Способ регенерации отработанной серной кислоты

,ЯОИ 48900 4(51) С 236 13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В,Н, Трофимов, Е.И. Смирнов, Н.И. Дятлова, В.Г. Зудов, А.В. Жолнин, Н.Я; Антонова и Н.А, Шакитская (71) Челябинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации,.гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии и Всесоюзный научноисследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ(56) 1. Авторское свидетельство ССС В 292886, кл. С 01 В 17/90, 1969.2. Авторское свидетельство СССР У 865785, кл. С 01 В 1/90, 1980.(54)(.57) 1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ, включающийупаривание и введение осадителя споследующим отделением образовавшегося осадка, о т л и ч а ю щ и й а ятем, что, с целью повышения чистотырегенерированной кислоты и снижениярасхода осадителя, в качестве осадителя используют органические соединения, соцержащие фосфоновые группы. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в качестве органических соединений, содержащих фосфоновые группы, используют нитрилотриметилфосфоновую кислоту или окси- ф зтилидендифосфоновую кислоту в количестве 0,15-1,0 мас.Х по отношению к обрабатываемой отработанной кислоте.Целью изобретения является повышение чистоты регенерированной кислоты и снижение расхода осадителя.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регенерации отработанной серной кислоты, включающему упаривание и введение осадителя с последующим отделением образовавшегося осадка, в качестве осадителя используют органические соединения, содержащие фосфоновые группы. 50 Изобретение относится к способам регенерации отработанных травильных растворов, в частности к способу регенерации отработанной серной кислоты, и может быть использовано в маши-ностроительной, металлургической промышленности, а также в производствах органических полупродуктов, красителей, пигментного и технического оксида титана. 10Известен способ регенерации серной кислоты, включающий упаривание в присутствии осадителей - сульфатов натрия и калия. При этом хром, железо (111) и алюминий выпадают в ви де двойных комплексных солей, которые отделяются фильтрованием 1 3.Недостатками данного способа являются низкая степень очистки от солей железа (11), титана, марганца, рО ванадия и других элементов, многостадийность и сложность технологического процесса, большие расходы осадителей, малая скорость фильтрования (123 л/м ч), ограниченная область применения очищенной кислоты.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерации серной кислоты, включающий упаривание кислоты и введение осадителя: смесь сульфата натрия и фосфорной кислоты взятых в весовом соотношении 1:0,1 - 0,4, в количестве 3-7 мас.7, с последующим отделением образовавшегося осадка 2 .Недостатками известного способа являются низкая степень очистки кислоты от солей железа, магния, марганца, ванадия (остаточное содержание этих металлов в регенерированной кислоте составляет соответственно 3,76; 0,65 0,024; 0,0437, а общее солесодержание - до 11,27), большой расход дефицитных осадителей (до 7 У. от количества исходной кислоты).Причем в качестве органических соединений, содержащих фосфоновые группы, используют нитрилотриметилфосфоновую кислоту или оксиэтилидендифосфоновую кислоту в количестве 0,15- 1,0 мас,7 по отношению к обрабатываемой отработанной кислоте.Структурные формулы ОНгСн -Р=ООНО=Р- сн - мЙО СН-Р =ООИнитрилотриметилфосфоновая нислотаЯО ОН ОНгО= Р - С - Р 1НО СН ОНоксиэтилидендифосфоновая кислотаВ процессе регенерации осадители образуют с рядом переходных элементов гетерополиядерные водонерастворимые соединения, Прочные комплексы с указанными фосфорсодержащими соединениями с участием фосфоновых групп образуют такие легкогидролизующиеся элементы, как железо, титан, марганец, хром, ванадий и др.Для ускорения и полноты процесса кристаллообразования соединений железа, марганца, титана, ванадия и других органических соединений, содержащих фосфоновые группы, берут в количестве 0,15-1,0 мас.й. 4,26 Сумма солейЖелезо 0,85 Рекомендуемое соотношение обусловлено тем, что при расходе осадителя менее 0,15 мас.Х не создаются условия полного образования прочных нерастворимых комплексных соединений, Увеличение же расхода свьппе 1,0 мас.7. не приводит к заметному повьппению чистоты регенерируемой кислоты.П р и м е р 1 . Упаренную отработанную серную кислоту (сдержание ИНГ до 557) охлаждают до 40 С и вводят нитрилотриметилфосфоновую кислоту в количестве 0,15 мас.Х. Суспензию перемешивают в течение 1 ч, а затем выпавшие соли отфильтровывают, Скорость фильтрования 240 л/м 2 ч,Содержание в фильтрате, мас.Х:1148900 0,03 АлюминийМагнийМарганецВанадийТитан 0,42 0,013 0,034 0,06 0Железо 0,75 0,04 АлюминийМагний 0,25 1,51 0,27 0,01 0,12 0,003 0,014 0,03 ЖелезоАлюминий 3,76 О, 04. 2,42 З 5 Магний 0,65 0,26 МарганецВанадий 0,024 0,043 0,01 0,120,0030,014 0,03 Расход осадителмас.Х 7 г,0 Содержани фильтрате с.Х: П р и м е р 2. Упаренную кислоту подвергают обработке аналогично примеру 1. Количество осадителя нитрилотриметилфосфоновой кислоты 0,6 мас.7. Скорость фильтрования при этом 220 л/м.ч.Содержание в фильтрате, мас.7: Сумма солейЖелезоАлюминийМагнийМарганецВанадийТитан П р и м е р 3. Упаренную отработанную серную кислоту подвергают обработке аналогично примеру 1. Осади- тель нитрилотриметилфосфоновую кислоту берут в количестве 1,0 мас.7., Скорость фильтрования 215 л/м ч. Содержание в фильтрате, мас,%: Сумма солейЖелезоАлюминийМагнийМарганецВанадийТитан П р и м е р 4. Упаренную отработанную серную кислоту подвергают об-, работке аналогично примеру 1. В качестве осадителя берут оксиэтилидендифосфоновую кислоту в количестве 0,6 мас,7. Скорость фильтрования 225 л/м ч.Содержание в фильтрате, мас.%: Сумма солей 3,72 15 Марганец 0,015 Ванадий 0,024 Титан 0,06Параллельно осуществляют известный способ. В отработанную сернуюкислоту вводят осадитель: смесь суль-.фата натрия и фосфорной кислоты приих весовом соотношении 1:0,4 в количестве 7 мас,7 После упариваниндо 557. по МНГ кислоту охлаждают до40 С, перемешивают в течение 1 чи осадок выпавших солей отфильтровывают. Скорость фильтрования210 л/м ч.30Содержание в фильтрате, мас.7:Сумма солей 11,2 Титан 0,05 40 Сравнительные данные по регенерации отработанной серной кислотыукаэанными способами приведеныв таблице.1148900 Продолжение таблицы Контролируемыепоказатели прирегенерациикислоты Способ Предлагаемый по примерам Известнь 2,42 11,20 4,26 3,72 2,51 сумма солей 0,85 3,76 0,75 0,27 0,26 железо 0,04 0,04 0,01 0,01 0,03" алюминий 0,650,0240,043 0,42 О, 12 0,25 О, 12 магний 0,003 0,014 0,013 0,034 0,003 . 0,015 марганец О, 014 0,024 ванадий 0,06 0,03 0,06 0,05 0,03 титан Скорость фильтрования суспензии, л/м 2.ч 225 240 220 210 30 35 2,5-3,80,12-0,20Оэ 65 Оф 800,025-0,0350,04-0,06О, 1-0,2 ЖелезоАлюминийМагнийМарганецВанадийТитан 40 Составитель Г, Ногинская Редактор А, Шишкина. Техред Ж.Кастелевич Корректор Е, СирохманЗаказ 1828/17 . Тираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Действующая технологическая схема регенерации отработанной серной кислоты (базовый объект) включает упарку кислоты в одну стадию, последующие операции отстаивания и фильтрования. При этом фильтрат с концентрацией серной кислоты до 553(по МНГ) имеет состав, мас.7:Сумма солей 9,5-12,5 Таким образом, предлагаемый способ ло сравнению с известными позволяет получить более чистую кислоту по Основным качественным показателям. При этом в 2,6-4,6. раза снижается суммарное содержание солей, а концентрация железа, алюминия, магния, марганца и ванадия уменьша" ется в 3-10 раз. Причем снижается расход реагентов-осадителей; исключается расход дефицитной фосфорной кислоты; используются отходы химических предприятий, выпускающих фосфорорганические комплексоны; расширяется область применения регенерированной кислоты и предотврвщяется загрязнение окружающей сре- дые