Способ получения карбонатов щелочных мераятяов—

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ Респу Бли КГОСУДАРСТВЕННЫЙКОМИТЕТ ПО ДЕЛАМИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИСССР УДК Подп,исная груага М 41 Заявитель исследовательский институт основной хими вторы изобретени Г. И. Микулин и Н. В,ОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТОВ ровская ЧНЫХ М СПО осится к техно- елочных металщих металлов, обменной реакее изобретение отн чения карбонатов щоридов соответствую углекислоты путем Настоящогии полов из хммиакаии 2 МеС 1+ (МН 4) СО = 2 КН 4 С 1+МеСОвдном растворе с использованием ионито Известный способ получения растворов карбонатов щелочных металлов предусматривает наибольшую и равную степень превращения раствора и ионита из одной формы в другую. Ь таком процессе неполностью используется производительность аппаратуры и емкость иопита из-за малой движущей силы диффузионного процесса ионообмена,Кроме того, известный способ не позволяет получить чистые соли ввиду большой степени перехода хлорида щелочного металла в хлористый аммоний.С целью интенсификации процесса и обеспечения чистоты получаемого продукта предложен способ получения карбонатов щелочных металлов из водных растворов хлоридов этих металлов и раствора карбоната аммония путем катионообменной реакции в батарее ионоооменных колонн с одновременным ведением прямого и обратного процесса. По этому способу растворы на ионит подают в таком количестве, чтобы степень перехода одной формы катионита в другую не превышала 60%, а отношение общего количества катионов в растворах к емкости катионнта оыло не более 1,5, Предусмотрено также регенерировать хлорид щелочного металла из хлористого аммония маточной жидкости эквивалентным количеством содового раствора, а промывку ионита в батарее при переключении колонны с одного цикла на другой осуществлять концентрированным раствором солей.На фиг. 1 изображена схема, поясняющая предлагаемый способ; на фиг, 2 - условно показана батарея ионообменных колонн,Насыщенный раствор хлористого натрия по трубопроводу 1 поступает в батарею 2 ионообменных колонн и проходит через ту часть их, которая содержит катионит преимущественно в аммонийной форме. При этом большая часть находящихся в растворе ионов натрия замещается на ионы аммония. Полученный смешанный раствор ХН 4 С 1 и МаС упаривают в выпарном аппарате 3 до досгижения насыщения по хлористому натрию, после чего подают в кристаллизатор 4, где раствор охлаждается до достаточно низкой температуры. Выкристаллизовавшийся твердый хлористый аммоний отделяют от маточной жидкости на центрифуге 5 и высушивают в сушилке б, Маточную жидкость после отделения хлористого аммония на центрифуге 5 подают в батарею 2 ионообменных колонн и используют для промывки двух очередных ионообменных колонн от карбоната аммония, после чего она поступает в сборник 8.Аммиак и углекислоту, используемые для получения раствора карбоната аммония, вводят в абсорбционную колонну 7 по трубопроводам 9 и 10. Колонна орошается сверху водой, поступающей по трубопроводу 11, она снабжена внутренним охлаждением.Раствор карбоната аммония из абсорбционной колонны 7 подают в ту часть ионообменных колонн батареи 2, которая содержит катионит преимущественно в натриевой форме. При этом большая часть находящихся в растворе ионов аммония замещается на ионы натрия. Часть полученного содового раствора, содержащего некоторое количество карбоната аммония, отбирают из батареи 2 и по трубопроводу 12 направляют в сборник 13, Оставшуюся часть содового раствора используют для промывки двух очередных ионообменных колонн от хлористого натрия, после чего по трубопроводу 14 раствор поступает в сборник 8.Содовый раствор, поступивший в сборник 13, переходит в дистилляционную колонну 15, обогреваемую паром, подаваемым по трубопроводу 1 б. В колонне раствор освобождается от примеси углекислого аммония. Выделяющиеся аммиак и углекислоту подают в абсорбционную колонну 7, а горячий содовый раствор упаривают в выпарном аппарате 17.Выделившийся осадок твердого кристаллогидрата углекислого натрия отделяют от маточной жидкости на центрифуге 18, высушивают в сушилке 19 и подают на упаковку.В сборнике 8 смешивают растворы КН 4 С 1, МаС 1 и раствор Ха СО;ь использованные для промывки очередных ионообменных колонн, в такой пропорции, чтобы в результате взаимодействия по реакции2 ХН 4 С 1+И аСОЗ = 2 Ха С 1+ (МН 4) СО 4 весь хлористый аммоний перешел в хлористый натрий,Из сборника 8 раствор МаС 1 и (КН 4)С 04 поступает в теплообменник 20, а затем в дистилляционную колонну 21, обогреваемую парсм, подаваемым по трубопроводу 22, где освобождается от карбоната аммония. Выделяющиеся аммиак и углекислоту подают в абсорбционную колонну 7, а горячий раствор хлористого натрия упаривают в выпарном аппарате 23 до насыщения, но без выделения твердой соли. Горячий насыщенный раствор хлористого натрия, выходящий из выпарного аппарата 23, проходит через теплообменник 20, после чего возвращается в цикл производства - поступает в батарею 2 ионообменных колонн.В батарее ионообменных колонн (см. фиг.2) процессы прямого (получение раствораХаСО,) и обратного (получение раствора КН 4 С 1) ионообмена происходят одновременно таким образом, что через каждую из колонн проходят циклически все стадии обоих процессов, каждая колонна своевременно опорожняется и промывается периодически поступающими извне растворами.Внутри каждой части батареи ионообменных колонн жидкость переходит последовательно из одной колонны в другую. Так, на фиг. 2 изображен момент, когда колонны 1 - 12 работают в прямом процессе (ЛБ), 1 б - 24 - в обратном (ВЖ), 13 - 14 промываютсясодовым раствором (Г), 2 б - 27 - нашатырным маточником (ДЕ), колонны 15, 25 и 28 -опорожняются,После очередного переключения в прямом процессе будут работать колонны 2 - Я, в обратном 17 - 25; колонны 14 - 15 будут промываться содовым раствором, а 27 - 28 - нашатырным маточником. Колонны 1 б, 2 б и 1 будут опорожняться,Технологическая схема получения карбонатов других щелочных металлов из их хлористых солей не отличается от описанной схемы получения углекислого натрия, изображенной на фиг. 1. Предмет изобретенияСпособ получения карбонатов щелочных металлов из водных растворов хлоридов этих металлов и раствора карбоната аммония путем катионообменной реакции в батарее ионообменных колонн с одновременным проведением прямого и обратного процесса, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью получения чистого продукта и интенсификации процесса, растворы, проходящие через ионит, подают в таком количестве, чтобы степень перехода одной формы катионита в другую не превышала 60%, а отношение общего количества катионов в растворах к емкости катионита было не более 1,5.Составитель Т. Г. Ипполитова Редактор Л. К. Ушакова Техред Т, Р. Курилко Корректор Г. Е. Опарина Поди. к печ. 22/Ч - 64 г. Формат 60 Х 90 Чв Объем 0,35 пзд. л.Заказ 1071/7 Тираж 525 Цена 5 коп.ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4Типография, пр. Сапунова, 2