CS225248B1

CS225248B1 - Improvement of filtering properties of suspension of mixed crystals of the iron sulphate monohydrate,magnesium sulphate and titanium sulphate in the sulphuric acid of the medium concentration

Info

Publication number: CS225248B1
Application number: CS754781A
Authority: CS
Inventors: Pravdomil Ing Csc Kadlas
Original assignee: Kadlas Pravdomil
Priority date: 1981-10-14
Filing date: 1981-10-14
Publication date: 1984-02-13

Description

Vynález se týká způsobu zlepšení filtračních vlastností suspenze směsných krystalů monohydrátů síranu železnatého, síranu hořečnatého a titanylsulfátu ve středně koncentrované kyselině sírové, vznikající zahušťováním kyselého kapalného odpadu z výroby titanové běloby.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for improving the filtration properties of a mixed crystal suspension of ferrous sulfate, magnesium sulfate and titanyl sulfate monohydrates in moderately concentrated sulfuric acid, resulting from the concentration of acidic liquid waste from titanium dioxide production.

Odpadní asi 20 % kyselina sírová, vznikající při sulfátovém procesu výroby titanové běloby, obsahuje za nepříznivých výrobních podmínek značné množství-až 1,5 % hmotnostních- rozpustných a nerozpustných sloučenin titanu vyjádřeno jako Ti0₂. Tato kyselina není v původní formě ve větším rozsahu technicky využitelná a proto se po případné částečné sedimentaci dispergované tuhé fáze upravuje zahušťováním např. v odparce s ponorným hořákem na koncentraci 45 % hmotnost, a vyšší. Od likvidace neutralizací hydroxidem vápenatým se pro negativní ekologické následky pod tlakem veřejných orgánů upouští. Při zahušťování uvedené odpadní kyseliny sírové se 90 a více % hmotnost, přítomného síranu železnatého vylučuje ve formě drobných 20 až 60 ^m velkých krystalů jako monohydrát v izomorfní směsi s MgSO^ a TiOSO^. Z technické praxe je známo, že příměs až 15 % hmotnost. MgSO^.HgO nemá prakticky vliv na velikost a polydisperzitu vznikajících směsných krystalů.The waste of about 20% sulfuric acid formed during the sulphate process titanium dioxide production, comprises under unfavorable conditions, a considerable amount of production-to 1.5% hmotnostních- soluble and insoluble compounds of titanium expressed as Ti0 _second This acid is not technically usable in its original form to a greater extent and therefore, after a possible partial sedimentation of the dispersed solid phase, it is adjusted to a concentration of 45% by weight or higher in a submerged-burner evaporator. Disposal by neutralization with calcium hydroxide is abandoned due to negative environmental consequences under the pressure of public authorities. When the waste sulfuric acid is concentrated, 90% by weight of the ferrous sulphate present is deposited in the form of small 20 to 60 .mu.m crystals as a monohydrate in an isomorphic mixture with MgSO4 and TiOSO4. It is known from the technical practice that admixture up to 15% by weight. MgSO4 · H2O has virtually no effect on the size and polydispersity of the mixed crystal formed.

U TiOSO^ však bylo zjištěno, že jeho obsah už od 3 % hmotnost, postupně snižuje střední velikost krystalů a zvyšuje jejich polydisperzitu· Při tom v podmínkách zahušťování odpadní kyseliny sírové, obsahující titan často i ve formě nerozpustné t.zv. kyseliny metatitaničité, tato přechází pro svou dobrou reaktivitu ve středně koncentrované kyselině sírové snadno do formy titanylsulfátu, čímž se pak sčítá negativní účinek s titanylsulfátem, přítomným ve výchozí zahušťované kyselině sírové. V důsledku toho se výrazně zhoršují filtrační vlastnosti vznikající suspenze, snižu225 248 je se filtrační rychlost, zvyšuje se pronikání tuhé fáze filtrační přepážkou do filtrátu a vlhkost filtračního koláče, který se pak stává obtížné manipulovatelným pro kašovitou konzistenci· Zvýšený průnik tuhé fáze do filtrátu pak nepříznivě působí při jeho využívání např· po smísení s koncentrovanou kyselinou sírovou ve výrobě práškového superfosfátu snižováním konverze fosforečných sloučenin na formy rozpustné ve vodě· Zvýšený obsah kapalné fáze ve filtračním koláči konečně snižuje výtěžnost celého procesu úpra vy odpadní kyseliny sírové z výroby titanové běloby·However, TiOSO2 has been found to have a content of as little as 3% by weight, gradually decreasing the average crystal size and increasing their polydispersity. For its good reactivity in moderately concentrated sulfuric acid, it is readily converted into the titanyl sulfate form, thereby adding up the negative effect with the titanyl sulfate present in the initial concentrated sulfuric acid. As a result, the filtration properties of the resulting slurry significantly deteriorate, reduce the filtration rate, increase the solid phase penetration through the filter septum into the filtrate and the moisture of the filter cake, which then becomes difficult to handle for slurry consistency. · when mixed with concentrated sulfuric acid in the production of powdered superphosphate by reducing the conversion of phosphorus compounds to water-soluble forms · The increased content of the liquid phase in the filter cake finally reduces the yield of the entire process of treating waste sulfuric acid from titanium dioxide production ·

Výše uvedené nedostatky při separaci jemné a polydisperzní tuhé fáze prvotně vzniklých krystalů monohydrátu FeSO^, MgSO^ aThe above drawbacks in the separation of the fine and polydisperse solid phases of the initially formed crystals of FeSO4, MgSO4 monohydrate and

drátu síranu železnatého, obsahujícího až do 15 % hmotnost· izomorfního MgSO^.7 HgO, vznikajícího např· při výrobě titanové běloby sulfátovým postupem z ilmenitu· K výše uvedené obtížně filtrovatelné suspenzi se ho při 40 až 120 °C přidá množství 3 až 25 % hmotnostních, počítáno na obsah tuhé fáze v suspenzi· Doba působení obou tuhých fází se volí tak, aby do zahájení separace činila 10 až 200 minut, přičemž teplota nesmí klesnout pod 40 °C.ferrous sulphate wire containing up to 15% by weight of isomorphous MgSO4 · 7HgO, resulting, for example, from the production of titanium dioxide by the ilmenite sulphate process. The duration of action of the two solid phases is chosen so that the separation time is between 10 and 200 minutes, and the temperature must not fall below 40 ° C.

Za těchto podmínek dochází k rozpouštění přidaného FeSO^THgO za současné tvorby směsných krystalů monohydrátů FeSO^, MgSO^ a TiOSO^.a to přednostně s jemnými původními krystalky, obsahujícími zvýšené množství TiOSO^.HgO· Tím se dosahuje jednak zvětšení střední velikosti částic a dále snížení polydisperzity tuhé fáze· Oba účinky pak pozitivně ovlivňují především průnik tuhé fáze do filtrátu, vlhkost filtračního koláče a mírně se zvyšuje filtrační rychlost·Under these conditions, the added FeSO 4 THgO dissolves to form mixed crystals of FeSO 4, MgSO 4 and TiOSO 4 monohydrates, preferably with fine original crystals containing an increased amount of TiOSO 4 .HgO. further decrease polydispersity of solid phase · Both effects then positively influence especially the penetration of solid phase into the filtrate, moisture of the filter cake and slightly increasing the filtration rate ·

Uvedeného způsobu úpravy suspenze směsných krystalů monohydrátů FeSO^, MgSO^ a TiOSO^ v zahuštěné odpadní kyselině sírové lze použít ve všech závodech, vyrábějících titanovou bělobu sulfátovým postupem, ve kterých se odpadní štěpné HgSO^ dále zpracovává zahuštováním na koncentraci v kapalné fázi 45 % hmotnostních a vyšší·The present process for treating a suspension of mixed crystals of FeSO4, MgSO4 and TiOSO4 monohydrates in concentrated waste sulfuric acid can be used in all titanium dioxide sulphate plants in which waste HgSO4 waste is further processed by concentration to a liquid phase concentration of 45% by weight. and higher ·

Příklad 1Example 1

K provozní suspenzi, získané zahuštěním odpadní HgSO^, obsahující 1,1 % hmotnosti TiOSO^ a 0,4 % hmotnosti suspendované kyseli225 248 ny metatitaničité (vyjádřeno jako TiOg), v kapalná fázi obsahující 51 % hmotnosti HgSO^ a o celkové hmotnosti 2 750 g, z toho 735 g tuhé fáze, bylo přidáno při teplotě 61 °C 85 g technického FeSO^.7 HgO /obsah 87 % hmotnosti, zbytek jako MgSO^.7 HgO/, odpadajícího při /výrobě titanové běloby· Suspenze byla míchána po dobu 1 hodiny, přičemž byla její teplota udržována v rozmezí 55 až 65 °C. Pak se φί provedl zjednodušený srovnávací filtrační test s původní neupravenou suspenzí s tímto výsledkem :To the working suspension obtained by concentration of waste HgSO4 containing 1,1% by weight of TiOSO4 and 0,4% by weight of suspended meth225 248 acid (expressed as TiOg) in the liquid phase containing 51% by weight of HgSO4 and a total weight of 2 750 g of which 735 g of solid phase was added at 61 ° C 85 g of technical FeSO4 · 7 HgO (87% by weight content, the remainder as MgSO4 · 7 HgO), which was removed during (titanium dioxide production) · The suspension was stirred for 1 hour while maintaining the temperature at 55-65 ° C. Then, a simplified comparative filtration test with the original untreated suspension was performed with the following result:

suspenze suspension zvýšení účinku increase the effect původní original upravená modified doba filtrace filtration time 70 s 70 s 59 s 59 p zkrácení 0 18,5 % shortening 0 18,5% průnik tuhé fáze solid phase intersection do filtrátu vyjádřeno into the filtrate expressed jako Pe²⁺/% hmotn./as Pe ²⁺ (% w / w) 0,95 0.95 0,22 0.22 snížení na 23,0 % Reduction to 23.0% obsah kapalné fáze liquid phase content v koláči /% hmotn·/ in cake /% wt · / 56,5 56.5 44,3 44.3 snížení 0 21,5 % decrease 0 21,5%

Příklad 2Example 2

K provozní suspenzi, získané zahuštěním odpadní HgSO^ z výroby titanové běloby obsahující 0,95 % hmotnosti TiOSO^ a 0,35 % hmotnosti suspendované kyseliny metatitaničité /vyjádřeno jako TiOg/, v kapalné fázi obsahující 49,5 % hmotnosti HgSO^ a o celkové hmotnosti 2 500 g, z toho 690 g tuhé fáze, bylo přidáno při teplotě 84 °C 35 g technického PeS0^,7 HgO o složení jako v příkladu 1. Suspenze byla pak míchána po dobu 90 minut při teplotě mezi 70 až 80 °C. Srovnávací filtrační test s původní suspenzí poskytl tyto výsledky :To the working suspension obtained by concentration of waste HgSO4 from the production of titanium dioxide containing 0,95% by weight of TiOSO4 and 0,35% by weight of suspended metatartaric acid (expressed as TiOg), in a liquid phase containing 49,5% by weight of HgSO4 and of total weight 2,500 g, of which 690 g solids, were added at 84 ° C to 35 g of technical PeSO 4, 7 HgO having the composition of Example 1. The suspension was then stirred for 90 minutes at a temperature between 70-80 ° C. A comparative filtration test with the original suspension gave the following results:

doba filtrace průnik tuhé fáze do filtrátu jako Fe²⁺/% hmotnost·/ obsah kapalné fáze v koláči /% hmot./filtration time solid phase penetration into the filtrate as Fe ²⁺ /% by weight · / liquid phase content in cake /% by weight/

původní original suspenze srovnávaná suspension compared zvýšení účinku increase the effect 35 s 35 p 33,5 s 33,5 s zkrácení 0 4,5 % shortening 0 4.5% 0,47 0.47 0,26 0.26 snížení na 55,2 % reduction to 55.2% 46,2 46.2 42,5 42.5 snížení 0 5,9 % decrease 0 5,9%

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

225 248

Method for improving the filtration properties of a suspension of mixed crystals of PeSO4, MgSO4 and TiOSO4 monohydrates in medium-concentrated waste sulfuric acid from titanium dioxide production, characterized in that 3 to 25% by weight of technical heptahydrate are added to the suspension at 40 to 120 ° C ferrous sulphate, calculated on the solid phase content of the initial slurry, preferably falling off during the production of titanium dioxide by the sulphate process, the slurry is further stirred for 10 to 200 minutes, and its temperature must not fall below 40. ° C ·