Способ переработки засоленных сульфат-хлоридных сточных вод Советский патент 1993 года по МПК C02F1/46 

(Л

С

Сущность изобретения: сточные воды обрабатывают каустической содой, отделяют осадок поливалентных металлов от фильтрата, проводят его нейтрализацию и растворяют в полученном pact воре мирабилит, упаривают, отделяют сульфат натрия от фильтрата, который направляют на кристаллизацию с последующим выделением из рассола, обогащенного хлоридом натрия мирабилита, подаваемого затем на растворение, рассол направляют в анодную камеру электролизера, электролиз ведут до содержания в анолите 120-200 г/л хлорида натрия, а затем анолит подают на стадию растворения мирабилита.

Изобретение относится к способам переработки засоленных сульфатхлоридных сточных вод, в частности, сточных вод гидрометаллургического производства никеля и кобальта.

Целью заявляемого способа является повышение степени извлечения сульфата натрия и полного устранения технологических стоков,

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки засоленных суллфат-хлоридных сточных вод. включающем отделение поливалентных металлов, растворение оборотного мирабилита, кристаллизацию сульфата натрия при упаривании раствора с отделением целевого продукта, охлаждение маточного раствора с кристаллизационным выделением мирабилита, возвращаемого на растворение, и получением рассола, рассол подвергают электролизу и обедненный по хлориду натрия электролит, содержащий 120-200 г-л NaCI, возвращают на кристаллизационное выделение сульфата натрия.

Направление рассола на электролиз позволяет провести утилизацию хлорида натрия с получением NaOH, Clz и Н2. Из газообразных продуктов электролиза синтезируют HCI. Полученные продукты являются необходимыми реагентами в никель-кобальтовом производстве.

Непрерывное возвращение обедненного по хлориду натрия электролита на стадию растворения мирабилита и упаривания с последующей кристаллизацией сульфата натрия исключает прометок и позволяет выводить сульфат натрия только в виде целевого продукта. При этом хлорид натрия, возвращенный с обедненным электролитом, в конечном счете снова попадает а рас00

со о

(А 00

4

сол и подвергается электролизу. Этим достигается полная переработка всего хлорида натрия, содержащегося в промстоке.

Электролиз рассола, содержащего 260- 270 г/л NaCI и 20-25 г/л Na2$04, ведут до концентрации 120-200 г/л Nad в обедненном электролите.

Если обеднять электролит до концентрации меньше 120 г/л NaCI, увеличиваются затраты на электролиз, связанные с уменьшением выхода по току, с возрастанием напряжения на электролизере.

Если вырабатывать рассол до содержания хлорида натрия больше 200 г/л, резко увеличивается объем оборотного электролита, о чем свидетельствует зависимость объема обедненного электролита от его кон центрации при переработке I кг хлорида натрия. С увеличением объема оборотного раствора увеличивается количество оборотного хлорида натрия, что снижает эффективность кристаллизации сульфата натрия.

Пример. Предварительно систему заполняли следующим образом. Пробу засоленной сточной воды, содержащую 110 г/л Na2S04, 30 г/л NaCI и поливалентные металлы (Nl2, Са2+, Мд2+), обрабатывали при перемешивании 10%-ным раствором NaOH до рН 11,5. Осадок отделяли. Фильтрат нейтрализовали 50%-ной серной кислотой до рН 6,5.

Пробу, содержащую 2,2 кг сульфата натрия и 0,6 кг хлорида натрия, упаривали при 105-106°С. Выпавшие кристаллы на центрифуге отделяли от маточного раствора, в котором оставалось 0,515 кг сульфата натрия и 0,56 кг хлорида натрия. Кристаллы промывали, пропитывая их водой (0,8 л) до насыщения солью, затем отделяли раствор, высушивали соль при 120°С, получая 1,26 кг сульфата натрия. В промывной раствор при этом переходило 0,429 кг сульфата натрия и 0,036 кг хлорида натрия.

Маточный раствор после отделения сульфата натрия охлаждали в вакуум-кристаллизаторе до 5-6°С и выпавшие кристаллы мирабилита отделяли на центрифуге. При этом образовывалось 1,16 кг мирабилита, содержащего 0,491 кг сульфата натрия, и рассол, содержащий 0,515 кг Nad и 0,047 кг Na2S04 в объеме 2,01 л.

Рассол подавали на электролиз, направляя его в анодную камеру мембранного электролизера. В катодную камеру подавали воду. Электролиз вели в условиях выхода потоку, равному 66%, обедняя электролит до концентрации 175 г/л NaCI. Газообразные продукты электролиза (хлор и водород)

направляли на синтез HCI, который поглощали водой. В результате электролиза получали 0,69 л раствора, содержащего 180 г/л NaOH, 0.33 л 30%-ной HCI и 1,9 л обедненного электролита, содержащего 0.333 кг NaCI и 0,047 кг N32504.

Затем процесс вели, возвращая мирабилит, промывной раствор и обедненный дехлорированный электролит на стадию

приготовления при 70°С раствора, направляемого затем на упаривание и кристаллизацию сульфата натрия. Рассол перед подачей его на электролиз подвергали дополнительной очистке от поливалентных

металлов, пропуская его через колонку, заполненную карбоксильным ионитом. В уста- новившемся непрерывном режиме переработки сточной воды выход целевого продукта NaaSOfl был равен 100% от в водимого с пробой (2.2 кг), количества образующихся щелочи (0,41 кг) и соляной кислоты (0,375 кг) - эквивалентны содержанию хлорида натрия (0,6 кг) во вводимой пробе солевого стока.

Использование предлагаемого способа переработки засоленных сульфат-хлорид- ных сточных вод гидрометаллургического производства никеля и кобальта по сравнению с прототипом способствует защите окружающей среды, так как исключает прометок с полным выделением сульфата натрия и утилизацией хлорида натрия; позволяет получить в качестве дополнительных продуктов NaOH, Cte и На (или HCI),

которые можно использовать в данном производстве, что улучшает экономику способа и способствует ресурсосбережению. Формула изобретения Способ переработки засоленных сульфат-хлоридных сточных вод. включающий обработку сточных вод каустической содой с последующим отделением осадка поливалентных металлов от фильтрата, который затем нейтрализуют, растворение в

полученном растворе мирабилита, упаривание с отделением сульфата натрия от фильтрата, направляемого на кристаллизацию с отделением из образовавшегося рассола, обогащенного хлоридом натрия, мирабилиТа, подаваемого затем на растворение, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения сульфата натрия и полного устранения технологических стоков, рассол подают в анодную, камеру электролизера, в которой обрабатывают до содержания хлорида натрия 120-200 г/л, а затем направляют на стадию растворения мирабилита.