Способ переработки сульфата кальция

Способ переработки сульфата кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i11У687ел2

О П И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.11,78 (21) 2687766/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (51) М.К .

С 01В 17(50

//С 01F 11/4б (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 661.842.532 (088.8) ло делам изобретеиий и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

А. А. Битнер и О. В. Просовецкая (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

ГосУларствеииый комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к технологии совместного производства портландцементного клинкера и серной кислоты при переработке сульфата кальция в виде природного гипса и гипсосодержащих отходов. 5

Известен способ получения цементного клинкера и серной кислоты, включающий спекание сульфата кальция с глиной и углесодержащим восстановителем при 1300—

1400 С, окисление образующегося при спе- 10 кании сернистого газа в серный ангидрид и растворение последнего в воде с образованием серной кислоты (1).

Недостатки способа состоят в низкой скорости процесса образования клинкера, 15 в повышенном содержании в нем сульфата кальция и необходимости очистки получаемого сернистого газа от примесей.

Известен также способ переработки сульфата кальция на серную кислоту и портландцементный клинкер, включающий обработку сульфата кальция содовым раствором, разделение раствора сульфата натрия и осадка карбоната кальция, спекание кар.боната кальция с глинистым компонентом с получением портландцементного клинкера, упаривание раствора с выделением твердого сульфата натрия, карбонизацию его при 400 †7 С с получением сернистого газа и соды с последующей переработкой 30 сернистого газа на серную кислоту и возврат карбоната в процесс (2).

Недостатки способа состоят в интенсивном зарастании греющих поверхностей в процессе упарки и в высоких энергетических расходах на стадии получения карбо ната кальция и сернистого газа.

Цель настоящего изобретения состоит в снижении энергозатрат и упрощении процесса за счет исключения зарастания греющих поверхностей.

Поставленная цель достигается за счет того, что упаривание раствора сульфата натрия ведут до совместной концентрации сульфата и карбоната натрия в растворе

27 — 32% с последующей обработкой упаренного раствора карбонатом натрия и возвратом полученного содового раствора в цикл. При этом упаривание раствора до содержания в нем сульфата и карбоната натрия 27 — 32% не приводит к зарастанию греющих поверхностей выпарных установок, поскольку в этих условиях не достигается насыщение раствора по сульфату натрия.

При дальнейшей обработке упаренного раствора карбонатом натрия образуется осадок, состоящий в большей части из сульфата натрия.

Для выделения сульфата натрия в твердом виде с использованием в качестве вы1

7М7Ы

20

Составитель Б. Ипрша

Тсхрсд И. Заболотнова

Корректор О. Гусева

Редактор T. Глазова

Заказ 1992/11 Изд. № 500 Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, саливающегб агента содь1 концентрация раствора должна быть близка к насыщению.

В противном случае расход соды для высаливания будет очень высоким и часть соды будет просто растворяться в воде без выделения сульфата натрия из раствора.

Концентрация насыщенного раствора

Na>CO> и Na SO4 зависит от температуры и соотношения компонентов. Максимально возможное значение ко11центрации

Ма2СОз — . Na2SO4 — 32% — достигается в растворе при температуре 50 С и доле

Na2SO4, близкой к 100%, минимально возможное — 27% — упариванием при температуре 100 С и доле Na $04, приблизительно 50%. Эти значения взяты в качестве предельных значений концентраций упаренного раствора.

Пример. Берут 18,925 г безводного сульфата кальция. Навеску обрабатывают

100 граммами раствора, содержащего

12,15 r Na2SO4 и 14,85 r Na2CO, при 70 С в течение 1 часа. В результате обработки получают пульпу, содержащую 13,915 г карбоната кальция и 105,009 г раствора (31,909 г NaqSO4 и 0,1 г NaqCOq). Карбонат кальция отделяют декантацией и промывают водой. Промводы и раствор объединяют. Объединенный раствор (вес раствора 905,009 г) упаривают до содержания

77,2 г Н О, 31,909 г Na SO», 0,1 г Na CO,.

К раствору добавляют соду в количестве

36,726 r (сода содержит 30,613 г Na>COq и

6,123 r Мав$04). После перемешивания пульпы в течение 3-х часов при 100 С осадок отделяют центрифугированием (вес осадка — 45,945 r; содержание в нем сульфата натрия — 25,882 r, карбоната натрия—

15,863 r, воды — 4,2 г). Раствор после отделения осадка (вес раствора — 100 г; содержание в растворе сульфата натрия—

12,15 г, карбоната натрия — 14,85 r) направляют на обработку новой партии сульфата кальция. Осадок сульфата и карбоната натрия смешивают с углем, нагревают до 650 С и выдерживают при этой температуре 0,5 часа. В результате нагрева получают соду в количестве 36,736 г, содержащую 6,123 г Na SO4 и 30,613 г Ка СОз и газ, содержащий 8,004 r SO2. Газ окисляют и растворяют в воде с получением

12,256 r серной кислоты. Соду направляют

4 на обработку новой партии упаренного раствора сульфата натрия. Полученный карбонат кальция спекают с глиной с получением портландцементного клинкера.

При обработке 18,925 r CaSO4 в растворе образуется 19,759 г сульфата натрия, который должен быть выведен из раствора в виде твердого продукта. В условиях 2-корпусной выпарки в расчете на 1 т сульфата кальция необходимо удалять 2,436 т воды.

Расход пара на упариванис с выделением твердого сульфата натрия составит

2,436.0,6 или 1,462 т. В заявляемом способе эти же 2,436 т, воды удаляют в условиях

6-корпусной выпарки т. е. с расходом пара

2,436 0,3 или 0,731 т. пара. Таким образом, экономия пара на 1 т. составит 1,462—

0,731 т. или 0,731 т. пара, что при цене пара, равной 3,5 руб./т, составит 2,558 руб. на

1 т. переработанного сульфата кальция.

Формула изобретения

Способ переработки сульфата кальция на двуокись серы и портландцементный клинкер, включающий обработку сульфата кальция водным раствором карбоната натрия, разделение раствора образующегося сульфата натрия и осадка карбоната кальция, промывку карбоната кальция и спекание его с глиной с получением портландцементного клинкера, упаривание раствора сульфата натрия, выделение последнего в твердом виде, его карбонизацию с образованием карбоната натрия и двуокиси серы и возврат карбоната натрия на обработку сульфата кальция, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения процесса за счет исключения заростания греющих поверхностей, упаривание раствора сульфата натрия ведут до совместной концентрации сульфата и карбоната натрия в растворе 27 — 32% с последующей обработкой упаренйого раствора карбонатом натрия и возвратом полученного содового раствора в цикл.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Гипс и фосфогипс». Сб. трудов

11ИУИФ, М., 1958, стр. 5 — 70.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2395913/29-33, кл. СОВ 7/04, 1976 (прототпп) .