Способ обработки отходов сернокислотного травления стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОбРЕТЕН ого ж е вод ого и зируе л и -с цельюеньшения овыше агряз ия выхода жел ния атмосфер азОным ыб- чет еск опера кисло во желесстановлен нооли пяще тног 5 т и о лое в среа при ихатуре 4802. Способи й с я водороотношен00 С ио п.1,ем, чтоза испо а и инери (1-3) га- мпеатм,-2 ен л а твОБРАБОТКИ ОТХОДОВЛЕНИЯ СТАЛИ,е соли сернокисв ка ертногогон. льзуют азот ил лючающии выдел ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИИ ТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт поочистке технологических газов, стных вод и использованию вторичныхэнергоресурсов предприятий чернойметаллургии "ВНИПИЧерметэнергоочистка(54) (57) 1, СПОСОБСЕРНОКИСЛОТНОГО ТРА ЯО 1204579 леза, восстановленирода, получение утилодукта - железа, ои й с я тем, что,росами и упрощения процес сокращения числа технологЭО Иобретение относится к обработкеотходов сернокислотного травлениястали с получением утилизируемыхпродуктов (железа и серы) и можетбыть использовано в металлургии и с,машиностроении,Цель изобретения - повышение вы -хода железа, уменьшение. загрязненияатмосферы газовыми выбросами и упрощение процесса за счет сокращения 10числа технологических операций.Способ осуществляется следующимобразом.Отработанный сернокислотный травильный раствор (ОТР), содержащий 1557 свободной серной кислоты и250 г/л сульфата железа (остальноевода), в количестве 1 л отфильтроовывают при 60 С, упаривают до 507опо объему, охлаждают до 10 С, выделяют кристаллы моногидрата сульфатажелеза РеБО НО, высушивают ихопри 320 С до получения сухого порошка белого цвета. Сухой продукт помещают во вращающуюся герметичную 25стальную бомбу-автоклав и нагреваютопри 480-700 С, давлении 1-20 атм, всреде водорода и инертного газа(аргона или азота) при их соотношении 1-3;5 в течение 1-10 мин. Линейная скорость газов составляет3-4 м/с.В указанном режиме процесс восстановления РеБО, протекает до железа и серы в элементарном состоянии 35Процесс осуществляется в безотходном и нетоксичном режиме, Степеньпревращения исходного сырья в готовьп продукт (железо) 99,6%. Расходводорода составляет О, 1-0, 11 т/т40сульфата железа.Результаты опытов по выяснениювлияния температуры, давления, соотношения Н И на выход железа и серыпредставлены в таблицах 1-3. Побочными продуктами в этом процессеявляются РсБО, РеОзи НБ,Из представленных в табл. 1-3данных следует, что наибольший выход железа наблюдается при темпераотуре обработки 480-700 С. При болеенизкой температуре снижается выходжелеза до 477. При этом увеличивается выход побочных продуктов до 537.В этом же интервале температур 55процесс восстановления протекает восновном с образованием серы, Выходтоксичных газов (НпБ) составляет 1,57,Более высокая температура нецелесообразна, поскольку приводит к спеканию готового продукта и превращает железо в сплошную губчатую массу,Применение смеси водорода с инертным газом в пределах 1-3:5 для проведения восстановления сульфата железа снижает выход побочных продуктов, улучшает технику безопасности и уменьшает загрязнение атмосферы газовыми выбросами. В кипящем слое наличие инертного газа способствует снижению спекания частиц железнойпыли за счет уменьшения местныхперегрегов.Давление 1-20 атм, практическине влияя на выход железа, повышаетвыход серы и уменьшает выход НБ.Давление выше 20 атм приводит квозрастанию затрат на компримирование газа и изготовление оборудования на высокое давление.П р и м е р, Через слой сухогоРеБО (20 г), помещенного в реакторс пористой металлокерамической перегородкой, при 580 С пропускаютводород в смеси с азотом (при соотношении 1;3) при давлении 5 атм, впроточном ( кипящем ) режиме процесса, Было получено 7,36 г железногопорошка, 4,2 г элементарной серы иследы летучих соединений серы. Этосоответствует выходу по железу99,57 и серы 98,8 Б.По сравнению с известным способомпреимуществами изобретения являютсяповьппение выхода железа высококачественного товарного продукта до99,67., уменьшение загрязнения атмосферы вредными серосодержащими газовыми выбросами, а также упрощение процесса за счет исключения окислительного обжига соли железа, приводящего к получению спекшегося промежуточного продукта - оксида железа,двухкратного размола и рассева губчатой массы,Таким образом, реализация в промьппленных условиях предлагаемогоспособа утилизации ОТР химическимспособом в товарные продукты позволяет не только решить проблему загрязнения окружающей среды токсичными отходами производства и сэкономить расходы на хранение отходовв шламонакопителях и отвалах, но иполучить значительное количествоценных и дефицитных продуктов.1204579 Та блица 1 Давле- Соотношение Выход продуктов, 7 ТемпеОпыт ние,атм. ратура, С Ре:Н Н.И РеОз ЯРеЯО 47 94,55,5 460 53 1:3 1:3 1:3 1:3 1:2 1:3 1:1,3 1:3 1:1,2 1:3 1:1,3 1:3 1:1,5 1:3 1:2 1:3 3,0 17,6 470 82,4 97,0 480 97,2 2,8 98,0 2,0 500 98,5 1,9 98, 1 600 0,5 98,8 99,5 1,2 700 99,6 0,4 98,4 1,6 750 93,3 6,7 2,0 800 89,4 10,6 96,8 3,2 Таблица 2 Зависимость выхода Ре и Б от давления Выход продуктов 7, РеО З Ре ЯО Давление,атм. Темпе- СоотношениературатС Ре:Н Н т.И Опыт НуЯ 550 1:13 13 979 2,1 97,2 2,8 545 1:1,3 1:3 98,1 1,9 98,0 2,0 1,5 548 1:1,2 1:3 98,4 555 1:1 2 1:3 98 3 550 1:1,3 1:3 98 1 551 1:1,3 1:3 98,3 550 1:1 2 1:3 98 4 1,6 98,5 98,5 99,1 10 1,9 0,9 6 20 7 25 99,0 1,7 1,0 1,6 98,9 Зависимость выход" Ре и Б от температуры1204579 Таблица 3 Зависимость выхода Ре и Я от соотношения Н.И Аг) Соотношение Выход продуктов, 7. ДавлеТемпение,атм. ратура,С1:1 1:1,3 98,2 1,8 97,2 2,8 550 1 2 1:1 2 98 0 2 0 97 5 2 5 1:3 1:1 2 98 0 2 0 98 3 1,7 551 981 1,9 985 15 14 1:1,3 550 1 5 1:1 2 98 3 1,7 98 7 1 3 552 1 6 1:1 2 98 4 1 6 98 4 1,6 550 Заказ 8487/23 Тираж 883 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5