CS267403B1 - Způsob zahušťování odpadní kyseliny sirové - Google Patents

Abstract

Poměr Fe ku HjSO^ ve zředěné kyselině sírové se udržuje v rozmezí 0,09 až 0,19, přičemž doba zdržení suspenze zahuštěné kyseliny v posledním stupni odparky se udržuje v rozmezí 0,25 až 4,5 hodiny. Zahuštěná kyselina s vyloučenými solemi se pak míchá bez chlazení po dobu 0,2 až 9 holi din. Obsah nerozpuštěného ..TiO2 ve zředěné 1 kyselině sírové se před zahušťováním sníží j filtraci nebo„sedimentací pod 0,7 g/1. < Při poměru Fe*"*ku rozpustnému TiOg ve zře14 děné vstupní kyselině menším než 4 se zahušťováním vede na koncentraci min. 55 % hmotn. H2SO^.

Description

Vynález se týká způsobu řízeného vakuového zahušťování odpadní kyseliny sírové s vysokým obsahem soli, zejména síranu železnatého, která odpadá např. při výrobě titanové běloby sulfátovým postupem nebo při moření oceli, na koncentraci 48 až 75 % hmotnosti.

Při některých pochodech např. výrobě titanové běloby sulfátovým postupem nebo moření oceli odpadá zředěná kyselina sírová, obsahující značné množství síranu železnatého a solí dalších kovů jako titanu, hořčíku, manganu. Vzhledem ke svému složení - nízké koncentraci H2SO4 a vysokému obsahu solí - není prakticky přímo využitelná bez další úpravy. Proto se v některých případech vyváží do moře nebo neutralizuje vápnem a vznikající kaly se vyváží na skládky případně také do moře. Tyto způsoby jsou ekologicky značně závadné. Proto se postupně začíná odpadní kyselina upravovat a to zejména zahušťováním na koncentraci 50 % hmot, a vyšší, čímž se dosáhne výrazného snížení obsahu doprovodných solí, zejména FeSCLi- Běžně zavedené je odpařování za použití odparek s ponorným hořákem, které mohou bez problému pracovat i se suspenzemi zahušťované kyseliny, obsahujícími až 30 tuhé fáze. V současné době však je postup v podstatě jednostupňového zahušťování nákladný vzhledem k tomu, že je nutné používat drahá plynná nebo kapalná paliva. Vakuové zahušťování ve více stupních se tak přes aparaturní problémy, vzniklé nutností odpařovat v suspenzi, začíná stále více prosazovat. Vyžaduje si však speciální postup řízení pochodu, aby se získávaly dobře f11trovatelné suspenze, jejichž kapalná fáze - zahuštěná odpadní kyselina sírová - má přijatelný obsah zejména Fe²⁺ iontu. Problémy spojené s vícestupňovým vakuovým zahušťováním řeší dále popsaný postup, při němž se získává kyselina sírová s koncentrací 48 až 75 % hmotností se zvýšeným výtěžkem.

Odpadní kyselina sírová obsahující 15 až 35 % hmot. H2SO4 a Fe²* iontu, odpovídající hmotnostnímu poměru Fe2⁺ = H2SO4 v rozmezí 0.09 až 0,19. se před vlastním vakuovým zahušťováním podle potřeby zbaví sedimentací nadbytečného množství jemného TÍO2 tak. aby jeho obsah nepřekročil 0,7 g/1. Takto upravená kyselina se dávkuje do 1. stupně vakuového odpařování v takovém množství, aby v něm nedocházelo k vylučování tuhé fáze - izomorfně znečištěného FeSCU . H20 sírany Mg, Mn a Ti. Takto předhuštěná kyselina se uvádí do dalších vakuových stupňů pracujících již v prostředí suspenze, ve kterých se postupně zahušťuje na koncentraci 48 až 75 % hmot. H2SQ4 v kapalné fázi. Střední doba zdržení suspenze v každém stupni se pohybuje v mezích 0,25 až 4,5 h. Ke zlepšení rychlosti filtrace finální suspenze lze mezi suspenzní stupně zařadit mezizásobník, zajišťující střední dobu zdržení 90 až 200 minut, čímž dojde k vyzrání. Suspenze zahuštěné odpadní kyseliny z koncového stupně odparky se bez chlazení ponechá za míchání zrát po dobu 0,2 až 9 hodin načež se případně ochladí a odvede k separaci tuhé fáze. V případě, že se zahušťuje odpadní H2SO4, ve které je hmotnostní poměr Fe^{24- :} TÍO2 /v rozp. formě/ menší jak 4, volí se s výhodou minimální koncentrace zahuštěné kyseliny 55 % hmotnosti, čímž se potlačí zvýšení rozpustnosti FeSCU vlivem lontu Ti⁴⁺.

CS 267403 Bl

Postupem se ve zvýšeném výtěžku získává siřeji použitelná 48 až 75 % odpadní kyselina sírová napr. ke zpětnému vracení do výroby titanové běloby, k výrobě kyseliny fosforečné, průmyslových hnoj Iv a k dalším účelům, kde není na závadu obsah přítomných solí železa, hořčíku, hliníku, manganu a dalších.

Příklad 1

Odpadní kyselina sírová se složením /% hmotnosti/: H2SO4 - 25,1 Fe^{2 +} - 3,05 Ti⁴⁺ jako Ti0₂ - 0,55 byla v laboratorní vakuové odpařovací aparatuře v 1. stupni zahuštěna na obsah 34,4 % H2SO4, aniž došlo k vyloučení tuhé fáze FeS0<i . H2O. Takto předhuštěná kyselina byla ve 2. stupni vakuově zahušťována při střední době pobytu 32 minut na koncentraci 52,5 % H2SO4 v kapalné fázi. Získávaná suspenze zrála při konstantní teplotě blízké teplotě odpařování po dobu 90 minut. Během zrání klesal obsah Fe^{2 +} iontu v kapalné fázi následně /v g Fe²⁺/1 kyseliny/ = 0’ 30 ‘ 60‘ 90'

28,3 11,4 10,1 9.4

Po ochlazení na 45 °C a separaci tuhé fáze obsahovala zahuštěná H2SCM 0,45 % hmot. Fe²’.

Příklad 2

Odpadní kyselina sírová se složením /¾ hmotnosti/ H2SO4 - 25,6 Fe²* - 3,2 %; Tl⁴⁺ jako TÍO2 - 0,64 % byla v I. stupni zahušťována na koncentraci 33,4 aniž se vylučovala tuhá fáze. Takto předhuštěná kyselina se ve II. stupni zahustila až na 54.5 hmot. H2SO4. Získávaná suspenze po 90 minutách zrání a ochlazení na 45 °C vykazovala relativní filtrační rychlost-proti suspenzi získané za stejných podmínek s výjimkou dávkování do II. stupně ve formě suspenze ve 43,5 % H2SO4 - 3,4 násobně vyšší.

Příklad 3

Ve vzorku odpadní kyseliny sírové se složením jako v příkladu 2 byl zvýšen obsah T102 v jemné tuhé formě na 1.2 g/1. Po odpaření za shodných podmínek jako v příkladu 2 se získala suspenze, obsahující v kapalné fázi 54.4 % H2SO4. jejíž filtrační rychlost se proti téže kyselině bez tuhého TÍO2 snížila na 1/4.

Příklad 4

Odpadní kyselina sírová s výchozím složením /v % hmotnosti/: H2SO4 - 25,3 %'. Fe^{2 +} - 3,18 Ti⁴⁺ jako TIO2 - 0.62 % byla v I. stupni vakuově zahušťována na koncentraci 32.1 % hmot, bez vylučování tuhé fáze. ve II. stupni - suspenzním - na 53,2 % hmot, a za ním před vstupem do III. stupně průběžně zrála při teplotě blízké teplotě odpařování ve II. stupni. Po zahuštění ve III. stupni suspenze zrála 60 minut při teplotě o 2 °C nižší, než činila odpařovací teplota. Ochlazením na 45 °C a separaci tuhé fáze obsahovala kapalná 69,3 % H2SO4. Relativní filtrační rychlost koncové suspenze se proti té, kde nebylo použito mezistupňového zrání, zvýšila 2,45 násobně.

Příklad 5

Odpadní kyselina sírová se složením /v % hmotnosti/ : H2SO4 - 25,2 Fe²* - 3.16 Ti⁴⁺ jako TÍO2 - 1.11 % /hmotnostní po3

CS 267403 Bl ο\° <Λ měr Fe^{2 +} = TlOa = 2,85/ byla dvoustupňové vakuově zahuštěna shodným postupem jako v příkladu 1. Po separaci tuhé fáze obsahovala kapalina 52,4 % hmot. H2SO4 a 0,85 % hmot. Fe^{2 +} . Táž kyselina byla zahuštěna na 56,5 % hmot., přičemž v kapalné fázi po vyzrání uspenze během 90 minut a ochlazení na 45 °C bylo nalezeno 0,35 hmot. Fe^{2 +}. Srovnatelný vzorek výchozí odpadní H2SO4 shmotnostním poměrem Fe²⁺ : T1O2 /rozp./ = 5,5 po zahuštění, zrání a ochlazení na 45 °C poskytl 57,2 % H2SO4 s obsahem 0,28 % hmot. Fe²⁺.

Claims (5)

1. Způsob zahušťování odpadní kyseliny sírové o koncentraci 15 až 35 % hmotnostních, obsahující sírany železa a dalších kovů, na koncentraci 48 až 75 % hmotnostních ve vícestupňové odparce, u níž alespoň jeden stupeň je provozován za vakua, vyznačující se tím, že poměr Fe²⁺ ku H2SO4 ve zředěné kyselině sírové se udržuje v rozmezí 0,09 až 0.19.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že střední doba zdržení suspenze zahuštěné kyseliny s vyloučenými solemi v posledním stupni odparky se udržuje v rozmezí 0,25 až 4,5 hodiny.

3. Způsob podle bodu 1. a 2., vyznačující se tím, že suspenze zahuštěné kyseliny s vyloučenými solemi se po opuštění posledního stupně odparky míchá bez chlazení po dobu 0.2 až 9 hodin.

4. Způsob podle bodů 1. až 3., vyznačující se tím, že obsah nerozpuštěného TÍO2 ve zředěné kyselině sírové se před zahušťováním sníží filtrací nebo sedimentací pod 0,7 g/1.

5. Způsob podle bodů 1. až 4., vyznačující se tím, že při poměru Fe²⁺ ku rozpustnému Titfe ve zředěné vstupní kyselině menším než 4 se zahušťování vede na koncentraci minimálně 55 & hmotnostních HaS04-