Способ получения сульфата железа (ш)

О П И С А Н И Е ) )966016ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккнСоциалистически)еРеспубликно делам нэебретенкй и вткрытнй(72) Авторы изобретения Г. Л. Звягинцев, В. Г. Зайцева, В, А. Зотова,В. В. Стрельцов, Э, А. Карпович и И. П. Воробьева Сумский филиал Харьковского ордена Лен)1 наполитехнического института им. В. И. Лепнина11 л Хб,")1,;.(БА ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА ЖЕЛЕЗАЛ) 1Изобретение относится к способам)получения железного коагулянта, предназначенного для очистки промышленных,сточных и поверхностных вод,Известен способ получения железныхкоагулянтов на основе окисления сульфата железа (1) азотсодержащими со-.единениями 1 .Недостатком указанного способа является необходимость использованияазотной кислоты либо окислов азота,что не может найти широкого применения при получении железного коагулянта, так как зто привело бы к выбросу ватмосферу около 7,5 тыс. т 100 Н 110на 10 тыс. т сульфата железа (11), апри использовании окислов азота коагулянт может иметь соединения азота,что нежелательно.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ получениясульфата железа (11), основанный на 1окислении сульфата железакисло 2родом при высокой температуре - 650 С под давлением (0,6-1,0) 10 Па в аппарате кипящего слоя. Повышение температуры в слое более 500 С резко интенСифицирует процесс и позволяет достиць высокой степени окисления но приводит к частичному разложению сульфата железа , в результате чего в готовом продуктеповышается содержание нерастворимого осадка до 2032 ),Недостатком данного способа явля" ется то, цто процесс идет при высокой температуре без утилизации сернистого газа, в результате чего процесс усложняется.Цель изобретения - упрощение процесса эа счет снижения температуры и исключения стадии очистки отходящих газов от сернистого ангидрида в производстве двуокиси титана.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения сульфата железа (1) путем окисления раствора сульфата железа (1), явля3 9660ющегося отходом производства двуокисититана кислородсодержащим газом с последующим выделением целевого продукта, в качестве кислородсодержащегогаза используют отходящие газы со ста-дии прокалки метатитановой кислотыпроизводства двуокиси титана при поддержании в них объемного соотношения02.50=(100-200):1 и окисление ведутпри 50-90 вС, рН=,4,5-6,0 и начальной оконцентрации раствора 100-200 г/л.Кроме того, с целью снижения содержания сульфата двухвалентного железа в целевом продукте процесс ведутдо достижения соотношения Ге 2(504)Э, 1Ге 504 =(6,0-6,5):1 и выпавший приэтом осадок сульфата железа (11) отделяют и направляют,на стадию приготовления исходного раствора.Укаэанные режимы в сочетании с заданным соотношением 02,502-(100-200)::1 по объему 100-200 г/л сульфата железа (11) обеспечивают сдвиг реакциив сторону образования сульфата трехвалентного железа и максимальную аб%сорбцию окислов серы, содержащихся вотходящих промышленных газах.Способ осуществляют следующим образом.Отходящие дымовые газы поступают зОв абсорбер с содержанием кислсуродавоздуха 10,0-20,0 об. 3 и 502 0,11 об, /. Абсорбер орошают поглотительным раствором сульфата железа (11)100-200 г/л, Орошение осуществляетсяв замкнутом цикле.В качестве абсорбента используютразличные композиции, полученные методом растворения в воде Ге 504 7 Н 20,образующегося в качестве побочныхпродуктов на стадиях выщелачиваниятитаносодержащегося плава, сконцентрированных методом вакуум-кристаллизации.Раствор Ге 504(11) специально накапливается на начальной стадии предлагаемого процесса при контакте сернистого ангидрида и кислорода отходящих газов. Температуру обрабатываемого водного раствора железа отходящихоподдерживают в интервале 50-90 С,В результате контактирования отходящих промышленных газов с водным раствором двухвалентного железа происхо,дят следующие физико-химические про 55цессы,Водный раствор сульфата железа (11)окисляется кислородом воздуха в присутствии сернистого ангидрида, содер 16жащегося в отходящих промышленных газах, до сульфата железа (11) по суммарной реакции2 Ге 504+ 502+ 02-ф Ге 2(.504) 3 Вследствие этого происходит улавливание сернистого ангидрида с одновременным образованием сульфата трехвалентного железа.Попутно сульфат железа (111) абсорбирует серный ангидрид, очищая таким образом промышленные газы от указанного соединения серы. Операцию контактирования реагентов осуществляют при рН среды 4,5-6,0 и темпеоатур 50-90 оСП о .достижении соотношения Ге(504 )Э. ;Ге 504=6,5:1 выпавший осадок сульфата железа (11) отделяют и направляют на стадию приготовления исходного раствора, а жидкий раствор сульфата железа (111) из сборника и технологичес- кого процесса направляют на выпарную установку, Таким образом снижается температура до 50-90 С, утилизируются сернистые газы, что ведет к упрощению процесса в целом.П р и м е Р "Отбирают 20000 м дымовых газов после прокалочных печей с содержанием 3,2-8,1 г/мм, соотношеЭние 502:02=1;100 по объему и направляют в бак продукционного раствора, В последнем они охлаждаются до 50- 90 С, Охлажденные газы вводят снизу в абсорбер, а сверху путем распыливания подают 800 кг водного раствора сульфата железа (11) с температурой 50 С.Указанный водный раствор предварительно готовят в отдельной емкости с концентрацией 100 г/л по сульфату железа (11). В результате контакта с отходящими газами водного раствора .емпература реакционной смеси устанавливается равной 50-90 С рН 4,5- 6, О, отношение Ге 2( 504) Э . Ге 504=6, 5: 1. Двухвалентное железо доокисляют отходящими прокалочными газами, содержащими кислород и сернистый ангидрид, которые укрепляют раствор, а сами в свою очередь охлаждаются до 90 ОС. По окончании реакции окисления раствор направляют в продукционный бак, выпавший осадок двухвалентного железа отделяют и направляют на стадию приготовления поглотительного раствора, а в абсорбер подают свежую порцию сульфата железа (11), Скорость газа в системе 10-12 м /с, Полученный про-, дукт представляет собой раствор же966016 Источники информации принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР368190, кл, С 01 6 49/12, 1973. 2. Ткачев К. В. и др. Технология коагулянта. Л., "Химия", 1978, с. 152153 (прототип).,раж 509 .Подписное ород, ул. Проектная, 4лезного коагулянта темно-коричневогоцвета со следующим содержанием соеди.нений железа,Ре(50.,)з 40-43(200 г/л)Ге+ 0,1 5Н.О. 0,5-1,0Н 0 св 1-3Т 0,3-0,5Как следует из приведенных данных,полученный по предлагаемому способу 10железоокисный коагулянт не уступаетпо своему качеству выпускаемому промышленностью АР 2(50)з ТУ 6-08-291-74,Результаты физико-химической очистки вод с использованием АЬ.(50,) рав.15ноценны результатам при использованиитрехвалентной соли железа Га 2(504),В некоторых случаях процесс хлопьеобразования с Ге(50,) происходит намного интенсивнее, чем с Л 0(50.)з . 20Выход готового железного коагулянта составляет 100 кг /ч.П р и м е р 2, Отбирают 20000 мотходящих горячих газов с содержанием:Сернистый ангидрид, г /нм 3,2-8, 1 25Серный ан гидрид, г /нм 1, 2-3, 3Кислород, об, 3 , 20,0пропускают через продукционный раствор, укрепляют его, Охлажденные до90 ОС газы поступают снизу в реакцион- зоную камеру (концентрация 200 г /л),Абсорбент предварительно готовят вотдельной емкости путем растворениясульфата железа (1) в воде. Температура реакционной смеси устанавливает- Зся 80-90 С рН 4,5-6,0, Вследствиепроцесса окисления образуется жидкийсульфат железаи двухвалентноежелезо в количестве 236/, отношениеГе(504) .Ге 50,= 6,4:1,0. При такомсодержании Ге выпадает в осадок, егоотделяют, растворяют и отправляют нарециркуляцию. Раствор Ге(50 д) сконцентрацией 400 г /л в дальнейшемможно кристаллизовать и подвергатьсушке, либо в виде раствора поставлять потребителю для очистки вод.Использование предлагаемого способа получения железного коагулянтаокисного по сравнению с существующими существенно упрощает технологический процесс производства железо-окисного коагулянта вследствие исключениянеобходимости специальной подготовкисырья. Одновременно увеличиваетсясырьевая база получения коагулянтаВНИИПИ Заказ 7764/33 Ти Филиал ППП "Патент", г. Ужг нг основе отходов производства, суль"фатов двухвалентного железа и отходящих промышленных газов. Осуществляет-,ся ведение безотходного производствадвуокиси титана за счет полной утилизации вредных для окружающей средыкомпонентов отходящих промышленных газов и сульфата двухвалентного железа,используемых для получения сульфататрехвалентного железа, применяемогов качестве коагулянта, при очисткесточных и поверхностных вод. ПРоизводство желеэнокислого коагулянта на40-45 дешевле по сравнению с промышленно выпускаемыми коагулянтами. формула изобретения1. Способ получения сульфата железапутем окисления раствора сульфата железа (1 являющегося отходом производства двуокиси титана, кислородсодержащим газом с последующим выделением целевого продукта, о тл и ч а ю щ и. й с я тем, что, с целью упрощения процесса эа счет снижения температуры и исключения стадии очистки отходящих газов от сернистого ангидрида в производстве двуокиси титана, в качестве кислородсодержащего газа используют отходящие газы со стадии прокатки метатитановой кислоты производства двуокиси титана,при поддержании в них объемного соотношения О,:50= (100-200):1 и окисление ведут при 50-90 С, рН 45-60 и начальной концентрации раствора 100- 200 г /л.2. Способ по и, 1 о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения содержания сульфата двухвалентного железа в целевом продукте, процесс ведут до достижения соотношения Ге(50,) ,Ге 50=(6,0-6,5);1 и выпавший при этом осадок сульфата железаотделяют и направляют на стадию приготовления исходного раствора.