Способ регенерации отработанной серной кислоты

Способ регенерации отработанной серной кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1148900

4is» С23G 136

ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

У::1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3612263/22-02 (22) 23.05.83 (4б) 07.04.85. Бюл. Ó 13 (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-исследовательскоro института водоснабжения, канализации,.гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии и Всесоюзный научноисследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ (53) 621.794.48(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 292886, кл. С 01 В 17/90, 1969.

2. Авторское свидетельство CCCP

У 865785, кл. С 01 В 17/90, 1980. (54) (57) 1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ, включающий упаривание и введение осадителя с последующим отделением образовавшегося осадка, о т л и ч а ю щ и и а я тем, что, с целью повышения чистоты регенерированной кислоты и снижения расхода осадителя, в качестве осадителя используют органические соединения, соцержащие фосфоновые группы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве органических соединений, содержащих фосфоновые группы, используют нитрилотриметилфосфоновую кислоту или окси- о зтилидендифосфоновую кислоту в количестве 0,15-1,0 мас.Х по отношению к обрабатываемой отработанной кислоте.

1148900

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.

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. 10

Известен способ регенерации серной кислоты, включающий упаривание в присутствии осадителей — сульфатов натрия и калия. При этом хром, железо (Т?1) и алюминий выпадают в виде двойных комплексных солей, которые отделяются фильтрованием (1 ).

Недостатками данного способа являются низкая степень очистки от солей железа (II), титана, марганца, рр 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.Х, с последующим отделением образовавшегося осадка (2 7.

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 11,2X), большой расход дефицитных осадителей (до 7Х 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

ОН

НО / СН, - P = O

ОН

O=P- сн,— н он

НО сн -P =о

0Н нитрило триметилфосфоновая нислота

ЯО ОН ОН

О= Р— С вЂ” Р = О ! но сн он оксиэ тилидендифосфоновая кислота

В 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.X.

4,26

Сумма солей

Железо

0,85

Рекомендуемое соотношение обусловлено тем, что при расходе осадителя менее 0,15 мас.X не создаются условия полного образования прочных нерастворимых комплексных соединений.

Увеличение же расхода свьппе 1,0 мас.7. не приводит к заметному повыпению чистоты регенерируемой кислоты.

Пример 1 . Упаренную отработанную серную кислоту (с держание

ИНГ до 557) охлаждают до 40 С и вводят нитрилотриметилфосфоновую кислоту в количестве 0,15 мас.X. Суспензию перемешивают в течение 1 ч, а

1 затем выпавшие соли отфильтровывают.

Скорость фильтрования 240 л/ 2

Содержание в фильтрате, мас.X:

1148900

0,03

Алюминий

Магний

Марганец

Ванадий

Титан

0,42

0,013

0,034

0,06

Железо

0 75

0,04

Алюминий

Магний

0,25

1,51

0,27

0,01

0,12

0,003

0,014

0,03

Железо

Алюминий

3,76

О, 04.

2,42

0,65

0,26

Марганец

Ванадий

0,024

0, 043

0,01

0,12

0,003

0,014

0,03

Расход осадителя, мас.X

7,0

0,15

0,6

Содержание в фильтрате, мас.X:

Пример 2. Упаренную кислоту подвергают обработке аналогично примеру 1. Количество осадителя нитрилотриметилфосфоновой кислоты

0,6 мас.X. Скорость фильтрования при этом 220 л/м .ч.

Содержание в фильтрате, мас.7:

Сумма солей

Железо

Алюминий

Магний

Марганец

Ванадий

Титан

Пример 3. Упаренную отработанную серную кислоту подвергают обработке аналогично примеру 1. Осадитель нитрилотриметилфосфоновую кислоту берут в количестве 1,0 мас.7., Скорость фильтрования 215 л/м -ч.

Содержание в фильтрате, мас.%:

Сумма солей

Железо

Алюминий

Магний

Марганец

Ванадий

Титан

Пример 4. Упаренную отработанную еерную 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.7.:

Сумма солей 3,72

15 Марганец 0,015

Ванадий 0,024

Титан 0,06

Параллельно осуществляют известный способ. В отработанную серную кислоту вводят осадитель: смесь суль-. фата натрия и фосфорной кислоты при их весовом соотношении 1:0,4 в количестве 7 мас.7.. После упариванин до 557 по MHI" кислоту охлаждают до

40 С, перемешивают в течение 1 ч и осадок выпавших солей отфильтр овывают. Скорость фильтрования

210 л/м ч.

Содержание в фильтрате, мас.7:

Сумма солей 11,2

Титан 0 05

40 Сравнительные данные по регенерации отработанной серной кислоты укаэанными способами приведены в таблице.

1148900

Продолжение таблицы

Контролируемые показатели при регенерации кислоты

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

0,65

0,024

0,043

0,42

О, 12

0,25

0,12 магний

0,003

0,014

0,013

0,034

0,003 . 0 015 марганец

0,014

0,024 ванадий

0,06

0,03

0,06

0,05

0,03 титан

Скорость фильтрования суспензии, л/м ° ч

225

240

220

210

35

2, 5-3,8

0 12-0,20

0,65-О,8О

0,025-0,035

0,04-0,06

О, 1-0,2

Железо

Алюминий

Магний

Марганец

Ванадий

Титан

45

Составитель Г. Ногинская

Редактор А. Шишкина. Техред Ж.Кастелевич Корректор Е, Сирохман

Заказ 1828/17 . Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Действующая технологическая схема регенерации отработанной серной кислоты (базовый объект) включает упарху кислоты в одну стадию, последующие операции отстаивания и фильтрования. При этом фильтрат с концентрацией серной кислоты до 55X (по МНГ) имеет состав, мас.Ж:

Сумма солей 9,5-12,5

Таким образом, предлагаемый способ но 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 s 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 средые