CS259703B1

CS259703B1 - Způsob zpracování zředěné kyseliny sírové

Info

Publication number: CS259703B1
Application number: CS839166A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Broul; Jiri Marecek; Jaroslav Podmolik; Jiri Zavodnik; Oldrich Mohyla; Jan Krepelka; Antonin Stros
Original assignee: Miroslav Broul; Jiri Marecek; Jaroslav Podmolik; Z Jiri; Oldrich Mohyla; Jan Krepelka; Antonin Stros
Priority date: 1983-12-07
Filing date: 1983-12-07
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS916683A1

Abstract

Účelem vynálezu je energeticky nenáročným způsobem přepracovat zředěnou odpadní kyselinu sírovou s vysokým obsahem železa na použitelný produkt. Toho se dosáhne kontinuálním míšením s koncentrovanou kyselinou sírovou při době zdržení reakční směsi 5 až 150 minut. Bez chlazení se reakční směs nechá sedimentovat. Čirá kyselina sírová o koncentraci cca 60 % hmotnostních se dále dokoncentrovává přídavkem další koncentrované kyseliny na konečnou koncentraci cca 80 % hmot. Vedlejším účinkem druhého přídavku kyseliny je, že i po ochlazení či transportu se nevylučují krystaly monohydrátu síranu železnatého. Takto zpracovanou kyselinu lze například využít při loužení rud a výrobě hnojiv.

Description

Vynález se týká způsobu zpracování zředěné kyseliny sírové.

Zředěná kyselina sírová s vysokým obsahem železa, odpadající například při výrobě titanové běloby, je obtížným odpadem s omezeným rozsahem použití. Likviduje se buď neutralizací, nebo se zahušťuje odpařováním ponornými hořáky a mísí s koncentrovanou kyselinou sírovou, například podle čs. AO č. 153 764, kdy je po dalších úpravách alespoň částečně použitelná, například při výrobě superfosfátu. Oba popsané způsoby jsou technicky, energeticky a případně i ekologicky velmi náročné.

Problém zpracování odpadní zředěné kyseliny sírové s vysokým obsahem železa lze taky řešit diskontinuálním míšením této kyseliny s koncentrovanou kyselinou sírovou na koncentraci cca 62 % hmot., po kterém následuje ochlazování a sedimentace. Sedimentační rychlosti jsou však velmi nízké a mimoto dochází při ochlazování suspenze k vylučování velmi jemných částic monohydrátu síranu železnatého, které sedimentují velmi pomalu, takže vznikají obtíže při skladování a manipulaci. Při použití tohoto způsobu na přímé přepracování odpadní kyseliny na koncentraci okolo 80 % hmot., dochází k vylučování kyselé soli FeSCU . . H2SO4, jejíž oddělení znamená přímé ztráty kyseliny sírové.

Podstatně výhodnějším se jeví způsob zpracování zředěné kyseliny sírové s obsahem max. 25 % hmot. kyseliny sírové a max. 60 g Fe²⁺/litr míšením s kyselinou sírovou o koncentraci 90 až 98 % hmot. podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obě kyseliny se kontinuálně mísí za vzniku míchané reakční směsi s dobou zdržení 5 až 150 min. a teplotou 65 až 125 °C, načež se reakční směs za teploty nad 60 °C sedimentací rozdělí na kal obsahující převážně monohydrát síranu železnatého a kapalnou fázi, obsahující minimálně 60 % hmot. kyseliny sírové a max. 4 g/litr Fe^z+ s tím, že tuto kyselinu sírovou lze dále zahustit na 65 až 80 «/o přídavkem koncentrované kyseliny sírové.

Způsobem podle vynálezu lze připravit dobře sedimentující suspenzi a kapalnou fázi o vyhovujícím složení. Navíc míšením s dalším podílem koncentrované kyseliny sírové lze připravit kyselinu o koncentraci cca 80 % hmot., ze které se po ochlazení ani při transportu či skladování prakticky nevylučují tuhé částice.

Do míchaného, kontinuálně pracujícího mísiče jsou dávkována taková množství zředěné a koncentrované kyseliny sírové, aby výsledná koncentrace kyseliny sírové v kapalné fázi byla minimálně 60 % hmot. Vzhledem ke známé závislosti rozpustnosti síranu železnatého na koncentraci kyseliny sírové způsobí přídavek koncentrované · kyseliny sírové mimo jiné vyloučení Fe^z+ ve formě dobře sedimentujících částic monohydráíu síranu železnatého. Dávkování a objem mísiče obou kyselin je třeba volit tak, aby střední doba zdržení vzniklé reakční směsi v mísiči byla s výhodou 15 až 60 minut, přičemž se teplota reakční směsi v důsledku vybavování zřeďovacího tepla ohřeje na cca 70 až 95 °C, podle doby zdržení a poměru obou kyselin.

Takto vzniklá reakční směs se bez chlazení kontinuálně přivádí do usazovací nádrže, kde se sedimentací oddělí čirá kapalina o koncentraci minimálně 60 % hmot. kyseliny sírové a zahuštěná suspenze — kal, obsahující převážně monohydrát síranu železnatého. Podmínkou úspěšné sedimentace je, aby teplota nepoklesla pod 60 ^CC. Sedimentační rychlost se pohybuje nad 0,5 m/h.

Čirá kapalina — kyselina sírová o koncentraci nad 60 % hmot. je kontinuálně odtahována buď k přímému použití, pokud nevadí, že po ochlazení se vyloučí přebytečný monohydrát síranu železnatého, nebo k dalšímu dokoncentrování koncentrovanou kyselinou sírovou na koncentraci cca 80 % hmot., pokud se vyžaduje kyselina sírová prakticky bez příměsí tuhých látek.

Zahuštěná suspenze z usazovací nádrže se může odfiltrovat běžným způsobem, například na vakuovém filtru či odstředivce.

Kyselinu sírovou, připravenou způsobem podle vynálezu lze použít pro výrobu průmyslových hnojiv, jako loužicí médium do propustných ložisek apod.

Příklad

Do míchaného kontinuálně pracujícího mísiče byla dávkována stejná objemová množství odpadní zředěné kyseliny sírové (20,09 % hmot. H2SO4, 44,68 kg Fe^z+/m³) a koncentrované H2SO4 (90,71 % hmot.] tak, aby střední doba zdržení v mísiči byla 15 minut. Teplota suspenze se v důsledku uvolnění zřeďovacího tepla ustálila na 90 °C. Tato suspenze bez chlazení natékala do usazovací nádrže, kde se sedimentací při teplotě 72 °C oddělil čirý supernatant o koncentraci 65,04 % hmot. H2SO4 a 3,28 kg Fe²¹na m³ od usazeného kalu monohydrátu síranu železnatého. Sedimentační rychlost tuhé fáze byla 0,851 m/h.

Supernatant byl dokoncentrován dalším přídavkem koncentrované H2SO4 v objemovém poměru 1: 0,9, přičemž vzniklá směsná kyselina obsahovala 77,65 % hmot. HzSOd a 1,67 kg Ke^z+/m³.Po 48 hodinách a ochlazení na teplotu 19 °C se na dně nemíchaného sloupce supernatantu o výšce 350 mm objevil velmi slabý bělavý nálet neměřitelné výšky.

Claims

Způsob zpracování zředěné kyseliny sírové s obsahem max. 25 % hmot. kyseliny sírové a max. 60 g Fe²⁺/litr míšením s kyselinou sírovou o koncentraci 90 až 98 % hmot. vyznačený tím, že obě kyseliny se kontinuálně mísí za vzniku míchané reakční směsi s dobou zdržení 5 až 150 min a teplotou 65 až 125 °C, načež se reakční směs za teploty

VYNALEZU nad 60 °C sedimentací rozdělí na kal obsahující převážně monohydrát síranu železnatého a kapalnou fázi, obsahující minimálně 60 % hmot. kyseliny sírové a max. 4 g/ /litr Fe²⁺ a tato kyselina sírová se případně zahustí na koncentraci 65 až 80 % přídavkem koncentrované kyseliny sírové.