RU2311341C1 - Способ регенерации отработанной серной кислоты - Google Patents
Способ регенерации отработанной серной кислотыInfo
- Publication number
- RU2311341C1 RU2311341C1 RU2006116154/15A RU2006116154A RU2311341C1 RU 2311341 C1 RU2311341 C1 RU 2311341C1 RU 2006116154/15 A RU2006116154/15 A RU 2006116154/15A RU 2006116154 A RU2006116154 A RU 2006116154A RU 2311341 C1 RU2311341 C1 RU 2311341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfuric acid
- solution
- feso
- crystals
- spent
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты металлов, и может найти применение в химической и смежных отраслях промышленности. Способ заключается в том, что исходный раствор отработанной серной кислоты охлаждают в кристаллизаторе до температуры +5÷-15°С, вызывая тем самым образование кристаллов сульфатов металлов. Из полученной в результате кристаллизации суспензии удаляют кристаллы сульфатов металлов, которые выводят из цикла. Осветленный раствор направляют на выпаривание. Из упаренного раствора с концентрацией 70-75% по серной кислоте дополнительно выделяют кристаллы сульфатов металлов. При этом кристаллы сульфатов металлов направляют на растворение в исходной отработанной серной кислоте. Изобретение позволяет комплексно перерабатывать отработанную серную кислоту с получением 75%-ной серной кислоты и товарного железного купороса. 3 з.п. ф-лы, 11 табл.
Description
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к технологии регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты металлов, и может найти применение в химической и смежных отраслях промышленности.
Известен способ регенерации отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты металлов, без промежуточного образования SO2 (см. патент США №4153628, МКИ - С01В 17/90, опубл. 08.05.1979 г.).
В указанном способе отработанную серную кислоту сначала концентрируют до получения азеотропной смеси в теплообменнике, обогреваемом образующимися газами, затем смесь концентрированной серной кислоты и сульфатов металлов переводят в безводные сульфаты и SO3 в испарителе, обогреваемом топочными газами при температуре 800-1200°С. Сернистый ангидрид (SO3) абсорбируют с целью получения серной кислоты от 92% и выше.
К недостаткам данного способа относятся высокие рабочие температуры процесса, высокие энергозатраты, применение дорогостоящих материалов. Кроме того, получение смеси оксидов металлов, разделение которых достаточно энергоемкий и трудоемкий процесс.
Наиболее близким к заявляемому способу (прототипом) является способ регенерации раствора серной кислоты, в соответствии с которым разбавленные водные растворы серной кислоты с примесями сульфатов металлов концентрируют в две стадии. На первой стадии в циркуляционном выпарном аппарате при температуре 90°С и давлении 0,49·105·Па концентрацию серной кислоты увеличивают до 25-32%. Далее на второй стадии концентрат смешивают с горячей 90-96% H2SO4. При этом происходят испарение воды и осаждение солей металлов. В результате получают 60-70% H2SO4 (см. патент Канады №1106571, МКИ С01В 17/88, опубл. 11.08.1981 г.).
Преимуществом прототипа по сравнению с аналогом является использование технологии с более низким температурным режимом.
Недостатками рассматриваемого способа является то, что в результате концентрирования отработанной серной кислоты выделяется смесь сульфатов металлов, которая должна подвергаться дальнейшей переработке или захоронению. Кроме того, представляется нецелесообразным использование в качестве энергоносителя и концентратора товарной 90-96%-ной серной кислоты.
Решаемая изобретением задача заключается в комплексной переработке отработанной серной кислоты, содержащей сульфаты металлов с возможностью получения 75% серной кислоты и товарного железного купороса, благодаря предварительному, до стадии укрепления, максимальному извлечению товарных сульфатов металлов кристаллизацией. Это позволяет значительно упростить последующий процесс укрепления серной кислоты и снизить энергетические затраты.
Задача решается благодаря тому, что в способе регенерации отработанной серной кислоты, раствор которой содержит примеси сульфатов металлов, включающем концентрирование указанного раствора и удаление из него кристаллов солей металлов, согласно изобретению исходный раствор отработанной серной кислоты охлаждают до температуры +5÷-15°С, удаляют выделившиеся из него кристаллы сульфатов металлов, после чего полученный раствор концентрируют до 70-75% по серной кислоте и удаляют из него дополнительно выделившиеся кристаллы сульфатов металлов.
В предпочтительном варианте реализации способа выделенные из сконцентрированного раствора кислоты кристаллы сульфатов металлов направляют в исходный раствор отработанной серной кислоты.
Еще в одном варианте реализации изобретения выделенные из сконцентрированного раствора кислоты кристаллы сульфатов металлов выводят из цикла и направляют на дальнейшую переработку.
Еще в одном варианте реализации изобретения на охлаждение направляют раствор с концентрацией 22÷35% по серной кислоте, который при необходимости получают за счет добавления в исходный раствор отработанной кислоты более концентрированного ее раствора со стадии концентрирования.
Перечисленные существенные признаки заявляемого способа позволяют получить преимущества перед описанными выше аналогами, которые заключаются в следующем:
- отработанная, разбавленная серная кислота с концентрацией 15-25% регенерируется до концентрации 75%;
- на кристаллизацию направляется раствор, стабилизированный по концентрации серной кислоты за счет укрепления отработанной 75% серной кислотой, получаемой после стадии концентрирования;
- укрепление исходной отработанной серной кислоты до 20-28% не приводит к снижению производительности по серной кислоте и позволяет оптимизировать технологический процесс, а также повысить выход товарных сульфатов металлов;
- благодаря охлаждению гидролизной серной кислоты до +5÷-15°С практически полностью извлекается сульфат железа в виде железного купороса, что облегчает проведение процесса концентрирования отработанной гидролизной кислоты после кристаллизации, а также позволяет заметно снизить температуры концентрирования и износ оборудования.
Способ осуществляют следующим образом.
Отработанную серную кислоту охлаждают в кристаллизаторе до температуры +5÷-15°С, вызывая тем самым образование кристаллов железного купороса. Из полученной в результате кристаллизации суспензии удаляют кристаллы железного купороса, которые выводят из цикла. Осветленный раствор направляют на выпаривание.
Упаренную серную кислоту с концентрацией 65-75% отделяют от кристаллов одноводного сульфата железа и прочих сульфатов. При этом кристаллы одноводного сульфата железа и прочих сульфатов направляют на растворение в исходной отработанной серной кислоте.
Преимущества способа видны из конкретных примеров его реализации.
Пример 1.
Кристаллизацию отработанной серной кислоты объемом 5 литров проводили в колбе из термостойкого стекла объемом 7 литров при температуре минус 10°С. Отделение кристаллической фазы проводили на воронке Бютнера.
При этом раствор отработанной серной кислоты имел плотность 1,26 г/л при следующем содержании компонентов: 10 мас.% FeSO4; 23% H2SO4; 0,3% Al2(SO4)3; 0,24% MgSO4; 0,2% MnSO4; сульфат титана 0,5%.
При кристаллизации раствор постоянно перемешивали. Образовавшийся осадок, содержащий преимущественно кристаллы железного купороса, промыли от H2SO4.
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | ||||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | H2SO4 | Ti | Влага |
| 54,8 | 0,009 | 0,173 | 0,25 | 0,3 | 0,003 | 10 |
Выход по FeSO4 составил 68-70%.
Раствор серной кислоты с остаточным содержанием FeSO4=3,5-3.7% и
H2SO4=26-27 мас.% выпаривали до концентрации H2SO4=40-60 %.
Образовавшийся осадок сульфатов металлов отфильтровали.
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | |||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | Ti | Влага |
| 42,09 | 0,18 | 0,36 | 0,69 | 3,3 | 10 |
Раствор H2SO4 подвергли 2-й стадии упаривания до 75% H2SO4.
Масса полученной 75% H2SO4 оказалась равной 1987 грамма. Объем выпаренной воды 3,46 литра.
Пример 2.
Раствор отработанной серной кислоты с содержанием солей, аналогичным примеру 1, кристаллизовали при температуре минус 5°С.
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | |||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | H2SO4 | Влага |
| 53,65 | 0,003 | 0,21 | 0,233 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составляет 51-54%.
Выпаривание и дальнейшее укрепление H2SO4 проводили аналогично примеру 1. Содержание кристаллов сульфатов металлов, полученных после первой стадии упаривания, аналогично примеру 1. Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 1987 грамма. Объем выпаренной воды - 3,543 литра.
Пример 3.
Раствор отработанной серной кислоты с содержанием солей, аналогичным примеру 1, кристаллизовали при температуре +5°С.
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | |||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | Н2SO4 | Влага |
| 51,2 | 0,003 | 0,1 | 0,12 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составляет 20-25%.
Выпаривание и дальнейшее укрепление H2SO4 проводили аналогично примеру 1. Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 1987 грамма. Объем выпаренной воды - 3,676 литра.
Пример 4.
Раствор отработанной серной кислоты с содержанием солей, аналогичным примеру 1, кристаллизовали при температуре минус 15°С.
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | |||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | H2SO4 | Влага |
| 55,1 | 0,009 | 0,23 | 0,241 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составляет 72-77%.
Выпаривание и дальнейшее укрепление H2SO4 проводили аналогично примеру 1.
Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 1987 грамма. Объем выпаренной воды - 3,437 литра.
Пример 5.
Отработанную серную кислоту с содержанием солей, аналогичным примеру 1, насыщали одноводным сульфатом железа, образующимся после выпаривания Н2SO4 до 12,5 мас.% FeSO4 и 22% H2SO4. Затем полученный раствор объемом 5 л и плотностью 1,31 г/л кристаллизовали с образованием железного купороса и выпаривали аналогично примеру 1.
При кристаллизации раствора с постоянным перемешиванием образовался осадок железного купороса (температура минус 10°С). Кристаллы железного купороса промыли от H2SO4
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | ||||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | H2SO4 | Ti | Влага |
| 53,1 | 0,141 | 0,329 | 0,37 | 0,3 | 0,005 | 10 |
Выход по FeSO4 составил 74-76%.
Раствор H2SO4 упаривали в 2 стадии до 75% H2SO4.
Масса полученной 75%-ной Н2SO4 равна 1921,3 грамма. Объем выпаренной воды - 3,36 литра.
Ввиду накопления примесей сульфатов магния, марганца и алюминия в железном купоросе и серной кислоте, отправляемой на выпарку, количество возвратов ограничено и требуется периодически выводить из цикла одноводный сульфат железа и прочие сульфаты.
Пример 6.
Отработанную серную кислоту плотностью 1,27 г/л, содержащую 10 мас.% FeSO4; 19% Н2SO4; 0,26 мас.% Al2(SO4)3; 0,21% MgSO4; 0,19% MnSO4, кристаллизовали с постоянным перемешиванием при температуре минус 10°С. Полученный железный купорос содержит:
| Массовая доля, %: | ||||
| FeSO4 | Mg | Mn | H2SO4 | Влага |
| 53,2 | 0,1 | 0,19 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составил 47-49%.
Выпаривание H2SO4 проводили аналогично примеру 1.
Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 1608 грамма. Объем выпаренной воды - 3,642 литра.
Пример 7.
Отработанную серную кислоту плотностью 1,27 г/л, содержащую 10 мас.% FeSO4; 19% Н2SO4; 0,26 мас.% Al2(SO4)3; 0,21% MgSO4; 0,19% MnSO4, укрепили 75% серной кислотой (в соотношении на 1 м3 исходной 0,077 м3 75% серной кислоты) до концентрации 23% по серной кислоте.
Далее аналогично примеру 1.
Пример 8.
Отработанную серную кислоту плотностью 1,19 г/л, содержащую 10 мас.% FeSO4; 10% H2SO4, 0,26 мас.% Al2(SO4)3; 0,21% MgSO4; 0,19% MnSO4 кристаллизовали с постоянным перемешиванием при температуре минус 10°С.
Полученный железный купорос содержит:
| Массовая доля, %: | ||||
| FeSO4 | Mg | Mn | H2SO4 | Влага |
| 53,2 | 0,1 | 0,19 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составил 47-49%.
Выпаривание и дальнейшее укрепление H2SO4 проводили аналогично примеру 1.
Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 793 грамма. Объем выпаренной воды - 4,42 литра.
Пример 9.
Отработанную серную кислоту плотностью 1,15 г/л, содержащую 10% FeSO4; 5% H2SO4 (содержание остальных сульфатов аналогично примеру 5) кристаллизовали с постоянным перемешиванием при температуре минус 10°С.
Полученный железный купорос содержит:
| Массовая доля, %: | ||||
| FeSO4 | Mg | Mn | H2SO4 | Влага |
| 50,9 | 0,139 | 0,299 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составил 18-23%.
Выпаривание и дальнейшее укрепление H2SO4 проводили аналогично примеру 1.
Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 383 грамма. Объем выпаренной воды - 4,65 литра. 75%-ную H2SO4 укрепляли олеумом до 93-94%.
Пример 10.
Отработанную серную кислоту плотностью 1,1 г/л, содержащую 5% FeSO4: 5% H2SO4 (остальные примеси по примеру 8) кристаллизовали с постоянным перемешиванием при температуре минус 10°С. Полученный железный купорос содержит:
| Массовая доля, %: | ||||
| FeSO4 | Mg | Mn | H2SO4 | Влага |
| 50,6 | 0,138 | 0,288 | 0,3 | 10 |
Выход по FeSO4 составляет 13-15%. Выпаривание и дальнейшее укрепление H2SO4 проводили аналогично примеру 1.
Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 366 грамма. Объем выпаренной воды - 4,8015 литра.
Пример 11.
Отработанную серную кислоту с содержанием солей, аналогичным примеру 10, насыщали одноводным сульфатом железа, образующимся после выпаривания Н2SO4 до 10 мас.% FeSO4 и 6% H2SO4. Затем полученный раствор объемом 5,264 л и плотностью 1,16 г/л кристаллизовали с образованием железного купороса и выпаривали аналогично примеру 9.
При кристаллизации раствора с постоянным перемешиванием образовался осадок железного купороса (температура минус 10°С). Кристаллы железного купороса промыли от H2SO4.
Полученный осадок содержит:
| Массовая доля, %: | ||||||
| FeSO4 | Al | Mg | Mn | H2SO4 | Ti | Влага |
| 51,1 | 0,141 | 0,329 | 0,37 | 0,3 | 0,005 | 10 |
Выход по FeSO4 составляет 19-24%.
Раствор H2SO4 упаривали в 2 стадии до 75% H2SO4.
Масса полученной 75%-ной H2SO4 равна 488,5 грамма. Объем выпаренной воды - 4,846 литра.
Данный способ регенерации отработанной серной кислоты позволяет значительно сократить или исключить количество отходов серной кислоты, содержащей сульфаты металлов, благодаря ее комплексной переработке с получением товарных продуктов.
Claims (4)
1. Способ регенерации отработанной серной кислоты, раствор которой содержит примеси сульфатов металлов, включающий концентрирование указанного раствора и удаление из него кристаллов солей металлов, отличающийся тем, что исходный раствор отработанной серной кислоты охлаждают до температуры (+5)÷(-15)°С, удаляют выделившиеся из него кристаллы сульфатов металлов, после чего полученный раствор концентрируют до 70÷75% по серной кислоте и удаляют из него дополнительно выделившиеся кристаллы сульфатов металлов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделенные из сконцентрированного раствора кислоты кристаллы сульфатов металлов направляют в исходный раствор отработанной серной кислоты.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделенные из сконцентрированного раствора кислоты кристаллы сульфатов металлов выводят из цикла и направляют на дальнейшую переработку.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что на охлаждение направляют раствор с концентрацией 22-35% по серной кислоте, который при необходимости получают за счет добавления в исходный раствор отработанной кислоты более концентрированного ее раствора со стадии концентрирования.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116154/15A RU2311341C1 (ru) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Способ регенерации отработанной серной кислоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116154/15A RU2311341C1 (ru) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Способ регенерации отработанной серной кислоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2311341C1 true RU2311341C1 (ru) | 2007-11-27 |
Family
ID=38960207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006116154/15A RU2311341C1 (ru) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Способ регенерации отработанной серной кислоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2311341C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641121C1 (ru) * | 2016-12-28 | 2018-01-16 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ регенерации отработанного раствора серной кислоты |
| CN116002768A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-25 | 攀枝花市海峰鑫化工有限公司 | 一种钛白粉废酸资源化回收七水硫酸亚铁与硫酸的方法 |
| CN116143180A (zh) * | 2022-12-31 | 2023-05-23 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统及方法 |
-
2006
- 2006-05-10 RU RU2006116154/15A patent/RU2311341C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2641121C1 (ru) * | 2016-12-28 | 2018-01-16 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Способ регенерации отработанного раствора серной кислоты |
| CN116002768A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-25 | 攀枝花市海峰鑫化工有限公司 | 一种钛白粉废酸资源化回收七水硫酸亚铁与硫酸的方法 |
| CN116143180A (zh) * | 2022-12-31 | 2023-05-23 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 硫酸法钛白粉废酸资源化处理系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6889115B2 (ja) | ＨＣｌスパージを行うことを含むリチウム含有材料の処理 | |
| JP6778212B2 (ja) | メチオニンの製造方法 | |
| US4222989A (en) | Method for the manufacture of pure aluminum oxide from aluminum ore | |
| CN108359815A (zh) | 一种含钒溶液的制备方法 | |
| JP2018500261A (ja) | 水酸化リチウムの製造 | |
| CN112551554A (zh) | 一种含硫废盐及其溶液的处理方法 | |
| CN101049915A (zh) | 硫酸法钛白粉生产中转窑尾气和稀硫酸综合利用的方法 | |
| CN113073202A (zh) | 一种钒渣提钒酸性铵盐沉钒后液综合治理的方法 | |
| CN109206349B (zh) | 一种高纯硫脲的生产方法 | |
| CN113200879A (zh) | 乙醇胺生产牛磺酸的循环方法 | |
| RU2311341C1 (ru) | Способ регенерации отработанной серной кислоты | |
| CN108793200A (zh) | 一种钠钾硫氯四元体系分离硫酸钾的方法 | |
| JP4111404B2 (ja) | ＬｉＣｌ溶液からのＮａＣｌの分離方法 | |
| CN106629847B (zh) | 一种钒酸钠盐制备三氧化二钒的方法 | |
| CA3035969C (en) | Method for producing potassium sulfate from potassium chloride and sulfuric acid | |
| CN113387374A (zh) | 一种矿石提锂生产系统除钾工艺 | |
| CN100562493C (zh) | 热法处理制碱母液、生产氯化铵工业化技术 | |
| CN113214095A (zh) | 乙醇胺生产牛磺酸的循环方法 | |
| RU2491229C1 (ru) | Способ очистки нитрата калия | |
| JP2002527329A (ja) | 硫酸アンモニウム精製方法 | |
| CN101746782A (zh) | 除去卤水中so4-2的方法 | |
| CN114480853A (zh) | 一种强碱溶液除铝的方法和应用 | |
| CN108946767B (zh) | 一种钠钾硫氯四元体系分离硫酸钾的方法 | |
| JPS589820B2 (ja) | アルミニウム含有鉱石の処理から得られるアルミン酸アルカリ溶液からガリウムを回収する方法 | |
| FI80437B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av ett alkalimetallhydroaluminat. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090511 |