Способ переработки жидких кислых отходов производства редких металлов

Способ переработки жидких кислых отходов производства редких металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения фтористоводородной кислоты при утилизации фтора и серной кислоты жидких кислых отходов в производстве редких металлов. Жидкие кислые отходы, содержащие серную и фтористоводородную кислоты и фториды металлов, смешивают с контактной серной кислотой в объемном соотношении 1 : 3 - 6 соответственно и плавиковым шпатом и нагревают до 200 - 250°С в переменном электрическом поле при пропускании электрического тока плотностью 0,2 - 1,5 А/см<SP POS="POST">2</SP> и скважностью 1,0 - 6,0. Выдерживают реакционную массу при этой температуре, а реакционный газ после очистки подвергают абсорбции водой или раствором фтористоводородной кислоты. Изобретение обеспечивает утилизацию фтора и серной кислоты отходов в виде плавиковой кислоты в количестве 626 кг 40%-й концентрации с 1 м<SP POS="POST">3</SP> отходов, снижение расхода карбоната кальция на 600 кг, при этом степень извлечения фтора составляет 98,8 - 99,13%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19! (И) (51) 5 С 01 В 7/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТВЕРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ AEHT СССР

<21) 4423756/23-26 (22) 01.04.88 (46) "). 01. 90. Бвв. !! 2 (71) Отделение !(! Томского политехниче,:«n..-i института им. С.М. Кирова (? 2 ) В. П. Пипгулин, С. Н. Гришин, A.Â.Õëåáíèêoâ и А,П,Шапов (53) 661.487 (088.8) (56) Химия и технология редких и рассеянных элементов / Под ред. К.А.Большакова, т, 2, И : Высшая школа, 1969, 501-537. (54) <„ 1!. ОБ j!FPPР/ 1;;1 f КИ 1!ЩДКИХ КИСЛЫХ i ТХОЦОВ ПРОИ" ВО11СТВА РЕДКИХ MEТА.ПЛ0 < (57) 1.зебре те не относится к химичесE: é те.-:.вологин и может быть использован О - .вя полу :е HHЯ ф I opистоводород ной к i. лот . при утилизации фтора и сер, ой кислоты жидких кислых отходов вроизводстве ред их металлов. ЖидНзобр тение относится к химической технологии и может быть использовано для получения фт: ристоводородной кислоты при утилизации фтора и серной кисл:; . жидких кислых отходов в прс.нзводствс ред« гх металлов.

Цель изобретения — обеспечение высок-.й степени извлечения фтористого водорода н фгора фторидов металлов.

П р н и в р 1. 1 мз жидких кислых

ОТХОДОВ ПРОИЗВолетDристого водоро2 кие кислые отходы, содержащие серную и фтористоводородную кислоты и фториды металлов, смешивают с контактной серной кислотой в объемном соотношении 1:3-6 соответственно и плавиковым шпатом и нагревают до 200-250 С в переменном электрическом поле при пропускании электрического тока плотностью 0,2-1,5 А/см и скважностью

1,0-6,0. Выдерживают реакционную массу при этой температуре, а реакционный газ после очистки подвергают абсорбции водой или раствором фтористоводородной кислоты. Изобретение обеспечивает утилизацию фтора и серной кислоты отходов в виде плавиковой кислоты в количестве 626 кг

40Х-й концентрации с 1 м отходов, снижение расхода карбоната кальция на 600 кг, при этом степень извлечения фтора составляет 98,8-99,13Х.

2 табл. да, 62 кг MnF<, 125 кг FeF<, следы

НТаГь, HNbF6, смешивают с 6,5 м серной кислоты, содержащей 11050 кг

Н S04 и 832 кг Нф), и с 8996 кг плавикового шпата сорта ФФ 95А, содержащего 8681 кг CaF, 135 кг СаСОЗ, 90 кг S10g 45 кг BaSO, 27 кг CaS и 18 кг А1 0, в электродном аппарате в переменном электрическом поле при пропускании электрического тока плотностью А/см и cKBBxHOcTblO о = 3,0, прогревают до 250 С, выдерживают реакционную смесь при этой температуре в течение 3-4 ч в бара3 15358

«\ банной г<ращаюшс йся печи с косг еииым электрическим обогревом.

В результате осуществления процесса попуча>ют 16058 кг отваля, содержаmern 15220 кг CaS04 (94,78 7), 100 кг

АБО<(0,627), 202 кг FeS04 (1,257), 291 кг Н АБО< (1,87), 60 кг Н О (0,47), 81 кг CaF n (0,57) 45 кг Ва804

{0,287), «9,4 кг Al. (80<1) р (0,377), следы сульфатов та «тапа, ииобця и реакционный гаэ, содержащий 4384 кг

НГ, 47 кг H

1310 кг 11„!«, Тверг>ый отвал и .йтрапи— зуют карбонятом кальция.

Реакционный гаэ направляют иа очистку в ци:.слон, а затем иа абсорбцию воцой, и pt 3 пьта- че г «получают

10960 кг плавиковой кислоты коицеит20 рацией 407 ío HF.

В результате переработки 1 и кт .спых жидких отходов допопиите;>ьно попучеио ? 50 > uÀ кг фтористого водорода и утипцэировано 594 кг серной кислоты.

Пример 2. 1 мз жидких кислы>; отходов производства редких металлов„ соде>ткащих 594 кг HnS, 460 кг H,,,, 58 кг И1, <. - I" I . 1пF>I, 12 5 кг Г. <,, следы 11Та1:.., 1111ЪГ«ь „смепиг.;:. т " 3 и

1> <. : «С» >гь > с<>еj!E г .; ». i, Н. S>04 и »..0 к 11, О <. ч3

Вцков,> » > > шг>г< г;< . >$>, ><»1> -.; и « г<е, о 422!3 i, О;,1:>,, 5 и к<, 10,, «1>9 к; 8!».;.)ä, i»

Оа ь ц 8, «кi AI;O, в -зп< к г <лд> иаратс и i! к . I«ii -<>:t...<>

ric..Ie цpr< 1 р< и, >..i.;èè элок г;:..:«е скг> I o г< >ка ппо" lloc г >,ю 1, : > см - скв> ж>< ь orüi>«

q = 2, 5, r>por"penalé температуп <. барабанной, раша: !mt É Г» и « till с >< с el<<- иным эпектрич<;.<.им cho. per ом в теч; иь

3-4 <. В 1>е-:уиьTa е осущ "гилеиия проц осa по.<учаю< 9 >1,7 кг отняла, 45 содержа«,с; о 73 (к г Оа80, 93 0 )

100 кг »80< (2 55. .), 148 кг 11;SO 4 (1,86i), 5u b кг < аГ (О 6ч"",, 21,9 кг цаВО> (0„?8,>«l 29 кг 7<1,;!.S < <) (0,36<.), »О следы ., пь<<<яч oln таит-<и». и< с бця, и реакц>н иный гda сt >äe ржагц<й 2199, 5 к т.

HF, 75, 75 кг 8<.Г4, 833 кг Н ф, 4 < кг

Н„801 2,6 кг cepll, 5,2 кг H;S, 5,9 кг 80 °, Твердый о . ц". 1 нейтрализуют карбон атом кальция.

Реакционный газ после o><истки d циклоне подиерга>ют абсг р=>ц<и< водо!i, 18 в результате чего получают 5500 кг ппавиковой кислоты концентрацией

407. п о Ш . . Переработка 1 м жидких отходов поэвопяет утипизирсвать попностью серную кислоту (594 кг) и дополнительно получить 250,4 кг фтористого водорода ипи 626 кг 407.-ной ппавиковой кислоты.

Пример 3. В лабораторных условиях проводят исспедоиаиие в.пияния соотношения обьемов кислых отходов и серной кислоты, а т"",õò<å параметров электрического тока на извпечение фтористоводородной кислоты и утилизации серной кисло-ы в ироцессе разпо «ени» ппавик..«в>«го;«пата сорта М 95А. <.,мешение сдо-:<ирс,ванных копичесггв реаг ",:«.ов осу:.,<:стlië>Iï JT" I I:C>l>! «. H ЗПЕКТродами II= углы, к кото;-ь.II и «;;.-годипи пс сменный:>п«к гри".".с <гй гзк с 1омощь. < ирис< орисго cry>,>г<ор и;пряже-.

HI III °

Прогретую до 200г, р «акциоииую смесь выдерживают ll.; H этой температуре в -ечение 3-4 ч. Отвал подвергают количественному анализу иа содержаиис серной кислоты и фторипа кa!I ция.

Полученные данные <>р1>бредень< в т .. 1. данных табл. следует, что

<р .; »oтиошеиии 1: 2, 5 в печи образуютс» i<4ñòûïè, процс сс сернокислотногo разложения пня <икового шпата нестабилен, степень разпоже«ия копебле".о» от 92 до 97. 57. При соотиг>шенин 1:3 и менее процесс сериокиспотиого раэпгжеиия ппавикового шпага стабилен, обеспечиваегся высокая сте-пень изипечения фтора (98,8-99,17).

Брать серной кислоты в объемном соотношении к отходам более 1:6 нецепесообразно, так как это не приводит к повышению oòeïåни извпечения фтора.

При скважности q=7 и более и q c 1 процесс неустойчивьп», тирцсториый регулятор ио обеспечивает стабипьиу««

i l O ЩН О . Т I>, Р> табл. 2 приведена зависимость степени извлечения фтора от параметров электрического тока.

Из данных -.àáë. 2 следует, что ири плотности тока менее 0,2 А/см степень извпечеиия фтора недостаточ»о высока, а при увеличении этого

15

Таблица 1

Ct: поше иие об

Состав отвала, Е

Степень Примечание

Огьш

Параметры эпектрическогп тока извлечения фтоРаэ емон отПлотность СкважН 804

CGF, ходов и серной

1 к;и:лоты ! тока, ность, 1,0

2,5 0.,8-2,5 5-17 92-97,5

1,0

2 1

0,69

3,5

3 1.

4 1 i 6t ч

6 1:9 !

2,5

2,5

2,5

3,5

1,0

1,G

1,п

1 0

1 >0

0,50

0„52

0,65

0,61

0,63

2,3

1,8

3,1

2,0

99,1

99,1

98,8

98,9

98,9

It н

Процесс устойчивый

То же

6 1;ч

7 1:ч

8 1:4

9 1 «

1,0

1,0

1,0

1 0

0,50

0,53

0,56

0,83

2,3

2,8

2,6

3,7

99,1

99,0

99,0

98,5

2,5 ч,0

6,0

7,0

Процесс неустойчивый, тиристорный регул".тор не обеспечивает стабильную мощность

П г .и е ч а н и е. Состав жидких кислых отходов,X: Н 804 45,7; HF 4,5;

Ипу 4,8; ГеР 9,6; Н О 35,4Х; концентрация контакт. oA серной кислоты 947, плавиковый шлат — ФФ 95А (96,57 CaF ), избыток Н $04 над стехнометрнческнм количеством в процессе разложения плавикового шпата

5Z; температура сернокислотного разложения плавикового шпата 250+5 С, время сернс1кислотного разложения 3-4 ч. о

5 15358 показателя более 1 „5 А/см наблюдается разрушение электродов.

Изобретение позволяет утилизировать иэ каждого 1 и кислых отходов 594 кг серной кислоты, получить

626 кг 407.-ной плавиковой кислоты (250,4 кг фтс1ристого водорода), при этом стопе а изплеч ни-: фтора их реакционной кассы составляет 98,899,13%,:3 также позволяет снизить расход карбоиата кальция на нейтрализацию на 600 кг.

ФopMyлаиз о брате ния

Сл . r i и: реработ.-хи жидких кислых от:.оцоа lip.i Içâîäñòâà редких металлов, 4 одержа";их серную кислоту, фтористоводсв дну.э кислоту и фтопиды метал18 6 лов, включающий чейтрализацию карбонатом кальция, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения высокой степени извлечения фтористогс водорода и фтора фторидов металлов, отходы предварительно смешивают с серной кислотой в объемном соотношении 1:3-6 соответственно и плавикогым шп" т1м, реак.1ионную смесь нагревают до 200-"50 C и выдерживают при этой температуре до полного выделения фтористого водорода причем смешение и нагрев осуществляют в переменном электрическом поле при пропускапии электрического тока плотностью 0,2- 1,5 Л/cM и скважностью

1-6, выделившийся фтористый водород подвергают очистке и абсорбции водой или расTsopoM фтористоводородной кислоты, а твердый остаток подают на лейт ралиэаци о.

Наблюдается настылеобразование в печи, процесс неустойчивый

Процесс устойчивый

То же! 535818

Таблица2

Параметры электрического тока

Состав отвала, 7.

Соотношение объПримечание

Степень

Опыт извлечения фтоРар емов отСкваж- Плотность

CaF Н РО< ходов и серной кислоты ность, тока, q А/см2

0,8-3,2 8-25

2,5 0,07

90-98

1:4

Масса из смесителч поступает в виде пасты, в реакторе наблюдается настылеобразованиг, процесс неустойчивый

То же

Часса из сме92, 5-98 о8,8

5-18

3,8

0,8-2,3

0,65

0,15

0,20

2,5

2,5

1:4

1:4 с -. òå ë ÿ поступает В Бидепорошка, процесс устойчивый

2,3 99,11

2,5 99.,3

1,5 98,0

0,50

0,49

1,1

1,0

1,5

2,0

2,5

2,5

2,5

1:4

1:4

1:4

То же н

В смесителе

5

6 интЕнсивное ченообраэование, выкипание серной кислоты и разрушение поверхности электродов процесс неустойчивьгi

Составитель Л.Крюкова

Редактор Н.Киштулинец Техред М.Дидык, Корректор Т.Малец

Тираж 403 Подписное

PHHHIlH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат I.àòåíò, r.ужгород, ул. Гагарина, 1

TI T

ФВ

Г на 101

П р и м е ч а н и е. Состав жидких отходов,7: H

FeF 9,6, Н О 35,4; концентрация контактной серной кислоты 947.; плавиковый шпат — ФФ 95А (96,57 CaFg ), избыток Н SOq над стехиометрическим количеством в процессе разложения плавикового шпата 5-7_#_.