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

В. И. Пак, аспирант, кафедра цветных металлов и золота, эл. почта: pak_vyacheslav@mail.ru
С. С. Киров, доцент, кафедра цветных металлов и золота, канд. техн. наук, эл. почта: kirovss@list.ru
О. И. Мамзурина, старший преподаватель, кафедра металловедения цветных металлов, эл. почта: mamzur309@mail.ru
А. Ю. Наливайко, старший преподаватель, кафедра цветных металлов и золота, канд. техн. наук, эл. почта: nalivaiko@misis.ru

Изучено влияние температуры, содержания AlCl3 в исходном растворе и расхода газообразного HCl на степень кристаллизации AlCl₃·6H₂O из алюмохлоридных растворов выщелачивания каолиновых глин российских месторождений. Эксперименты проводили путем введения в раствор оборотного газообразного хлористого водорода. Способ основан на снижении растворимости хлорида алюминия при увеличении концентрации HCl в системе. Изучено влияние примеси железа на показатели кристаллизации. Эксперименты проводили с содержаниями хлорида железа в исходном растворе, равными 8,5 и 16,7 г/л. Определено, что примесь железа не оказывает существенного влияния на ход процесса кристаллизации, однако увеличение концентрации Fe³⁺ в исходном растворе в 2 раза приводит к росту содержания железа в кристаллах гексагидрата хлорида алюминия (ГХА) в 1,5 раза. Выявлено, что основная часть примесей в кристаллах AlCl₃·6H₂O представлена остатками маточного раствора на поверхности частиц. Установлено влияние температуры на физико-химические свойства осаждаемых кристаллов. Средний размер кристаллов, полученных при высокотемпературной кристаллизации AlCl₃·6H₂O составил 500 мкм, при низкотемпературной — 250 мкм. Выявлено, что при высокотемпературной кристаллизации частицы AlCl₃·6H₂O образуют более крупные агломераты, что способствует увеличению эффективности фильтрации и промывки кристаллов. Проведены исследования кристаллов AlCl₃·6H₂O, полученных в различных режимах кристаллизации. Изучено влияние промывки кристаллов AlCl₃·6H₂O концентрированной соляной кислотой. Выяв лено, что промывка кристаллов позволяет снизить количество увлеченных с раствором приме сей на 70–80 %.

1. Пойлов В. З. Закономерности массовой политермической кристаллизации хлорида калия // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2016. № 2. С. 106–119.
2. Матусевич Л. Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности. — М. : Химия, 1968. — 340 с.
3. Бричкин В. Н., Сизяков В. М., Облова И. С., Федосеев Д. В. Промышленный синтез тонкодисперсного гидроксида алюминия при переработке алюминийсодержащего сырья // Цветные металлы. 2018. № 10. С. 45–51.
4. Хамский Е. В. Кристаллизация в химической промышленности. — М. : Химия, 1979. — 343 с.
5. Ларичев Т. А., Титов Ф. В., Сечкарев Б. А., Сотникова Л. В. Массовая кристаллизация и определение дисперсионных характеристик микрокристаллов галогенидов серебра : учебное пособие / Кемеровский госуниверситет. — 2-е изд., перераб. и допол. — Кемерово : Кузбассвузиздат, 2004. — 88 с.
6. Бричкин В. Н., Куртенков Р. В., Федосеев Д. В. Кинетические закономерности гидрометаллургических процессов при участии газовой фазы и их влияние на выбор технологического режима // Вестник Иркутского Государственного технического университета. 2016. № 3. С. 97–104.
7. Guo Y., Yang X., Cui H., Cheng F., Yang F. Crystallization behavior of AlCl₃·6H₂O in hydrochloric system // Huagong Xuebao/ CIESC Journal. 2014. Vol. 65, Iss. 10. P. 3960–3967.
8. Лайнер Ю. А. Комплексная переработка алюминий-содержащего сырья кислотными способами. — М. : Наука, 1982. — 208 с.
9. Guo Y., Lv H., Yang X., Cheng F. AlCl₃·6H₂O recovery from the acid leaching liquor of coal gangue by using concentrated hydrochloric inpouring // Separation and Purification Technology. 2015. Vol. 151. P. 177–183.
10. Yuan M., Qiao X., Yu J. Phase equilibria of AlCl₃ + FeCl₃ + H₂O, AlCl₃ + CaCl₂ + H₂O and FeCl₃ + CaCl₂ + H₂O at 298.15 K // Journal of Chemical and Engineering Data. 2016. Vol. 61, Iss. 5. P. 1749–1755.
11. Wang J., Petit C., Zhang X., Cui S. Phase equilibrium study of the AlCl₃ + CaCl₂ + H₂O system for the production of aluminum chloride hexahydrate from Ca-Rich Flue Ash // Journal of Chemical and Engineering Data. 2016. Vol. 61, Iss. 1. P. 359–369.
12. Несмеянов А. Н., Баранов В. И., Заборенко К. Б., Руденко Н. П., Приселков Ю. А. Практическое руководство по радиохимии. — М. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1956. — 398 с.
13. Ajemba R. O., Onukwuli O. D. Kinetic Model for Ukpor Clay Dissolution in Hydrochlorlc Acid Solution // Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences (JETEAS). Scholarlink Research Institute Journals. 2012. No. 3. P. 448–454.
14. Lima P. A., Angélica R., Neves R. Dissolution kinetics of Amazonian metakaolin in hydrochloric acid // Clay Minerals. 2017. № 1. P. 75–82.
15. Cheng H., Zhang J., Lv H., Guo Y., Cheng W. et al. Separating NaCl and AlCl₃·6H₂O crystals from acidic solution assisted by the non-equilibrium phase diagram of AlCl₃ – NaCl – H₂O(–HCl) saltwater system at 353.15 K // Crystals. 2017. Vol. 7, Iss. 8. P. 244.
16. Suss A. G., Damaskin A. A., Senyuta A. S., Panov A. V., Smirnov A. A. The influence of the mineral composition of lowgrade aluminum ores on aluminium extraction by acid leaching // Light Metals. 2014. P. 105–109.
17. Al-Zahrani A. A., Abdul-Majid M. H. Extraction of Alumina from Local Clays by Hydrochloric Acid Process // JKAU: Eng. Sci. 2009. Vol. 20, No. 2. P. 29–41.
18. Балмаев Б. Г., Киров С. С., Пак В. И., Иванов М. А. Кинетика высокотемпературного солянокислотного выщелачивания каолиновых глин восточносибирских месторождений в лабораторных и укрупненных условиях // Цветные металлы. 2018. № 3. С. 38–45.
19. Балмаев Б. Г., Тужилин А. С., Киров С. С., Шебалкова А. Ю. Математическое моделирование и оптимизация процесса получения гидроксохлорида алюминия // Цветные металлы. 2017. № 3. С. 57–62. DOI: 10.17580/tsm.2017.03.09
20. Пак В. И., Киров С. С., Мамзурина О. И., Наливайко А. Ю. Изучение закономерностей кристаллизации гексагидрата хлорида алюминия из солянокислых растворов. Часть 1. Кинетика процесса // Цветные металлы. 2020. № 1. С. 47–53. DOI: 10.17580/tsm.2017.01.07
21. Коган В. Б., Фридман В. М., Кафаров В. В. Справочник по растворимости. — М. – Л. : Изд-во Академии наук СССР, 1962. — 1961 с.
22. Балмаев Б. Г., Киров С. С., Иванов М. А., Пак В. И. Моделирование процесса фильтрования алюминий содержащей солянокислой пульпы // Цветные металлы. 2017. № 10. С. 63–68. DOI: 10.17580/tsm.2017.10.07