Способ очистки промывной серной кислоты от примесей мышьяка Советский патент 1987 года по МПК C01B17/90 

Изобретение относится к переработке промышленных стоков сернокислотного производства.

Цель.изобретения - одновременная очистка от осмия и снижение содержания мышьяка в исходном растворе.

Способ осуществляется следующим образом.

Сернокислотные стоки обрабатывают окислителем и нейтрализуют известью в две стадии. На первой стадии в кислоту при вводят одновременно известь и перекись водорода, создавая ее концентрацию в растворе кислоты 0,01-0,05 г/л для окисления осмия до четырехокиси, которая, выделяясь из раствора, улавливается щелочным раствором при рН 0,1-2, На второй стадии в раствор кислоты снова добавляют известь и перекись водорода в количестве 0,5-1% от исходного объема кислоты и проводят окончательную нейтрализацию.

Выбор перекиси водорода в качестве окислителя обусловлен тем, что OHq не токсична и полностью разлагается в растворах без образования побочных продуктов. Кроме того, перекись водорода в концентрированных растворах серной кислоты, какими являются растворы промывной серной кислоты (концентрация Н SO 200-400 г/л преимущественно взаимодействует с осмием,как с наиболее легко окисляемым из всех присутствующих в промывной кислоте компонентов. По мере снижения кислотности раствора за сче нейтрализации известью перекись водорода начинает окислять мышьяк, железо и другие присутствующие компоненты.

Полное окисление и отгонка осмия происходит за 5-10 мин. Перекись во- дорода вводят с избытком. При создании концентрации ее менее 0,01 г/л происходит неполное окисление осмия, и часть его вступает в реакцию с известью с образованием нерастворимо го осадка. Увеличение расхода перекиси водорода для создания концентрации ее в растворе более 0,05 г/л приводит к повышенному расходу окислителя, так как избыток перекиси разрушается в кислоте.

Процесс окисления мьшьяка наиболее полно происходит в кислой среде при рН 0,1-2. При рН менее 0,1 еще

2815122

наблюдается разрушение перекиси водорода и ее расход для окисления мышьяка увеличивается. При рН выше 2 трехвалентный мышьяк начинает соосаж- даться с известью с образованием ар- сенитов кальция, растворимость которых, достаточно высока и в растворе после нейтрализации остается мышьяк, что снижает степень очистки раствора.

10

5

0

5

0

5

0

5 0 5

При введении на второй стадии перекиси водорода в количестве менее 0,5% от исходного объема промывной кислоты мышьяк не полностью окисляется до пятивалентного, а увеличение расхода выше 1% является нецелесообразным, так как уже при расходе 1% достигается полное окисление мьш1ьяка. Остаточное содержание мышьяка в очищенном растворе менее 0,05 мг/л.

Пример 1. Переработке подвергают синтетический раствор промывной серной кислоты, содержащей г/л 200; As 1,0; 0s 0,003; Ni 0,05; Си 0,05; Fe 1,0.

1 л раствора нагревают до и одновременно вводят в раствор 10 МП перекиси водорода (30%), что создает концентрацию перекиси водорода в растворе 0,034 г/л, и известь в виде водной пульпы (70 г СаОакт.) до достижения рН 1,0.

Пульпу перемешивают 10 мин, при этом образовавшуюся при окислении перекисью водорода четырехокись осмия улавливают 10 мл раствора 20% КаОН.

Концентрация осмия в щелочном растворе 290 мг/л, уловлено 96,6% ос- мия от содержания в исходном растворе, потери осмия 3,4%.

На второй стадии в пульпу добавляют 10 мл перекиси водорода (30%), что составляет 1 об.% от исходного объема кислоты, и известь в виде водной пульпы до достижения рН пульпы 9,5. Пульпу перемешивают 1 ч, затем отфильтровывают. Концентрация мьш1ьяка в пульпе 0,05 мг/л, что соответствует ПДК мышьяка в водоемах рыбохозяйственного значения. Степень очистки раствора промывной кислоты 99,995%.

Пример 2. Проводят по примеру 1, только на первой стадии создают различную концентрацию перекиси водорода в растворе кислоты (0,007 - 0,07 г/л), и на второй стадни добавляют перекись водорода в различном объемном соотношении.

Полученные результаты приведены в табл,1.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что создание в растворе промывной кислоты на первой стадии концентрации перекиси водорода менее 0,01 г /л приводит к неполному окислению осмия и извлечению его в щелочной раствор. На в -орой стадии переработки при введении в пульпу перекиси водорода менее 0,5% от исходного объема кислоты происходит неполное окисление мышьяка, он обнаруживается в растворе после нейтрализа- дии. Остаточное содержание-мышьяка :В фильтрате превышает норму ПДК.

Пример 3. Проводят по примеру 1, только процесс после нейтрализации промывной серной кислоты на первой стадии ведут до различных значений рН, Полученные результаты представлены в табл.2.

Из табл.2 видно, что при нейтрализации кислоты до рН менее 0,1 перекись водорода не успевает окислить мьшьяк на первой стадии процесса, и (при всех прочих равных условиях с примером 1) в очищенном растворе остается трехвалентный мышьяк.

При введении первой стадии процесса до рН 2 трехвалентный мышьяк, присутствующий в растворе кислоты.

Стадия переработки

0

5

0

5

0

5

не успев окислиться до пятивалентного состояния, начинает соосаждать- ся с известью с образованием арсе- натов кальция, растворимость которых является достаточно высокой, и в растворе после окончательной нейтрализации остается трехвалентный мышьяк.

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является снижение содержания мышьяка в растворе после нейтрализации до 0,05 мг/л и извлечение из пр рмывной кислоты ценного компонента - осмия.

Формула изобретения

Способ очистки промывной серной кислоты от примесей мышьяка, включающий обработку ее окислителем при температуре до , последующую нейтрализацию известью до рН 8-10 и отделение выпавшего осадка, отличающийся тем, что, с целью одновременной очистки от осмия и снижения содержания мьшшяка в исходном растворе, обработку ведут перекисью водорода при рН 0,1-2 в количестве, обеспечивающем содержание ее в растворе 0,01-0,05 г/л, причем перекись водорода дополнительно вводят в кислоту перед нейтрализацией в количестве 0,5-1,0% от объема исходной кислоты.

Т а б л и ц а I

Кислотность раствора, по которой ведут нейтрализацию кислоты H, на I стадии про- fccca, г/л

70

50,0 рН 0,1 рН 1,0 рН 2,0 рН 3,0 рН 4,0

Редактор И.Горная

Составитель С.Липочкин

Техред М.Ходанич Корректор А,Обручар

Заказ 7198/17 Тираж 455Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Количество As в очищенном растворе, мг/л

1,0

0,05

О

О

О

1,0

5,0

Изобретение относится к переработке промышленных стоков сернокислотного производства и дает возможность извлечь осмий из промывной кислоты и снизить содержание мышьяка в очищенном растворе. Сущность изобретения заключается в том, что промывную серную кислоту обрабатывают окислителем - перекисью водорода и нейтрализуют известью. Переработку промывной кислоты проводят в две стадии: на первой стадии в раствор кислоты при 90 С одновременно вводят перекись водорода в количестве, необходимом для создания кон- центрации последней в растворе 0,01- 0,05 г/л, и известь до достижения рН 0,1-2,0, при этом образующуюся четырехокись осмия улавливают известными способами, на второй стадии в пульпу снова вводят перекись водорода в количестве 0,5-1,0% от ного объема кислоты и проводят окончательную нейтрализацию известью. Степень очистки раствора составляет 99,995%. 2 табл. i (Л N5 СХ сл t