 7 могут быть снабжены соответствующими клапанами (не показаны), так что любой резервуар,
показанный на фиг. 1, может быть сделан первым из Шесть резервуаров, соединенных между собой, серии TI.
Как показано на рисунке, трубы 11 отходят от расположенного на возвышении резервуара для кислоты 13, а
над резервуаром для кислоты размещен резервуар для воды 15 с выпускной трубой 17. Резервуары для
кислоты и воды могут поворачиваться таким образом, чтобы три трубы 11 одновременно сбрасывали
жидкость в любые три соседних резервуара от 1 до 6, и аналогично резервуар для воды 15 может
поворачиваться таким образом, чтобы его труба 17 сбрасывала жидкость в любой из резервуаров от 1 до 6.
Резервуары от 1 до 6 дополнительно снабжены трубами 19 с клапанами (не показаны), так что содержимое
резервуаров может сбрасываться в емкость 21 5,5 для приема раствора сульфата алюминия. Удобно, что
каждый резервуар может быть установлен на цапфах, так что его можно наклонять для сброса содержимого в
подходящий конвейер; для «разрыва» труб перед наклоном предусмотрены соответствующие соединения или
аналогичные приспособления.
Следует понимать, что расположение оборудования представлено лишь схематично, и считается излишним
иллюстрировать в отношении настоящего изобретения детали используемых трубопроводов, клапанов и тому
подобного. Для удобства на фиг. 1 и 2 показаны только те трубы, которые используются в соответствующих
условиях, показанных на указанных рисунках. 70 При применении изобретения на описанном выше примере
оборудования резервуар 1 может быть заполнен примерно до уровня перелива обожженной глиной, и этот
резервуар может быть соединен с резервуаром для слива 75 в накопительный резервуар 21, в то время как
резервуар для воды 15 и резервуар для кислоты 13 могут быть повернуты в положения, обеспечивающие
соответственно сброс воды в резервуар 2 и кислотного осадка в три резервуара 4, 5 80 и 6. В этих условиях в
примере процесса, который будет описан далее, резервуары 2 и 3 будут содержать глину, из которой был
извлечен весь оксид алюминия, в то время как резервуары 4, 5 и 6 будут содержать 85 глину, соответственно
имеющую возрастающее содержание оксида алюминия между содержанием в резервуарах 2 и 3 и резервуар
1. Жидкость, поступающая в резервуар 1, имеет низкое содержание кислоты и высокое содержание сульфата
алюминия, и указанная жидкость, протекающая через указанный резервуар и воздействующая на поверхность
свежей глины в указанном резервуаре, становится щелочной, поскольку наблюдается, что, хотя скорость
реакции приблизительно обратно пропорциональна содержанию сульфата алюминия в жидкости, она
приблизительно прямо пропорциональна количеству оксида алюминия в глиняных телах и близости этого
оксида алюминия к поверхности указанных тел. Вода, которая поступает в резервуар 2 и переходит из него в
резервуар 3, вымывает кислоту из отработанной глины в этих резервуарах. Из резервуара 3 жидкость
проходит через резервуары 4, 5 и 6, где добавляется кислота и удаляется оксид алюминия из глины. После
того, как пройдет такое время с момента засыпки свежей глины в резервуар 1, жидкость, вытекающая из
указанного резервуара 1, вот-вот станет щелочной. Нет, больше не базовый режим, резервуар 2 (110) следует
опорожнить в подходящий контейнер для сбора отработанной глины, после чего он будет заполнен свежей
глиной. Затем клапаны переливной трубы регулируются таким образом, что резервуар 2 становится
последним резервуаром в серии. Затем резервуары с водой и кислотой поворачиваются для сброса воды в
резервуар 3 и кислоты в резервуары 5, 6 и 1, в то время как резервуар 2 будет соединен с накопительным
резервуаром, соединения которого показаны на рис. 2.
В этих условиях жидкость, поступающая из резервуара 1, подщелачивается свежей глиной в резервуаре 2, в
то время как жидкость в резервуаре 3 промывается бескислотной водой. Затем операция продолжается, как
описано выше, путем последовательного сброса отработанной глины из резервуаров 3, 4, 5 и т. д., помещения
свежей глины в эти резервуары, последовательного вращения резервуаров с водой и кислотой по часовой
стрелке для сброса воды в следующий резервуар по часовой стрелке из резервуара, содержащего свежую
глину, и для сброса кислоты в три резервуара, следующие за резервуаром, содержащим свежую глину.
Реакцию жидкости, поступающей в хранилище из резервуара со свежей глиной, удобно определять путем
обработки жидкости метилоранжем, который даст характерную «оранжевую» реакцию, если жидкость
содержит свободный A120. Пробы жидкости можно отбирать время от времени и разбавлять водой в
соотношении 1 мл жидкости к 50 мл воды. Несколько капель раствора метилоранжа, добавленных к
разбавленной пробе, укажут на щелочную или кислотную природу пробы. На практике было установлено, что
получаемый щелочной сульфат алюминия обычно содержит небольшое количество свободного A120, скажем,
около 0,3%, при минимальном времени экстракции до 2,5%.
с более длительным временем экстракции.
Следует отметить, что, согласно описанному выше примеру усовершенствованного процесса, свежая глина,
первоначально помещенная, например, в резервуар 1, постепенно обрабатывается раствором с
возрастающим содержанием кислоты по сравнению с содержанием сульфата алюминия, в то время как
содержание оксида алюминия в глине постепенно уменьшается. По сути, это то же самое, как если бы
условия трубопровода, показанные на рис. 1, оставались постоянными, а глина из резервуара 1 по истечении
определенного периода времени извлекалась и помещалась в резервуар 6, затем из резервуара 6 в
резервуар 5, а затем последовательно в резервуары 4, 3 и 2, и каждый раз, когда глина извлекалась таким
образом, в резервуар 1 добавлялась свежая глина, а отработанная глина удалялась из резервуара 2. Таким
образом, можно заметить, что глина фактически перемещается против часовой стрелки, в то время как
раствор течет по часовой стрелке, что приводит к противоточному течению глины и раствора.
Когда тонна свежеобожженной глины диаметром около 3132 дюйма и длиной от 114 до 5/8 дюймов,
изготовленной из описанной выше глины из Беннингтона, штат Вермонт, добавляется в один резервуар,
период обработки в любом из резервуаров может составлять приблизительно три часа, в течение которых
количество добавляемой кислоты может быть таким, которое необходимо для превращения всего
растворимого в кислоте оксида алюминия в сульфат алюминия, причем это количество кислоты
рассчитывается исходя из молекулярной массы веществ и количества оксида алюминия в исходной
обожженной глине.
Было установлено, что если концентрация кислоты в какой-либо точке слишком высока, обожженные
глиняные изделия полностью или частично превращаются в порошок, вероятно, из-за того, что молекула
сульфата алюминия больше, чем молекула оксида алюминия, и, если она образуется слишком быстро,
разрушает материал, вместо того чтобы перемещаться из его внутренней части наружу путем диффузии. По
этой причине кислоту предпочтительно добавлять одновременно в несколько резервуаров, чтобы не
допустить слишком высокой концентрации кислоты в каком-либо одном резервуаре.
Точная степень концентрации будет в значительной степени зависеть от количества растворимого в кислоте
AlO в исходных глинистых телах, и в меньшей степени от толщины этих тел. В средних условиях
концентрация кислоты в шламе около 30 процентов в случае более крупных тел и 35 процентов в случае
более мелких тел будет представлять собой максимально допустимую концентрацию, которую можно
безопасно использовать.
Обычно целесообразно поддерживать концентрацию кислоты как можно выше, чтобы использовать высокую
теплоту реакции для поддержания высокой температуры раствора, что приводит к увеличению скорости
реакции. При некоторых условиях осуществления изобретения теплота реакции может поддерживаться на
таком уровне, чтобы вызвать кипение раствора. Однако предпочтительно использовать нагревательные
спирали, погруженные в раствор, для инициирования желаемой или необходимой температуры реакции и для
обеспечения поддержания желаемой температуры или кипения раствора, когда это необходимо, в случаях,
когда теплота реакции не вызывает кипения.
Обычно реакция не начнётся, если раствор не нагрет до достаточно высокой температуры, а при некоторых
условиях раствор может быть нагрет змеевиками до такой температуры, что вся теплота реакции будет
поглощена в виде скрытой теплоты испарения воды. Следует отметить, что чем больше воды испаряется из
резервуара в описанном выше примере применения усовершенствованного метода, тем больше воды можно
ввести в резервуары, в которых промывается отработанная глина, что приводит к лучшей промывке.
Благодаря тому, что прокаленный материал находится в виде тел определенного размера, реакционные
резервуары не будут переливаться через край, как это было бы в случае использования порошкообразной
глины.
В связи с вышеизложенным следует отметить, что для нагревания раствора доступно значительное
количество теплоты реакции. Например, при производительности 50 тонн сульфата алюминия, используя
глину, согласно анализу Беннингтона, штат Вермонт, приведенному выше, доступно около 30 000 000 BTU,
что, пренебрегая излучением и подобными явлениями, достаточно для испарения около 30 000 фунтов воды.
На практике ареометр можно установить на выходе из резервуара, из которого раствор сбрасывается в
приемный резервуар, или, что предпочтительнее, ареометр можно установить на выходе из каждого
резервуара. Наблюдая за показаниями этих ареометров, можно регулировать количество воды для
поддержания концентрации на желаемом уровне. На практике я обнаружил, что концентрация сульфата
алюминия в сбрасываемом растворе может поддерживаться на уровне около 47 процентов, и его необходимо
выпарить только до концентрации 56,5 процентов для получения товарного сульфата.
Фильтровать жидкость перед выпариванием нет необходимости.
Следует понимать, что кислоту для осадка не обязательно добавлять в три этапа, как в конкретном примере
описанного выше процесса, поскольку при меньшем диаметре или аналогичных размерах обожженной глины
количество этапов добавления кислоты может быть уменьшено, что приведет к соответствующему
уменьшению общего числа резервуаров или к добавлению дополнительных этапов промывки, по желанию.
При больших размерах обожженной глины количество этапов добавления кислоты может быть выгодно
увеличено. При желании количество этапов промывки может быть увеличено или уменьшено по сравнению с
приведенным в иллюстративном примере изобретения, или же этапы промывки могут быть полностью
исключены. В последнем случае вода может быть добавлена в тот резервуар серии, который получает
кислоту и наиболее удален от свежей глины. Однако в обычных условиях этап промывки экономически
нецелесообразно исключать, и в этих условиях процесс не может быть экономически целесообразно
осуществлен путем добавления всей кислоты в один резервуар.
Было установлено, что остаток от одной тонны обожженного материала, полученного из глины, добываемой в
Беннингтоне, штат Вермонт, и обработанной по усовершенствованному методу, сразу после слива содержит
всего около 89,5 фунтов жидкости.
Следует также отметить, что в усовершенствованном процессе раствор проходит через прокаленный
материал без образования ила или шлама. Объем раствора, получаемого в усовершенствованном процессе,
в 3-5 раз превышает объем глины, из которой он изготовлен, а поскольку скорость растворения глинозема из
глины высока, оборудование, необходимое для осуществления данного изобретения, может иметь
сравнительно небольшие размеры.
Применение описанного выше метода с использованием данного аппарата может осуществляться в
непрерывном или прерывистом режиме; Как и требуется. Однако, если требуется только прерывистая работа,
можно использовать устройство, схематически изображенное на рис. 4. При использовании этого устройства
обожженные глиняные заготовки можно поместить в резервуар 30, а жидкость содержать в четырех
резервуарах 31, 32, 33 и 34. Предполагая, что резервуар 30 содержит свежую глину, а резервуар 34 содержит
жидкость с высокой концентрацией сульфата алюминия и низкой концентрацией кислоты, жидкость затем
можно перекачивать из резервуара 34 через свежую глину в накопительный резервуар 35, при этом указанная
жидкость становится щелочной при прохождении через свежую глину. Затем жидкость из резервуара 33
можно перекачивать через глину в резервуар 34, где к ней можно добавить некоторое количество кислоты из
осадка, но не больше, чем это предотвратит щелочность жидкости при ее перекачивании через свежую
загрузку глины в резервуаре 30, как описано выше. Следующий шаг может Процесс заключается в
перекачивании жидкости из резервуара 32 в резервуар 33 через резервуар 30, после чего в нее добавляется
кислотный осадок. Жидкость в резервуаре 31, представляющая собой промывочную жидкость 90 от
окончательной промывки предыдущей партии глины, после добавления кислотного осадка может быть
перекачана через резервуар 30 в резервуар 32, после чего через резервуар 30 в резервуар 31 может быть
перекачана вода, не содержащая кислоты.
Теперь резервуар № 30 можно опорожнить, залить свежий клавий и повторить операцию.
При отработке процесса с использованием аппарата, показанного на рис. 4, следует понимать, что жидкость
может перекачиваться несколько раз вперед и назад между двумя резервуарами через резервуар 30 до
завершения желаемой реакции, или же она может перекачиваться вперед и назад из накопительного
резервуара через резервуар 30. Предпочтительно, чтобы соединения труб были такими, чтобы в каждом
случае жидкость проходила через глинистую массу, например, чтобы она поступала в нижнюю часть
резервуара 30 и выходила из него чуть выше верхнего уровня глинистой массы, находящейся в нем.
Следует также отметить, что согласно процессу, упомянутому в связи с аппаратом, показанным на рис. 4,
раствор последовательно хранится в резервуарах 31, 32, 33, 34 и 35, в то время как свежая глина
обрабатывается в процессе ее истощения последовательно раствором из резервуаров 34, 33, 32 и 31.
Фактически это сохраняет принцип противоточного потока, упомянутый в связи с аппаратом, описанным со
ссылкой на рис.
1
-3 При использовании любого типа оборудования следует соблюдать одинаковые меры предосторожности в
отношении концентрации кислоты 125.
Как уже упоминалось ранее, было установлено, что прокаленные образцы обычных глин могут быть
удовлетворительно выщелачены кислотным раствором с концентрацией около 30–35%, при этом более
высокие концентрации вызывают декрепитацию прокаленных образцов обычных глин, а более низкие
концентрации требуют громоздкого оборудования из-за, как следствие, медленной скорости растворения
оксида алюминия в серной кислоте. Поэтому удобно, что кислотный раствор можно разбавить, снизив его
концентрацию до 30–35%, что приведет к осаждению значительной части растворенных углеводородов,
которые могут быть отделены от них и использованы в качестве топлива при выполнении других этапов
описанного ниже процесса. Удобно, что это разделение может быть осуществлено путем помещения
кислотного раствора в резервуары и добавления воды. Отделившиеся масла будут плавать на поверхности
жидкости, и разбавленная кислота, содержащая оставшееся растворенное органическое вещество, может
быть затем откачана. со дна резервуара и используется в процессе выщелачивания.
Когда обожженные глиняные изделия обрабатывают отделенной кислотой из осадка, чтобы серная кислота
растворила в них оксид алюминия, обнаруживается, что отдельные изделия имеют относительно равномерно
распределенное по массе органическое вещество из кислоты с заметно более толстым слоем на внешней
поверхности. Считается, что это происходит в результате адсорбции и эффекта «высаливания» раствора
из-за соединения серной кислоты с оксидом алюминия с образованием сульфата алюминия. Таким образом
можно удалить достаточное количество органического вещества, чтобы полученный раствор лишь слегка
изменил цвет из-за наличия небольшого остатка органического вещества. Такой раствор может в небольшой
степени иметь характерный запах кислоты из осадка, но не настолько, чтобы сделать его непригодным для
многих применений, например, для фильтрации и осветления воды. Однако следы запаха можно легко
удалить путем выпаривания воды. После этого продукт подвергается воздействию повышенной температуры,
предпочтительно не превышающей 600 °C, в присутствии окислительной атмосферы.
Как уже указывалось, раствор, полученный в результате обработки глинистых тел кислотным раствором в
соответствии с изобретением, содержит, по сравнению с раствором, полученным при использовании
коммерческой серной кислоты, гораздо больший процент железа, присутствующего в виде солей железа(II), в
отличие от солей железа(III), последние нежелательны для многих применений сульфата алюминия и, если
присутствуют в сколько-нибудь значительном количестве, требуют последующей обработки раствора,
например, обработки алюминиевым шлаком или сульфидом натрия для восстановления солей железа(III) до
солей железа(II) перед использованием сульфата алюминия. Следовательно, по сравнению с
использованием коммерческой серной кислоты, настоящее изобретение снижает стоимость обработки
раствора для восстановления железа(II) до состояния железа(II), которое может присутствовать, или
полностью исключает необходимость этой обработки, в зависимости от количества присутствующего железа.
Остаточные глиняные изделия после обработки отделенным осадком и кислотой могут быть промыты, а затем
обработаны для удаления органических веществ, что удобно сделать путем нагревания их до тускло-красного
цвета в печи с окислительной атмосферой. Например, их можно поместить в любую подходящую печь с
пламенем, работающим на масле или угольном газе, нагреть примерно до 7000 °C и поддерживать при этой
температуре в течение нескольких минут, причем точное время зависит от окислительных характеристик
пламени, которому подвергаются изделия. Остаточные изделия имеют улучшенный цвет, будучи белее, чем
те, которые получаются при использовании коммерческой серной кислоты, что, как полагают, обусловлено
отбеливающим эффектом, возникающим при выгорании органического вещества, покрывающего и
распределяющегося по изделиям.
Образующиеся в результате обработки вещества, как показывают проведенные исследования, представляют
собой мелкопористые массы 100 химически активного диоксида кремния и, как полагают, состоят из
отдельных мельчайших частиц диоксида кремния, скрепленных кремнеземным материалом. Этот материал
полезен в различных областях техники, например, в порошкообразном виде в качестве заменителя
фуллеровой глины для наполнения бумаги, а также в различных размерах для использования в процессах
адсорбции, например, для осветления и фильтрации нефтепродуктов. Масло, например, пропускаемое через
башню, содержащую этот материал, осветляется адсорбцией за счет удаления из него различных
углеводородов и тому подобного, которые придают исходному маслу 115 нежелательный цвет.
Адсорбционный материал, изготовленный в соответствии с изобретением, может быть легко пригоден для
повторного использования в этом или подобных процессах путем нагревания его до такой температуры, что
адсорбированные 120 углеводороды и тому подобное сжигаются или удаляются, и в этом отношении он
превосходит природную фуллерову глину и инфузориальную глину. Вследствие отсутствия в нем свободного
оксида алюминия или легкоплавких соединений 125, которые, присутствуя в значительных количествах, как в
природных землях, вызывают слипание материала, во всех исследованных процессах адсорбции
температура 7000 °F вызывает эффективное повторное удаление адсорбированных примесей, и материал,
полученный по изобретению, может быть нагрет выше этой температуры, в некоторых случаях до 14000 °F,
без вредных последствий. Таким образом, изобретение, с одной стороны, предусматривает получение
твердого остатка, который не содержит больше свободного оксида алюминия или легкоплавких соединений
алюминия, чем позволяет нагреть материал до такой температуры, которая позволит восстановить его для
повторного использования в процессе адсорбции.
Следует понимать, что описанные выше примеры практического применения процесса и оборудования носят
исключительно иллюстративный характер, и что допускаются значительные отклонения от них без выхода за
рамки изобретения, как это определено в пунктах формулы изобретения.
Теперь, подробно описав и определив природу моего изобретения и то, каким образом оно предназначено...
Соседние файлы в папке патенты