CS211945B1 - Způsob zlepšení filtrability suspenze monohydrátu síranu železnatého v odpadní kyselině sírové - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob úpravy suspenze,vzniklé odpařováním odpadní kyseliny sírové a následným míšením na koncentraci 60-70 % hmotnostních,při kterém krystaluje dodatečně jemný PeSO^.HpO. Podle vynálezu se zlepšuje filtrabilita tím,že zahuštěná suspenze se mísí s koncentrovanou HgSO^ tak,že tato se nejprve míchá s částí finální suspenze a teprve potom se suspenzí čerstvou tak,aby obsah H^SO^ v kapalné fázi byl 60-70 % a oba proudy se při míšení nestýkaly. K výchozí suspenzi horké zahuštěné H^SO^ se může za odparkou přidávat urči té množství ne zahuštěné KgSO^. Pokrok vynálezu spočívá v úspoře filtrační plochy a případně energie na zahuštování.

Description

Vynález se týká zlepšení způsobu přípravy suspenzí monohydrétu síranu železnatého, vznikajícího při zpracování odpadní kyseliny sírové z výroby titanové běloby nebo moření oceli zahušťováním a míšením s koncentrovanou kyselinou sírovou.

Při zpracování odpadní kyseliny sírové s vysokým obsahem síranu železnatého,vznikající na př. při výrobě titanové běloby nebo moření oceli,se po fázi zahuštění odpařováním na př. v odparce s ponorným hořákem,zvyšuje její koncentrace v kapalné fázi z 45 až 55 % hmotnostních na 60 až 70 % hmotnostních přídavkem koncentrované kyseliny sírové, Vzniklá suspenze se chladí na př. ve třech stupních na teplotu 35 a 65 °C a při ní se případně nechává 1 až 20 hodin za mírného míchání vyzrát. Při míšení se podle bilančních potřeb může přidávat i část nezahuštěné,surová odpadní kyseliny. Běžný způsob míšení s koncentrovanou kyselinou sírovou a místně neurčený přídavek surové kyseliny vedou ve svých důsledcích ke vzniku jemných,dosti obtížně filtrovatelných suspenzí monohydrátu síranu železnatého. V průmyslovém zařízení se zahuštěná suspenze a koncentrovaná kyselina sírová za případného přídavku nezahuštěné odpadní kyseliny sírové mísí v jediné míchané nádobě neřízeným způsobem. Velké teplotní a koncentrační rozdíly pak vedou ke vzniku velmi jemných suspenzí monohydrátu síranu železnatého se středně koncentrovanou kyselinou sírovou. Suspenze se při následné filtraci pak obtížně separuje případně jemné podíly procházejí póry filtrační přepážky. Oboje vede ke zhoršení ekonomických ukazatelů této fáze úpravy odpadní kyseliny sírové a případně i ke zhoršení kvality výsledného produktu.

Výše uvedené nedostatky popsaného způsobu míšení odpadní kyseliny sírové odstraňuje způsob úpravy suspenze monohydrátu síranu železnatého v zahuštěné odpadní kyselině,obsahující v kapalné fázi 45 až 55 % hmotnostních,řízeným přídavkem koncentrované kyseliny sírové a případně určité ohraničené části původní nezahuštěné odpadní kyseliny. Při první variantě postupu se výsledná suspenze,obsahující 60 až 70 % hmotnostních kyseliny sírové v kapalné fázi a do 20 % hmotnostních monohydrátu síranu železnatého s teplotou 35 až 65 °C po případném vyzrání mísí odděleně s 90 a 98 % kyselinou sírovou v poměru hmotností 1 až 4*1. Takto předmísená kyselina se sníženou koncentrací se v další nádobě mísí se zahuštěnou suspenzí,obsahující v kapalné fázi 45 a 55 % hmotnostních HgSO^ptak^by se oba míšené proudy nestýkaly přímo,ale prostřednictvím vzniklé směsi kyseliny v mísici nádobě,která má již výslednou koncentraci 60 a 70 % hmotnostních HgSO^ v kapalné fázi. Vzniklá směsná suspenze se pak dále vícestupňové chladí na konečnou teplotu 35 a 65 °C a zpracuje na př. postupem,popsaným v čs. autorském osvědčení č. 155 764.

Při druhé variantě postupu - ještě s přídavkem nezahuštěné odpadní HgSO^ - se postupuje tak_fže nezáhuštěná kyselina se přidává bezprostředně do horké suspenze, vy stupující z odpařovacího aparátu a to v hmotnostním poměru nejvýše 0,3 díly na 1 díl zahuštěné HgSO^. Další postup úpravy a míšení takto připravené suspenze je shodný s výše popsaným.

Pokrok způsobu podle vynálezu spočívá v tom,že prakticky bez vynaložení dodatečných máklaďů na strojní vybavení se významně zvýší rychlost filtrace výsledné suspenze a tím se zmenší nároky na počet filtrů v závěrečné operaci úpravy suspenze a to nejméně o 25 %,vztaženo na potřebnou filtrační plochu. Dodatečný přídavek části nezahuštěné kyseliny do suspenze za odparkou snižuje energetické nároky na požadované zvýšení koncentrace HgSO^ v ka211 S48 palné fázi finální suspenze pomooí vyššího přídavku koncentrované HgSO^ aniž se zhorší její filtrabilita.

Příklady provedení příklad 1

Ke zkoušce míšení byl odebrán vzorek suspenze zahuštěné kyseliny sírové,odpadající z výroby titanové běloby,obsahující v kapalné fázi 52,8 % hmotnostních kyseliny sírové a-mající teplotu 51 °C. Byl rozdělen na 2 Sásti po 850 g na obsah tuhé fáze v suspenzi 15 % hmotnostních. První Sást vzorku byla souběžným vléváním do míchané nádobky smísena s 255 g 92 % kontaktní kyseliny sírové o teplotě 25,5 °C. Teplota suspenze po úplném promíohání vystoupila na 74 °C. Byla dále míchána 10 minut,při Semž její teplota poklesla na 70 °c.

Pak byla prudce ochlazena na 61 °C a při této teplotě míohána 70 minut. Pak byla opět rychle ochlazena na 52 °C a při této teplotě míohána 85 minut. Takto byla namodelována dvoustupňová fáze óhlazení.

Míšení druhého identického vzorku zahuštěné odpadní kyseliny sírové bylo dvoustupňové. Nejprve se 255 g 92 % kontaktní HgSO^ o teplotě 24 °C smísilo se 610 g finální vyzrálé suspenze s koncentrací HgSO^ v kapalné fázi 65,2 % hmotnostních. Teplota směsné suspenze vystoupila na 65 °C, Po 5 minutovém míchání poklesla teplota na 62 °C a poté byla smíchána s 850 g zahuštěné odpadní kyseliny s 52,8 % hmotnostních HgSO^ v kapalné fázi a 51 °C teplé. Míšení bylo provedeno tak,že obě suspenze byly za stejnou dobu souběžně vlévány do společné míchané nádobky s předloženými 100 ml konečné suspenze 60 °C teplé a to tak,aby se oba proudy přímo nestýkaly,ale prostřednictvím vznikající finální suspenze. Po smísení obou složek teplota dosáhla max. 61 °C. Takto získaná suspenze byla stejnou dobu a stejným způsobem chlazena jako předchozí s tím rozdílem,že prvním rychlým ochlazením se teplota snížila z 60 °C na 55 °C,druhým z 55 °C na 48 °C.

S oběma vzorky se provedl filtrační test s tímto výsledkem t
množství suspenze teplota rozdíl tlaků při :	200 ml 50 °C
filtraci	45 kPa
		doba	filtrace sekund	relativně
výchozí suspenze	zahuštěná		355	1,0
finální suspenze	podle původního
míšení			665	1,87
finální suspenze	míšená novým
postupem			504	1,43

Upraveným postupem míšení se prokazatelně a významně zkrátil čas filtrace při její stejné účinnosti.

211 945 příklad 2

Z odparky byla odebrána suspenze zahuštěné odpadní kyseliny sírové se 14,5 % tuhé fáze a koncentrací HgSO^ v kapalné fázi 54,9 % hmotnostních při teplotě 110°C. 850 g této suspenze bylo bez meškání smíseno se 190 g nezahuštěné odpadní kyseliny sírové s koncentrací 24,1 % hmotnostních a teplotou 26 °C. Po smísení dosáhla teplota směsné suspenze 77 °C a koncentrace HgSO^ v kapalné fázi klesla na 49,3 % hmotnostních. Během 90 minut pak byla za mírného míchání ochlazena až na 38,5 °C. Paralelně s ní byla z téže teploty a stejnou dobu chlazena nemísená suspenze taktéž na koncovou teplotu 38^5 °C. Obě suspenze byly v termostatované nádobě při 40 °C srovnány na rychlost sedimentace s tímto výsledkem í

čas minut	mm vyčiřeného sloupce kapaliny ve válci
původní	suspenze	upravená
30	26		32
60 '	48		66
120	88		116
180	131		141

Rychlost sedimentace tuhé fáze jako jeden z nepřímých údajů o filtrabilitě byla u míšeného vzorku novým postupem poněkud vyšší než u původního. Tím bylo prokázáno,že přídavek nezahuštěné odpadní kyseliny do horké suspenze za odparkou nezhoršuje velikost a distribuci částic tuhé fáze-PeSO^.HgO. Nepřímý údaj byl přezkoušen filtračním testem s tímto výsledkem :

doba filtrace při stejné dif. tlaku 62 kPa 20 s 40 s

vzorek	míšený	nemísený	míšený	nemísený
filtrát	S	149	133,3	190,5	155,5
koláč	S	37,2	47,4	44,9	58,8
celkem	S	186,2	180,7	235,4	214,3

Potřebné množství týchž suspenzí bylo smícháno s 92 % HgSO^ podle původního postupu tak, aby v kapalné fázi bylo asi 65 % hmotnostních HgSO^. Paralelně byla připravena suspenze, při které se míšení provedlo s nezahuštěnou a koncentrovanou HgSO^ ve společné nádobě. Po řízeném chlazení všech tří suspenzí při stejných časových a teplotních podmínkách byly při 41 °C srovnány jejich sedimentační charakteristiky s tímto výsledkem :

čas minut mm vyčiřeného sloupce kapaliny ve válci

	původní s přídavkem nezahuštěné kyseliny	způsob míšení
upfavený přídavek nezahuštěné kyseliny	bez přídavku nezahuštěné kyseliny
30	10	14	16
100	28	45	50

Oddělené přimíšení surové odpadní kyseliny do horké zahuštěné vykázalo jen malé snížení sedimentační rychlosti proti suspenzi bez přídavku,což lze připsat na vrub o 3 % vyšší kon211 84S centraci tuhé fáze (17,2 °/o proti 14,1 %)· Společná míšení kyselin vykázalo významná snížení sedimentační rychlosti. Filtrační test tento závěr potvrdil : množství suspenzí 200 ml teplota při filtraci 46 °C rozdíl tlaků při filtraci 50 kPa doba filtrace sekund relativně původní nerozdělená míšení 625 1,26 upravená míšení 495 1,0

Rozdíl filtračních rychlostí je technicky významný,protože se docílí jednoduchým postupem, nevyžadujícím nákladné úpravy výrobního zařízení.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob zlepšení filtrability suspenze monohydrátu síranu železnatého v odpadní kyselině sírová,připravované zahuštěním ε míšením s koncentrovanou kyselinou sírovou,vyznačující se tím,že koncentrovaná kyselina obsahující 90 až 98 % hmotnostních kyseliny sírové se nejdříve smísí s částí výsledné suspenze,obsahující v kapalné fázi 60 až 70 % hmotnostních kyseliny sírové,v hmotnostním poměru 1 : 1 až 1 :4a takto získána směs se pak od děleně smísí se zahuštěnou suspenzí odpadní kyseliny sírové,obsahující v kapalné fázi 45 až 55 % hmotnostních této,na výslednou koncentraci 60 až 70 % hmotnostních,načež se výsledná suspenze stupňovitě ochladí na teplotu 35 až 65 °C.

2. Způsob zlepšení filtrability suspenze monohydrátu síranu železnatého v odpadní kyselině sírové podle bodu 1 vyznačující se tím,že před míšením s koncentrovanou kyselinou sírovou na výslednou suspenzi se k horké zahuštěné odpadni kyselině sírové za odparkou přidá nezahuětěné odpadní kyselina sírová v množství maximálně 0,3 hmotnostních dílů na 1 díl zahuštěné kyseliny.