CS258716B1 - Method of salt brine treatment for electrolysis - Google Patents

Description

258716

Vynález sa týká úpravy vodného roztokuNaCI — solanky pre elektrolýzu k výroběchlóru a NaOH. Výroba chlóru a NaOH elektrolýzou solan-ky patří medzi najstaršie elektrochemickévýrobky a aj v súčasnosti sa zaraduje medzizákladné výroby. V priebehu stroja tech-nológie sa zistilo, že solanku před vlastnouelektrolýzou je potřebné upravovat tak, abysa z roztoku odstránili niektoré katióny ko-vov ako Fe, Ca, Mg, AI a pod. a taktiež, abysa upravvila koncentrácia síranových iónovna požadovaná úroveň. Deje sa tak spravid-la působením činidiel najma NaOH, Na2CO3,CaCla a BaCl2. Sú známe i sústavy alkalické-ho činidla so zrážadlom síranových iónovnapr. kombinácia Na2CO3 a BaCO3, pričomvýsledné pH roztoku je v alkalickej oblas-ti. Z hladiska odděl'ovania vyzrážaných látoka nečistot je důležité, aby vyzrázené látkysa čo najúplnejšie odstránili zo solanky arovnako, aby vyzrážané částice sa dobré fil-trovali. Přitom je důležité, aby uvedené po-žiadavky boli splněné pri relativné nízkejspotrebe potřebných chemikálií. Okrem vply-vu teploty, která sa spravidla pohybuje v in-tervale 60 až 70 °C bolo preukázané, že u-vedené požiadavky pozitivně ovplyvňuje ajzvyšovanie alkality. Tieto požiadavky sú o tonáročnejšie, že moderně elektrolýzy pracu-jú s recirkuláciou solanky, pričom z recir-kulovanej solanky sa odoberá len nevyhnut-né technologické množstvo na zabráneniezvýšenia koncentrácie nežiadúcich látok natechnologicky únosnú hladinu. Pre lepšie od-delenie zrazenín sa k solanke pridávajú po-mocné látky ako želatina, agar — agar ale-bo flokulanty ako polyakrylamid.

Podlá tohoto vynálezu upravuje sa so-lanka pre elektrolýzu působením zrážacíchčinidiel na báze soli bária a následnou se-paráciou vyzrážaných látok spolu s mecha-nickými nečistotami tak, že na upravený roz-tok solanky, s výhodou dosýtením recirku-lovanej solanky, sa působí pri pH pod 6,5za miešania aspoň jednou bárnatou zlúčeni-nou v množstve 0,7 až 1,1 mólov bárnatýchzlúčenín počítané na přítomné síranové ló-ny pri teplote 40 až 85 °C a po rozdistribuo-vaní sa systém zalkalizuje působením NaOHa po uplynutí 0,5 až 4 h od pridania zráža-cieho činidla sa pevná fáze zo systému se-paruje obvykle filtráciou. Výhodou postupu podlá vynálezu je, že sadocieluje zníženie nákladov na zrážanie ne-žiadúcich iónov zo solanky, pričom sa do-cieluje vysoké oddelenie vyzrážaných čas-tíc v poměrně krátkom čase a upravená so-lanka má velmi dobré vlastnosti i v pro-cese elektrolýzy, najma z hladiska prúdo-vých výťažkov.

Pod pojmom solanka sa v texte popisu vy-nálezu předpokládá vodný roztok chloridusodného — kuchynskej soli bez ohladu najeho geologická, resp. geografická prove- nienciu, tak ako sa získává ťažbou alebo po·prípadnej ďalšej jeho úpravě. Solanka u-vádzaná v popise je určená pre elektrolytic-ké spracovanie na lúh sodný a chlór. Kon-centrácia chloridu sodného v pripravovanejsolanke bývá obvykle v intervale 250 až 350g/1, avšak tieto koncentračně vymedzenia niesú limitně. Pre přípravu solanky je účelnévyužívat i recirkulovanú odpadnů solankuz elektrolýzy, ktorá sa před opatovným tech-nologickým použitím dosycuje kuchyňskousofou, keď obvykle před jej dosycovaním saz nej časť odpúšťa, aby nedochádzalo k ne-žiaducemu zvyšovaniu nečistůt.

Na přípravu solanky používaná kuchyň-ská sol' nie je ani fyzikálně ani chemickysúrodou látkou, ale obsahuje mechanickénečistoty ale i chemicky odlišné látky, kto-ré je potřebné před elektrolýzou z nej od-strániť, připadne upravit' ich koncentráciuna technologicky přípustná koncentrační!úroveň. Pri postupe podlá vynálezu sa tátoúprava uskutočňuje zrážaním a následnýmoddělením pevnej fázy. Ukázalo sa, že pou-žitím bárnatých zlúčenín, ako je chlorid bár-natý, hydroxid bárnatý, uhličitan bárnatýmožno dosiahnúť pozoruhodné zníženie spo-třeby týchto pomocných chemikálií, ak sazrážanie uskutočňuje najskor v kyslom pro-středí vytvorenom prítomnosťou kyselinysolnej a až po rozdistribuovaní, ak sa reak-cia upravovanej solanky prevedie do alka-lickej oblasti. Pre daný účel sa můžu použí-vat bud' jednotlivé barnaté zlúčeniny, alebosa navzájom kombinujú. Ich dávkovanie saobvykle realizuje v kašovitej formě, pričomkvapalnú fázu tvoří solanka. Premiešavaniesolanky pri úpravě s přidávaným činidlomuskutočňuje prefukávaním vzduchom aleboiným inertným plynom, může sa však rie-šiť aj použitím mechanických miešadiel. Přidávané množstvo sa vypočítá z množ-stva rozpuštěných síranov v solanke, a tos prihliadnutím na ich požadovaná výsled-ná koncentráciu.

Po premiešaní zrážacieho činidla v so-lanke sa systém prevedie do alkalickej ob-lasti působením NaOH a/alebo uhličitanomsodným, pričom výsledné pH dosahuje s vý-hodou hodnotu 10.

Po uplynutí příslušného času, obvykle 0,5až 4 h, sa zo systému oddělí pevná fáza, ato najčastejšie filtráciou, použitím hydrocyk-lónov, alebo prostou sedimentáciou v zá-sobníkoch s kónickým spodkom. Takto u-pravená solanka sa vedie buď priamo na e-lektrolýzu, alebo sa uchovává v zásobníkoch.

Postup podlá vynálezu možno účelňe kom-binovat i niektorými dalšími známými opat-reniami, ako je napr. použitie flokulantov,použitie aglomerujúcich látok alebo kombi-nácie alkalických činidiel.

Konkrétné možnosti prevedenia postupu podlá vynálezu ozrejmujú ďalej uvádzané příklady prevedenia.

Claims (2)

1. 258716 Příklad 1 Pře elektrolýzu sa recyklovaná solankadosýti na koncentráciu NaCl 300 g/1. Akovýchodisková surovina na dosýtenie sa po-užije artemovská sol' zo ZSSR. Analýza pou-žitej soli je nasledovná: nerozpustný zbytok 0,08 % hmot. R3O3 0,023 % hmot. CaO 0,293 % hmot. MgO 0,034 % hmot. CaSO4 0,588 % hmot. vlhkost 0,030 % hmot. NaCl 98,95 % hmot. K dosýtenému roztoku po ohriati na tep-lotu 70 °C sa přidá technická kyselina sol-ná v množstve, že výsledný roztok má kon-centráciu C — 0,07 molu HC1/1 rozteku. Po tejto úpravě sa přidá zrážacie činidlovo formě suspenzie BaCl2 a BaCO3 v pomc-re 3 : 7 v úhrnnom množstve 25 % hmot.v solanke (NaCl). Činidlo sa přidává v mo-lárnom pomere, aby po výzrážaní zostalakoncentrácia síranových iónov v množstvezodpovedajúcom 3 g Na2SO4/l. Po homoge-nizácii sa vzniknutý systém alkalizuje s NaOHa Na2CO3 na pH 10, pričom miešanie sa u- skutočňuje prefukovaním vzduchom. Pevnáfáza z tohto systému sa úplné odstráni fil-tráciou. Získaný filtrát obsahuje 3 g Na3SO4//1 síranových iónov a použitím v elektrolý-ze sa znižuje tvorba pevného amalgámu. Příklad
2. 2 Pre modelové odskúšanie účinnosti úpra-vy solanky sa připraví roztok obsahujúci300 g/1 NaCl pa a 0,01056 g SO42_/ml. Roztokupravíme s HC1 na pH 4,9. Po úpravě pH při-dáme ekvivalentně množstvo Ba(OH)2.8 H2Ona vyzrážanie 1/3 přítomných síranov. Roz-tok sa zahrieva pod spatným chladičom priteplote 70 °C po dobu pol hodiny. Po ukon-čení zahrievania stanovíme nevyzrážané sí-rany, vypočítané množstvom roztoku C =— 0,1 mólu/1 Ba.Cl2 a jeho prebytok stano-víme komplexometricky. Stanovená hodnotavyzrážaných síranov je 120 % teoretickéhomnožstva (předpokládá sa tvorba podvojnýchsolí). Pokus preukazuje zníženie spotřebyzrážacieho činidla na požadované zníženiekonc. SO4 2 o 20 % hmot. Po úpravě pH do aikalickej oblasti a pooddělení pevnej fáze může sa solanka pou-žit k elektrolýze. p R E D m E τ Spósob úpravy solanky pre elektrolýzupůsobením zrážacích činidiel na báze solibaria a následnou separáciou vyzrážanýchlátok spolu s mechanickými nečistotami, vy-značujúci sa tým, že na upravený roztok so-lanky, s výhodou dosýtením recirulovanejsolanky, sa působí pri pH pod 6,5 za mie-šania aspoň jednou barnatou zlúčeninou v vynalezu množstve 0,7 až 1,1 mólov bárnatých zlúče-nín, počítané na přítomné síranové ióny,pri teplote 40 až 85 °C a po rozdistribuova-ní se systém zalkalizuje působením NaOHa po uplynutí 0,5 až 4 h od pridania zráža-cieho činidla sa pevná fáza zo systému sepa-ruje ovykle flltráciou.