СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ Российский патент 2006 года по МПК C01F11/24 

Описание патента на изобретение RU2290369C1

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности хлорной металлургии, и может быть использовано при переработке растворов хлорида кальция, образующихся на газоочистных сооружениях при утилизации отходящих газов титано-магниевого производства, на гранулированный товарный хлорид кальция.

Гранулированный хлорид кальция - обезвоженный, непылящий продукт - используется в коммунальном и дорожном хозяйствах в качестве средства для борьбы с гололедицей. Это предъявляет к нему жесткие требования по содержанию вредных веществ.

Растворы хлорида кальция, получаемые на газоочистных сооружениях титано-магниевого производства при обезвреживании хлора и хлорида водорода известковым молоком, содержат хлораты и гипохлориты кальция. Это ограничивает использование растворов для производства гранулированного хлорида кальция, а также требует разработки специальной технологии подготовки растворов для их обезвоживания и гранулирования.

Известен способ получения гранулированного хлорида кальция (RU №2200710, опубл. БИПМ №8 20.03.2003), включающий:

- концентрирование раствора с концентрацией 30-32 мас.% до 38-45 мас.%;

- термообработку раствора в псевдоожиженном слое топочными газами с получением гранул при температуре в слое 150-200°С и скорости 2,5÷3,0 м/с;

- охлаждение гранул;

- улавливание пылевидных фракций, образующихся при термообработке раствора и охлаждении гранул, с возвратом пылевидных фракций на стадию концентрирования.

Способ обеспечивает получение кондиционного гранулированного продукта. Однако недостатками известного способа являются:

- способ имеет ограниченную область реализации - только в случае использования раствора хлорида кальция, не содержащего хлората и гипохлорита кальция, например, полученного выщелачиванием карбоната кальция, оксида или гидроксида кальция соляной кислотой;

- относительно низкая концентрация раствора хлорида кальция перед подачей в псевдоожиженный слой (38-45%) требует повышенных затрат топлива на обезвоживание раствора.

Известен способ получения гранулированного хлорида кальция (Пат. РФ №2242425, опубл. 20.12.2004, бюл.35), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий концентрирование раствора, термообработку раствора в псевдоожиженном слое топочными газами, охлаждение гранул, улавливание пылевидных фракций, образующихся при термообработке раствора и охлаждении гранул, возврат их на стадию концентрирования. Перед концентрированием раствор дополнительно обрабатывают восстановителем, пылевидные фракции разделяют на две части: одну часть направляют на концентрирование раствора до содержания хлорида кальция 46-50%, а другую часть на термообработку в псевдоожиженный слой. В качестве восстановителя используют раствор гидросульфида натрия концентрацией 0,2÷1,5 мас.%, или в качестве восстановителя используют раствор карбамида концентрацией 20-40 мас.%. При этом обработку раствора восстановителем проводят при температуре 40-100°С в течение 1 часа, а термообработку проводят при температуре в псевдоожиженном слое 201-250°С при скорости топочных газов в псевдоожиженном слое 3,1÷3,5 м/с.

Способ обеспечивает получение раствора хлорида кальция, не содержащего активный хлор и хлораты, что позволяет после концентрирования и термообработки получить гранулированный хлорид кальция, не содержащий вышеуказанные примеси.

Недостатком данного способа является то, что он может быть применен только при использовании растворов хлорида кальция, не содержащих хлорид магния, или при минимальном содержании хлорида магния менее 0,15%. Такие растворы можно получить только в случае применения в качестве исходного сырья карбоната кальция, не содержащего карбонат магния. В большинстве месторождений карбонат кальция содержит до 10% карбоната магния, который затем переходит в раствор хлорида кальция (содержание хлорида магния в растворе от 0,2 до 1%). При последующей термообработке содержание хлорида магния увеличивается более 0,5%, что не соответствует требованиям потребителей и ГОСТ 450-77, так как высокое содержание хлорида магния повышает коррозионную активность продукта.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в снижении содержания хлорида магния в готовом продукте - гранулированном хлориде кальция - за счет перевода хлорида магния в нерастворимый осадок - оксид магния. После термообработки получают товарный гранулированный хлорид кальция с содержанием хлорида магния менее 0,5%, что соответствует требованиям потребителей и ГОСТ 450-77.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения гранулированного хлорида кальция, включающий обработку раствора хлорида кальция восстановителем в виде раствора гидросульфида натрия с последующим концентрированием раствора, термообработку его в псевдоожиженном слое топочными газами, новым является то, что одновременно с восстановителем в раствор вводят оксид кальция при соотношении его к раствору хлорида кальция, равном (0,005-0,01):1, полученную смесь нагревают, перемешивают, отделяют твердую фазу и осветленный раствор направляют на концентрирование и термообработку.

Кроме того, оксид кальция вводят в виде водной суспензии с содержанием оксида 100-120 г/дм3.

Кроме того, перемешивание смеси проводят в течение 2-4 часов.

Одновременная обработка раствора хлорида кальция восстановителем и оксидом кальция позволяет уменьшить содержание хлоридов и хлоратов в растворе, а также содержание хлорида магния путем перевода его в оксид, что позволяет достичь качественных показателей конечного продукта - гранулированного хлорида кальция, удовлетворяющего требованиям потребителей и ГОСТ 450-77.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе получения гранулированного хлорида кальция из растворов газоочистных сооружений титано-магниевого производства.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразования для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Раствор хлорида кальция, полученный на газоочистных сооружениях при обезвреживании хлора известковым молоком, содержит 33 мас.% CaCl2, гипохлорита кальция (активного хлора) - 30 г/дм3; хлората кальция - 10 г/дм3. Содержание хлорида магния - 1-1,5%, твердого нерастворимого остатка - 0,15-4%.

Перед концентрированием раствор необходимо очистить от вредных примесей (хлората, гипохлорита кальция и хлорида магния). Для этого раствор дополнительно обрабатывают восстановителем - раствором гидросульфида натрия (0,2÷1,5 мас.% NaHS) при температуре 40-100°С в течение 1 часа. Одновременно с раствором гидросульфида натрия в раствор подают водную суспензию оксида кальция при содержании оксида кальция 110 г/дм3. На 1 т раствора хлорида кальция вводят 72 дм3 водной суспензии, в которой содержится 8 кг оксида кальция, что соответствует соотношению к раствору хлорида кальция, равному 0,008:1. Полученную смесь нагревают до температуры 70°С и перемешивают в течение 3 часов, после чего твердую фазу отделяют фильтрованием на фильтр-прессе. Осветленную часть, содержащую 33 мас.% хлорида кальция, активного хлора - 0, хлората кальция - 0, хлорида магния - 0,05 мас.% и нерастворимого твердого остатка 0,1% направляют на концентрирование и термообработку. Осадок, содержащий 72,7% СаСО3, 20,8% MgCO3, 0,9% Na2SO4, 2,8% SiO2 и 2,8 MgO направляют на утилизацию.

Твердую фазу отделяют фильтрованием, а осветленную часть направляют на концентрирование и термообработку в печь кипящего слоя.

Концентрирование проводят путем улавливания раствором частиц пылевидных фракций, уносимых из псевдоожиженного слоя. При этом получают раствор хлорида кальция, содержащий 46-50 мас.% CaCl2, который со скоростью 7,5 т/час подают в распыленном состоянии на термообработку в псевдоожиженный слой. Одновременно в псевдоожиженный слой направляют вторую часть уловленных пылевидных фракций. Температуру в слое поддерживают на уровне 201-250°С, скорость топочных газов 3,1-3,5 м/с. При этом на выходе из псевдоожиженного слоя получают 3,42 т/час гранулированного продукта, соответствующего ГОСТу 450-77 (Хлористый кальций кальцинированный, сорт высший).

Пример 2.

То же, что в примере 1, но в качестве восстановителя используют смесь раствора карбамида концентрацией 20-40% и суспензию оксида кальция с содержанием оксида кальция - 110 г/дм3.

Таким образом, предложенный способ получения гранулированного хлорида кальция позволяет снизить содержание хлорида магния в готовом продукте - гранулированном хлориде кальция - за счет перевода хлорида магния в нерастворимый осадок - оксид магния. После термообработки получают товарный гранулированный хлорид кальция с содержанием хлорида магния менее 0,5%, что соответствует требованиям потребителей и ГОСТ 450-77.

Похожие патенты RU2290369C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ 2003
  • Тетюхин В.В.
  • Радковский Г.Я.
  • Шундиков Н.А.
  • Тетерин В.В.
  • Кирьянов С.В.
  • Батенев Б.Е.
  • Романов А.А.
RU2242425C1
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПУЛЬПЫ ГИПОХЛОРИТА КАЛЬЦИЯ 2018
  • Тетерин Валерий Владимирович
  • Черезова Любовь Анатольевна
  • Кирьянов Сергей Вениаминович
  • Рымкевич Дмитрий Анатольевич
RU2687455C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ ТИТАНО-МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 2014
  • Рымкевич Дмитрий Анатольевич
  • Кирьянов Сергей Вениаминович
  • Тетерин Валерий Владимирович
  • Рзянкин Сергей Александрович
  • Черезова Любовь Анатольевна
RU2571767C2
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ПУЛЬПЫ ГИПОХЛОРИТА КАЛЬЦИЯ 2016
  • Кирьянов Сергей Вениаминович
  • Черезова Любовь Анатольевна
  • Тетерин Валерий Владимирович
  • Раков Сергей Петрович
RU2636082C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХЛОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ 2007
  • Шатов Александр Алексеевич
  • Кутырев Анатолий Сергеевич
  • Тимофеев Андрей Александрович
  • Мальцева Ирина Дмитриевна
  • Байбулатов Салават Исхакович
RU2370443C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ 2003
  • Тетерин В.В.
  • Батенев Б.Е.
  • Шундиков Н.А.
  • Кирьянов С.В.
  • Бабин В.С.
RU2243161C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ТИТАНО-МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 2003
  • Колесников В.А.
  • Кудрявский Ю.П.
  • Романов А.А.
  • Потеха С.И.
  • Сидоров В.А.
  • Рзянкин С.А.
  • Кирьянов С.В.
  • Бездоля И.Н.
RU2230601C1
Способ получения бромидных солей при комплексной переработке бромоносных поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий (варианты) 2021
  • Рябцев Александр Дмитриевич
  • Антонов Сергей Александрович
  • Гущина Елизавета Петровна
  • Безбородов Виктор Александрович
  • Кураков Андрей Александрович
  • Немков Николай Михайлович
  • Пивоварчук Алексей Олегович
  • Чертовских Евгений Олегович
RU2780216C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ И ХЛОРА ЭЛЕКТРОЛИЗОМ БЕЗВОДНЫХ ХЛОРИДОВ 2001
  • Тетерин В.В.
  • Фрейдлина Р.Г.
  • Мельников Л.В.
  • Ряпосов Ю.А.
  • Рубель О.А.
  • Киселев В.А.
  • Каржавин Б.В.
  • Курносенко В.В.
  • Шундиков Н.А.
  • Орлова Л.И.
RU2209258C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ АБГАЗОВ МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА ОТ ХЛОРА И ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА 2003
  • Ряпосов Ю.А.
  • Жуланов Н.К.
  • Мельников Л.В.
  • Еремин И.Ю.
  • Горбунов С.А.
  • Костин Л.П.
RU2243024C1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности хлорной металлургии, и может быть использовано при переработке растворов хлорида кальция, образующихся на газоочистных сооружениях при утилизации отходящих газов титано-магниевого производства. Способ получения гранулированного хлорида кальция включает обработку раствора хлорида кальция восстановителем в виде раствора гидросульфида натрия с последующим концентрированием раствора и термообработкой его в псевдоожиженном слое топочными газами. Одновременно с восстановителем в раствор вводят оксид кальция при соотношении его к раствору хлорида кальция, равном (0,005-0,01):1, полученную смесь нагревают, перемешивают, отделяют твердую фазу и осветленный раствор направляют на концентрирование и термообработку. Результат изобретения: снижение содержания хлорида магния в готовом продукте - гранулированном хлориде кальция - за счет перевода хлорида магния в нерастворимый осадок - оксид магния, 3 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 290 369 C1

1. Способ получения гранулированного хлорида кальция, включающий обработку раствора хлорида кальция восстановителем в виде раствора гидросульфида натрия с последующим концентрированием раствора, термообработку его в псевдооженном слое топочными газами, отличающийся тем, что одновременно с восстановителем в раствор вводят оксид кальция при отношении его к раствору хлорида кальция, равном (0,005-0,01):1, полученную смесь нагревают, перемешивают, отделяют твердую фазу и осветленный раствор направляют на концентрирование и термообработку.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оксид кальция вводят в виде водной суспензии с содержанием оксида кальция 100-120 г/дм3.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь нагревают до температуры 60-80°С.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание смеси проводят в течение 2-4 ч.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2290369C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ 2003
  • Тетюхин В.В.
  • Радковский Г.Я.
  • Шундиков Н.А.
  • Тетерин В.В.
  • Кирьянов С.В.
  • Батенев Б.Е.
  • Романов А.А.
RU2242425C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ТИТАНО-МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 2003
  • Колесников В.А.
  • Кудрявский Ю.П.
  • Романов А.А.
  • Потеха С.И.
  • Сидоров В.А.
  • Рзянкин С.А.
  • Кирьянов С.В.
  • Бездоля И.Н.
RU2230601C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ 2003
  • Антонов Н.А.
  • Иванов А.В.
  • Инюхин В.Е.
  • Поляков В.М.
  • Журавлев Н.А.
  • Кравцов В.А.
  • Молев Г.В.
  • Белозерова Н.В.
  • Буданов Р.Е.
RU2255899C1
US 6309621 А, 30.10.2001
GB 1178162 А, 21.01.1970
Терминологический справочник по неорганической технологии, под
ред
М.Е.Позина, Санкт-Петербург, Химия, 1996, с.69.

RU 2 290 369 C1

Авторы

Колесников Валерий Афанасьевич

Кирьянов Сергей Вениаминович

Романов Александр Анатольевич

Сидоров Виктор Александрович

Рзянкин Сергей Александрович

Даты

2006-12-27Публикация

2005-08-01Подача