способ удаления нерастворимых в воде веществ из растворов, содержащих переведенные путем химического вскрытия в водорастворимую форму металлы

Формула изобретения

1. Способ удаления нерастворимых в воде веществ из растворов, содержащих переведенные путем химического вскрытия в водорастворимую форму металлы, добавлением по меньшей мере одного водорастворимого катионного полиэлектролита, отличающийся тем, что используют полиэлектролит, который содержит в пересчете на все его количество, по меньшей мере 50 мол.% нейтрализованного или кватернизованного по меньшей мере одной минеральной кислотой и затем полимеризированного диалкиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют катионный полиэлектролит, который содержит в пересчете на все его количество по меньшей мере 70 мол.%, предпочтительно по меньшей мере 90 мол.%, нейтрализованного или кватернизованного минеральной кислотой и затем полимеризированного диалкиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что используют катионный полиэлектролит в виде по меньшей мере одного гомополимера, полученного из нейтрализованного или кватернизованного по меньшей мере одной минеральной кислотой и затем полимеризированного диалкиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют полиэлектролит в виде по меньшей мере одного сополимера акриламида и нейтрализованного или кватернизованного по меньшей мере одной минеральной кислотой и затем полимеризированного диалкиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют сополимеры, у которых частное от деления характеристической вязкости сополимера на молярное соотношение между акриламидом и диметиламинопропилакриламидом составляет по меньшей мере 200 мл/г.

6. Способ по любому из пп.1, 2 или 4 и 5, отличающийся тем, что используют полиэлектролит, степень полимеризации которого составляет по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 98%.

7. Способ по любому из пп.1, 2 или 4 и 5, отличающийся тем, что используют полиэлектролит, в котором в пересчете на всю его массу на долю собственно полиэлектролита приходится 40 мас.%, а на долю воды приходится 60 мас.% и вязкость которого, определяемая по методу Брукфилда при температуре 20°С с использованием шпинделя IV, составляет от 1000 до 14000 мПа·с, предпочтительно от 4000 до 8000 мПа·с.

8. Способ по любому из пп.1, 2 или 4 и 5, отличающийся тем, что раствором, содержащим переведенные путем химического вскрытия в водорастворимую форму металлы, является раствор, получаемый при вскрытии сырья в процессе получения диоксида титана, проводимом предпочтительно сульфатным методом.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствором, содержащим переведенные путем химического вскрытия в водорастворимую форму металлы, является раствор, получаемый при вскрытии сырья в процессе получения оксида алюминия, проводимом предпочтительно по способу Байера.

10. Способ по любому из пп.1, 2, 4, 5 или 9, отличающийся тем, что полиэлектролит используют либо в виде жидкости, либо в виде дисперсии типа "вода в воде", либо в виде гранулята.

11. Способ по любому из пп.1, 2, 4, 5 или 9, отличающийся тем, что конечная концентрация полиэлектролита в пересчете на массу полученного в процессе вскрытия раствора составляет от 1 до 500 част./млн, предпочтительно от 2 до 250 част./млн, наиболее предпочтительно от 5 до 50 част./млн.

12. Способ по любому из пп.1, 2, 4, 5 или 9, отличающийся тем, что полученный в процессе вскрытия раствор имеет повышенную температуру, предпочтительно температуру от 80 до 110°С.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что процесс вскрытия по способу Байера предусматривает выполнение, по меньшей мере, следующих стадий:

а) вскрытие измельченного боксита с помощью горячего водного раствора едкого натра,

б) отделение крупнозернистой твердой фракции путем фильтрации предпочтительно через песчаный фильтр,

в) отделение мелкозернистой твердой фракции и

г) выделение гидроксиалюмината осаждением из полученного в процессе вскрытия раствора путем его охлаждения,

при этом до и/или после проводимого на стадии б) отделения крупнозернистой твердой фракции добавляют по меньшей мере один катионный полиэлектролит.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что осветленный раствор, полученный в результате выделения из него гидроксиалюмината на стадии г), по меньшей мере частично подвергают переработке путем его очистки и/или путем добавления к нему гидрокарбоната натрия, и/или путем его концентрирования упариванием, и/или путем его нагрева и по меньшей мере частично используют повторно для вскрытия боксита на стадии а).

15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что после добавления катионного полиэлектролита последовательно во времени на той же стадии способа либо на одной из последующих стадий способа, но до проводимого на стадии в) отделения мелкозернистой твердой фракции добавляют по меньшей мере один водорастворимый анионный полиэлектролит.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют анионный полиэлектролит, который содержит следующие компоненты в полимеризованном виде:

а) акриловую кислоту и/или метакриловую кислоту в количестве от 90 до 30 мас.%,

б) соединение формулы

в которой R₁ обозначает водород или метильный остаток, R₂ и R ₃ могут иметь идентичные или различные значения и представляют собой метильный или этильный остаток, а Х обозначает необязательно разветвленный алкиленовый остаток с 1-5 атомами углерода, в количестве от 10 до 60 мас.%,

в) при необходимости акриламидометилпропансульфоновую кислоту в количестве от 0 до 50 мас.%,

г) другое этиленово-ненасыщенное соединение в количестве от 0 до 10 мас.% и молекулярная масса которого, измеренная при рН 8,0, составляет менее 100000.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют анионный полиэлектролит, степень полимеризации которого составляет по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 98%.

18. Способ по любому из пп.13 и 14, отличающийся тем, что катионный полиэлектролит добавляют к полученному в процессе вскрытия раствору в дозированных количествах в зависимости от содержания гуминовой кислоты в полученном в процессе вскрытия растворе.

19. Способ по любому из пп.1, 2, 4 и 5, отличающийся тем, что катионный полиэлектролит добавляют многократно на различных стадиях технологического процесса, проводимого по способу Байера.

20. Способ по п.15, отличающийся тем, что катионный и/или анионный полиэлектролиты добавляют многократно.

21. Устройство для получения оксида алюминия из боксита по способу Байера, содержащее по меньшей мере емкость для вскрытия боксита, систему отделения твердых веществ, емкость для осаждения или устройство фильтрации и устройство добавления катионного полиэлектролита, который содержит в пересчете на все его количество по меньшей мере 50 мол.% нейтрализованного или кватернизованного минеральной кислотой и затем полимеризированного диалкиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способу удаления нерастворимых в воде веществ из растворов, содержащих переведенные путем химического вскрытия в водорастворимую форму металлы, добавлением водорастворимых катионных полиэлектролитов, содержащих нейтрализованные или кватернизованные минеральными кислотами и затем полимеризованные диметиламинопропилакриламиды, и к соответствующему устройству для осуществления этого способа.

Некоторые металлы и их соединения извлекают из природного сырья путем их перевода в водорастворимую форму. Так, например, алюминий получают из оксида алюминия, извлекаемого из боксита широко распространенным способом Карла-Йозефа Байера. В соответствии с этим способом измельченный боксит вскрывают с помощью горячего водного раствора едкого натра и алюминий переводят в алюминат натрия, который при высоких температурах остается растворенным в растворе, полученном в процессе вскрытия, а при снижении температуры выпадает в осадок. При вскрытии природного сырья для перевода в водорастворимую форму содержащихся в нем ценных компонентов (металлов) в водную фазу переходят не только растворимые, но и диспергированные и коллоидные не растворимые в воде примеси, содержащиеся в сырье. Подобные не растворимые в воде примеси и прежде всего не растворимые в воде органические примеси, такие, например, как гуминовые вещества, красный шлам и оксалаты, которые присутствуют в полученном в процессе вскрытия растворе в коллоидном или диспергированном виде, создают проблемы главным образом при осаждении соединений металлов. Такие не растворимые в воде примеси препятствуют осаждению соединений металлов из полученных в процессе вскрытия растворов и загрязняют осажденный продукт. Кроме того, содержание этих нерастворимых в воде соединений постепенно увеличивается в полученных в процессе вскрытия растворах, которые используются в подобных процессах повторно.

В патенте US 4578255 описан способ снижения концентрации нерастворимых в воде примесей типа гуминовых кислот в растворах, получаемых в процессе вскрытия по способу Байера, путем частичного осаждения этих примесей с помощью водорастворимых полимерных солей четвертичного аммониевого основания, прежде всего с помощью гомополимеров, полученных из мономеров диаллилдиметиламмонийхлорида. При этом снизить концентрацию гуминовых кислот до технически приемлемого уровня позволяют только гомополимеры полидиаллилдиметиламмонийхлорида, тогда как эффект от использования других полимерных солей четвертичного аммониевого основания и гетерогенных сополимеров полученных, например, из диаллилдиметиламмонийхлорида и акриламида, значительно ниже. Помимо этого процесс получения таких соединений является сравнительно сложным. Кроме того, подобные полимеры не доступны в виде твердого вещества. Еще один недостаток этих полимерных продуктов состоит в том, что их эффективность все еще остается на достаточно низком уровне.

В основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ, который не имел бы недостатков, присущих известным из уровня техники решениям.

Указанная задача решается с помощью способа удаления нерастворимых в воде веществ из растворов, содержащих переведенные путем химического вскрытия в водорастворимую форму металлы, добавлением по меньшей мере одного водорастворимого катионного полиэлектролита, который содержит в пересчете на все его количество по меньшей мере 50 мол.% нейтрализованного или кватернизованного по меньшей мере одной минеральной кислотой и затем полимеризированного диаллиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

Предпочтительно, чтобы на долю указанного нейтрализованного или кватернизованного минеральной кислотой и затем полимеризированного диаллиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида, в таком катионном полиэлектролите приходилось в пересчете на все его количество по меньшей мере 70 мол.%, наиболее предпочтительно 90 мол.%.

Наиболее предпочтительным является катионный полиэлектролит в виде гомополимера, полученного из нейтрализованного или кватернизованного минеральной кислотой и затем полимеризированного диаллиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

Предпочтительны далее сополимеры акриламида и нейтрализованного или кватернизованного минеральной кислотой и затем полимеризированного диаллиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

Особо предпочтительны такие сополимеры, у которых частное от деления характеристической вязкости сополимера на молярное соотношение между акриламидом и диметиламинопропилакриламидом составляет по меньшей мере 200 мл/г.

Предпочтительные для применения в предлагаемом в изобретении способе сополимеры, получаемые из акриламида и диметиламинопропилакриламида, известны, например, из заявки ЕР 0228637 В1 по описанному в этой заявке их применению для обезвоживания шламов, образующихся при осветлении. При этом способ получения таких сополимеров из акриламида (АКА) и диметиламинопропилакриламида (ДМАПАА) описан на cc.3 и 10 указанной заявки ЕР 0228637 В1, которая в соответствии с этим включена в настоящее описание в качестве ссылки и является его частью.

Рассмотренные в настоящем описании гомополимеры, а также сополимеры можно получать известными методами полимеризации.

Ниже в качестве примера описано получение сополимеров из АКА и нейтрализованного или кватернизованного минеральными кислотами ДМАПАА. Для обеспечения требуемой величины частного от деления характеристической вязкости на молярное соотношение между АКА и ДМАПАА, равной по меньшей мере 200 мл/г, важное значение имеет чистота ДМАПАА. ДМАПАА для возможности получения на его основе гомополимеров, равно как и сополимеров, практически не должен содержать бифункциональных соединений, т.е. их присутствие в ДМАПАА допустимо лишь в исключительно малых количествах. Такие бифункциональные соединения инициируют образование сетчатой структуры в полимере и в результате приводят к образованию нерастворимых в воде компонентов, которые снижают эффективность продукта при его последующем применении. По этой причине степень сшивания полимера необходимо удерживать на столь низком уровне, чтобы оно не оказывало сколь-нибудь существенного отрицательного влияния на водорастворимость полимерного продукта. Так, например, следует обеспечить возможность получения N-аллилакриламида из ДМАПАА в результате отщепления от него диметиламина. Для получения сополимеров с указанными выше значениями частного от деления характеристической вязкости на молярное соотношение между АКА и ДМАПАА количество N-аллилакриламида не должно превышать 30 част./млн. Для сополимеризации ДМАПАА с АКА сначала образуют соль основных мономеров с кислотами, соответственно получают продукт взаимодействия с кватернизующими агентами, такими, например, как метилхлорид или диметилсульфат. Затем получают водный раствор катионизированного таким путем мономера с соответствующими относительными количествами акриламида и полимеризуют путем радикальной полимеризации. Полимеризацию можно инициировать с помощью окислительно-восстановительных систем, например с помощью системы бисульфит натрия/пероксодисульфат калия, с помощью термически разлагающихся инициаторов, таких, например, как азобиизобутиронитрил, или же с помощью образуемых фотохимическим путем радикалов, например из бензоинизопропилового эфира. В результате полимеризации в зависимости от содержания влаги в конечном продукте получают высоковязкий раствор, резиноподобный гель или хрупкое твердое вещество. Снижением содержания влаги в таком продукте до 5-15% и его измельчением можно получить сополимер в виде порошка с крупностью частиц от 0,1 до 1 мм. Диметиламино-пропилакриламид (ДМАПАА) можно получать, например, в соответствии с DE 2502247 А или ЕР 0070425 А взаимодействием 1 моля акриловой кислоты, соответственно акриламида с 2 молями диметиламинопропиламина с последующим пиролизом.

Степень полимеризации пригодных для применения в предлагаемом в изобретении способе полиэлектролитов предпочтительно составляет по меньшей мере 90%, более предпочтительно по меньшей мере 95%, преимущественно по меньшей мере 98%. Наиболее предпочтительно, чтобы указанная степень полимеризации составляла 100%.

Определяемая по методу Брукфилда при температуре 20°С с использованием шпинделя IV вязкость используемых в соответствии с изобретением полиэлектролитов, в которых в пересчете на всю их массу на долю собственно полиэлектролита приходится 40 мас.%, а на долю воды приходится 60 мас.%, составляет предпочтительно от 1000 до 14000 мПа·с, более предпочтительно от 4000 до 8000 мПа·с.

Применяемые в соответствии с изобретением полиэлектролиты можно получать, транспортировать и использовать в предлагаемом в изобретении способе либо в виде жидкости, либо в виде дисперсии типа "вода в воде", либо в виде гранулята. Дисперсии типа "вода в воде" обеспечивают быстрое растворение полиэлектролитов в водных растворах без окомковывания. Преимущество полиэлектролитов в виде гранулятов состоит в простоте оперирования с ними и их транспортировки. Грануляты перед их добавлением к водным растворам, получаемым в процессе вскрытия, предпочтительно предварительно разбавлять или переводить в диспергированную форму.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов полиэлектролит используют в предлагаемом в изобретении способе в конечной концентрации, составляющей в пересчете на все количество полученного в процессе вскрытия раствора от 1 до 500 част./млн, более предпочтительно от 2 до 250 част./млн, наиболее предпочтительно от 5 до 50 част./млн.

Представленные в настоящем описании полиэлектролиты благодаря их высокой теплостойкости, которую они способны сохранять и в каустических растворах, предпочтительно использовать для обработки получаемых в процессе вскрытия растворов, имеющих повышенную температуру, прежде всего температуру в пределах от 80 до 110°С.

Согласно еще одному предпочтительному варианту предлагаемым в изобретении способом предлагается обрабатывать водные растворы, которые образуются при вскрытии металлических руд в процессе получения диоксида титана, наиболее предпочтительно водных растворов, которые образуются в процессе получения диоксида титана сульфатным методом. При получении диоксида титана таким сульфатным методом шлак, получаемый из ильменита (FeTiO₃) его прямым восстановлением углеродом кокса, обрабатывают концентрированной серной кислотой при температуре от 100 до 180°С и полученный при этом кек из подвергаемого вскрытию материала, необязательно с добавлением к нему железного скрапа для восстановления трехвалентного железа, растворяют в горячей воде, соответственно в растворе едкого натра, что сопровождается выпадением в осадок гидрата диоксида титана, который во вращающихся трубчатых печах подвергают кальцинированию при температуре от 800 до 1000°С с получением мелкозернистого анатаза, соответственно кальцинированию при температуре более 1000°С с получением крупнозернистого рутила либо кальцинированию при температуре от 800 до 1000°С в присутствии зародышей рутила с получением мелкозернистого рутила.

Используемый в предлагаемом способе катионный полиэлектролит связывает и органические, и неорганические не растворимые в воде твердые вещества, находящиеся в коллоидном либо диспергированном состоянии.

В соответствии со следующим предпочтительным вариантом предлагаемого в изобретении способа предлагается обрабатывать водные растворы, которые используются при вскрытии металлических руд в процессе получения оксида алюминия, предпочтительно по способу Байера. При получении оксида алюминия способом Байера боксит измельчают и алюминий переводят в горячем водном растворе едкого натра в растворимую соль в виде тетрагидроксиалюмината натрия. Большинство других компонентов боксита не растворимы в получаемом в процессе вскрытия щелочном растворе. Далее полученный в процессе вскрытия горячий раствор несколько охлаждают и затем от него в фильтре грубой очистки, в качестве которого обычно используют песчаный фильтр, отделяют более крупную нерастворимую фракцию. Обычно за фильтром грубой очистки дополнительно предусматривают еще один фильтр - фильтр тонкой очистки, в котором от раствора отделяют самую мелкую не растворимую в нем фракцию. Фильтры грубой и тонкой очистки для удаления задержанного ими материала периодически через равные промежутки времени либо непрерывно промывают водой. Затем алюминатный раствор после предварительного отделения от него в указанных фильтрах нерастворимых в нем компонентов охлаждают до тех пор, пока из него в осадок не начнет выпадать гидроксид алюминия. Осажденный таким путем гидроксид алюминия после этого подвергают классификации, т.е. отделяют крупнозернистую фракцию твердого вещества, а более мелкую фракцию твердого вещества, обычно с диаметром частиц менее 45 мкм, используют повторно в качестве затравочных кристаллов для последующего осаждения. Более крупную фракцию осажденного гидроксида алюминия промывают водой и путем кальцинирования переводят в оксид алюминия. При проведении рассмотренного выше процесса в промышленном масштабе остающийся раствор, полученный в процессе вскрытия, в последующем вновь нагревают и при необходимости упаривают и/или к нему затем в дозированных количествах добавляют раствор едкого натра и/или из него удаляют примеси.

Бокситное сырье в зависимости от его месторождения содержит углерод в количестве от 0,01 до 0,25%. Подобные углеродсодержащие соединения в процессе вскрытия боксита большей частью переходят в гуминовые вещества, оксалаты и карбонаты. Некоторые из этих веществ, такие, например, как гуминовые вещества и оксалаты, представлены в нерастворимой в воде форме в виде диспергированных твердых частиц и/или коллоидов, которые невозможно удалить из раствора традиционными методами фильтрации. Эти и иные нерастворимые в воде органические и/или неорганические примеси оказывают отрицательное влияние на эффективность и скорость осаждения гидроксида алюминия из содержащего алюминат раствора, полученного в процессе вскрытия. При этом электрически заряженные примеси, такие, например, как гуминовые вещества, можно удалить из полученного в процессе вскрытия раствора с помощью катионных полиэлектролитов перед стадией осаждения.

В соответствии с этим процесс вскрытия боксита по способу Байера предусматривает предпочтительно выполнение по меньшей мере следующих стадий:

а) вскрытие измельченного боксита с помощью горячего водного раствора едкого натра,

б) отделение крупнозернистой твердой фракции путем фильтрации предпочтительно через песчаный фильтр,

в) отделение мелкозернистой твердой фракции,

г) выделение гидроксиалюмината осаждением из полученного в процессе вскрытия раствора путем его охлаждения.

Применяемые согласно изобретению катионные полиэлектролиты в принципе можно добавлять в дозированных количествах к полученному в процессе вскрытия раствору на любом этапе между стадией а) и стадией г), однако самое позднее их необходимо добавлять перед последней стадией фильтрации, предшествующей осаждению гидроксида алюминия.

Описанный выше катионный полиэлектролит предпочтительно добавлять до и/или после проводимого на стадии б) отделения крупнозернистой твердой фракции, при этом такой катионный полиэлектролит предпочтительно добавлять в дозированных количествах к промывочной воде, используемой на стадии отделения крупнозернистой твердой фракции.

Осветленный раствор, полученный в результате выделения из него гидроксиалюмината на стадии г), предпочтительно по меньшей мере частично подвергать переработке путем его очистки и/или путем добавления к нему гидрокарбоната натрия и/или путем его концентрирования упариванием и/или путем его нагрева и по меньшей мере частично использовать повторно для вскрытия боксита на стадии а). В этом случае катионный полиэлектролит можно добавлять в раствор в дозированных количествах отдельно в ходе собственно технологического процесса или же дополнительно в ходе указанной переработки раствора.

В полученный в процессе вскрытия раствор в дополнение к катионному полиэлектролиту предпочтительно добавлять также по меньшей мере один анионный электролит. Наиболее предпочтительны при этом анионные электролиты на основе акриламида и акриловой кислоты, которые описаны, например, в заявке ЕР 0256312 В1, которая в соответствии с этим включена в настоящее описание в качестве ссылки и тем самым является его частью. Анионные электролиты можно добавлять к полученному в процессе вскрытия раствору на той же стадии, на которой в него добавляют катионные полиэлектролиты, или же на последующей стадии технологического процесса. При этом, однако, следует учитывать, что в полученный в процессе вскрытия раствор сначала следует добавлять катионный полиэлектролит и что с момента его добавления должно пройти достаточное для его взаимодействия с органическими примесями время, и лишь после этого в раствор можно добавлять анионный полиэлектролит.

Предпочтительно использовать анионный полиэлектролит, который содержит следующие компоненты в полимеризованном виде:

а) акриловую кислоту и/или метакриловую кислоту в количестве от 90 до 30 мас.%,

б) соединение формулы

в которой R₁ обозначает водород или метильный остаток, R₂ и R ₃ могут иметь идентичные или различные значения и представляют собой метильный или этильный остаток, а Х обозначает необязательно разветвленный алкиленовый остаток с 1-5 атомами углерода, в количестве от 10 до 60 мас.%,

в) при необходимости акриламидометилпропансульфоновую кислоту в количестве от 0 до 50 мас.%,

г) другое этиленово ненасыщенное соединение в количестве от 0 до 10 мас.%

и молекулярная масса которого, измеренная при рН 8,0, составляет менее 100000.

Подобные соединения описаны в заявке ЕР 0256312 В1, согласно которой они используются в качестве диспергаторов.

Такие анионные полиэлектролиты получают полимеризацией известными методами. Полимеризацию мономеров предпочтительно проводить в водном растворе либо в смеси воды и смешивающихся с водой растворителей, таких как спирт, например изопропанол. Инициировать такую полимеризацию можно аналогично описанному выше для полимеризации катионных полимеров инициированию.

Применяемые в предлагаемом в изобретении способе анионные полиэлектролиты предпочтительно имеют молекулярную массу, составляющую при ее определении гель-проникающей хроматографией от 500 до 50000, и/или предпочтительно имеют степень полимеризации, составляющую по меньшей мере 90%, более предпочтительно по меньшей мере 95%, преимущественно по меньшей мере 98%. Наиболее предпочтительна степень полимеризации, составляющая 100%.

Согласно еще одному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения в осветленный раствор, полученный на той стадии фильтрации, на которой добавляют анионный полиэлектролит, предлагается дополнительно добавлять катионный полиэлектролит.

Поскольку содержание органических примесей в бокситном сырье в зависимости от его месторождения варьируется в широких пределах, полиэлектролиты предпочтительно добавлять в дозированных количествах в зависимости от содержания гуминовой кислоты в полученном в процессе вскрытия растворе, которое тем самым является регулирующей величиной.

Катионный и/или анионный полиэлектролит можно добавлять многократно на различных стадиях технологического процесса, проводимого по способу Байера.

Еще одним объектом настоящего изобретения является устройство, предназначенное для осуществления проводимого по способу Байера способа получения оксида алюминия из боксита и имеющее по меньшей мере емкость для вскрытия боксита, систему отделения твердых веществ и емкость для осаждения или устройство фильтрации, а также устройство добавления по меньшей мере одного катионного полиэлектролита, который содержит в пересчете на все его количество по меньшей мере 50 мол.% нейтрализованного или кватернизованного минеральной кислотой и затем полимеризированного диаллиламиноалкил(мет)акриламида, предпочтительно диметиламинопропилакриламида.

Подобное устройство добавления катионного полиэлектролита предпочтительно выполнено в виде загрузочного патрубка для подачи водных растворов или дисперсий либо в виде смесительной камеры с доступом к получаемому в процессе вскрытия раствору. Это устройство добавления катионного полиэлектролита может располагаться на любом устройстве, которое используется в процессе вскрытия боксита по способу Байера и которое расположено в технологической цепи до позиции окончательного отделения твердых веществ, предшествующего стадии осаждения.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере его осуществления. Этот пример лишь иллюстрирует изобретение и не ограничивает его объем.

Пример

Осаждение нерастворимых в воде примесей

Смесь бокситов, которая на 60 мас.% состояла из боксита типа А с месторождения Вейпе и на 40 мас.% из боксита с месторождения Боке, с содержанием углерода примерно 2,0% вскрывали по способу Байера в полупромышленном масштабе.

К полученному в процессе вскрытия щелочному раствору добавляли 1 мас.%-ный водный катионный раствор гомополимера, полученного из кватернизованного и затем полимеризованного диметиламинопропилакриламида, доводя концентрацию катионного полимера в этом щелочном растворе до конечной величины, равной 40 част./млн, и затем перемешивали в течение 3 мин. При этом использовали гомополимерные электролиты с вязкостью 1500, 3900 или 6450 мПа·с, которую определяли при 20°С методом Брукфилда с использованием шпинделя типа IV при частоте его вращения 10 об/мин, анализируя водный раствор, который в пересчете на всю его массу содержал 40 мас.% гомополимера. Опыты проводили с полученным в процессе вскрытия раствором, конечный объем которого в измерительном цилиндре составлял 1000 мл. Далее раствору давали отстояться в течение последующих 5 мин, а затем определяли мутность осветленной надосадочной жидкости, образец которой с этой целью анализировали с помощью спектрального фотометра типа Philipps PU 8620 при длине волны 691 нм. В отличие от контрольных смесей, которые не содержали катионных полимеров и которые поэтому не оказывали никакого влияния на мутность надосадочной жидкости, образующейся после отстаивания полученного в процессе вскрытия раствора, все катионные полиэлектролиты с указанными выше значениями вязкости значительно снижали степень мутности анализируемой надосадочной жидкости.