Способ очистки технологическихрастворов ot фтора и алюминия

Способ очистки технологическихрастворов ot фтора и алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ изовгктения ВО6622

К АВТ©РСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцнвйнст ические

Респубйнк (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090178 (21) 2566508/29-26 (S1) М

3 с присоединением заявки No— (23) ПриоритетС 02 F 1/58

Государственный номитет.СССР по делам изобретений и открыти й

Опубликовано 2 102Н1 Бюллетень Ий 7

Дата опубликования описания 2302.81 (53) УДК 628. 349 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.Б. Браверман, И.И. Паршков, Г.П. Левакова, A.Ã. Бирюкова,В.И. Камадеев и С.B. Цораева (73) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

РАСТВОРОВ OT ФТОРА

И АЛЮМИНИЯ

ЗО

Изобретение относится к способам очистки сточных вод от фтора и алюминия, в частности к способам очистки технологических растворов от фтора и алюминия в присутствии нитратионов и может найти *рименение В химической промышленности.

В технологических схемах некоторых производств после извлечения основного продукта образуются сбросные растворы, содержащие фтор, алюминий, азотную кислоту. Утилизация ценных компонентов из сбросных растворов укаэанного состава требует экономики производства и необходимости охра" !5 ны окружающей среды.

Известен способ извлечения фтора и алюминия иэ технологических растворов путем нейтрализации плавикокислых растворов гидроокисного алюминия и 20 содой с получением осадка криолита jl) Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ очистки технологических раст- 25 воров от фтора и алюминия путем введения фторида аммония с осаждением двойной соли NHgF AeF>, отделением осадка и последующей прокалкой до

AeF Е2)Однако, извлекая иэ растворов фтор, в условиях его дефицита нецелесообразно вводить до ЗОВ фтора в виде растворов фтористого аммония. В двойном фториде аммония и алюминия, осажденном иэ растворов, нитрат-ион неизбежно присутствует, что вызывает сильную коррозию аппаратуры при последующем его термическом разложении. Учитывая необходимость введения фторида аммония (до 10-15%) для полноты осаждения, содержание фтора в маточниках остается в пределах 10-15 г/л, в зависимости от состава исходного раствора, т.е. не достигается полнота очистки по фтору.. Получаемые фторидно-нитратные растворы нельзя непосредственно использовать, например, для производства удобрений, поскольку разделение фтора и нитрат-иона является сложным.

Присутствие нитрат-ионов в технологических растворах в Чочетании с фтор-ионами значительно усложняет задачу очистки технологических растворов. При осадительных операциях нитрат-ион, попадая в конечные твердые продукты, содержащие фтор, вызывает серьезные проблемы коррозион806622

Толщина слоя осадка, см

Скорость фильтрации, э/ 2 рН осаждени

Температура

Ос

0,368

1,4

0,83

1,32

1,68

25

0,52

1,0

1,46

1,2

2,9

3,01

1,0

7 40

7 60

7 70

1,37

0,8

1,53 1,0

2, 9

1,0

7 80

2.96

1.0 ного плана при обезвоживании этих продуктов, а при обычных методах переработки растворов, например, известкованием, он остается в несвязанном виде и способен мигрировать в окружающую среду.

Цель изобретения — повышение сте-. пени очистки технологических раство. ров от фтора и алюминия и воэможность получения в присутствии нитрат-ионов промежуточных бензнит.ратных фтористых солей.

Поставленная цель достигается тем, что технологические растворы обрабатывают известковым молоком до

Приведенные данные указывают на то, что проведение известкования

Ьри 70-80 С и рН 6-7 обеспечивает получение достаточно хорошо фильтрующегося осадка. При рН 5 и ниже про сходиъ образование кальциевых криолитав, и,при последующем выщелачивании щелочью в раствор переходит фтор, что снижает полноту извлечения его.

Повышение температуры выше 80 С нецелесообразнб, из-за дополнительных затрат энергии и нежелательной упарки растворов.

Осажцение при рН 7 приводит к разубоживанию фтористаго кальция окисью кальция.

Таким образом, условия осаждения рН, равное 6-7 и Т вЂ” 70-80 С являются оптимальнчми. рН 6-7 при 70-80"С, отделяют осадок и обрабатывают последний 7-15% раствором щелочи при 90-100ОС.

Низкий предел температуры (7080ОС) при известковании обусловлен необходимостью получения хорошо сформированного, быстро фильтрующегося осадка, поскольку осадок содержит до 50% гидроокиси алюминия, чувствительной к температуре образования ее, В табл.1 приведены данные по скорости фильтрации осадка после известкования, полученного в различных условиях.

Т а блица 1

4$ При обосновании температурных режимов обработки осадка после известкования щелочью исходят из необходимости получения алюминатных раст воров, стабильных при температуре ур процесса. Алюминатный раствор обладает способностью самопроизвольно разлагаться с выделением гидраокиси алюминия.

Для получения стабильных растворов, содержащих 15-30 г/л алюминия (а именно такие растворы получают при обработке щелочными растворами осадков после известкования) при достаточно высокой полноте извлечения алюминия в раствор (до 95%), 40 щелочность исходного раствора должна быть в пределах 7-15%, а температура обработкИ 90-100ОC.

Результаты по выщелачиванию алюминия из осадков известкования при65 ведены в табл. 2.

80 6622

Таблица 2

Осадок (условно сух

50 16,3 11,7 21,0

70 7,65 1.1 9 75,0

90 0,95 10,2 97,0

18,35 23

5,47 100, 20

20

20 100 0,56 10,6 98,5

2 2,9 4, 15 125

20,1

?О 5,1 9,8 88,0

90 0,84 10 1 96,0

20,97 24,5 3,7 150 20 50 32 0

20 70 3,3 9,9 91,9

20

1,61 10,0 96,0

Таблица3 рН осаждения ние в фнльтрате, г/л де 1

5,0

0,1

<0,1

<0tl

110

< О, 1

< 0,1

<0,1

100

7,0

0,026

118

8,0

<0,1

110

Данные, приведенные в таблице, подтверждают правильность выбора режимов выщелачивания. Действительно,ниже90".С извлечение А8 s раствор снижается. увеличение температуры вы. ше 100С С нецелесообразно, иэ-эа излишних энергетических затрат.

Пример.l л раствора, содЕржащего 38 г/л алюминия, 50 г/л фтора, " 100 г/л связанного нитрат-иона и 100 r/ë азотной кислоты, обрабатывают известковым молоком (содержание окиси кальция 15% весовых» прн рн 7. Получают 480 r осадка с влажностью 60%. Содержание алюминия в @} маточнике < 0,5 г/л, фтора 0, 1 г/л, нитрат-иона 110 г/л. Отфильтрованный осадок обрабатывают 1 л 15%-oro раствора щелочи прн 95 С и проМывают водой. В отфильтрованном маточном растворе содержится 27 г/л алюминия и 0,4 г/л фтора.

Суммарное извлечение алюминия (включая алюминий, содержащийся в проиводе) составляет 95-97%.

Осадок после сушки при 110 С представляет собой смесь фтористого кальция (n 80%) и окиси кальция (20%), Содержание фтора в.нем составляет

40%, алюминия 0,8%, нитрат-иона 0,05%

Осадок фтористого кальция перерабатываю по известному способу сульфатиэации серной кислотой. Содержание фтора в остатке составляет О, 2%. Таким образом, суммарное извлечение фтора во фтористый водород составляет 98- 60

99%. Нейтрализацией маточного раствора серной кислотой до рН 9 полу» чают гидроокись алюминия, прямое извлечение нитрат-иона в раствор нитрата кальция составляет 90-95%. 65

Остальные 10% нитрат-иона и 1-2% фтора переходят в алюминатный раствор и их возвращают в технологический цикл.

Содержание ценных компонентов фтора и алюминия в фильтратах приведено в табл. 3.

Из таблицы видно, что при известковаиии исходных растворов удается практически полностью извлечь фтор и алюминий. Полученные растворы нитрата кальция могут быть непосредственно использованы s прОизводстве удобрений.

Предлагаемый способ позволяет практически полностью утилизировать фтор, алюминий и азотную кислоту иэ технологических растворов и вернуть их в технологический цикл, лйбо переработать на стандартные продукты, находящие применение .в народном хозяйстве (фтеристый водород, плавиковая кислота, гидроокись алюминия, кальциевая ! селитра и т.д.) .

1 806622

Формула изобретения

1О

Составитель Г. Лебедева

Техред T. Маточка Корректор С.Щомак

Редактор В. Еремеева

Заказ 162/37 Тираж .1018

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Способ очистки технологических растворов от фтора и алюминия, вклю.чающий обработку химическим реагентом и отделение осадка, о т л и ч аю шийся.тем, что, с целью повышения степени очистки и возможнос" ти получения в присутствии нитратионов в сточных водах промежуточных безнитратных фтористых солей, технологические растворы обрабатывают известковым молоком до рН 6-7 при 70-80 С, а осадок после отделения

О обрабатывают 7-15% раствором щелочи при 20 1000С

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богачев Г.Н., Гузь С.Ю. Производство криолита, фтористого алюминия и фтористого натрия. М-Л.,Металлургиздат, 1940.

2. 2nd.Епц. Chem 1947, 39, Р 3, р. 286-288.