專利名稱：用含鋁廢水制硫酸鋁銨的方法
一種硫酸鋁銨的制造方法。本發(fā)明是關(guān)于有機(jī)合成中弗瑞德-克來(lái)福特(Friedel-Crafts)反應(yīng)過(guò)程中所用三氯化鋁被進(jìn)一步利用生產(chǎn)硫酸鋁銨的方法。
目前，硫酸鋁銨是以鋁土礦(含氧化鋁40%)，硫酸，硫酸銨為基礎(chǔ)原料來(lái)制備。需大量耗用寶貴的煉鋁工業(yè)原料鋁土礦。而在用弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)生產(chǎn)化工產(chǎn)品過(guò)程中大量使用的催化劑三氯化鋁，卻未被進(jìn)一步有效利用。經(jīng)對(duì)美國(guó)Dialog系統(tǒng)世界專利文檔351.350(1963-1989年)掃描檢索，未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明題意一致的專利存在。
本發(fā)明制造硫酸鋁銨的方法，避免了原以鋁土礦、硫酸銨為原料的制備工藝所存在的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)生廢渣、廢水的缺陷。本發(fā)明的目的在于對(duì)弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)中所用三氯化鋁，再次進(jìn)行利用，作為鋁源，代替原有工藝所用的鋁土礦。目前對(duì)弗-克反應(yīng)后大量的三氯化鋁，在酸性條件下將鋁轉(zhuǎn)入廢水中。本發(fā)明的目的還在于對(duì)反應(yīng)中酸化分解所使用轉(zhuǎn)入廢水中的硫酸進(jìn)行部分利用。同時(shí)，使得弗-克反應(yīng)中所產(chǎn)生的酸性廢水量減少，并較易處理，有利于環(huán)境保護(hù)。
本發(fā)明方法是利用廢三氯化鋁最終被硫酸、水所水介而轉(zhuǎn)入廢水(母液水)中的鋁及硫酸，與氨反應(yīng)而制備硫酸鋁銨。例如利用弗瑞德-克來(lái)福特(Friedel-Crafts)反應(yīng)中的三氯化鋁制造硫酸鋁銨的方法。其實(shí)現(xiàn)步驟是1、取弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)后分解母液水，分離出夾帶的有機(jī)物，使鋁離子濃度C8為0.8-2.5摩爾/升，本發(fā)明較好的技術(shù)要求是C8為1.15-1.5摩爾/升;
2、將符合1之母液水在攪拌情況下，逐步加入重量濃度為30-98%硫酸使鋁離子與硫酸根離子摩爾濃度比為1∶2-2.4。
3、在符合2之溶液中，在攪拌情況下，逐步加入氨水或液氨，調(diào)節(jié)PH值，當(dāng)溶液中PH值用PH1-14試紙測(cè)得為2.5-4時(shí)，停止加氨。PH值較好條件為3-3.5。
4、加氨時(shí)，反應(yīng)物溫度應(yīng)小于75℃。
5、在攪拌情況下，對(duì)符合3之溶液進(jìn)行間接冷卻，使溶液溫度下降到30℃以下，獲得含有晶體之結(jié)晶液;
6、在放出結(jié)晶母液情況下，將結(jié)晶物進(jìn)行脫水，可采用真空、離心、壓濾等脫水形式。
7、繼續(xù)用潔凈水噴灑結(jié)晶物，并脫除噴灑水，可采用真空、離心、壓濾等脫水形式;
8、將結(jié)晶物進(jìn)行包裝，裝入密封之塑料袋中，即得包裝完畢之硫酸鋁銨成品。
用本發(fā)明方法生產(chǎn)硫酸鋁銨，由于不使用國(guó)家煉鋁工業(yè)原料鋁土礦，使社會(huì)鋁資源得到合理利用。本方法使弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)中的三氯化鋁、以及酸化分解而轉(zhuǎn)入廢水中的硫酸得到再次利用。使之成為制造硫酸鋁銨的原料。弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)中鋁回收率可達(dá)到85%以上。制造硫酸鋁銨的硫酸消耗比用鋁土礦生產(chǎn)方法降低10-20%。從而降低了硫酸鋁銨的生產(chǎn)成本。同時(shí)，由于鋁及硫酸的回收利用，使得弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)酸化分解工序外排污染物總量減少50-60%;且外排廢水降低了酸度PH約為3.6，使廢水較易處理。有利于環(huán)境保護(hù)。
實(shí)施例例1、苯二甲酐、苯生產(chǎn)合成蒽醌過(guò)程中，首先用弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)原理，以三氯化鋁作催化劑，使之發(fā)生酰基化反應(yīng)，然后在硫酸及水作用下進(jìn)行分解，從物料中脫去三氯化鋁。取其分解母液水100ml，C+++BAL1.15mol/L，攪拌下加入98%硫酸，CBSO4＝2.33mol/L，在反應(yīng)溫度40-72℃情況下，用濃度18%濃氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH至3，然后逐步冷卻至25℃，析出晶體，并進(jìn)行真空抽濾，對(duì)濾出晶體進(jìn)行潔凈水洗滌，抽干后得到硫酸鋁銨晶體44.5克。
例2、以苯二甲酐、苯生產(chǎn)BB酸過(guò)程中，首先用弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)，以三氯化鋁作催化劑，使之發(fā)生?；磻?yīng)，然后在硫酸及水作用下進(jìn)行分解，從物料中脫去三氯化鋁。取其分解母液水100ml，濃縮到50ml，C+++BAL2.31mol/L，攪拌下加入30%(重)硫酸，CBSO4濃度為2.3%mol/L，在反應(yīng)溫度為30-60℃情況下，用濃度20%(重)氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH值為3.1，再逐漸冷卻至28℃，析出晶體，并進(jìn)行真空抽濾，對(duì)濾出晶體用潔凈水沖洗，抽干后得到硫酸鋁銨49克。
例3、以氯苯和苯二甲酐生產(chǎn)2-氯蒽醌過(guò)程中，首先用弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)，以三氯化鋁作催化劑，使之發(fā)生酰基化反應(yīng)。然后在硫酸及水作用下進(jìn)行分解，從物料中脫去三氯化鋁。取其分解母液水100ml，CBAL＝1.31.mol/L，攪拌下加入濃度30%(重)硫酸，CBSO4為1.7mol/L，再用25%(重)氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)物PH值至3，再冷卻至23℃，析出晶體。然后進(jìn)行真空抽濾，對(duì)濾出晶體用潔凈水洗滌繼續(xù)抽干，得硫酸鋁銨49.82克。
對(duì)上述結(jié)晶物經(jīng)干燥后進(jìn)行檢驗(yàn)，硫酸鋁銨含量均大于99.5%(干基)。
權(quán)利要求
1.一種制備硫酸鋁銨的方法，本發(fā)明的特征是利用含鋁廢水，最終被硫酸，水所水解而轉(zhuǎn)入廢水中(母液水)中的鋁及硫酸，與氨反應(yīng)而制備硫酸鋁銨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備硫酸鋁銨的方法，其特征在于所述的含鋁廢水是弗瑞德-克來(lái)福特(Friedel-Crafts)反應(yīng)中所用催化劑三氯化鋁廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述制備硫酸鋁銨的方法，其特征在于(1)從含有鋁離子的分解母液水中分離出夾帶的有機(jī)物，(2)使母液水中鋁離子濃度達(dá)到0.8-2.5mol/L;(3)在攪拌情況下，往符合(2)之母液水中加入濃度為30%-98%的硫酸，使鋁離子與硫酸根離子摩爾濃度比為1∶2-2.4;(4)在攪拌情況下，往溶液中加入氨，加氨量大小由反應(yīng)液PH值控制，PH值為2.5-4;(5)加氨時(shí)反應(yīng)物溫度應(yīng)小于75℃;(6)反應(yīng)物冷卻，硫酸鋁銨結(jié)晶析出;(7)將硫酸鋁銨晶體從溶液中分離出來(lái);(8)用潔凈水除去結(jié)晶表面雜質(zhì);(9)將硫酸鋁銨分裝在包裝袋內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備硫酸鋁銨的方法，其特征在于往溶液中加入氨，控制PH值為3-3.5。
全文摘要
本發(fā)明為弗瑞德-克來(lái)福特(Friedel-Crafts)反應(yīng)所用三氯化鋁提供了回收生產(chǎn)硫酸鋁銨的方法。產(chǎn)品純度達(dá)到99.5％以上。用本發(fā)明方法生產(chǎn)硫酸鋁銨，不使用鋁土礦、硫酸銨，而對(duì)弗瑞德—克來(lái)福特反應(yīng)中三氯化鋁及酸化分解過(guò)程中的廢硫酸進(jìn)行了回收利用。鋁的回收率可達(dá)85％以上，硫酸耗量較鋁土礦工藝下降10-20％。本發(fā)明還使弗瑞德-克來(lái)福特反應(yīng)所產(chǎn)生廢水更易處理。故本發(fā)明也是環(huán)境保護(hù)方法之一。
文檔編號(hào)C01F7/76GK1052291SQ89109109
公開(kāi)日1991年6月19日 申請(qǐng)日期1989年12月5日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月5日
發(fā)明者鐘錦明, 潘基峰, 陳桂興, 肖游 申請(qǐng)人:無(wú)錫市焦化廠