СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЕДКОГО НАТРИЯ ИЗ ФЕРРИТА НАТРИЯ Советский патент 1945 года по МПК C01D1/20 

Согласно настоящему изобретению, предлагается получать едкий натрий путем выщелачивания феррита натрия водой.

Особенностью предлагаемого способа является то, что, с целью уменьшения содержания соды в конечном продукте, выщелачивание феррита натрия производят в два этапа.

Свежую порцию феррита натрия выщелачивают 29-процеитным раствором едкого натрия, концентрация которого при этом повышается до 40-45%. Затем ту же порцию феррита натрия выщелачивают водой или слабыми щелоками и этим слабым раствором едкого натрия разбавляют 45-процентный раствор едкого натрия до концентрации 29%. При этом выпадает сода и сульфат натрия. Осадок отделяют, а фильтрат применяют в следующей операции для выщелачивания свежей порции феррита натрия. При таком методе выщелачивания происходит довольно полное разделение щелочи и соды, что имеет большое значение в производстве каустической соды по способу Левига, где выделение соды при обезвоживании щелоков создает обычно неблагоприятные условия для выпарки.

Углекислый натрий обладает той отличительной особенностью среди других солей, что при повышении температуры выше 35°°С растворимость его в водных растворах снижается. Поэтому сода отлагается в виде плотной корки на поверхности нагрева выпарных аппаратов.

Вследствие плохой теплопроводности твердой соды коэфициент теплопередачи в выпарном аппарате весьма быстро падает, выпарку приходится вести периодически, останавливая и производя промывку выпарного аппарата горячей водой с одновременным пуском пара. Пропарка выпарного аппарата, связанная с понижением производительности и непроизводительной затратой пара, удорожает производство едкого натрия и требует излишнего расхода пара на пропарку.

В процессе Левига выделение соды из раствора происходит не только при выпарке, но частично имеет место при выщелачивании феррита в диффузионной батарее. По мере повышения концентрации щелока при диффузии происходит выпадение твердого осадка соды в самих диффузорах. Процесс выщелачивания нарушается и это обстоятельство не позволяет получить каустический щелок выше 380 г NaOH на литр.

При отложении соды в диффузорах образуются «козлы», препятствующие движению жидкости, и требуется излишний ввод воды в процесс.

В предлагаемом способе все эти недостатки устраняются.

Сущность предлагаемого нового способа выщелачивания заключается в следующем.

Процесс выщелачивания феррита натрия разбит на два этапа.

В первом этапе выщелачивание производится каустическим щелоком, содержащим 29% NaOH.

Первое выщелачивание первого этапа производится каустическим щелоком, содержащим 37,2% NaOH (при уд. весе раствора 1,42). Получается крепкий щелок уд. веса 1,49, содержащий 45% NaOH.

Второе выщелачивание производится каустическим щелоком, содержащим 32% NaOH (уд. вес 1,37) с получением щелока, содержащего 37,2% NaOH, поступающего далее на первое выщелачивание.

Третье выщелачивание производится каустическим щелоком, содержащим 29,1% NaOH (уд. веса 1,35) с получением щелока содержащего 32% NaOH, поступающего на второе выщелачивание.

Поступающий на третье выщелачивание средний щелок получается смешением некоторой части крепкого 45-процентного щелока со слабым 21-процентным каустическим щелоком, полученным во втором этапе.

При смешении этого слабого каустического щелока с крепким происходит выпадение соды и сульфата натрия. Выпадающий осадок отделяется от маточника обычными средствами и может быть использован в дальнейшем как сода или перерабатывается на каустик.

Благодаря тому, что процесс выщелачивания на первом этапе производится каустическим щелоком, содержащим небольшое количество соды, накопление соды при выщелачивании на первом этапе происходит в минимальной степени.

Скорость циркуляции щелока и продолжительность выщелачивания устанавливаются на основании опыта и соответственно этому подбирается мощность циркуляционного насоса.

Циркуляция жидкости при выщелачивании может быть осуществлена и другими способами, например, подачей сжатого воздуха. Перемещение каустических щелоков с помощью сжатого воздуха имеет то преимущество, что сокращается ремонт насосов, подвергающихся действию крепких и горячих растворов NaOH. Расход же энергии при перекачке с помощью сжатого воздуха будет несколько выше, чем при применении насосов.

Давление в диффузионном аппарате при применении нового метода совершенно не требуется, так как перекачка жидкости осуществляется только через один аппарат и вследствие этого уменьшается расход энергии. Всякая опасность обслуживания диффузионного аппарата при новом методе полностью устранена.

Второй этап процесса заключается в выщелачивании NaOH, соды и сульфата, остающегося в феррите после первого этапа. Этот этап также производится в три ступени по принципу противоточной промывки.

Первое выщелачивание второго этапа производится щелоком, содержащим 11,8% NaOH и 14,4% Na₂CO₃ (уд. вес раствора 1,29). Получается щелок, содержащий 21% NaOH и 6,7% Na₂CO₃, который в дальнейшем идет на смешение с крепким щелоком.

На второе выщелачивание поступает щелок, содержащий 6,25% NaOH и 7,7% Na₂CO₃ (уд. вес 1,15) и получается щелок, содержащий 11,8% NaOH и 14,4% Na₂CO₃, поступающий на первое выщелачивание.

В результате вышеописанных обработок основная окись железа содержит еще некоторое количество соды и едкого натрия. Для более полного извлечения растворимых веществ требуется еще дополнительная промывка окиси водой из водоочистителя. При небольшом содержании в осадке NaOH и Na₂CO₃ достаточно двукратной промывки, произведенной по принципу противотока.

Полученный при этом щелок отличается низкой концентрацией (44 г на литр NaOH и 49 г на литр Na₂CO₃).

Степень каустификации этого щелока мала, что не позволяет использовать его в дальнейшем для выщелачивании феррита на втором этапе. Этот щелок может быть применен для смягчения сырой воды.

Первая промывка производится водою, содержащей 25,2 г/л NaOH и 23,7 г/л Na₂CO₃ (уд. вес 1,05). Получается щелок 44 г/л NaOH и 49 г/л Na₂CO₃.

Вторая промывка производится водою из водоочистителя (12,7 г/л NaOH и 5 г/л Na₂CO₃). Полученный щелок 25,2 г/л NaOH и 22,7 г/л Na₂CO₃ идет для первой промывки.

Таким образом выщелачивание феррита натрия по новому способу осуществляется при восьми промывках (при обычной диффузии применяется семь промывок). Первый этап выщелачивания осуществляется в три ступени и дает 45-процентный каустический щелок, который может быть непосредственно применен как жидкий каустик или поступает для переработки на твердый продукт.

Второй этап (тоже три ступени) дает слабый каустический щелок (21% NaOH), идущий на переработку, которая заключается в смешении его с крепким каустическим щелоком, что сопровождается выделением значительной части соды и сульфата в твердом виде.

Промывка окиси железа (третий этап) производится в две ступени. Получаются слабые промывные воды (4% NaOH и 4,5% Na₂CO₃), не находящие непосредственного применения в процессе, ввиду обогащения их углекислым натрием и сульфатом.

Способ получения едкого натрия из феррита натрия выщелачиванием водой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения содержания соды в конечном продукте, феррит натрия выщелачивают водой в два этапа: во втором водой с получением слабого раствора едкого натрия, которым разбавляют крепкий раствор едкого натрия, полученный в первом этапе, примерно, до концентрации в 29% по едкому натрию, и отделяют от выпавшей соды, а 29-процентный раствор направляют на первый этап выщелачивания для получения крепкого раствора едкого натрия с концентрацией около 45%.