Способ регенерации отработанной серной кислоты

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 01 В 17/90

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) \

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767361/26 (22) 07.12.89 (46) 30.03.93. Бюл. Fh 12 (71) Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам Научнопроизводственного объединения "Минудобрения" (72) В.Т.Прохоренко, А.И.Кравченко, Е.В.Третьяк, В.И.Тошинский, В.И.Якушев, A.Ä;Màðê08, А.А.Кузнецов, А.В.Кондратенко, В,С.Сущее, И.П.Воробьева, Е.С.Тарабан, А.Я.Лобойко, И.А.Гелета, В.И.Шабалин, Е.И.Еременко и Е.А.Гресь . (56) Патент ФРГ М 1103902, кл. 12 1 17/90, 1983.. (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОЙ

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Щ Изобретение относится к способам регенерации отработанной серной кислоты, полИзобретение относится к способам регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты железа.

Целью изобретения является интенсификация фильтрации за счет укрепления кристаллов сульфатов железа, упрощение способа, исключение газовых выбросов, Это достигается в способе регенерации . отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты железа, включающем концентрирование исходной кислоты до содержания

55-65 мас.ф HgS0< с последующим отделе.нием кристаллов сульфата железа фильтрацией и повторным концентрированием кислоты, в котором концентрирование ис.ходной кислоты на обеих стадиях осуществляют путем смешения ее с серной кислотой (. Ж 1805095 А1

2 учаемой s производстве пигментной двуокиси. титана, содержащей сульфаты железа. Цель изобретения — интенсификация фильтрации эа счет укрупнения кристаллов сульфата железа, исключение вредных газовых выбросов, упрощение способа. По предлагаемому способу двухступенчатого концентрирования отработанной кислоты на

1-й.стадии ведут смешение ее с крепкой серной кислотой до получения смеси с массовой долей H2SO< 57 — 63 при соотношении исходной кислоты и купоросного масла 1:1-1,3 и поддержании температуры смеси в преде- л.ах 125-135 С. Концентрирование на 2-й стадии также осуществляют путем смешения с серной кислотой с концентрацией более 90 мас. . 1 ил.

00 с концентрацией более 90 мас., причем на Ст первой стадии смешение исходной и кон- 0 . центрированной кислот проводят в обьемном соотношении 1:1-1,3 соответственно, при поддержании температуры смеси в пределах 125-130 С.

Сущность способа состоит в следующем: в месте смешения гидролизной серной кислоты с крепкой кислотой {массовая доля в

H2SO4 более 90, т.е. купоросное масло, моногидрат, олеум) происходит локальный разогрев. раствора до 125-130 С, что способствует образованию зародышей и росту кристаллов сульфата железа по кинетическому механизму. 3а счет разности температур.в месте локального разогрева и во, . всем объеме гидролиэной серной кислоты

1805095 через пульпатор 4 поступает на вакуумфильтр 5, где происходит его разделение.

Отфильтрованный железный купорос подается на отмывку и сухую переработку или на перекристаллизацию из однородного в се. миводный путем смешения его с водой в

55 (50 С) происходит рост образовавшихся кристаллов до 60-80 мкм. В пределах указанных концентраций серной кислоты, получаемой закреплением гидролизной кислоты крепкой серной кислотой, например купоросным маслом, т.е; в пределах 5565 мас. отмечено -выделение кристаллов сульфата желез®,.60;-"80 мкм. Кислота после закреплещМЪ охлаждейь я подвергается фильтрации,::.;Степень удаления сульфатов 10 железа фегенериро«ванной кислоты при массовой долЬНз$04 55 - 65ф составляет 90,894,27ь, т.е. содержание сульфатов железа менее 1,07ь мас.7ь.

Целесообразность соотношения гидро- 15 лизной серной кислоты и крепкой, например купоросного масла на 1-й ступени закрепления в пределах 1:1-1,3 определяется получением 55-65ф -ной серной кислоты, так как за пределами этих концентраций 20 примеси сульфатов и других металлов выделяются в виде мелких кристаллов (менее 30 мкм); что загрязняет регенерированную кислоту.

Введение процесса концентрирования 25 гидролизной серной кислоты на первой стадии при температуре ниже 125 С не обеспечивает полноту высаливания сульфатов железа из серной.кислоты. При увеличении температуры концентрирования выше 30

130 С происходит уменьшение размеров кристаллов сульфата железа, что ухудшает возможность их отделения от жидкой фазы.

Способ осуществляется по технологической схеме, представленной на чертеже, где 35

1 — смеситель, 2 — холодильник, 3 — отстойник, 4 — пульпатор, 5 — вакуумный фильтр.

Предлагаемый способ регенерации гидролизной серной кислоты реализуется путем двухстадийного закрепления 40 смешением, например, с купоросным маслом на обеих стадиях следующим образом: гидролизная серная кислота, содержащая

18-24 мас.)(, Н $04, 11$ FeS04 смешивает45 ся при,соотношении 1:1-1,3 с купоросным маслом или олеумом, концентрированной серной кислотой (более 90 мас,g H2$0<) и подается в смеситель 1, где при температуре 125-130 С образуются 55-65 -ная сер50 ная кислота и кристаллы одноводного железного купороса размером 60-80 мкм.

Полученная суспензия охлаждается до 60—

65 C в холодильнике 2 и подается в отстойник 3. Шлам из нижней части отстойника 3 соотношении 1:1-1,7 при температуре 30 С.

Полученный при этом семиводный сульфат железа используется как сырье в производстве красных желеэоокисных пигментов.

Отделенный фильтрат поступает на вторую стадию концентрирования, куда из отстойника 3 подаются осветленная часть раствора и концентрированная серная кислота, Полученная при этом 75-ная серная кислота, содержащая не более 1 мас. FeSO4, используется в производстве удобрений; Замена упарки смешением на 1-й стадии концентрирования уменьшает энергоемкость процесса и ликвидирует загрязнение атмосферы.

Пример 1. В смесительную камеру подает 1 т серной кислоты концентрацией

20 мас. H2$04 при температуре 60 С, содержащую 12,157Ь Ре $04. В эту же емкость добавляют 1,027 т купоросного масла (93

Н $04) при соотношении 1:1,2 соответственно, массовая доля серной кислоты в смеси составляет 55 . При выдержке в течение

10 мин с температурой 130 С сульфаты железа выделяются в виде кристаллов размером 80 мкм.

После охлаждения смеси до 60 С отделяем на барабанном вакуум-фильтре сульфатй железа в количестве 105,3 кг Fe$04, а

557-ная серная кислота в количестве 1775,5 кг, содержащая 0,7 Fe$04, направляется на вторую ступень закрепления, где при использовании 1775,5 кг 93 -ной кислоты получена 75 -ная кислота в количестве

3551,О кг, Газовые выбросы на стадиях концентрирования отсутствуют. Соли сульфатов железа после отделения их на барабанном вакуум-фильтре поступают на дальнейшую переработку известными способами.

Пример 2. В смесительную емкость подает 1 т серной кислоты концентрацией

23 мас.7ь %$О4 при температуре 65 С, содержащую 12,15 Fe$0<. В эту же емкость добавляют 1 т купоросного масла (93

HzSO4) при соотношении объемов 1:1 соответственно. Массовая доля серной кислоты в смеси составит 65 H2$0a. При выдержке в течение 10 мин с температурой 130 С суль- фаты железа выделяются в виде кристаллов размеров 60 мкм.

После охлаждения смеси до 60 С отделяем на барабанном вакуум-фильтре сульфаты железа (105,3 кг). При этом 1727,5 кг

65 -ной серной кислоты, содержащей 0.3 сульфата железа, направляется на вторую стадию концентрирования. При использовании 1,34 т 93 -ной серной кислоты получается 3067,5 кг 75 -ной серной кислоты.

1805095

Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет получить серную кислоту с. меньшим содержанием FeSO4 (до

1,0Jf), исключить вредные выбросы, упростить технологическую схему и снизить знергозатраты (расход природного газа и знергозатраты на работу турбогазодувки и транспортировку газа), исключить санитарную установку по очистке газов по известному способу.

Составитель Л.Гостева

Техред М.Моргентал

Корректор М.Петрова

Редактор

Заказ 924 Тираж .. Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", f. Ужгород, ул.Гагарина, 101 е

Газовые выбросы на стадиях концентрирования отсутствуют. Соли сульфатов же- леза перерабатываются. известными способами.

П ример3. 5

8 смеситель подают 1 т гидролизной серной кислоты концентрацией 20 мас.$

HzSO< при температуре 55 С, содержащую

12,157 FeS04. 8 ту же емкость добавляют

0,952 т 20 олеума при соотношении обь- 10 емном 1:1,3 соответственно. При выдержке в течение 10 мин с температурой 125ОС сульфат железа отделяется на барабанном вакуум-фильтре в количестве 105,3 кг, а 1741,4 кг

61 -ной серной кислоты, полученной в ре- 15 зультэте смешения; содержащей 0.3

FeS04, направляется нэ вторую стадию:закрепления, где при добавлении 840,6 кг

20 -ного олеума образуется 2582 кг 75 ной серной кислоты, 20

Газовые выбросы на стадиях концентрирования отсутствуют. Соли сульфатов железа поступают на дальнейшую переработку известными методами.

Таким образом, при закреплении гидро- 25 лизной кислоты на 1-й стадии в указанном

: режиме получаются крупные кристаллы сульфата железа, что позволяет упростить их выделение из кислоты и дальнейшую пере- . работку, интенсифицируя стадию фильтра- 30

- ции.

Формула изобретения

Способ регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфат железа, включающий концентрирование исходной кислоты до содержания 55-65 мас.$ с последующим отделением кристаллов сульфата железа фильтрацией и повторным концентрированием кислоты, о т л.и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью интенсификации фильтрации за счет укрупнения кристаллов сульфата железа. упрощения способа и исключения вредных газовых выбросов, концентрирование исходной кислоты на обеих стадиях осуществляют путем смешения ее с серной кислотой с концентрацией более 90 мас.$, причем на первой стадии смешение исходной и концентрированной кислот проводят в объемном соотношении

1:1-1,3 соответственно при поддержании температуры смеси в пределах 125-130 г:.