Способ получения водорастворимых солей бария из твердых отходов после выщелачивания плава сульфида бария

Способ получения водорастворимых солей бария из твердых отходов после выщелачивания плава сульфида бария

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность: обработка водной суспензии отходов карбонатом натрия с коэффициентом избытка 3,5 от стехиометрии по отношению к сумме сульфида и сульфата бария в шламе в автоклаве при температуре 200- 213°С. Автоклавный продукт обрабатывают минеральной кислотой, взятой с избытком 1,4-1,6 от стехиометрии по отношению к содержанию карбоната бария в автоклавном продукте. Степени извлечения бария из шлама составила 99%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 01F 11/24, 11/38

ГОСУДАРСТВЕЯЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Итого 22,39

„ ), = 135,54

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4780529/26 (22) 10.01.90 (46) 30.06,93. Бюл. М 24 (71) Харьковское научно-производственное объединение "Карбонат" (72) Э.Б.Гитис, Е.В.Алексеева, И.И.Танасиенко, А.В.Лисовой, Б.Н.Попов и В.С.Змитрович (56) Заявка ФРГ %2034065, кл. С 01 F 11/00, 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ БАРИЯ ИЗ ТВЕРДЫХ ОТИзобретение относится к способам получения водорастворимых солей бария иэ твердых отходов после выщелачивания плава сульфида бария и может найти применение в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение степени извлечения бария.

ll р и м е р 1. 289 кг сухого шлама, содержащего, мас. :

ВаЯ04 21,98

BaS водораствор.— 3,7.

ВаСОз— 23,7 остальное — примеси ГегОз, SION, СаО С суспендируют в воде в соотношении

ТЖ = 1:3 — 4.

В полученную суспензию вводят 124,66 кг карбоната натрия, что соответствует К Б. =

=3,5 по отношению к сумме BaS и BaSO4 в шламе.

Полученную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при температуре 2130С в течение 1 ч. После охлаждения автоклавного продукта до 70 С отделяют твердую

ÄÄ5UÄÄ 1824379А1

ХОДОВ ПОСЛЕ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПЛАВА СУЛЬФИДА БАРИЯ (57) Сущность: обработка водной суспензии отходов карбонатом натрия с коэффициентом избытка 3,5 от стехиометрии по отношению к сумме сульфида и сульфата бария в шламе в автоклаве при температуре 2002130С. Автоклавный продукт обрабатывают минеральной кислотой, взятой с избытком

1,4-1,6 от стехиометрии по отношению к содержанию карбоната бария в автоклавном продукте. Степени извлечения бария из шлама составила 99)ь. фазу и промывают горячей водой от иона

S04 . Получают 291 кг автоклавного продукта, содержащего, масс. $: ВаСОЗ вЂ” 45,9, BaSO4 — 0,8, остальное — примеси Ре20з, SiOz, СаО, С.

Степень извлечения бария в раствор на стадии аэотнокислотной обработки рассчитывают по данным химического анализа шлама с использованием материальных расчетов:

Приход бария с авто- Осталось бария в клавным продуктом шламе после азотнона азотнокислотную кислотной обработобработку: ки:

В пересчете на ВаСОз с ВаСОз 291 0,459 = ВаСОз — 173 0,115 =

133,57 =19,9 с BaS04 291 0,008 = Ba(NOag — 173.0,004

0,8455 1,37, 197/261 = 0.52

Ва SO4 — 1.37

1824379

Степень извлечения бария в раствор по отношению к общему Ва в шламе: 130,04 — 22,39 f00

135,54

Шлам обезвреживают известными методами и используют в производстве цемента.

Раствор нитрата бария после отделения шлама подкисляют азотной кислотой до снижения рН с 11,5 до 7 и подвергают контрольной фильтрации, после чего путем упаривания перерабатывают в кристаллический продукт.

Пример 2, 241 кг сухого шлама, содержащего, мас.%: BaSO4 — 21,98; BaS—

3,7; ВаСОз — 23,7, остальное примеси Ге20з.

Я02, СаО, С, суспендируют в воде до Т:Ж =

1 .3.

В полученную суспензию вводят 103,88 кг карбоната натрия, что соответствует коэффициенту избытка 3,5 по отношению к сумме BaS и BaS04 в шламе.

Полученную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при температуре 213 С в течение 1 ч. После охлаждения реакционной массы до 70 С твердую фазу отделяют и промывают горячей водой от иона S04

2Получают 241 кг автоклавного продукта, содержащего, мас.%: ВаСОз — 48,4; BaS04—

0,5, остальное примеси Ге20з, SI02, СаО, С.

Степень превращения бария в кислоторастворимую форму;

48,4 100 а = @ ч — - - -О т- - = 99%

Далее полученный автоклавный продукт суспендируют в воде до соотношения

Т:Ж = 1:4 и обрабатывают суспензию 369,5 кг азотной кислоты с масс.д.НИОз — 23.3%. что соответствует коэффициенту избытка от стехиометрии по отношению к ВаСОз в автоклавном продукте (Условия азотнокислотной обработки t = 80 С, r= 20 мин, рН =5,2).

Далее проводят нейтрализацию суспензии и очистку образовавшегося раствора нитрата бария от примесей Fe и Са путем обработки суспнеэии 17%-ным раствором гидроксида бария до рН = 12,0 при температуре 95 С, в течение 0,5 ч.

Шлам отделяют от раствора, промывают горячей водой (t = 80 С) от водорастворимого бария, получают 120,5 кг сухого шлама с масс. долей компонентов, %: Ва(ИОэ)2—

3,8, ВаСОз — 10,1.

Расчет степени извлечения бария в раствор:

На стадию азотнокислотной обработки с автоклавным продуктом поступает бария: с ВаСОз 241 0,484 =

"116,644 BaSO4

241.0,005,0,8455 =

-1,02

Осталось бария в шламе

ВаСОз 120,5 х х0,101=12.17.С Ва(МОз)2 120.5.

«0,038х197/261-3,46 с BaSO4=1,02

10,), = 117,663

Всего 16,646

117,663 — 16,646 100 85 8 о

15 г2 eb— - — 85,8 .

В а(и Оз)2 — 4,5

Ва СОз-16,1 .

Расчет степени извлечения бария в раствор: с ВаСОэ 291.0,459 = ВаСОэ 186,2.0,161 =

=133,569 =29,98

91 0 008197 — Ва(Оз)2 86,2 45

233 197

=1,968 251

BaSO4 = 1,968

50

g = 38.27

Итого 135,537

0 — — 71,76%

Пример 4 (выход за пределы по карбонату натрия).

Полученный шлам направляют на обезвреживание и полную утилизацию, Раствор нитрата бария после отделения

20 шлама подкисляют азотной кислотой до рН

6-7 и фильтруют.

Пример 3 (выход за пределы).

291 кг атоклавного продукта, полученного по примеру I, (ВаСОз — 45,9%, Ва304—

0,5%) суспендируют в воде до Т:Ж = 1:4 и обрабатывают суспензию 344 кг азотной кислоты с мас.долей НМОз — 32,3%, что соответствует коэффициенту избытка 1,3 от стехиометрии по отношению к ВаСОз в ав30 токлавном продукте (Условия азотнокислотной обработки t = 80 С, т= 20 мин, рН = 6,1).

Далее проводят нейтрализацию суспензии и очистку образовавшегося раствора нитрата бария от примесей Ге и Са, путем обработки суспенэии 17%-ным раствором гидроксида бария до рН = 12,0 при температуре 95 С в течение 0,5 ч до рН = 11,8.

Шлам отделяют от раствора, промывают горячей (t = 80 С) водой от водораствори40 мого бария, получают 186,2 кг сухого шлама с массовой долей компонентов, %:

1824379

291 кг автоклавного продукта, полученного как в примере 1 (ВаГОз — 45.9 . BaS04—

0,8;(,) суспендируют в воде до Т:Ж = 1;4 и обрабатывают суспензию 449,6 кг азотной кислоты в массовой долей НМОз 32,3, что соответствует коэффициенту избытка 1,7 от стехиометрии по отношению к содержанию

ВаСОз в автоклавном продукте (Условия азотнокислотной обработки l - 78 С, 7- 20 мин, рН = 6,0).

Далее проводят нейтрализацию суспензии и очистку раствора нитрата бария от примесей Fe и Са путем обработки 169,9 кг шлама в пересчете на сухое вещество с массовой долей компонентов, : Ва(ЙОз — 7.8;

В а СОз — 10.3.

Выход бария в раствор — 84,9 .

Увеличение расхода кислоты нецелесообразно, т.к. дальнейшее растворение карбоната бария затруднено примесями, и в увеличении степени извлечения бария не п роис ходит.

Пример 5 (выход за пределы по температуре), 289 кг сухого шлама, содержащего в мас, : Ва504 — 21,96; BaS водораствор.—

3.7: ВаСОз — 23.7, остальное примеси РегОз, ЫОг, СаО, С суспендируют в воде в соотношении Т;Ж" 1:3. В полученную суспензию вводят 124,66 кг карбоната натрия, что соответствует К»в. = 3,5 по отношению к сумме

BaS + BaSO4 в шламе. Полученную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при температуре 190 С в течение 1 ч. После охлаждения автоклавной суспензии до 70OÑ отделяют твердую фазу и промывают горячей водой от иона SO4

Получают 294 кг автоклавного продукта; содержащего, Mac. : ВаСОз — 43,38; BaS04—

3,2; остальное примеси -егОз. РОг, СВО. С.

Степень превращения бария в кислоторастворимую форму: а — — 94,14

43,38 100

Расчет степени извлечения бария В раствор: с ВаСОз 234 43,38 = 127,55 с Ва S04 294 0,032 0,8455 =- 7,95

Я= 135,5

Осталось бария в шламе (при условии сохранения данных по кислотной обработке) с ВВСОз— 19,9 с Ва(ИОз)г— 0,52

ВВЯО4— 7,95

28,37.

Степень извлечения бария по отношению к общему барию в шламе:

135,5 — 28,3 100

Пример 6 (выход за пределы К»б соды).

Ъ

В суспензию шлама, как в примере 2.

10 вводят 92,8 кг карбоната натрия, что соответствует коэффициенту избытка 3,3 по отношению к сумме BaS и BaSO4 в шламе.

Полученную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при температуре 213 C

15 в течение 1 ч (как в примере 2).

Получают 244 кг автоклавного продукта, содержащего в мас. :

ВВСОз — 44,3; BaSO4 — 4,1, остальное примеси ГегОз, %0г, СаО, С.

20 Степень превращения бария в кислоторастворимую форму

44,3 100

" = -З вЂ” ч-1 — -« - ;(-= "

Повышение BaSO4 в автоклавном продукте при прочих равных условиях приведет к снижению степени извлечения бария до

79,5 .

30 (117,663 — 79,5

Пример 7 (с соляной кислотой).

35 280 кг сухого шлама, содержащего, мас. ; 21,98 BaSO4; 3,7 BaS; 23,7 ВаСОз (остальное примеси ЕегОз, SION, CaO, С) суспендируют в воде в соотношении Т:Ж = 1:3.

В полученную суспензию вводят 120,7

40 кг карбоната натрия, что соответствует коэффициенту избытка 3,5 по отношению к сумме BaS u BaS04 в шламе. Полученную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при температуре 213 «+3 С втечение 1 ч.

45 После охлаждения реакционной массы до 70 С твердую фазу отделяют и промываЮТ ВОДОЙ ОТ ИОНОВ SO4

Получают 276 кг автоклавного продукта, содержащего, мас. :

50 ВаСОз — 47,8; BaSO4 — 0,5; остальное примеси СВО, РегОз, SION, С.

Степень превращения бария s кислоторастворимую форму:

55 47,8 100 99 1

47,8 + 0,5 0,8455

Водную суспензию 276 кг автоклавного продукта при соотношении Т:Ж = 1:3 Обра1024379

Составитель M.Hàóìoâà

Техред M,Ìàðãeíòàë Корректор О.Густи

Редактор Т,Ходакова

Заказ 2213 Тираж Подписное . БНИИПИ Государсгвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб.. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 батывают 266,8 кг соляной кислоты с масс. долей НС! — 27,57;, что соответствует коэффициенту избытка 1,5 от стехиометрии по отношению к ВаСОэ, содержащемся в автоклавном и родукте (Условия солянокислотной обработки t = 80 С, т= 30 мин, рН =

-5,5).

После обработки суспензии острым паром в суспензию вводят раствор гидроксида бария с массовой долей Ba(OH)2 17 до р Н - 11,8(Условия обработки суспензии гидроксидом бария t = 96 С, m=0,5 ч).

Оставшуюся твердую фазу — шлам — отделяют от раствора, промывают горячей водой (t = 80-85 С) от водорастворимого бария.

Получают I 60,2 кг шлама в пересчете на сухое вещество.

Массовая доля компонентов в шламе, %.

ВаСЬ вЂ” 5,0; ВаСОэ — 10,7.

Степень извлечения бария в раствор—

Расчет произведен по аналогии с примерами 13.

Шлам обезвреживается известными способами и используется в производстве цемента.

Раствор хлорида бария после отделения шлама подкисляют соллн0й кислотой до достижения значения рН равного 7-0, подвергают контрольной фильтрации и перерабатывают путем упаривания в кристаллический хлорид бария.

Как видно из представленных примеров, степень извлечения бария из шлама в

5 раствор зависит от расхода минеральной кислоты, от расхода карбоната натрия и температуры взаимодействия в автоклаве, но не зависит от вида кислоты.

Таким образом, способ по изобретению

10 позволяет повысить степень извлечения бария до 99 .

Формула изобретения

Способ получения водорастворимых солей бария из твердых отходов после выще15 лачивания плава сульфида бария, включающий взаимодействие водной суспензии отходов с реагентом, разделение на твердую и жидкую фазы продукта взаимодействия. обработку барийсодержащей фа20 эы минеральной кислотой, очистку раствора соли бария, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения степени извлечения бария, в качестве реагента используют карбонат натрия с коэффициентом избытка 3,5 от

25 стехиометрии по отношению к сумме сульфида и сульфата бария в шламе, причем взаимодействие ведут в автоклаве при 200213 С, а минеральной кислотой обрабатывают автоклавный продукт при избытке

30 кислоты 1,4-1,6 от стехиометрии по отношению к содержанию карбоната бария в автоклавном продукте.