Способ получения нерастворимой серы Советский патент 1983 года по МПК C01B17/12 

Изобретение относится к химической технологии переработки серосодержащих материалов, а именно к способам получёния нерастворимой серы. Известен способ получения нераствор мой серы, согласно которому пластичную быстроэатвердевающую серу получают путем взаимодействия двуокиси серы и сероводорода при введении после него в насыщенный раствор двуокиси се ры, содержащий 15%14с|Ци 4% НОС-. Продукт при комнатной температуре через 3 сут затвердевает, хорошо поддает ся измельчению и при экстракции растворимой части сероуглеродом содержит 86% нерастворимой серы fl J . Недостатком этого способа является его сложность. . Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемом эффекту является способ получения нерастворимой серы, включающий охлаждение паров серы в среде жидкого че- тыреххлористого углерода при температуре ниже , отделение серы от охлаждающей жидкости, выдерживание продукта до полного затвердевания, его измельчение с последующей обработкой частиц серы толуолом при температуре, не превыщающей 9О С, с целью отделения растворИ1ИОЙ .серы, и осушкой оставшейся нерастворимой серы от растворителя 2 . Недостатком известного способа является то, что измельчению подвергают совместно нерастворимую и растворимую серу,. тогда как аелевым продуктом является порошок нерастворимой серы, что приводит к дополнительным энергозатратам на стадии измельче.ния. Целью изобретения является снижение энергозатрат на стадии измельчения охлажденного расплава серы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу после плавления исходной серы в присутствии стабилизатора, охлаждение расплава и его дробления, частицы расплава перед измель«ином обрабатывают растворителем серм. Обработку проводят при соотношении ( 15-30), а измельчение осу ществляют в среде того же растворителя при бЗ-ТО с и соотношении :(30-35), при этом в качестве растворителя серы используют три- или тет рахлорэтилен. При обработке кусков расплава раств рителем происходит частичное растворение серы с образованием на поверхности кусков каверн, трещин, каналов, что уменьшает их механическую прочность и облегчает дальнейшее измельчение. Измельчение расплава в среде растворителя серы интенсифицирует процесс растворения за счет разделения зерен расгворимой и нерастворимой серы и расходования энергии только на измельчение нерастворимой фракции. Экстрагирование растворимой части серы необходимо проводить при температурах 65-7О°С, так как при более высоких температурах при одновременном измельчении наблюдается обратный переход нерастворимой серы в растворимую. Для осуществления наиболее полного отделения- растворимой серы- от нерастворимой целесообразно использовать со отношение (15-ЗО), а в качестве растворителя серы использовать негорючие взрывобезопасные галогензамещенные алифатические углеводороды, так такие как трихлорэтилен и тетрахлорэти лен, которые также оказьгоают некоторы стабилизирующие действия на нерастворимую серу. Способ осуществляется следующим об разом.. Исходную серу плавят при температуре 130-150°С и добавляют 1-3,5% ста билизатора (гексахлорпараксилола). Затем температуру смеси повышают до 180-210°G и выдерживают при перемешивании 30-40 мин. При этом происход наиболее полное превращение растворимой серы в нерастворимую. Затем полученный расплав охлаждают водой и вы держивают на воздухе до полного затвер девания. В результате получают твердую массу с содержанием нерастворимой серы 30-40%, которую дробят на щековой дробилке. Полученные после дробления частицы размерами менее 10 мм загружают в шаровую мельницу совместно с растворителем в соотношении Т:Ж, равном 1:( 15-30). Содерх имое вьшерживают при температуро 65-70V; 10-12 мин. после чего соотношение серы и растворттеля доводят до 1:(30-35), мельницу герметично закрывают, приводят во вращение и осуществляют измельчение серы при температуре 65-7О С в течение 50-55 мин. После измельчения экстракт содержащий растворимую серу, отфильтровывают, а остаток растворителя из нерастворимой серы удаляют продувкой воздухом или инертным газом, нагретым до температуры 65-70 С. Полученный продукт представляет собой порошок, содержащий 95,9-97,1% нерастворимой серы. Пример . 1ООО г серы сорта 9995 расплавляют и смешивают с 25 г стабилизатора (гексахлорпараксилола) при температуре 14ОС. Затем расплав нагревают до 21СР С и вьшерживают при этой температуре 30 мин. Тонкую струю расплава резко охлаждают водой до 2d°С. Полученную пластичную массу серы отделяют от воды и выдерживают на воздухе до полного затвердевания. Затвердевший расплав дробят до частиц с размерами менее 10 мм с содержанием нерастворимой серы 38,8%. Массу серы в количестве 700 г рассеивают на фршсции - 3 мм, мм и +5-7 мм,, +7-10 мм, которые затем подвергают предварительной обработке растворителем 1иразмолу в среде растворителя серы. Для этого в :шаровую мельницу с керамическими шарами емкостью 4 л заливают 1 л тетрахлорэтилена, нагретого до температуры 95с. После того, как тетрахлорэтилен часть тепла отдаст корпусу мельницы и шарам и температура растворителя окажется равной , в мельницу помещают 100 г серы определенной фракции. После 10-минутной вьщержки в растворителе добавляют еще 1 л тетрйхлорэтилена. Мельницу приводят во вращение со скоростью 120 об/мин и осуществляют размол в течение 19,5-55 мин до полного растворения растворимой серы. После этого суспензию нерастворимой серы отделяют от тетрахлорэтилена фильтрацией и высушивают на воздухе при комнатной температуре. В готовом продукте определяют содержание нерастворимой серы. Результаты экспериментов для етырех фракций с указанием времени их измельчания, гранулометрического состава полученного продукта и содержания нерастворимой серы приведены в Ta6jniue. Как показали результаты опытов, для достижения гранулометрического со тавл указанного в таблице, время измельчения составило соответственно в среднем в 1,35 раз меньше, чем в спу4ае измельчения, не сопровождаемого растворением растворимой соли. П р и м е р 2. Навеску нерассеянной после дробления серы в количестве 100 г с содержанием нерастворимой части 38,8% подвергают обработке раст. ворителем и измельчению таким образом, как в примере 1, в среде трихлорэтилена. В результате время, необходимое для измельчения и растворения растворимой серы оказалось равным 52 мин. Готовый продукт следующего гранулометрического состава, %: -0,063 мм 98,12;+0,063-0,1 мм 1,51;-Ю,10,16 мм О,24;-Ю, 16 мм 0,13, содержа Й9 О ший 96,5% нерастворимой серы. При измельчении, не сопровождающемся растворением серы, время, необходимое для достижения указанного гранулометрического состава, составляет 77. мин, что в 1,48 раз больше, чем в случае взмел чения, сопровождакицемся растворением растворимой серы. Таким образом, предложенный способ получения нерастворимой серы позволяет . получить тонкодисперсный порошок серы с высоким содержанием нерастворимой части и обеспечивает по сравнению с известными способами снижение энергозатрат на измельчение из-за уменьшения прочности частид исходной серы при обработке растворителем.