Способ очистки сульфата натрия Советский патент 1991 года по МПК C01D5/16 C01G37/14 

Изобретение относится к способу очистки сульфата натрия от шестивалентного хрома и может быть использовано на предприятиях хромовой промышленности при переработке хромсодержащего сульфата натрия на товарный продукт, используемый, например, в стекольной промышленности.

Целью изобретения является снижение потерь хрома в производстве бихромата натрия за счет обеспечения возможности возврата хрома в процесс при сохранении высокой степени очистки.

П р и м е р 1. Исходный хром (VI), содержащий сульфат натрия состава, мас.%: Na2SO i 94 и 1,15, растворяют в воде, получая оаствор, содержащий (кг/м3):

N32504300 и №9Сг20 3,7, и имеющий плот- . ность 1240 кг/м и рН 4,5.

1 1

1 10 м полученного хром(У)содержз- щего раствора сульфата натрия нагревают до 70°С и в течение 25 мин при перемешивании к нему приливают 6,9 10 м раствора нитрата свинца с концентрацией 145,5 кг/м3 РЬ(МОз)2, что соответствует 107,5%- ному количеству его против стехиометриче- ского в уравнении

№2Сг20 -)2РЬ(ЫОз)2-( Н20- 2PbCrCM-f2Na.M03+2HN03(1)

а затем, вводя раствор гидроксида натрия величину рН суспензии хромата свинца доводят до 6,5 и выдерживают при перемешивании и температуре опыта в течение 45 мин, после чего фильтруют. Фильтрат - расN1

С

h

твор сульфата натрия не содержит взвеси осадка, ионов хрома (VI) и сиинца (II), т.е. достигается 100%-ная степень осаждения хрома (VI) и свинца (II). Осадок хромата свинца светло-желтого цвета, количество его 1,57 кг с со держа н нем 57,7% мас.% РЬСгСч

В табл.1 представлена зависимость степени очистки раствора рН среды и температуры при количестве осадителя 105% (во всех опытах в фильтратах РЬ (I) отсутствовал).

105-110%-ный избыток солм свинца против теоретически необходимого на связывание хрома (VI) в хромат свинца обеспечивает при всех выбранных параметрах процесса (температура, рН среды, продолжительность) полное осаждение хрома (VI) и отсутствие ионов свинца (II) в растворе. Результаты представлены в табл.2 (во всех опытах в фильтрататах РЬ (II) отсутствовал).

Процесс осаждения хромата свинца из концентрированных сульфатных растворов сопряжен с получением очень мелкого, легко проходящего через фильтрующую перегородку осадка, особенно при низких температурах. Установлено, что выдерживание суспензии РЬСгСЦ при выбранных параметрах процесса в течение 45-60 мин позволяет достичь укрупнения частиц м тем самым исключить проскок их в очищаемый раствор.

Влажный осадок хромата свинца, полученный на предыдущей стадии, репульпи- руют в 1,33р м3 раствора карбоната натрия с концентрацией 125 кг/м3 NaaCCh и получают суспензию с молярным отношением №2СОз/РЬСгСм в ней равным 5,5, которую затем нагревают до 95°С и выдерживают при этой температуре и перемешивании в течение 45 мин, а затем фильтруют.

Процесс протекает по реакции РЬСЮ4 + №2СОз РЬСОз+ №2СЮ4 (2)

Получают ™ 1,5 кг влажного осадка карбоната свинца и 1,58 м3 фильтрата, представляющего собой карбонатно-хро- матный раствор, с содержанием 29 кг/м3 Na2Cr04.

Степень разложения хромата свинца при этом 98,7%. Влажный осадок РЬСОз далее растворяют в азотной кислоте и полученный при этом РЬ(МОз}2 направляют на осаждение РЬСг04, а часть карбонатно-хро- матного раствора - на стадию рекуперации, тем самым сокращая расход свежего карбоната натрия, остальное возвращают в производство бихромата натрия.

Количество возвращаемого карбонат- но-хроматного раствора должно быть таким, чтобы молярное отношение в суспензии РЬСг04:МааСг04 превышало 1:0,5, т.е. было больше 2, а продолжительность процесса составляла 120 мин.

5Влияние присутствия хромата натрия в

исходной суспензии на степень разложения хромата свинца (продолжительность процесса - 30 мин; температура 95°С; №2СОз:РЬСг04 6) представлено в табл.3.

10 Зависимость степени разложения хромата свинца от продолжительности процесса при возврате карбонатно-хроматного раствора на стадию рекуперации в количестве, обеспечивающем молярное отноше15 ние PbCr04:Na2CrOs в исходной суспензии 1:0,5-(температура95°С;№2СОз:РЬСг04 6) представлена в табл.4.

П р и м е р 2. 1 м3 исходного xpOM(VI)cc Aepxamero сульфатного раствора

20 подщелачивают до рН среды 7,2 15 г влажного осадка карбоната свинца от предыдущего опыта Q содержанием 54% РЬСОз растворяют в азотной кислоте, получая раствор нитрата свинца с концентрацией 141,4

25 кг/м3 РЬ(МОз)2.

К нагретому до 80°С сульфатному раствору в течение 15 мин приливают 6,93 м приготовленного раствора нитрата свинца, что соответствует 105%-ному количеству

30 его против стехиометрического в уравнении (2). Получают суспензию хромата свинца с рН среды 6,1, которую выдерживают в течение 60 мин, а затем фильтруют. В фильтрате отсутствуют ионы хрома (VI) и свинца (II), а

35 также взвесь осадка; степень очистки сульфатного раствора 100%.

Влажный осадок хромата свинца от предыдущей стадии репульпируют в карбонатном оастворе, полученном смешением

40 7,8 10 м3 карбонатного раствора с концентрацией 145 кг/м3 N32C03 и 5,3- м3 хроматно-карбонатного раствора от предыдущего опыта (возврат 30%). Получают суспензию с Na2C03 .PbCr04 6 и молярным

45 отношением PbCr04:Na2Cr04, равным 3, которую затем нагревают до 98°С и выдерживают в течение 90 мин. После фильтрации получают 1.55-10 2 м3 карбонатно-хроматного раствора с содержанием 38,7 кг/м

50 Na2CrCM и осадок карбоната свинца. Степень разложения хромата свинца 97,6%. С осадком карбоната свинца и карбонатно- хроматным раствором поступают как описано выше.

55

В табл.5 показано влияние отношения №2СОз:РЬСг04 в реакцией ной смеси на степень разложения хромата свинца при различных температурах (концентрация 00 кг/м3 №2СОз; продолжительность 3Q мин).

В табл.б представлена зависимость степени разложения свинца от концентрации карбоната натрия (температура 90°С; Ыа.СОз:РЬСгО 6; продолжительноеib 30 мип).

В табл.7 представлено зависимость степени разложения хромата свинца от поо- должителыюсти процесса (температура 90°С, концентрация 100 кг/м3 №2СОз:РЬСг04 6).

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает полное извлечение хрома (VI) из хром(У1)содержащих сульфагных раство- ров и последующую практически полную рекуперацию образующегося хрома га свинца тем самым снизив потери хромэ.

Формула изобретения

I. Способ очистки сульфата натрия, об- разующегося в производстве бихромата натрия, от соединении хоома (VI), включающий осаждение последнего обработкой исходного раствора реагентом при 60-80°С, отделение осадка и кристаллиза- цию из раствора товарного сульфата натрия, отличающийся тем, что, с иелыо

снижения потерь хромз в производстве бих- ромата натрия путем обеспечения возможности возврата хрома в процесс при сохранении высокой степени очистки раствора, осаждение хрома ведут обработкой растоора свинецсодержэщим реагентом, взятым а количестве 105-110% от стехиометрии по отношению к хрому, при рН 5-7 в течение 60-90 мин с последующим отделением осадка образовавшегося при этом хроматз свинца, который затем подвергают взаимодействию с раствором карбоната нз- три« с концентрацией 100-150 кг/м3 при молярном отношении №2СОз/РЬСгСч 5-6 при 90-iCO°C в течение 30-120 мин, а полученный осадок карбоната свинца отделяют от марочного раствора, который возвращают в производство бихромата натрия.

. Способ по п1,отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода карбоната натрия, на стадию взаимодействия хромата свинца с карбонатом натрия направляют часть маточного раствора в количестве, обеспечивающем в исходной смеси, молярное отношение РЬСгСм/МааСгСм - А

Таблица 1

Изобретение относится к способу очистки сульфита натрия от шестивалентного хрома и может быть использовано на предприятиях хромовой промышленности при переработке хромсодержащего сульфата натрия не товарный продукт. Целью изобретения является снижение потерь хрома в производстве бихромата натрия. В соответствии с изобретением очистку раствора NA₂ SO₄ от хрома (У 1) осуществляют путем осаждения его в виде хромата свинца обработкой раствора свинецсодержащим реагентом при 60 - 80°С в течение 60 - 90 мин и при PH 5 - 7 а полученный осадок после отделения его от очищенного раствора обрабатывают в течение 30 - 120 мин при 40 - 100°С раствором карбоната натрия с концентрацией 100 - 150 кг/м³ при молярном отношении NA₂ CO₃ / PBCRO₄, равном 5 - 6, и образующийся карбонатно-хроматный раствор возвращают на стадию рекуперации осадка в количестве, обеспечивающем молярное соотношение PBCR₄ K NA₂ CO₃ в исходной смеси в пределах 2 - 4. 1 з.п.ф-лы, 7 табл.

IPbCjO NaaCrCU в суспензии | Стедень ззл о ж е ни gJPJj Слр оД

Таблица 2

Таблица 3

Продолжительность процесса 120 мин.

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7