Способ очистки раствора хлорида натрия

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С.оюэ СоветскихСоциалистическихРеспублик н 11994407(61) Дополнительное к авт. свид-ву 1 им не з 22 Заявлено 10, 08, 81 (2) 3328707/23" 26 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет С 01 0 3/16 Гесударственный комитет С С С Р во делам изобретений и отнрцтнйОпубликовано 07. 02, 83,Бюллетень Ио 5 Дата опубликования описания 09,02,8 53 УДН бб 1, 2(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА ХЛОРИДА НАТРИЯ нокалос б сложен тадик ра ния, заг я и натр мененчя при воздействии крованной соды льция и дея, Карбонатляной кислотой Изобретение относктся к областиочистки раствора хлорнда натрия (рассола 7 электролитических производств .хлора от вредных пркмесей: кальций-магний-, сульФат-ионов и ионов железа.Известен способ очистки растворахлоркда натрия, включающий содовокауетическую обработку, растворениев 2 стадии соляной кислотой полученного осадка с последующим осаждениемсульФат-ионов полученньм растворомхлорида кальция 1 11 .Однако этот спосо и, кро 15ме того,.на первой с створенияизвлекают хлорид маг ряэнен- "ный хлоридами кальцн ия, который не находит при в йародном хозяйствеНаиболее близким является способочистки раствора хлоркда натрия дпяэлектролиза, который заключается вследующем. Раствор хлоркда натрия подвергают содово-щелочной обработке 2).Прн этом в твердую Фазу выделяетсякарбоват кальция, гидроокиси магнийи железа. Твердую Фазу отделяют отжидкой декантацней к Фильтрацией. Жидкую Фазу направлявтт на электролиз эа исключением части потока, выводимой для очистки от сульфат-ионов.Твердую Фазу-шлам содозо-каустической очистки обрабатывают солянойкислотой, Прк этом образуется 10-25раствор хлорида кальция, содержащий1-5 В хлорида магния и до 0,01-1,0хлорида железа, а в газообразную Фазувыделяется углекислый газ.Углекислый газ подвергают щелочй обработке, а полученный растворьцинированной соды используют дляаждения кальция иэ раствора.Ионы магния и железа осаждают кзраствора хлорида кальция содой каустической в виде гидроксидов при значениях рН 8-10, Раствор хлорнда кальция,очищенный от магния и железа, используют для осаждения сульфат-конов иераствора хлоркда натрия в виде двуводного сульфата кальция. Цвуводныйсульфат кальция (гипс ) отделяют отжидкой Фазы. Раствор направляют наочистку от кальция,Гипс под давелнкемкаустической и кальциипереводят в карбонат какагкдрат сульфата натридля получения раствора хлорида каль- ИИЯВ результате реализацич данной схемы получают очищенный раствор хлооида натрия, содержащий Са+, И, е 60 соответственно не более 5 Йг/л 5 0,5 мг/лз 0,1 мг/л и 5-8 г/л,.а также декагидрат сульфата натрия, передава емый потребителю, и неутилиэируемий шлам гидроокиси натрия, загрязненный хлоридом натрия и гидроокисью железа. ЮСпособ имеет следующие недостаткигтрудность отделения осадка гидроксида магния, образующегося при обработке каустической содой 10"25 . 15 ,СаС 1 а, содержащего 1-5 МС 1 е и 0,01-1,0 еС 1наличие неутилиэируемого шлама- " гидроксидов магния и железа, загрязненного хлоридом.натрияу. 20сложность стадии перевода двуводного гипса в декагидрат сульфата натрия и карбонат кальция.Целью настоящего изобретения является упрощение способа. 25Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки раствора хлорида натрия от кальция, магния, железа и сульфатов, включакзцея его обработку содово-щелочным раствором, отделение осадка от маточного раствора, растворение осадка соляной кислотой, осаждение иэ полученного раствора хлорида кальция гидроксидов магния и железа, осаждение раствором хлорида кальция сульфатом иэ маточного ,раствора и отделения осадка, осаждение гидроксидов ма 1 ния и железа осуществляют одновременно с осаждением сульфатов при рН 9,5-11,0 с последующим возвратом осадка на стадию осаж О дения этих примесей в 3-х - 10-ти кратном отношении к свежеобраэующемуся.Способ осуществляется следующим образом. 45Раствор хлорида натрия подвергают содово-щелочной обработке. Твердую фазу, состоящую иэ карбоната кальция И гидроксидов магния и железа, отделяют от жидкой декантацией и Фильтра 50 цией.Жидкую фазу - раствор .хлорида натрия, направляют на электролиз за исключением части потока, выводимой для очистки от сульфатов. 55Твердую фазу - шлам содово-каусти-ческой очистки обрабатывают соляной кислотой, При этом образуется раствор, содержащий 10-25 хлорида кальция, 1-5 хлорида магния, 0,01-1,0 хло рида железа, а в газообразную Фазу выделяется углекислый газУглекислый гаэ после щелочной обработки можно испольэовать для осаждения кальция из рассола. 65 Далее раствор хлорида кальция,содержащий хлориды магния, железа инатрия, без какой-либо обработки направляют на десульфатизацчю раствора,которую проводят при значениях рН 9,511,0, интенсивном перемешивании ивозврате в реакционную зону щламовв 3-х-ти-кратном отношении по массе к образующейся твердой фазе. Образующийся при этом осадок гипса спримесью гидроксидов магнчя и железахорошо осаждается и отделяется отраствора. Поддержание велччины рН 9,511,0 обеспечивает осажденче гидроксй-.дов магния.и железа одновременнос гипсом и предотвращает связываниекальция гидроксильними ионами. Возврат гипсового шлама в реакционнуюзону предотвращает образование гипсовых инкрустаций.Гипсовый шлам отделяют от рассола декантацией, фильтрацией, отмывают водой до содержания КаС 1 не более1. Для этого на фильтр достаточно по.дать воду в 1-5-ти-кратном отношениик массе твердой Фазы,Отмытый гипсовый шлам может бытьиспользован в качестве сырья на заводах гипсовых вяжущих и цементных заводах.Таким образом, в настоящем способедля осаждения сульфатов используют,раствор хлорида кальция, загрязненныйхлоридами магния и железа, без предварительного выделения последних, асам процесс обессульфачивания проводятпри значениях рН 9,5-11,0, интенсивном перемешивании и возврате ретурав 3-х-ти кратном отношении по массе к образующемуся осадку, гипсовыйшлам отмывают до содержания хлориданатрия менее 1. Этот прием позволяетдостигнуть требуемой степени очисткирассола, полностью утилизчровать шламы, образующиеся на стадич содовокаустической очистки раствора хлорида,натрия, и получать осадок гипса такойчистоты, что он может быть использован в производстве цемента и гипсовых вяжущих .материалов.Кроме того, учитывая сложностьтаких стадий известного способа, как:разложение гипса на СаСО и На 94 фх 10 НО и выделение гидроксида магния из раствора хлооида кальция привысоком содержании МЯС 1 И), можно сделать вывод о значйтельнсл упрощении способа.Гипсовый шлам с примесью гидрокси.дов магния и железа целесообразнофильтровать и отмывать от хлорида натрия на Фильтр-прессе типа ФПЛ 1 Я. Приэтом можно достичь содержания Н О3-6, а НаС 1 0,5.Для этого процесс фильтрации рекомендуется проводить следующим обоаэсм, Фильтровать суспенэию при давтЕтт ттСоетлв раствора послд реактора, г/леСостав осаяка ттСаг НО ф0ттт т т т тттттт ттт т ттттт тт Са гнг 0 + Ге (ОН) Са 042 Н О е Ге (ОН) Са 0 а 2 Н ЙЕ Ге(ОН).С 0,0005 с 6,000 1 Е,М 1 еЕ Е 3 МЕ 1 5 б ЕС 0,0065 с 0,000 г,гг ленин 3-6 кгс/см, Отжим осадка проводить при давлении 6-10 кгс/смф в течение 1-5 мин, воду на промывку подавать в 1-5-ти кратном отношении к массе образующегося осадка прг давлении,6-10 кгс/см, повторный отзим проводить 1-5 мин при давлении 6-., 10 кгс/см , повторный отжим проводить при давлении 6-10 кгс/см, отдувкупри давлении 2-10 кгс/сии в течение 10-60 мин. 10Добавление к природному сырью гипсового шлама, образующегося при очист. ке раствора, улучшает прочность вяжущего.П р и м е р. Процесс проводили на (5 опытной установке намодели растворов, соответствующих составу производственного раствора хлорида натрия.На содово-щелочную очистку направляют 300 л/ч раствора, содержащего 20 г/лг аС 1 - 300 г Сафа - 12 Иф+фЬ 4. 1 ф0,11 Ре -. 0,011904 - 13, а также 150 л/ч раствора после Месульфати-. зации, содержащего, г/лг аС 1 - 300 СаВО - 4.25Условия содово-щелочной очистки. .принятые в проязводствах хлора г избыток МазС 0 - 0,3 г/л 1 ИаОН - 0,1- 0,3 г/л.30Суспензию направляют в отстойник. Жидкую Фазу, в количестве 300 л/ч, содержащую 0,005 г/л Са 10,0005 г/л И 75 с 0,0001 г/л е 10 г 1 гл 0" декантируют н направляют 35 после Фильтрации на механических Фильтрах на электролиз, а 150 л/чна десульфатизацию. Сгущенную в отстойнику твердую Фазу отфильтровывают на б.глвтр-прессе 4 типа ФПАКИ. Состав отфильтрованного шлама,В г СаСОЬ - 76,9, И 8 (ОН)ъ - 7,41 ЕеОН)Е - 0,71.аС 1 - 4,5 Н О " 10,5. 1 В ойй- рй та., ,7 е,гг Отфильтрованный илам сбрасивают в реактор с мешалкой. Для растворе ния шлама используют 27 НС 1.- Солянокислую обработку шлама проводят при значениях рН - 4 Ф 1. Удельная нагрузка на реактор 0,5 м/м 5 в час. Ори этом образуется 4,5 л/ч раствооа, содержащего, вг СаС 1 - 26 МОС 1 г, в 21 ГеС 1 Э - 0,05; Ге(ОН)В - 0,051 МаС 1- 1,5,Этот раствор направляют в реактор десульфатиэации.В реактор, предназначенный для очистки рассола от сульфатов, поступа ет 150 л/ч рассола, содержащего 10 г/л. 04 , а также 4,5 л/ч раствора хлорнда кальция, укаэанного выше состава. Для создания заданной средй в. реактор десульфатизации дозируют также раствор каустической соды.Опытную проверку узла десульфати-эации проводят при значениях рН 8-12.Для предотвращения образованияинкрустацийв реактор десульфатизации возвращают в различных опытах 36, 45, 54, 108 и 180 литров в час сгущенной в отстойнике гипсовой суспенэии, что составляет соответственно 2001 250, 300, 600 и 1000% .к массе образующейся в реакторе твердой Фазы.В первых двух .случаях на поверхности реактора и мешалки образуются трудно удаляевке гипсовые инкрустации, в остальных. случаях образование гипсовых инкрустаций не обнаружено. Дальнейшее увеличение количества возвра- щаемой твердой фазы. нецелесообразно.Установлена необходимость поддержания в реакторе интенсивного переме-. шивания, обеспечивающего равномерное распределение твердой фазы в реакционной зоне. В противном случае образуются гипсовые.инкрустации.Состав твердой и жидкой фазы после десульфатиэации раствора в зависимости от эна чений рН в реакционной зоне приведен в таблице (см. стр 11) .994407 Продолжение таблица тт т т фтт Сесть раствора посм геактора, г/л Состав осадка01 т СЪ+ 1 ф Р Ъ+ М опа-рй В 11%12 вО 10 эо Се 561 2 Нго + Ре (ОН)г+НО(ОН) + Св(ОН)2 С 0,000% с 0,0001 Формула изобретения Составитель Н Ярмолюк Редактор Е. Зубиетова Техрел М. Тепер Коооектоо В. Бутягат т т ут етттв ат т иваю в ат а таот Ве т т ею ттвтеттттт твтт Наказ 734712 Тираж 4 б 9 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва 4 ЖРарасиая наб.4 д. 45Филиал ППП мйатентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 9 7 т 8 . в, 1 1,7 с О,ооой с о,ооо 1 саво 4 2 н,о4 В Ф Ф Ф Фет фт ттте еосаждение сульфатов хлористть мелькнем жидким техническим ГОСТ 450-77.Из данных, приведенных в таблице ческой обработке при атмосферном даввидно, что при значениях рН менее , ленин в стандартном гипсовом вароч, 9,5 (опыты 1, 2, 3) магний практи- ном котле при температуре 1 б 5 С,чески не осаждается. При рН более 11 15 Механические свойства полученного(опыты 7, 8) кальций частично связыва- гипсового вяжущего соответствуют треется в гидроксид, что приводит к по- бованиям ГОСТа 125-70 к строительному.терям кальция и увеличивает остаточ- гипсу 1-го; сорта (возраст 1,5 часа):ное содержание сульфат-ионов в рассо- предел прочности на сжатие составле. При значениях рН 9,5-11,0 (опы лял 53-121 кгс/см ;ты 4-6) магний и железо осаждаютсяпредел прочности на изгиб 271в виде гидроксидов, их остаточное со30 кгс/см 2,держание в растворе составляет менее Годовой экономический эффект от0,5 г/л, а кальций осаждает.я только внедрения разработанного процесса на, в виде гипса, в растворе остается 25 каждом предприятии рассчитан в разме 4-5 г/л 04 г , т,е. столько же, какре 200 тыс. руб.и при десульфатизации раствора техническим хлоридом кальция ГОСТ 450-70(опыт 9) .Оптимальными значениями рН является 10,5-11,0 (опыт б), так как в Способ очистки раствора хлорида .этом случае в растворе остается ме- натрия от кальция, магния, железа инее 0,5 мг/л М 9=+и менее 0,1 мг/л РГ сульфатов, включающий его обработкут.е. менее чувствительности методики. содовощелочньм раствором, отделениеПри значениях рН 9,5-10,5 опыты 4, З 50 осадка от маточного раствора, раст 5) в растворе остается небольиое ко- ворение осадка соляной кислотой, осажличествомагния О,".,-0,22 г/л, что не- дение из полученного раствора хложелательно, но допустимо, так как рида кальциягидроксидов магния и жераствор подвергается далее содово- леза, осаждение раствором хлоридащелочной обработке, 4 кальция сульфатов иэ маточного растИз реактора десульфатиэации сус- вора и отделение осадка, о т л и ч апенэия поступает в отстойник. Декан- ю щ и й с я тем, что, с целью упротат направляют на содово-каустичес- щения способа, осаждение гидроксидовкую очистку. Сгущенную в отстойнике магния и железа осуществлжот одновретвердую фазу отфильтровывают и промыменно с осаждением сульфатов привают водой на Фильтр-прессе типа рН 9,5-11,0 с последующим возвратомФПАКИ. осадка. на стадию осаящения этих при"Отфильтрованный гипсовый шлам, по" месей в 3-10-ти кратном .отношении клученный при значениях рН 9,5-11,8, свежеобраэующемуся.содержит, В:4 фС 50 2 Н 0 89 3е 4 г1.Ф Источники информации,И (0 Н),9 99принятые во внимание при экспертизеРе (0 НЪ 0,2 1. Авторское свидетельство СССРНеС 1 0,6 Ю б 7498 бкл. С 01 Р 11/24, 1977,5 2. Патент ФРГ У 2450259,аГипсовый шлам отдельно и в смеси .55 кл С 010 3/08 опублик. 1978с природным гипсом подвергают терми" (прототип),