Разработка электрохимического способа очистки алюмохлоридных растворов от железа

В настоящее время одним из перспективных направлений в металлургии алюминия является переработка высококремнистых маложелезистых руд. Одним из способов переработки этого сырья является кислотный способ. Целью данного является перевод алюминия из руды в состав растворимой алюминиевой соли, которую потом подвергают очистке от примесей и прежде всего, от железа.

Однако кислотные способы обладают недостатками, а это:

− сложность и дороговизна регенерации кислот;

− жесткие требования к аппаратуре по химической стойкости.

Нами предложен новый электрохимический способ отделения алюминия от железа в кислом растворе. Задачей данного метода является электроосаждение железа на стальном катоде из маточного раствора. В ходе электролитических реакций будет происходить очистка алюмохлоридного раствора от железа и насыщение его алюминием, вследствие растворения алюминиевого анода.

Схема установки для проведения поляризационных измерений изображена на рисунке 1.  Использование боковых алюминиевых анодов в ячейке позволяет  равномерно распределить ток по поверхности исследуемого электрода. Основная часть установки – электролитическая ячейка, заполненная исследуемым раствором. Стальной катод, расположен в средней части ячейки. Через электролитические ключи и промежуточный сосуд ячейка подсоединена к электроду сравнения.

 

Рисунок 1. Установка для проведения поляризационных измерений:

1 − выпрямитель АКИП – 1105; 2 –железный катод; 3 − алюминиевые аноды; 4 – электролитические ключи; 5 – электрод сравнения ЭСр–10108/3,5; 6 – солянокислый раствор; 7 – раствор KCl.

Анализ полученных данных показал, что  для получения высоких значений выхода по току железа от 75 до 95%  необходимо поддерживать катодную плотность тока от 0,01 до 0,15 А/см², при этом кислотность алюмохлоридного раствора должна находиться  в диапазоне  рН от 1 до 3, а температура − 70 ÷ 85° С. 

В настоящее время формируется патент на разработку  опытной установки для получения гидроксида алюминия из  алюмохлоридных растворов с целью получения конечного продукта – глинозема.

Работа проведена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения обязательств по Соглашению о предоставлении субсидии от «23» октября 2014 г. № 14.578.21.0072.