Способ очистки раствора хлорида натрия Советский патент 1983 года по МПК C01D3/16 

Изобретение относится; к области очистки раствора хлорйла натрия (рас сола) электролитических производств хлора от вредных примесей: кальцийг/ магний-, сульфат-ионов и ионов железа. Известен способ очистки раствора хлорида натрия, включанждай содовокауг тическую обработку, растворение в 2 стадии соляной кислотой полученного осадка с последующим осаждением сульфат-ионов полученном раствором хлорида кальция tlj. Однако этот способ сложен и, кроме того, на первой стащии растворени извлекают хлорид магния, загрязненный 5слоридами кальция и натрия, который не находитприменения в народ ном хозяйстве.. Наиболее близким является способ очистки раствора хлорида натрия для электролиза, который заключается D следующем. Раствор хлорида натрия вергают содово-щелочной обработке При этом в твердую фазу втаделяется карбонат кальция, гидроокиси магний и железа. Твердую фазу отделяют от жидкой декантацией и Фильтрацией, Жидкую фазу направляют на электролиз за исключением части потока, выводимой для очистки от сульфат-ионов. Твердую фазу-шлам содозо-каустической очистки обрабатывают соляной кислотой. При этом образуется 10-25% раствор хлорида кальция, содержащий 1-5% хлорида магния и до 0,01-1,0% хлорида железа, а в газообразную фазу выделяется углекислый газ. Углекислый газ подвергают щелочной обработке, а полученный раствор кальцинированной соды используют для осаждения кальция из раствора. Ионы магния и железа осаждают из раствора хлорида кальция содой каустической в биде гидроксидов при значениях рН 8-10. Раствор хлорида кальция, очищенный от магния и железа, используют для осаждения сульЛат-ионов не раствора хлорида натрия в виде двуводного сульфата кальция. Двуводный сульфат кальция (гипс ) отдеяяггг от жидкой фазы. Раствор направляют на очистку от кальция. Гипс под давёлнием при воздействии каустической и кальцинированной соды переводят в карбонат кальция и декагидрат сульфата натрия. Карбонат J aльция обрабатывают соляной кислотой

для получения раствора хлорида кальция.

В результате реализации данной cxefw получают очищенный растнор хлог; рида натрия, содержаший , в SOj соответственно не более 5 мг/л 0,5 мг/л) 0,1 мг/л и 5-8 г/л,.а также декагидрат сульфата натрия, передана емый потребителю, и неутлпизируемый lOnaM гидроокиси натрия, загрязненный хлорцдом натрия и гидроокисью железа.

Способ имеет следующие недостатки:

трудность отделения осашка гидроксида магния, образуквдегосч при обработке каустической содой 10-25% .CaGljL, содержащего 1-5% MgCl,,. и 0,01-1,0%

наличие неутилизируемого вшамагидроксидов магния и железа, загрязненного хлоридом натрия;.

сложность стадии перевода двувод7 ного гипса в декагидрат сульфата натрия и карбонат кальция.

Целью настоящего изобретения является упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки раствора хлорида натрия от кальция, магния, железа и сульфатов, включающетя его обработку содово-щелочным- раствором, . отделение осадка от маточного раствора, растворение осадка соляной кислотой , осаждение из полученного раствора хлорида кгитьция гидроксидов магния и железа, осаждение раствором хло рида кальция сульфатом из маточного .раствора и отделения осадка, осаждениё гидроксидов магния и железа осушествляют одновременно с осаждением сульфатов при рН 9,5-11,0 с последующим воэвратом осадка на стадию осаждения этих примесей в 3-х - 10-ти кратном отнраюнии к свежеобразующемуся.

Способ осуществляется следующим образом.

Раствор хлорида натрия подвергают содово-щелочной обработке. Твердую фазу, состоящую из карбоната кальция И гидроксидов магния и железа, отделяют от жидкой декантацией и фильтра цией.

Жидкую фазу - раствор .хлорида натрия, направляют на электролиз за исключением части потока, выводимой дл очистки от сульфатов.

Твердую фазу - ишам содово-каустической очистки обрабатыва:от соляной кислотой. При этом образуется раствор содержащий 10-25% хлорида кальция, 1-5% хлорида магнияг 0,01-1,0% хлорида железа, а в газообразную фазу выделяется углекислый газ.

Углекислый газ после щелочной обработки можно использовать для осаждения кальция из рассола.

Далее раствор хлорида кальция, содержащий хлориды магния, железа и натрия, без какой- либо обработки направляют на десульфатиэацтоо раствора, которую проводят при значениях рН 9,511,0, интенсивном перемешивании и возврате в реакционную зону ишамов в З-х-10-ти-кратнсм отно1чении по массе к образующейся твердой фазе. Образующийся при этом осадок гипса с примесью гидроксидов магнчя и железа хорошо осаждается и отделяется от раствора. Поддержание величины рН 9,511,0 обеспечивает осаждение гидроксиг дов магния.и железа одновременно с гипсом и предотвращает связывание кальция гидроксильными ионами. Возврат гипсового пшама в реакционную зону предотвращает образование гипсовых инкрустаций.

Гипсовый шлам отделяют от рассола декантацией, фильтрацией, отмывают водой до содержания NaCl не более 1%. Для этого на фильтр достаточно подать воду в 1-5-ти-кратном отношении к массе твердой фазы.

Отмытый гипсовый шлам может быть использован в качестве сырья на заводах гипсовых вяжущих и цементных заводах .

Таким образом, в настоящем способе для осаждения сульфатов используют раствор хлорида кальция, загрязненный хлоридами магния и железа, без предварительного выделения последних, а сам процесс обессульфачивания проводя при значениях рН 9,5-11,0, интенсивном перемешивании и возврате ретура в 3-Х-10-ТИ кратном отношении по массе к образукицемуся осадку, гипсовый шлам отмывают до содержания хлорида натрия менее 1%. Этот прием позволяет достигнуть требуемой степени очистки рассола, полностью утилиз 1ровать шламы, образующиеся на стадии содовокаустической очистки раствора хлорида натрия, и получать осадок гипса такой чистоты, что он может быть использован в производстве цемента и гипсовых вяжущих .материалов.

Кроме того, учитывая сложность таких стадий известного способа, как: разложен)1е гипса на СаСО и на «jjgo xlO Hj.O и выделение гидроксида мегния из раствора хлорида кальция при высоком содержании (1-5%) , мож«о сделать вывод о значительном упрощении способа.

Гипсовый шлам с примесью гидрокси.дов магния и железа целесообразно фильтровать и отмывать от хлорида натрия на фильтр-прессе типа ФПЛ1СМ. При этом можно достичь содержания 3-8%, а NaCK 0,5%..

Для этого процесс фильтращ1и рексмендуётся проводить следуюсим обоазсм. Фильтровать суспензию при давлёнии 3-6 кГС/см. Отжим осадка проводить при давлении 6-10 кгс/см в течение 1-5 мин, воду на промывку по давать в 1-5 -ти кратнсм отноиюнии к массе образующегося осадка npi} дав лении, 6-10 кгс/см% повторный OTiraM проводить 1-5 мин при давлении 6г 10 кгс/см, повторный отким проводит при давлении 6-10 кгс/смЧ отдувку при давлении 2-10 кгс/сы - в течение 10-60 мин. Добавление к природному сырью nin сового шлама, обраэукт егося при очис ке раствора,улучшает прочность вя жуцего. П р и м е р. Процесс проводили на опытной установке на модели рдстворо соответствующих составу производственного раствора хлорида натрия. На содово-щеяочную очистку направ ляют 300 л/ч раствора, содержащего г/л: ПаС - 300 1/2 м| ОД 0,01| «Од - 13, а также 150 л/ч раствора после ДесулбАати-. зации, содержащего, г/л: МэС1 - 300 1,5 - 4. Условия содово- цепочной очистки, принятые в производствах хлора j из быток НадСС - 0,3 г/л МаОН - 0,10,3 г/л. Суспензию направляют в отстойник. Жидкую фазу, в количестве 300.л/ч, содержащую 0,005 г/л . 0,0005 г/л Н 0,0001 г/л 10 гИл SO J декантируют и напрарляю после фильтрации на механических фильтрах на электролиз, а 150 л/ч на десульфатйзацию. Сгущенную в отстойнику твердую фазу ртфильтровывгиот на Л:4лвтр-пресс типа ФПАКМ. Состав отфильтрованного ошама, % : СаСО - 76,9, М(у(ОН)г - ,4 t elOHk - 0,7.NaCl - 4,5; 10,5. Отфильтрованный шлам сбрапгаают в реактор с мешалкой. Для растворения шлама используют 27% НС1. Солянокислую обработку иотама проводят при значениях рН - 4tl. Удельная нагрузка на реактор 0,5 в час. При эгсм Образуется 4,5 л/ч раствооа, содержащего, % Cacii - 26 MaClTL - 2 РеСЦ - 0,05, РеСОЮ - 0,05 MaCl 1,5. .Этот раствор направляют в реактор десульфатизации. В реактор, предназначенный для очистки рассола от сульфатЬв, поступает 150 л/ч рассола, содержащего 10 г/л. SO|, а также 4,5 л/ч раствора хлорида кальция, указанного выше состава. Для создания заданной средЫ в реактор десульфатизации дозируют также раствор каустической соды. Опытную проверку узла десульфатизации проводят при значениях рН 9-12. Для предотвращения образования инкрустаций в реактор десульфатизации возвращают в различных опытах 36, 45 54, 108 и 1дО литров в час сгущенно й в отстойнике гипсовой суспензии, что составляет соответственно 200% 250%, 300%, 600% и 1000% к массе образукхт ейся в реакторе твердой фазы. В первых двух .случаях на поверхности реактора и мешалки образу1отся трудно удаляемое гипсовые инкрустации, в остальных .случаях образование гипсовых инкрустаций не обнаружено.Дальнейшее увеличение количества возвращаемой твердой фазы нецелесообразно. Установлена необходимость по цдержания в реакторе интенсивного перемешивания, обеспечивающего равномерное распределение твердой фазы в реакционной зоне. В противном случае обраэуются гипсовые инкрустации.Состав твер.дой и жидкой фазы после десульфатизации раствора в зависимости 6т зна чений рН в реакционной зоне приведен в таблице (см. стр.. 11; .

)j Са(он),