Способ переработки отработанного раствора мышьяково-содовой сероочистки коксового газа

Способ переработки отработанного раствора мышьяково-содовой сероочистки коксового газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>956428

Сони Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10.80 (21) 2995058/23-26 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.09.82. Бюллетень № 33 (45) Дата опубликования описания 07.09.82 (51)М.Кл з С01 Р 5/02

C. 01 В 17/02

Государстееииый комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 661.833.532 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Марков, В. M. Петропольская, Т. С. Батые

T В. Хворост, П. M Черниченко, В. H. Татарк

В. К. Ворона и А. С. Моралин (71) Заявители Украинский ордена «Знак Почета» научно-исследоват углехимический институт и Государственный всесо институт по проектированию предприятий коксохим промышленности <Гипрококс» (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО

РАСТВОРА МЫШЬЯКОВО-СОДОВОИ СЕРООЧИСТКИ

КОКСОВОГО ГАЗА

1 2

Изобретение относится к способам переработки отработанных растворов, образующихся при мышьяковосодовой сероочистке коксового газа, и может быть использовано в коксохимической и химической промышленности.

Известен способ переработки отбросных тиосульфатных растворов, получаемых при мышьяковосодовой сероочистке коксового газа, включающий обработку его при

95 С серной кислотой, взятой в стехиометрическом количестве к:содержащемуся тиосульфату, в течение 2 — 3 ч. Степень разложения тиосульфата соответствует при этом только 85%.. Кроме, того, такой способ овязан с отходами производства(1).

Наиболее близким к предложенному способу является апособ переработки отработанного раствора мышьяковосодовой сероочистки коксового газа, согласно которому раствор обрабатывают серной кислотой при 100 С в течение 8 ч. Образующуюся в результате разложения тиосульфата суопензию серы отстаивают и центрифугируют. Отфугованную серу затем промывают конденсатом пара.

Маточный раствор,:содержащий сульфат и роданид натрия, а также неразложившийся тиосульфат, подвергают дополнительному отстою от серы, подщелачиванию и выпариванию в вакууме 600 — 650 мм рт. ст. до содержания в растворе роданистого натрия 700 г/л н выпадения сульфата натрия в осадок. Сульфат натрия отделяют центрифугированием с получением в качестве готового продукта соли примерно следующего состава, о ,Na SO4 954; Na2S20a 03; NaCNS 1,1;

Н О 3,2.

Маточный раствор, представляющий собой концентрированный раствор роданистого натрия, содержащий, %, NaCNS

49; Na2S O 9,8; Na SO4 1,7; Н О до 100, направляют потребителю (2).

Недостатками этого способа являются сложность технологического процесса и ограниченность сбыта роданистых солей любой степени чистоты.

Целью изобретения является упрощение процесса и исключение вредных стоков.

Поставленная цель достигается тем,что серную кислоту вводят в маточный раствор, полученный после разделения пульпы, в мольном соотношении с содержащимися в упаренном растворе роданидом

0,5 — 0,6: 1 и тиосульф атом 0,35 — 0,4: 1, после чего 80 — 100 об. % обработанного таким образом раствора смешивают с раствором после .первой ступени упаривазо ния

956428

65

Указанные отличия приводят к упрощению способа пвреработки раствора за счет того, что образующиеся продукты — сера и сульфат соответствующего щелочного металла легко разделяются. Это позволяет сократить количество технологических операций, а также продолжительность процесса. Кроме того, получаемые продукты нетоксичны и имеют нвопраниченный сбыт.

Сера является дефицитным продуктом, сульфат, натрия в больших количествах иапользуется в стекольной промышленности, а сульфат калия имеет неограниченный сбыт как минеральное бесхлорное удобрение.

Сущность предложенного способа состоит в следующием.

Отработанный раствор мышьяковосодовой сероочистки коксового газа после выделения из него серы и осаждения мышьяка обычно состава, г/л: NaCNS

100 — 200; Na S O> 200 — 250;,Na SO4 50 — 60 подвергают упарке в вакууме 600 мм рт. ст. ,до концентрации .роданидов около 500 г/л (т. е. примерно до уменьшения объема в

3 раза).

Затем осуществляют двухстадийную об.работку этого .раствора серной кислотой таким образом.

Вначале упаренный раствор смешивают с 80 — 100 об. о/, кислого раствора, образующегося,на второй стадии процесса иотвечающего следующему составу, г/л:

NaCNS 200 — 300; Na SO4 60 — 80; H SO4

250 †3.

Систему доводят до кипения и раствор упаривают до тех пор, пока объем его не станет равным первоначальному объему исходного раствора, подввргаемого обработке. При этом содержащийся в растворе тиосульфат практически полностью разла гается с образованием серы и сульфата.

Серу в смеси с кристаллами сульфата соответствующего щелочного металла, содержащейся в поглотительном растворе мышьяковой сероочистки газа, а также с примесью ксантанового водорода отфильтровывают. Фильтрат .направляют на вторую стадию процесса, где его обрабатывают серной кислотой, общее количество которой берут, исходя из мольного соотношения ее с содержащимися в исходном растворе роданидом 0,5 — 0,6: 1 и тиосульфатом 0,35 — 0,4: 1, Обработку раствора на второй стадии процесса ведут при 90 — 95 С в течение 2 ч. При этом достигается достаточно, полное разложение роданидов с образованием сульфата и .небольшого количества ксантанового водорода (10 — 15О/о от разложившегося роданида). По истечении

2 ч 80 — 100 об. о/о раствора вместе с вы5

25 павшими в осадок сульфатом и ксантановым водородом со второй стадий процесса:передают на первую, где его снова смешивают с упаренным исходным раствором.

Отфильтрованную после первой стадии смесь элементарной серы, сульфата и ксантанового водорода подвергают обработке конденсатом пара, полученным при упаривании исходного отработанного поглотительного раствора мышьяковосодовой сероочистки коксового газа. После фильтрования получают в качестве готового продукта элементарную серу с примесью ксантанового водорода. Фильтрат — раствор сульфата далее под вергают упариванию, кристаллизации и центрифугированию с получением второго целевого продукта — чистого сульфата соответствующего щелочного металла (К или Na). Для очистки серы от примеси ксантанового водорода ее воз вращают в оборотный мышьяковосодовый поглотительный раствор, где ксантановый водород переходит в роданид и возвращается на переработку с отработанным раствором, а сера выделяется вместе со всей извлеченной серой в виде товарного продукта.

Пример. 4 л отработанного раствора мышьяковосодовой сероочистки содержащего, г/л, KCNS 120; KgSgOЗ 200; KgSO4

20, упари вают до получения 1 л упаренного раствора (суапензии) состава, г/л:

KCNS 480; KgSgOg 800.

Упаренный раствор смешивают с 0,9 л раствора (суспензии), поступающего со второй стадии процесса, состав растворенной части которого следующий, г/л:

КСИВ(216; К Я Оз(следы; НЬО, 253 (в осадке KgSO4, ксантановый водород, сера).

Смесь растворов в количестве 1,9 л упаривают до объема 1 л. При этом в осадок дополнительно выпадает сульфат калия и элементарная сера. После фильтрования получают 1163,6 г сульфата калия, 179 r элементарной серы и 1 л фильтрата, содержащего около 700 г/л роданистого калия,, 100 г/л серной кислоты и следы тиосульфата калия.

Фильтрат передают на вторую стадию процесса, где к .нему добавляют 380 г серной кислоты, т. е..в мольном соотношении с содержащимися в упаренном растворе тиосульфатом 0,33: 1 и роданидом 0,5: 1.

Обработку раствора серной кислотой на второй стадии проводят при 95 С в течение 2 ч, После этого 90 об. о/о раствора указанного выше состава, т. е. 0,9 л передают на первую стадию для смешения с

1 л упаренного раствора.

Смесь сульфата калия и серы обрабатывают паровым конденсатом, получаемым

956428

Таблица 1

Мольное соотношение серной кислоты с содержащимся в упаренном растворе роданидом калия

Показатель

0,6:1

0,4:1

0,5:1

0,7:1

Равновесная концентрация роданида в растворе, г/л

55 — 60

55 — 60

72 — 75

Степень разложения роданида калия, %

86,5

85,4 — 87,5

85,4 — 87,5

84 — 85

Примечания. Исходное содержание роданида калия в упаренном растворе

480 г/л, На первую стадию передают 80 об. % раствора второй стадии.

Таблица 2

Мольное соотношение серной кислоты с содержащимся в упаренном растворе тиосульфатом

Показатель

0,4:1

0,45:1

0,3х I

0,25:I Остаточное содержание тиосульфата в растворе, г/л

2,8

2,8

Степень разложения тиосульфата, 7О

99,7

99,7

93,8

Примечания. Исходное содержание тиосульфата калия в упаренном растворе ь00 г/л.

На первую стадию процесса переда;от 80 об. % раствора второй стадии.

Максимально возможное разложение дающие возможность передачи раствора со

:примесей при выб анных нида 87,5, тиосульфата 99,7%. 10

: р е Ри бРанных условиях: Рода- второй стадии процесса на,первую только

B табл. 3 приведены данные, цодтверж- в количестве 80 — 100 об. %.

Таблица 3

Количество раствора, передаваемого со второй стадии процесса на первую, об ч(, Показатель

1(0

4,0

1,6

99,8

99,6

Примечания. Исходное содержание тиосульфата в упаренном растворе 800 г/л.

;на стадии упарки исходного отработанного поглотительного раствора, до растворения сульфата калия. После его фильтрования

:получают в качестве готового продукта

178,4 г элементарной серы.

Фильтрат — раствор сульфата калия .-.затем упаривают и кристаллизуют с выдеОстаточное содержание тиосульфата в растворе на первой стадии, г/л

Степень разложения тиосульфата, 0 лением 1162 г чистого сульфата калия, удовлетворяющего ТУ 48-5-30-78.

B табл. 1 и 2 приведены усредненные экспериментальные данные проведенных опытов, подтверждающие оптимальность выбранного предела реагирующих компонентов.

956428

Таблица 4

Способ

Показател ь предложенныйый прототип

Есть

Наличие продукта с ограниченным сбытом (отходов) Нет

Нет, так как в качестве продукции предлагается получать сульфат с примесью роданида и тиосульфата и раствор роданистого натрия с примесью тиосульфата и сульфата натрия

Необходимость стадии перекристаллизации для очистки товарной соли

Нет

Нет, так как получаются .неочищенные продукты

Необходимость специальных методов очистки

Нет

Формула изобретения

1. )Курнал с. 40.

2. Журнал с. 48, «Кокс и химия», 1960, № 12,, «Кокс и химия», 1963, № 8, Составитель Ю. Пустовит

Техред В. Рыбакова

Редактор 3. Бородкина

Корректор С. Файн

Заказ 872/679 Изд. № 216 Тираж 514 Подписное

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

113035, Москва, Ж-35, Раушская на5., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

При передаче раствора со второй стадии на первую в количестве менее 80 об. о степень разложения тиосульфата существенно ухудшается.

Таким образом, только при осуществлении процесса по предложенному способу нет отходов, а в качестве продукции получают сульфат калия или натрия, не, требующие специальной очистки и перекристаллизации.

Эффективность предложенного способа заключается в ликвидации вредных стоков предприятия, таких, как роданиды, с переводом их в продукты, необходимые народному хозяйству, Способ переработки отработанного раствора мышьяковосодовой сероочистки коксового газа с получением сульфата натрия и серы, включающий двухступенчатое упаривание исходного раствора, разделение пульпы после второй ступени упаривания

В табл. 4 приведены сравнительные дан-ные процессов, используемых на практике,. по способу-прототипу и предложенному.

5 на маточный раствор и осадок целевых про-дуктов, введение серной кислоты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения" процесса и исключения вредных стоков,. серную кислоту вводят в маточный раствор, 10 полученный после разделения пульпы, в мольном соотношении с содержащимися вупаренном растворе роданидом 0,5 — 0,6: 1 и тиосульфатом 0,35 — 0,4: 1, после чего.

80 — 100 об. о о обработанного таким обра15 зом раствора смешивают с раствором послепервой ступени упаривания.

Источники информации, принятые во. внимания при экспертизе: