CS251408B1

CS251408B1 - Způsob zpracování síranových roztoků

Info

Publication number: CS251408B1
Application number: CS842544A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Zubcek; Otto Hinterholzinger; Vaclav Priban; Stanislav Baloun; Lubos Novak
Original assignee: Ladislav Zubcek; Otto Hinterholzinger; Vaclav Priban; Stanislav Baloun; Lubos Novak
Priority date: 1984-04-03
Filing date: 1984-04-03
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS254484A1

Abstract

Podstata řešení spočívá ve využití barnatého iontu a vlastnosti systému Ba - - S - 0 v uzavřeném cyklu k oddělení síranů z roztoku a jejich převedení na elementární síru. V první fázi postupu se roztokem sloučeniny barya, zpravidla hydroxidu, sulfidu nebo chloridu, vysrážejí síranové ionty ze zpracovaného roztoku až na požadovanou mez za vzniku nerozpustného síranu barnatého. Pokud se během srážení mění kyselost zpracovávaného roztoku, společně se síranem barnatým se vysrážejí i hydroxidy příslušných kovů. Ve druhé fázi postupu se získaná sraženina vylouží roztokem vhodného činidla, zpravidla kyselinou chlorovodíkovou nebo dusičnou, za vzniku koncentrovaného roztoku solí příslušného kovu a čisté sraženiny síranu barnatého. Ve třetí fázi se sraženina vysuší a vhodným redukovadlem se síran barnatý zredukuje na sulfid, z něhož se připraví koncentrovaný vodný roztok, který se použije k novému srážení síranových roztoků buď přímo, nebo po převedení sulfidu ná příslušnou barnatou sloučeninu, zpravidla hydroxid nebo chlorid. Sirovodík, vznikající při těchto pochodech, se spálí v Clausově peci na síru.

Description

Vynález se týká postupu zpracování síranových roztoků, zejména odpadních, spojeného s převedením separovaných složek ve využitelné produkty.

Dosud známé postupy zpracování síranových roztoků využívají podle jejich chemického složení buď klasických postupů chemické technologie, jako je odpařování s krystalizaci, iontová výměna, elektrodialýza spod·, nebo vysrážení těchto roztoků vápnem, deponování vzniklých kalů na skládkách a vypuštění zbývajícího roztoku do vodoteče, anebo jsou tyto roztoky vypouštěny do vodotečí přímo bez jakékoliv předchozí úpravy.

První skupina způsobů zpracování postupy chemické technologie nepřeměnuje složky roztoků v jiné; dochází pouze ke změnám jejich koncentrací za poměrně značných energetických nákladů. Navíc tyto způsoby vyžadují buď využití získaných produktů znovu vé výrobě anebo nalezení jejich odbytiště. Zejména u odpadních roztoků s nízkou koncentrací solí se bud tyto podmínky nedaří splnit vůbec, nebo pouze za vysokých finančních nákladů. Ostatní postupy, přestože jsou nejjednodušší a nejčastěji používány, představují značné zatížení a ohrožení životního prostředí, zejména značné zasolení vodních toků, budování rozsáhlých skládek·© nenahraditelné národohospodářské škody.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje postup podle vynálezu, jehož podstatou je využití bamatého iontu a vlastností systému Ba - S - O v usavřeném cyklu k oddělení síranů z roztoku a jejich převedení na elementární síru. V první fázi postupu se roztokem sloučeniny barya, zpravidla hydroxidu, sulfidu nebo chloridu, vyerážejí síranové ionty ze zpracovávaného roztoku až na požadovanou mez za vzniku nerozpustného síranu barnatého. Pokud se během srážení mění kyselost zpracovávaného roztoku, společně se síranem barnatým se vysrážejí i hydroxidy

251 408 příslušných kovů. Ve druhé fázi postupu se získaná sraženina vylouží roztokem vhodného činidla, zpravidla kyselinou chlorovodíkovou nebo dusičnou, za vzniku koncentrovaného roztoku soli příslušného kovu a čisté sraženiny síranu barnatého.

Ve třetí fázi se tato sraženina vysuší a vhodným redukovadlem se síran barnatý zreduktfje na sulfid, z něhož se připraví koncentrovaný vodný roztok. Tento roztok se použije k novému srážení síranových roztoků bud přímo, nebo po převedení sulfidu na příslušnou baraatou sloučeninu, zpravidla hydroxid nebo chlorid. Sirovodík, vznikající při těchto pochodech, se spálí v Clausově peci na síru.

Postupem podle vynálezu dochází zejména k téměř úplnému získání síranových iontů a současně i všech kovů, jejichž hydroxidy nebo sulfidy jsou za podmínek srážení nerozpustné.

V dalších krocích postupu podle vynálezu jsou tyto kovy převedeny do poměrně koncentrovaného roztoku své soli, zpravidla chloridu nebo dusičnanu, což je velmi výhodné pro jejich další zpracování. Nerozpustný síran barnatý vznikající při srážení se redukcí převede v rozpustný sulfid, z něhož se v dalších krocích vytěsní sirovodík, který se zpracuje Clausovým postupem na síru, takže dochází k její úplné regeneraci ve formě vysoce hodnotného produktu. Velkou předností postupu podle vynálezu proti doposud používaným petupům je vznik pouze nepatrného množství odpadních kalů z nečistot obsažených v redukovadle, pokud se k redukci síranu barnatého použije koks nebo černé uhlí.

Navíc i tento odpadní kal je možno využít například při desaktivaci radioaktivních důlních vod. Vzhledem k téměř úplnému převedení všech složek obsažených ve zpracovávaných roztocích v hodnotné využitelné produkty, zejména na síru a koncentráty kovů, vychází použití postupu podle vynálezu pro většinu typů síranových roztoků ekonomicky velmi příznivě ve srovnání s postupy běžně používanými.

Koncentrovaný roztok bamaté sloučeniny, zejména sulfidu, hydroxidu nebo chloridu, se smísí ve stechiometrickém poměru vzhledem ke koncentraci barya a žádané míře odstranění síranových

- 3 251 408 iontů se zpracovávaným síranovým roztokem. V případě srážení kyselých, síranových roztoků roztokem sulfidu barnatého- se vznikající sirovodík odtahuje a zpracovává Clausovým postupem.

Vzniklá suspenze se vede do usazováku, odkud se čirý roztok odvádí k dalšímu zpracování nebo vypouští do vodoteče, zatímco odsazený kal se filtruje na vhodných filtračních zařízeních.

Filtrát se vrací před usazovák, filtrační koláč se podrobí loužení složek separovaných spolu s vysráženým síranem barnatým. Loužení se provede vhodným činidlem podle povahy zpracovávaného síranového roztoku (např. při přítomnosti hliníku, železa apod. v kalu se louží kyselinou chlorovodíkovou, při obsahu mědi nebo •niklu jako hlavního podílu se louží vodným roztokem amoniaku apod.). Koncentrované roztoky takto získaných složek se zpracují známými postupy na využitelné produkty. Vyčištěná a promytá sraženina síranu barnatého se smísí s barytovým .koncentrátem pro krytí ztrát barya v cyklu (až 15 % barya vstupujícího do reakce) a určitým množstvím redukovadla (černého uhlí nebo koksu) podle známého postupu, podle kterého se provádí redukce sirníku na sulfid.. V případě redukce síranu na sulfid vodíkem, zemním plynem nebo jinými redukujícími plyny podle známých postupů je přirozeně vstupem do redukční pece pouze směs sráženého síranu barnatého a barytového koncentrátu. Vzniklý sulfid baraatý se podle známých postupů louží vodou při 80 100 °C a využívá pro srážení síranového roztoku bud přímo, nebo po převedení na jinou rozpustnou sloučeninu barya, zejména hydroxid nebo chlorid, opět podle známých postupů. Sirovodík, vznikající při těchto postupech, se zpracovává buď Clausovým postupem na tavenou síru, nebo jinými známými postupy na oxid siřičitý, případně až na kyselinu sírovou.

Postupu podle vynálezu je možno využít pro zpracování různých síranových roztoků z chemického, důlního, strojírenského, farmaceutického i papírenského průmyslu, k uzavření vodních systémů závodů, srážení nadbilance těchto systémů a úplné regeneraci látek v těchto roztocích obsažených·

- 4 Příklad

251 408

Na technologický roztok z podzemního vyluhování uranových

rud o složení mj.
sírany	<	6,5	g-i¹
hliník	Al^{3 +}	0,8	g-i¹
železo celkové	Pe²⁺ + Fe³⁺	OJ	g-i¹

se působí roztokem sulfidu bamatého o koncentraci 200 g.l” v poměru 43 1 roztoku sulfidu na m zpracovávaného roztoku. Vznikající sirovodík se odtahuje a odvádí do Clausovy pece, kde se spaluje na síni. Vzniklá suspenze se odvádí do usazováku odkud odtéká voda o pH = 7, obsahující 0,685 g-1 síranů,, zbavená hliníku i železa. Usazený kal se zfiltruje na kalolisech, filtrát se vrací před usazovák a filtrační koláč se podrobí lou žení kyselinou chlorovodíkovou v množství 32 1 20,3 % azeotropické kyseliny na 1 m původně zpracovávaného roztoku. Vzniká roztok chloridů o složení

chloridy	Cl”	• 94,0 g.l”¹
hliník	Al^{3 +}	11,2 g.l”¹
železo	Pe³⁺	1,4 g.l”¹
sírany	SO^-	0,6 g.l”¹

který se dále známými způsoby zpracovává na hydroxid hlinitý a oxid. železitý. Sraženina síranu bamatého se promyje, smísí se a flotovaným barytovým koncentrátem, jehož přídavkem se naβ hrazují ztráty· barya v procesu, v množství 1,65 kg na 1 ra zpra covávaného roztoku. Dále se přidává 4,5 kg čeraouhelného nebo koksového prachu na 1 m³ zpracovávaného roztoku, ze směsi se v peletizačním bubnu vyrobí pelety, které postupují do rotační pece vytápěné zemním plynem, kde při 1 1 00 «g. 1 300 °C proběhne

- 5 251 408 redukce síranu na sulfid barnatý. Sulfid barnatý se po vychladnutí louží při 90 °C vodou, vznikající roztok-se odvádí na srážení síranového roztoku. Z loužicí nádoby se periodicky odstraňuje kal, obsahující převážně popeloviny z redukovadla a nečistoty přítomné v síranu bamatém a barytovém koncentrátu.

xx

Uvedeným postupem se z 1 m zpracovávaného roztoku získá:

2,30 kg hydroxidu hlinitého 1,&3 kg tavené síry

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob zpracováni síranových roztoků spojený s převedením

Separovaných složek ve využitelné produkty, vyznačený t i m , že se na .síranové roztoky působí roztoky rozpustných sloučenin barya,zejména sulfidu, chloridu nebo hydroxidu, za vzniku sraženiny síranu barnatého a nerozpustných sloučenin příslušných kovů, případně jiné složky, obsažených ve zpracovávaném roztoku, načež se na tuto sraženinu po jejím odděleni a zkoncentrováni působí například kyselinou chlorovodíkovou, dusičnou nebo amoniakem za účelem získáni koncentrátu kovů nebo složky původně obsažené, ve zpracovávaném síranovém roztoku a současně zbaveni sraženiny siranu barnatého všech cizích příměsi a vysrážený síran barnatý se zredukuje na sulfid barnatý, který se po vytouženi použije znovu bučí přlauj, nebo po převedeni na jinou rozpustnou sloučeninu barya, zejména oxid neb© chlorid, ke sráženi síranových roztoků, přičemž deficit barya ve výši až 15 % barya vstupujícího do cyklu se hradí přídavkem vhodných baryových surovin, zejaéna barytu, a vznikající sirovodík se převede na siru, oxid siřičitý nebo kyselinu sirovou. *