CS233171B1 - Způsob krystalizace dodekahydrátu síranu chromitodraseIného - Google Patents

Abstract

Účelem vynálezu bylo zvýšit kapacitu výroby dodekahydrátu síranu chromítodraselného z ferochromu. Tohoto cíle se dosáhne tak, že matečné louhy po vykrystalování kamence se zahřejí a pak se rychle zchladí na teplotu pod 18 °C během několika hodin. Tím se v matečných louzích, které se vrací zpět do výroby kamence, příznivě upraví poměr Cr : Fe nad obvyklých 2,7.

Description

Autor vynálezu VEVERKA FRANTIŠEK RNDr., ÚSTÍ NAD LABEM, FAKAN FRANTIŠEK, KAZNĚJOV (54) Způsob krystalizace dodekahydrátu síranu chromitodraseIného

Účelem vynálezu bylo zvýšit kapacitu výroby dodekahydrátu síranu chromítodraselného z ferochromu. Tohoto cíle se dosáhne tak, že matečné louhy po vykrystalování kamence se zahřejí a pak se rychle zchladí na teplotu pod 18 °C během několika hodin. Tím se v matečných louzích, které se vrací zpět do výroby kamence, příznivě upraví poměr Cr : Fe nad obvyklých 2,7.

233 171

Vynález se týká způsobu krystalizace dodekahydrátu síranu • < . ...

chromitodrašelného.

Síran chromítodraselný s dvanácti krystalovými vodami se často vyrábí z roztoku, který se získává rozpouštěním ferochromu. Feroohrom (slitina ohromu a železa obsahující další příměsi) reaguje za tepla se zředěnou kyselinou sírovou a do vzniklého roztoku síranu chromitého a síranu železnatého se za varu rozpustí takové množství síranu draselného, aby vznikl kyselý systém obsahující síran chromítodraselný a síran železnatý.

K němu dospějeme také přímým rozpouštěním ferochromu v teplé reakční směsi tvořené vodou, kyselinou sírovou a síranem draselným ve vhodném poměru.

Krystalizace síranu chromitodrašelného je spojena s recirkulací matečných louhů, což znamená, že se roztok připravený rozpouštěním ferochromu míchá s kapalnou fází, ze které byly odděleny krystaly síranu chromítodraselného. Z matečných louhů po krystalizací dodekahydrátu síranu chromitodrašelného se ovšem nejdříve odstraní část síranu železnatého. K vylučování krystalů dodekahydrátu síranu chromitodrašelného dochází až po dlouhé době a rychlost jejich růstu je malá. Dodekahydrát síranu

233 171 chromitodraselného proto obvykle krystaluje 5 až 7 dní z roztoku chladnoucího samovolně na teplotu 30 °C. Za takovýchto podmínek je na konci šarže prakticky dosaženo rovnovážného stavu mezi tuhou fází a roztokem, přičemž suspenze krystalů dodekahydrátu síranu chromitodraselného ještě neobsahuje síran železnatý.

Zelená skalice se odstraňuje ochlazovací krystalizaci z matečných louhů po vykrystalování dodekahydrátu síranu chromí to draselného, zahřátých na teplotu kolem 70 °C. Pokud jejich chlazení pod 30 °C proběhne během několika hodin, vyloučí se pouze síran železnatý, zatímco síran chromítodraselný zůstane v kapalné fázi. Dodekahydrát síranu chromitodraselného by začal vypadávat až po delší době, protože v teplém systému je síran chromitodraselný přítomen v tzv. zelené modifikaci a ta teprve po jeho ochlazení jen velmi pozvolně přechází na modifikaci fialovou, která je schopna, krystalizace.

Postup výroby dodekahydrátu síranu chromitodraselného má z technologického hlediska řadu nevýhod. K jeho vylučování dochází po mnoha hodinách a rychlost krystalizace je malá. Navíc je v zimě třeba zkracovat dobu šarže, protože samovolně chladnutí roztoku je rychlejší a hrozí nebezpečí vypadávání síranu železnatého dó suspenze dodekahydrátu síranu chromitodraselného. Důsledkem toho je malá výrobní kapacita krystalizační jednotky. Podstatného zvýšení produkce výrobny lze dosáhnout způsobem krystalizace dodekahydrátu síranu chromitadraselného z roztoku připraveného rozpouštěním ferochromu spojeným s recirkulací matečných louhů podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se síran železnatý vylučuje ze zahřátých matečných louhů po krystalizaci dodekahydrátu síranu chromitodraselného ochlazováním na teplotu nižší než 18 °C.

233 171

Hnací silou krystalizace je přesycení roztoku látkou. Velikost přesycení systému síranem chromitodraselným při dané teplotě závisí přímo na koncentraci této soli a nepřímo na koncentraci síranu železnatého v roztoku. Čím vyšší je tedy poměr množství chrómu a železa v systému, tím-vyšší je rychlost krystalizace dodekahydrátu síranu chromitodraselného.

V roztoku připraveném rozpouštěním ferochromu připadá asi

2,7 kg chrómu na 1 kg železa. Podmínky rozpouštění jsou takové, že získaný systém má při téže teplotě vždy tutéž hustotu a tedy

i.stejné složení. Pokud odstraňování síranu železnatého z matečných louhů po krystalizaci dodekahydrátu síranu chromitodraselného provídáme ochlazováním systému vodou proudící teplosměnnou plochou, nedosáhneme po většinu roku teploty nižší než 20 °C. V takovém případě má také roztok jdoucí na krystalizaci síranu chromitodraselného přibližně konstantní složení, ale poměr množství chrómu a železa v něm je poněkud menší než 2,7·

Situace se zcela změní, jestliže postupujeme dle vynálezu a vylučujeme heptahydrát síranu železnatého při teplotě pod 18 °0. Tím se nejen zmenší celkové množství síranu železnatého v roztoku pro krystalizaci dodekahydrátu síranu chromitodraselného, ale především se zvýší poměr množství chrómu a železa v tomto systému. Protože je poměr obou prvků podstatně větší než 2,7, vznikne vyšší přesycení a průběh Vylučování dodekahydrátu síranu chromitodraselného je rychlejší. Tím se výrazně zkrátí doba šarže potřebná k dosažení stavu blízkého rovnováze mezi roztokem a krystaly dodekahydrátu síranu chromitodraselného. Navíc snížení koncentrace síranu železnatého v systému umožní vyloučit z roztoku více dodekahydrátu síranu chromitodraselného, aniž by při nejnižší teplotě na konci šarže docházelo k vypadávání heptahy233 171 drátu síranu železnatého. Proto výrazně stoupne kapacita krystalizačního uzlu. Kromě toho odpadnou problémy s rychlým samovolným ochlazováním roztoku během krystalizace dodekahydrátu síranu chromitodraselného při nízké verfevní teplotě, protože doba šarže bude přijatelně dlouhá.

Zdánlivou nevýhodou postupu je to, že se pomocí neupravované chladicí vody hnané do chladicích ploch krystalizátorů, ve kterých se vylučuje heptahydrát síranu železnatého na teplotu 18 °C a nižší, nedostaneme. Proto je třeba vodu dochlazovat nebo použít chladicích bloků s uzavřenou cirkulací chladicího media. U velkých krystalizačních jednotek budou náklady spojené s úpravou zařízení vyváženy podstatným zvýšením kapacity krystalizačního uzlu.

Příklad

Krystalizace dodekahydrátu síranu chromitodraselného z kyselého roztoku připraveného rozpouštěním ferochromu byla spojena s recirkulací matečných louhů. Vylučování síranu chromitodraselnéhó se provádělo v devíti tepelně izolovaných nádobách s míchadlem. Se zahřátých matečných, louhů po krystalizaci dódekahydrátu síranu chromitodraselného se ve čtyřech míchaných krystalizátorech opatřených chladicím hadem odstraňoval heptahydrát síranu železnatého. Matečné louhy po krystalizaci síranu železnatého se míchaly s roztokem připraveným rozpouštěním ferochromu a teprve z takto vzniklého systému se vylučoval dodekahydrát síranu chromitodraselného.

Při krystalizaci heptahydrátu s zení používala neupravená říční voda íranu železantého se k . V takovém případě se chla· podařilo dosáhnout prakticky rovnovážného stavu mezi roztokem o teplotě 30 °C a krystaly dodekahydrátu síranu chromitodraselného v míchaných tepelně izolovaných tepelně izolovaných nádo5

233 171 bách teprve po šesti dnech. Přitom průměrná rychlost vylučování

O tuhé fáze z asi 10 ur roztolm byla 20 až 30 kg dodekahydrátu sí ránu chromitodraselného za hodinu.

Ve výrobně byly umístěny chladicí bloky s uzavřenou cirkulací chladicího media a byly provedeny drobné úpravy stávajícího zařízení umožňující dochlazení obsahu krystalizátorů pro odstraňování síranu železnatého až na teplotu 8 °C. Dochlazování suspenze síranu železnatého způsobilo zvýěení průměrné rychlosti vylučování dodekahydrátu síranu chromitodraseIného o

na 30 až 40 kg z 10 m roztoku za hodinu. Přitom rovnovážného stavu mezi roztokem o teplotě 30 °G a krystaly dodekahydrátu síranu chromitodraselného bylo dosaženo už po 4 dnech a také výtěžek jedné šarže mírně stoupl.. Tím se podařilo zvýšit kapacitu výrobny z 2000 tun dodekahydrátu síranu chromitodraselného za rok na minimálně 2500 tun..

PŘEDMĚT

Claims (1)

1. VYNÁLEZU

   233 171

   Způsob krystalizace dodekahydrátu síranu chromitodraselného z roztoku připraveného rozpouštěním ferochrómu a spojený s recirkulací matečných louhů, vyznačený tím, že se síran železnatý vylučuje ze zahřátých matečných louhů po krystalizaci dodekahydrátu síranu chromítodraselného ochlazováním matečných louhů na teplotu nižší než 18 °C.

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, provoz 12, Leninova 21, Olomouc

   Cena: 2,40 Kčs