Способ выделения хлорида натрия и сульфата натрия из растворов

О П И С А Н И Е (и)906938ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(23) Приоритет ка делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯХЛОРИДА НАТРИЯ И СУЛЬФАТА НАТРИЯ ИЗ РАСТВОРОВИзобретение относится к способам получения поваренной соли и сульфата натрия из растворов при условии их полного и раздельного выделения и ликвидации сильно минерализованных стоков.Известен способ получения поваренной соли из растворов, содержащих хлорид и сульфат натрия, включающий упаривание раствора, отделение хлото рида натрия, промывку продукта исходным раствором и вывод сульфата натрия из системы путем сбрасывания части маточного раствора 11,Однако указанный способ не обеспе 1 чивает полного выделения солей из раствора, а сброс части раствора, насыщенного солями, приводит к загрязнению водоемов и почвенных вод, а также к потере сульфата натрия и части хлорида натрия.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо- . соб выделения хлорида и сульфата натрия иэ раствора, включающий упарива" ние раствора, отделение хлорида натрия, нагрев маточного раствора до температуры выше температуры упаривания исходного раствора, добавление в нагретый маточный раствор твердого хлорида натрия, отделение сульфата натрия и возвращение маточного раствора на стадию упаривания исходного раствора 121 .Недостатками известного способа являются значительные энергозатраты (значительный расход свежего греющего пара высоких параметров) из-эа необходимости многократного нагрева маточного раствора до высоких температур.Целью предлагаемого способа является сокращение энергозатрат при сохранении качества и выхода продуктов.Указанная цель достигается тем, что согласно способу выделения хлорида и сульфата натрия из раствора,9069 35 3маточный раствор после отделенияхлорида натрия смешивают с суспензиеи, содержащей в твердой фазе 520 мас,l сульфата натрия и 8095 мас. хлорида натрия, классифицируют, суспензию хлорида натрия подают на стадию отделения хлориданатрия, суспензию сульфата натриясмешивают с водой, отделяют сульфат натрия, фильтрат упаривают дополучения суспензии, содержащей втвердой Фазе 5-20 мас.З сульфатанатрия и 80-95 мас.ь хлорида натрияи смешивают с маточным раствором.Кроме того упаренный раствор содержит 20-45 г/л сульфата натрия.При этом классификацию проводят в восходящем потоке маточного раствора.При таком ведении процесса сульфат натрия выделяется при упаривании фильтрата одновременно с остатками хлорида натрия, поэтому отдельно расходовать тепло на выделение сульфата натрия практически не требуется. Необходимо лишь выпарить незначительное количество воды, смешиваемой с суспензией сульфата натрия для растворения небольшого количества кристаллов поваренной соли кото рые попадают в эту суспензию из-за неполноты классификации. Эта вода выпаривается вторичным паром, т.е. после уже многократного использования тепла.Благодаря тому, что упаривать фильтрат до полуцения суспензии, содержащей смесь кристаллов сульфата натрия (5-20 мас.1) и хлорида натрия (95-80 мас.3) можно паром низких40 параметров, в том числе и вторицным паром, получаемым при упаривании раствора с выделением одного хлорида натрия, расход свеиего греющего пара меньше, цем по известному способу.45После классификации суспензию хлорида натрия подают на стадию отделения хлорида натрия, куда подается такие упаренный раствор с кристаллами хлорида натрия. Незнаци 50 тельное количество кристаллов сульФата натрия, которые могут содержаться в суспензии хлорида вследствие неполноты классификации, растворя" ются в упаренном растворе, т.е. он недосыщен по сульфату (20-45 г/л,55 а насыщение при 60 г/л). Поэтому на стадии отделения хлорида отделяются достаточно чистые кристаллы 38хлорида натрия, удовлегворяющие требованиям ГОСТа 1380-68 на поваренную соль сорта Экстра".Средний размер кристаллов сульфата натрия в 3-4 раза меньше, чем у кристаллов хлорида натрия. Поэтому после классификации суспензия сульфата натрия содержит обыцно в твердой фазе в зависимости от степени классификации примерно 25-60 мас,г кристаллов сульфата натрия и 40 75 мас.,Ж хлорида натрия. После смешивания ее с водой, благодаря тому, что растворимость хлорида натрия значительно больше растворимости сульфата натрия, содержащиеся в этой суспензии кристаллы хлорида натрия растворяются, И отделенный затем сульфат натрия получается удовлетворяющим ГОСТУ 6318-77, марка Б. При этом требуется незначительное количество воды, которая вместе с фильтратом упаривается паром низких параметров до полуцения суспензии, содержащей смесь кристаллов.На цертеже представлена схема осуществления предлагаемого сопособа.Раствор хлорида и сульфата натрия поступает в первый корпус 1 четырех- корпусной выпарной установки. Из корпуса 1 упаренный раствор с кристаллами хлорида натрия по трубопроводу 2 перетекает во второй корпус 3 и по трубопроводу 4 в третий корпус 5, из которого упаренный раствор с кристаллами хлорида натрия по трубопроводу 6 поступает на установку, содержащую смеситель 7, отстойник 8 и центрифугу 9, в которой производят отделение кристаллов хлорида натрия. Маточный раствор по 1 рубопроводу 10 поступает в смеситель-классификатор 11, куда подается из четвертого корпуса 12 установки по трубопроводу 13 суспензия хлорида и сульфата натрия 6.В классификаторе 11 происходит классификация солей, После классификации суспензия хлорида натрия, содержащая незначительное количество кристаллов сульфата натрия, по трубопроводу 14 поступает на стадию отделения хлорида натрия - в смеситель 7, Так как поступающий туда же по трубопроводу 6 упаренный раствор недосыщен по сульфату натрия, то это незначительное копичество кристаллов сульфата натр ия растворяется.906938 40 5Су.пензия сульфата натрия вместе с маточником, содержащая также некоторое количество кристаллов хлорида натрия, по трубопроводу 15 поступает в смеситель 16, где смешивается с водой в количестве, необходимом для растворения хлорида натрия.После этого в отстойнике 17 и в центрифуге 18 отделяют сульфат нат-, рия, удовлетворяющий ГОСТУ 6318-77, 1 О марка Б, а фильтрат по трубопроводу 19 поступает в корпус 12 установки, где упаривается до получения суспензии.Эта суспензия смешивается с маточ ным раствором в смесителе-классификаторе 11, куда она подается по трубопроводу 13, При этом маточный раствор по трубопроводу 10 подается снизу вверх, чтобы в восходящем его 20 потоке и происходила классификация суспензии - более крупные кристаллы хлорида натрия опускаются вниз, а более мелкие кристаллы сульфата натрия отбираются сверху вместе с ма- г 5 точником в виде суспензии сульфата натрия по трубопроводу 15. 1Свежий греющий пар ТЭЦ поступает по трубопроводу 20 на обогрев 30 корпуса 1, вторичный пар корпуса 2 по трубопроводу 21 поступает на обогрев корпуса 3, вторичный пар корпуса 3 по трубопроводу 22 поступает на обогрев корпуса 5, вторичный пар третьего корпуса 5 по трубопроводу 23 поступает на обогрев корпуса 12. Вторичный пар четвертого корпуса 12 по трубопроводу 24 поступает в конденсатор (на чертеже не показан).П р и м е р 1. Исходный раствор в количестве 1000 кг, содержащий 0,25 мас. долей йаС и 0,0045 мас. долей Ма 50 поступает на упарку в первые три корпуса 4-корпусной ус тановки, в которой упаривают 58,8 кг/ч воды и отделяют 196 кг/ч твердого хлорида натрия. Упаренный раствор, после 3-х корпусов, содержащий в растворенном виде 4,5 кг сульфата (концентрация 0,021 мас. долей или 25,0 г/л)кг хлорида натрия (концентрация 0,25 вес.долей) и 196 кг твердой фазы, поступает на стадию отделения хлорида в смеситель 7, Туда же из классификатора поступает суспеНзия хлорида натрия, содержащая в твердой фазе 54 кг хлорида натрия и 6,0 к сульфата натрия 6При суспензии с упаренным р:вором кристаллы сульфата натрия полностью растворяются, а кристаллыхлорида натрия в количестве 250 кг/чзатем отделяются в виде готовогопродукта, Иаточник в количестве222 кг/ч, содержащий в растворенномвиде 54 кг хлорида натрия и 10,5 кгсульфата натрия (концентрация сульфата натрия 0,048 вес. долей) смешивается с суспензией хлорида и сульфата натрия из 4-го корпуса, твердаяфаза которой содержит 84 мас. хлорида натрия и 16 мас. сульфата натрияПосле классификации этой смеси суспензия хлорида натрия, содержащая в твердой фазе 54 кг хлорида и6,0 кг сульфата натрия, поступает настадию отделения хлорида в смесительа суспензия сульфата натрия, содержащая в твердой фазе 6,9 кг сульфата натрия и 12 кг хлорида натрия,смешивается с водой в количестве33,6 кг. Кристаллы хлорида натрияпри этом полностью растворяются, ,также растворяются 2,4 кг сульфата натрия, а 4,5 кг сульфата натрия отделяются в виде готового продукта. Фильтрат в количестве 460 кг поступает в 4-й корпус где выпаривается 191 кг/ч воды, а полученная суспензия, содержащая 78,9 кг твердой фазы, из которых 66 кг (84 мас.г) хлорида натрия и 12,9 кг (16 мас.) сульфата натрия поступают в смесительклассификатор.П р и м е р 2, Исходный раствор содержит 0,24 мас. долей хлорида натрия и 0,06 мас,долей сульфата натрия. Из 1000 кг/ч исходного раствора в первых четырех корпусах шести- корпусной установки выпаривается 616 кг/ч воды и выделяется 195 кг хлорида натрия.Концентрация сульфата натрия в упаренном растворе составляет 0,031 мас. долей (или 38,5 г/л).Суспензия хлорида натрия после классификации содержит в твердой фазе 45 кг хлорида натрия, 3,75 кг сульфата натрия поступают на стадию отделения хлорида натрия, где отде" ляется 240 кг хлорида, а кристаллы сульфата натрия растворяются в упаренном растворе. Суспензия сульфата натрия, содержащая в твердой фазе 3 кг хлорида натрия и 7,0 кг сульфата натрия, смешивается с водой, после чего отделяется 6 кг сульфа 7 90693 та (1 кг растворится) . Фильтрат пос- тупает в 5-й корпус (не показан) на упарку до получения суспензии, содержащей в твердой фазе 18 кг хлорида натрия (81,6 мас.З) и 10,75 кг сульфата натрия(18,3 мас.3) .)П р и м е р 3, При тех же исходных концентрациях, что и в примереЕсли при классификации в восхо- О дящем потоке несколько увеличены скорости, то значительное число кристаллов хлорида натрия (до 20 кг) попадает в суспензию сульфата натрия и затем растворяется в воде, а в сус З пензию хлорида натрия попадает незначительное (до 1 кг) кристаллов сульфата натрия. При этом при упарке фильтрата в корпусе 12 получают суспензию, содержащую в твердой фазе примерно 71 кг хлорида натрия (89 мас,3) и 9,5 кг сульФата натрия (11 мас,Ф). Чистота кристаллов хлорида натрия при этом будет выше, однако понадобится выпарить больше рз воды (на 22 кг), используемой для растворения кристаллов хлорида.При получении суспензии, содержащей в твердой Фазе менее 5 мас,3 1 сульфата натрия и более 95 мас."ь зв хлорида натрия, классификация солей затруднена и описанный процесс идти не может.Предлагаемый способ позволяет осуществлять полное и раздельное выделение хлорида натрия и сульфата натрия из раствора без сбросов минерализованных стоков, т.е. без загрязнения окружающей среды. При этом энергозатраты существенно меньше, чем в известных способах, при сохранении качества продукта. В зависимости от содержания солей в исходном растворе из 1000 кг исходного раствора получают 250 кг поваренной соли сорта Экстра" (ГОСТ 13880-68( и 35-5 кг сульфата натрия марки Б (ГОСТ 6318- 77) .Вследствие того, что на выдедение сульфата натрия и остатков хлорида натрия (менее 60 кг) используется обычно вторичный пар, полученный при выделении основной массы хлорида натрия, т.е. уже после многократного использования тепла, затраты греющего пара на выделение сульфата натрия и остатков хлорида невелики и общие энергозатраты меньше, чем в известных технологиях, примерно на 50 кг пара на получение 1000 кг поваренной соли,Формула изобретения1, Способ выделения хлорида натрия и сульфата натрия из растворов,включающий упаривание раствора и последовательное отделение хлорида исульфата натрия, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат при сохранениикачества и выхода продуктов, маточный раствор после отделения хлорида натрия смешивают с суспензией,содержащей в твердой Фазе 5-20 мас.3сульфата натрия и 80-95 мас.3 хлорида натрия, классифицируют, суспензиюхлорида натрия подают на стадию отделения хлорида натрия, суспензиюсульфата натрия смешивают с водой,отделяют сульфат натрия, Фильтратупаривают до получения суспензии,содержащей в твердой фазе 5-20 мас.сульфата натрия и 80-95 мас, 3 хлориданатрия и смешивают с маточным раствором.2. Способ по и:1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что упаренныйраствор содержит 20-15 г/л сульФатанатрия.3, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что классификациюпроводят в восходящем потоке маточного раствора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 322311, клС 01 О 3/06, 1969.2. Патент СЫА И" 3712797,кл, 23-296, С 01 3/06, 1978 (прототип),