СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КРЕМНИЙФТОРСОДЕРЖАЩИХ КИСЛЫХ СТОКОВ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/66 C02F1/52 

Изобретение относится к химии неорганических соединений и может быть использовано в производстве фосфорных минеральных удобрений и в других смежных отраслях промышленности как для концентрированных, так и для разбавленных растворов и суспензий сильных или слабых кислот и оснований.

Известные способы нейтрализации суспензий с последующим их осветлением включают смешение, нейтрализацию и отстаивание суспензий с последующими переработкой или складированием твердой (сгущенной) фазы и использованием осветленной жидкой фазы в замкнутых (бессточных) процессах (циклах). Причем смешение и нейтрализацию осуществляют в течение около 1 часа в кинетическом режиме при интенсивном перемешивании смеси вращающимися мешалками (2.3 Вт/л) или сжатым воздухом (40.500 Вт/л), а осуществляемое после нейтрализации отстаивание проводят в течение 4.10 часов. При этом смешение и нейтрализацию кремнефторсодержащих соединений в производстве кремнефторида натрия (с растворением едкого натра или соды дополнительно осветленной фильтрованием сливной фракцией) осуществляют в 2 ступени при рН 2 и 3 [1] с перемешиванием реагентов вращающимися мешалками, а в переработке кислых стоков (с растворением, гашением, извести осветленной водой) при рН 7.8 с перемешиванием реагентов сжатым воздухом, в одну или две ступени, с применением полиакриламида [2]
К недостатку известных способов нейтрализации и осветления суспензий относится их сложность (многостадийность) и большая энергоемкость (на перемешивание реагентов).

Задачей изобретения является упрощение способов нейтрализации и осветления суспензий и снижение энерго- и трудозатрат на их осуществление.

Поставленная цель достигается тем, что нейтрализацию суспензий осуществляют одновременно с отстаиванием в диффузионном режиме и в одну степень, а смешение (перемешивание) реагентов осуществляют без снижения концентраций, в течение нескольких (1.3) секунд, используя для перемешивания реагентов кинетическую энергию потоков или выделяющегося (при смешении реагентов) газа. Так, при смешении кислоты с содой в производстве кремнефторида перемешивают при Г: Ж= 0,4.5:1 или с интенсивностью 40.500 Вт/л. Причем в производстве кремнефторидов смешение кислоты с едким натром или карбонатом, содержащим суспензию фторида натрия и двуокиси кремния, осуществляют до рН не выше критического начала вспенивания (разложения) суспензии (рН 2±0,2), а при переработке кремнийфторсодержащих кислых стоков смешение с известковым молоком осуществляют до рН 4.6. При при этом в производстве кремнефторидов не требуется дополнительное осветление (фильтрование) сливной фракции, а получаемый продукт соответствует высшему сорту, а при переработке кремнефторсодержащих кислых стоков не требуется дополнительное введение в процесс полиакриламида (для повышения эффективности отстаивания), а получаемая из кислых стоков очищенная вода по примесям и рН (6.8) также соответствует техническим условиям (для использования в производстве ЭФК и для приготовления известкового молока). При смешении кислых стоков до рН выше 6 качество воды ухудшается, особенно по содержанию фтора.

На фиг. 1 изображена установка для осуществления предложенного способа нейтрализации и осветления суспензий.

Установка включает смеситель 1, соединенный с ним отстойник-нейтрализатор 2 с насосом 3 и соединенный с отстойником-нейтрализатором сборник 4 с насосом 5 для осветленной воды или раствора.

Предложенный способ нейтрализации и осветления суспензии осуществляют следующим образом.

В производстве кремнефторидов 20%-ную кремнефтористоводородную кислоту (ок. 9,2 м³/ч) непрерывно смешивают в смесителе 1 сначала с рециркулирующей сгущенной суспензией кремнефторида, а затем с 18%-ным раствором едкого натра или соды (ок. 8 м³/ч) в течение 1.3 секунд, после чего суспензию кремнефторида одновременно отстаивают и нейтрализуют в отстойнике-нейтрализаторе 2 в течение 3.5 часов, перекачивая насосом 3 сгущенную суспензию кремнефторида с Ж: Г=1,5.3:1 на узел сушки ее топочными газами (ок. 10 м³/ч) и в смеситель 1 (ок. 30 м³/ч), а осветленный маточный раствор в 1,5-2 раза меньшим, чем в прототипе, содержанием (0,9.1,4) кремнефторида, собираемый в сборнике 4, непрерывно перекачивают насосом 5 на узел растворения едкого натра или соды (ок. 8 м³/ч и на узел очистки сборных топочных газов (ок. 12 м³/ч), с возвратом скрубберной жидкости в процесс. При этом получают ок. 3000 кг/ч продукта при смешении до рН 2,5: с содержанием основного вещества 93.96% бифторида 3.5 и двуокиси кремния 1,2.2,5 а при смешении до рН 1,8: с содержанием основного вещества 99.99,6 и двуокиси кремния 0,3.0,8 - высшего сорта, с дисперсностью 5.8 остатка на сите N 0063.

2. При переработке кремнийфторсодержащих кислых стоков около 150 м³/ч стоков с рН 1,5.2 непрерывно смешивают в смесителе 1 с 10-ным известковым молоком (ок. 15 м³ч в течение 2.3 секунд до рН 4.6, после чего суспензию одновременно отстаивают и нейтрализуют в течение 4.6 часов в отстойнике-нейтрализаторе 2, перекачивая насосом 3 сгущенную суспензию (шлам) с Ж:Т=2.5:1 в шламосборник цеха ЭФК, а осветленную воду, собираемую в сборнике 4, непрерывно перекачивают насосом 5 на узел приготовления 10-ного известкового молока и в цех ЭФК. При этом получают с рН 6.8 около 160 м³/ч осветленной воды, соответствующей ТУ на осветленную воду.

Технико-экономическая эффективность от использования предложенного способа нейтрализации и отстаивания проводятся одновременно, причем в диффузионном режиме, а смешение (перемешивание) реагентов при этом осуществляют в течение нескольких (1.3) секунд без снижения исходных концентраций реагентов, используя для перемешивания реагентов кинетическую энергию потоков или выделяющегося при смешении газа. В результате этого на Белореченском ПО "Минудобрения" из процессов исключены реакторы-нейтрализаторы, снабженные вращающимися мешалками или барботажными трубками (для сжатого воздуха), и фильтры (для дополнительного осветления осветленного маточного раствора) и снижены в связи с этим эксплуатационные издержки: на электроэнергию (на 80% ), на заработную плату аппаратчиков и на содержание и эксплуатацию оборудования (на 40-60% ). Получаемый при этом кремнефторид соответствует высшему сорту, а очищенная вода соответствует требованиям ТУ.

Использование: нейтрализация и осветление суспензий. Сущность изобретения: способ включает смешение фторсодержащих кислых стоков со щелочным реагентом в течение 1-3 секунд с последующим отстаиванием. В производстве кремнефторидов смешение кремнефтористоводородной кислоты с едким натром или карбонатом, содержащим суспензию фторида натрия и двуокиси кремния, осуществляют до рН не выше 2-0,2, а при переработке кремнийфторсодержащих кислых стоков смешение их с известковым молоком осуществляют до рН 4...6. 1 с. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ переработки кремнийфторсодержащих кислых стоков, включающий смешение их с щелочным агентом и последующее отстаивание, отличающийся тем, что смешение осуществляют в течение 1 3 с. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при переработке кремнийфторсодержащих кислых стоков на высококачественный кремнийфторид натрия их смешивают с едким натром или карбонатом, содержащим суспензию фторида натрия и двуокиси кремния, до значения рН на более 2 ±0,2. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку кремнийфторсодержащих кислых стоков осуществляют смешением их с известковым молоком до значения рН 4 6.