Способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия

 

Изобретение относится к способам переработки серной кислоты с получением сульфата алюминия, используемого в качестве коагулянта для очистки: природных и сточных вод. Сущность способа отработанную серную кислоту производства сульфокатионита КУ-2-8, содержащую 0,5-1,5 % органических примесей и дихлорэтан, смешивают с гидроксидалюминийсодержащим соединением при 95-115^oC. При этом органические примеси кристаллизуются в виде алюминиевой соли вместе с сульфатом алюминия, а выделившийся дихлорэтан возвращает в производство сульфокатионита 1 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и касается способов переработки серной кислоты с получением сульфата алюминия, используемого в качестве коагулянта для очистки природных и сточных вод.

Известен способ переработки раствора, содержащего серную кислоту, с получением сульфата алюминия [1] Способ заключается в том, что к сточным водам от анодирования, восстановления и гравирования, содержащим серную кислоту, добавляют алюминийсодержащее соединение до концентрации алюминия 43-52 г/л, смесь нагревают до 30-90^oC, охлаждают, отделяют выпадающие кристаллы сульфата алюминия. Процесс проводят так, что серная кислоты полностью не взаимодействует с алюминийсодержащим соединением и содержится в растворе после отделения сульфата алюминия. В связи с этим полученный сульфат алюминия без дополнительной обработки не может использоваться в качестве коагулянта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем ее взаимодействия с гидроксидом алюминия при 95-115^oC [2] Способ позволяет получать сульфат алюминия, пригодный для использования в качестве коагулянта для очистки природных и сточных вод.

Однако коагулирующая способность сульфата алюминия сравнительно невысокая.

Технически задача изобретения разработка безотходного способа переработки серной кислоты с получением сульфата алюминия с улучшенной коагулирующей способностью.

Задача решается тем, что в способе переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем смещения ее с гидроксидалюминийсодержащим соединением при 95-115^oC в качестве исходной кислоты используют отработанную серную кислоту производства сульфокатионита КУ-2-8, содержащую 0,5-1,5% органических примесей и дихлорэтан.

В результате проведения процесса по предлагаемому способу органические примеси полистиролсульфокислота кристаллизуются в виде алюминиевой соли вместе с сульфатом алюминия и, играя роль флокулянта, усиливают его коагулирующий эффект.

Дихлорэтан возвращается в производство сульфокатионита, а вода направляется на приготовление суспензии гидроксидалюминийсодержащего сырья.

В качестве гидроксидалюминийсодержащего сырья используют гидроокись алюминия и бокситы.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В реактор загружают 460 кг гидроокиси алюминия, добавляют 170 л воды, полученную суспензию нагревают до 70^oC и при перемешивании вводят в течение 2 ч 637 кг отработанной серной кислоты производства сульфокатионита КУ-2-8 следующего состава, Массовая доля моногидрата (H₂SO₄) 83 Массовая доля дихлорэтана 0,1 Массовая доля органических соединений (в пересчете на C) 0,5 Вода 16,4 В процессе ввода ОСК происходит саморазогрев массы и при температуре 83^oC начинается отгон дихлорэтана. По окончании ввода ОСК температуру реакционной массы доводят до 115^oC и выдерживают в течение 1 ч. Плав сульфата алюминия выливают на поддон для кристаллизации. Получают 1200 кг сульфата алюминия, который подвергают дроблению.

Полученный сульфат алюминия содержит, Массовая доля оксида алюминия 16,8 Массовая доля алюминиевой соли ПССК 1,0
Массовая доля диэлорэтана 1.10^-4
Массовая доля нерастворимого в воде осадка 0,23
Дихлорэтан и воду, отогнанные в процессе переработки ОСК, разделяют на флорентийском сосуде. Дихлорэтан в количестве 0,6 кг направляют в производство сульфокатионита КУ-2-8, а воду направляют на приготовление новой порции суспензии гидроокиси алюминия.

Пример 2. В реактор загружают 160 кг боксита, заливают 160 л воды и перемешивают. Полученную суспензию нагревают до 70^oC и осторожно приливают 291 кг отработанной серной кислоты производства сульфокатионита КУ-2-8 следующего состава,
Массовая доля моногидрата (H₂SO₄) 93
Массовая доля дихлорэтана 0,5
Массовая доля органических соединений (в пересчете на C) 1,5
Вода 5,0
В процессе загрузки ОСК происходит саморазогрев массы и при температуре 83^oC начинается отгон дихлорэтана. По окончании загрузки ОСК температуру реакционной массы поднимают до 100^oC и выдерживают при ней в течение 1,5 ч, получая плав сульфата алюминия, который выливают на поддон для кристаллизации.

Полученный после дробления сульфат алюминия (580 кг), содержит,
Массовая доля оксида алюминия 13,4
Массовая доля алюминиевой соли ПССК 3,0
Массовая доля дихлорэтана 3.10^-4
Массовая доля нерастворимого в воде осадка (Fe₂O₃) 5,5
Дихлорэтан и воду, отогнанные во время процесса, разделяют на флорентийском сосуде. Дихлорэтан в количестве 1,5 кг возвращают в производство сульфокатионита КУ-2-8, а воду направляют на приготовление новой порции гидроксидалюминийсодержащего сырья.

Пример 3. В реактор загружают 460 кг гидроокиси алюминия, добавляют 53 л воды, полученную суспензию нагревают до 70^oC и при перемешивании вводят в течение 2 ч 1037 кг отработанной серной кислоты производства сульфокатионита КУ-2-8 следующего состава,
Массовая доля моногидрата (H₂SO₄) 70
Массовая доля дихлорэтана 0,3
Массовая доля органических соединений (в пересчете на C) 1,0
Вода 28,7
В процессе загрузки ОСК происходит саморазогрев массы и при температуре 83^oC начинается отгон дихлорэтана. По окончании загрузки ОСК реакционную массу нагревают до температуры 95^oC и выдерживают при ней в течение 1 ч, получая плав сульфата алюминия, который выливают на поддон для кристаллизации.

Полученный после дробления сульфат алюминия (1200 кг) содержит,
Массовая доля алюминия 16,5
Массовая доля алюминиевой соли ПССК 2,0
Массовая доля нерастворимого в воде осадка 0,4
Массовая доля дихлорэтана 2·10^-4
Дихлорэтан и волу, отогнанные в процессе, разделяют на флорентийском сосуде. Дихлорэтан в количестве 3,1 кг возвращает в производство сульфокатионита КУ-2-8, а воду направляют на приготовление новой порции суспензии гидроксидалюминийсодержащего сырья.

Предлагаемый способ является высокопроизводительным (общая продолжительность процесса 4-5 ч) и позволяет полностью утилизировать отработанную серную кислоту, обеспечивая при этом возврат в производство сульфокатионита КУ-2-8 дихлорэтана. Полученный при этом сульфат алюминия обладает более высокой коагулирующей способностью по сравнению с сульфатом алюминия, полученным на чистой серной кислоте.

В таблице приведены сравнительные данные по скорости образования осадка трудноосветляемой водной суспензии, содержащей 1,25 г/л бентонитовой глины, при обработке ее сульфатом алюминия, полученного на чистой серной кислоте, (ГОСТ 12966-85), и ОСК производства сульфокатионита КУ-2-8.

Из данных таблицы видно, что сульфат алюминия, полученный на отработанной серной кислоте производства сульфокатионита КУ-2-8, обуславливают скорость осаждения осадка на 5-10% выше, чем сульфат алюминия, полученный на чистой серной кислоте. При этом содержание органических примесей в воде, очищенной известным и предлагаемым сульфатом алюминия, находится на одном уровне.

Сульфат алюминия, полученный на отработанной серной кислоте производства сульфокатионита КУ-2-8, может быть использован при очистке вод от угольной дисперсии и сточных вод промышленных предприятий от производственных шламов, содержащих механические и органические примеси.

Формула изобретения

Способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем смешения ее с гидроксидалюминийсодержащим реагентом при 95 115^oС, отличающийся тем, что в качестве исходной кислоты используют отработанную серную кислоту производства сульфокатионита КУ-2-8, содержащую 0,5 1,5 мас. органических примесей и дихлорэтан.

РИСУНКИ

Рисунок 1