RU2610076C1 - Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов - Google Patents
Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610076C1 RU2610076C1 RU2015148442A RU2015148442A RU2610076C1 RU 2610076 C1 RU2610076 C1 RU 2610076C1 RU 2015148442 A RU2015148442 A RU 2015148442A RU 2015148442 A RU2015148442 A RU 2015148442A RU 2610076 C1 RU2610076 C1 RU 2610076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- mol
- nitrate
- metal
- sodium sulfate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D5/16—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/20—Nitrogen oxides; Oxyacids of nitrogen; Salts thereof
- C01B21/48—Methods for the preparation of nitrates in general
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к переработке минеральных отходов химических производств. Для извлечения сульфата натрия и нитратов металлов из водных растворов сульфата натрия, содержащего в качестве примесей нитрат натрия и нитрит натрия, осуществляют взаимодействие растворов с бисульфатом натрия или концентрированной серной кислотой. В исходный раствор на 1 моль нитрита натрия и нитрата натрия вводят 1 моль бисульфата натрия или 0,5 моль серной кислоты. Сульфат натрия выделяют путем выпаривания воды. Влажную смесь солей сушат. Сухой остаток нагревают в течение не менее 15 минут при температуре 140-200°C. Газообразные продукты реакции улавливают водными растворами гидроксидов или карбонатов щелочных или щелочноземельных металлов. Из полученного раствора выделяют нитраты металлов. В качестве гидроксидов металлов используют гидроксид натрия, или калия, или кальция, а в качестве карбонатов металлов - карбонат натрия или калия. Изобретение позволяет обеспечить получение товарных очищенных сульфата натрия и нитратов металлов с содержанием основного вещества не менее 99,0%. 2 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.
Description
Изобретение относится к переработке минеральных отходов химических производств, а именно к извлечению из них сульфата натрия и нитратов и нитритов натрия.
Сульфат натрия широко используется в качестве сырья для производства стекла, целлюлозы, бумаги, синтетических моющих средств и нитратов металлов, используемых в сельском хозяйстве, производстве стекла, пиротехнике.
Сульфат натрия получают переработкой природного минерального сырья и промышленных отходов.
В больших количествах он содержится в отходах, образующихся в ряде химических производств.
В таких отходах, кроме сульфата натрия, обычно содержатся примеси других солей (NaCl, MgCl2, CaCl2, KCl, NaNO3, NaNO2 и др.). От этих примесей сульфат натрия отделяют [Л.В. Шихеева, В.В. Зырянов. Сульфат натрия. Свойства и производство. Л., «Химия», 1979 г., с. 222-232] методом дробной кристаллизации, заключающимся в кристаллизации сульфата натрия из водных пересыщенных растворов, при этом сопутствующие примеси остаются в маточном растворе. Очищенный кристаллический сульфат натрия отфильтровывают, промывают водой от маточного раствора, загрязненного примесями, и сушат. Маточный раствор и промывные воды, содержащие примеси и значительное количество растворенного сульфата натрия, концентрируют выпаркой и подвергают повторной кристаллизации сульфата натрия.
Метод очистки сульфата натрия с помощью дробной кристаллизации имеет существенные недостатки:
- сложное аппаратурное оформление технологического процесса при использовании до 4 ступеней кристаллизации и до 3 ступеней выпарки;
- значительный расход электрической энергии для работы мешалок кристаллизаторов и тепловой энергии для работы выпарных аппаратов;
- образование вторичных трудно утилизируемых отходов, состав которых определяется составом примесей в исходном сыром сульфате натрия.
В процессах нитрования и нитрозирования в присутствии серной кислоты, после стадий выделения целевых продуктов, сернокислотные реакционные среды нейтрализуют гидроксидом натрия или содой с образованием сульфата натрия, содержащего примеси нитрата и нитрита натрия. Сульфат натрия с примесями этих веществ не может быть использован в промышленности в традиционных отраслях, поэтому для получения товарного продукта требуется его очистка от нитрата и нитрита натрия.
Известен способ получения сульфата натрия [патент РФ 2556927, МПК C01D 5/16, оп. 20.07.2015], по которому в водный раствор сульфата натрия с примесями нитрита и нитрата натрия вводятся эквивалентные количества карбамида и бисульфата натрия, либо серной кислоты. Последующая выпарка образовавшегося раствора и сушка полученного осадка при температуре свыше 140°C приводит к разложению нитрит- и нитрат анионов карбамидом с образованием молекулярного азота, паров воды и диоксида углерода. Основными недостатками указанного способа являются:
- появление непрореагировавшего карбамида и продуктов его разложения в очищенном сульфате натрия, что требует дополнительной физико-химической или химической обработки;
- нитрат и нитрит натрия подвергаются разложению до газообразных веществ, в то время как они могут быть выделены в виде солей калия, либо натрия, либо кальция.
Задача, стоящая перед авторами, заключается в разработке способа выделения сульфата натрия без примесей нитрата и нитрита натрия, без использования посторонних соединений или ионов и при этом с возможностью получения очищенного нитрата металла.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что предложен способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов из водных растворов сульфата натрия, содержащего в качестве примесей нитрата натрия и нитрита натрия, который включает взаимодействие раствора с бисульфатом натрия или концентрированной серной кислотой, выпаривание воды из полученного раствора, последующую сушку солей, отличающийся тем, что в исходный раствор вводят бисульфат натрия в мольном соотношении 1:1 или концентрированную серную кислоту в мольном соотношении 1:0,5, сульфат натрия выделяют путем выпаривания и сушки, а газообразные продукты реакции улавливают водными растворами гидроксидов или карбонатов щелочных или щелочноземельных металлов и из полученного раствора выделяют нитраты металлов.
При этом в качестве гидроксидов металлов используют гидроксид натрия, калия или кальция, а в качестве карбонатов металлов используют карбонат натрия или калия.
Раствор солей, полученный в процессе абсорбции (мокрое улавливание газов), подвергается сушке с получением нитрата соответствующего металла.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет, во-первых, не вводить в исходный раствор сульфата натрия химические соединения, которые могут остаться в очищенном сульфате натрия. Во-вторых, нитрат- и нитрит-ионы в исходном растворе не разлагаются до газообразных веществ, а переводятся в очищенный нитрат металлов (натрия, калия, кальция).
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
В исходный раствор с общим содержанием солей 25-30 масс. %, содержащий сульфат натрия, нитрит натрия и нитрат натрия или их смесь в качестве примесей, при перемешивании добавляют бисульфат натрия, или серную кислоту, или их смесь. Вводимые соотношения: на 1 моль нитрита натрия и нитрата натрия - 1 моль бисульфата натрия, либо 0,5 моля серной кислоты. Эти соотношения соответствуют массовым соотношениям: на 1 г нитрита натрия: 1,7 г бисульфата натрия или 0,75 г концентрированной (93%) серной кислоты; на 1 г нитрата натрия: 1,4 г бисульфата натрия или 0,60 г концентрированной (93%) серной кислоты. Образовавшийся водный раствор доводят до кипения и воду выпаривают.
Температуру кипящего раствора повышают от 110°C до 125°C. Образовавшуюся влажную смесь солей сушат, сухой остаток нагревают в течение не менее 15 мин при температуре 140-200°C. Сушка раствора сульфата натрия после добавления в него реагентов может осуществляться любым известным способом, например сушкой в распылительной сушилке, сушилке кипящего слоя, в барабанной сушилке и т.п. Образующиеся газообразные продукты реакции на стадии выпаривания и сушки направляют на улавливание газов с помощью раствора гидроксида натрия или калия или кальция, либо карбоната натрия или калия, где происходит поглощение оксидов азота и азотной кислоты с образованием раствора нитрата калия, или натрия, или кальция в зависимости от исходного абсорбционного раствора. Мокрое улавливание газов может осуществляться любым из известных способов, к примеру, в колонном насадочном, колонном тарелочном, барботажном аппарате и т.п. Полученный раствор направляют на выпаривание и сушку с целью получения твердых солей нитрата натрия, или калия, или кальция.
Пример
В трехгорлую круглодонную колбу вместимостью 500 дм3, снабженную капельной воронкой для ввода растворов реагентов, термометром и нисходящим холодильником для охлаждения и конденсации паров, помещают 400 г водного раствора, содержащего сульфат натрия, нитрит и нитрат натрия. Холодильник и приемная емкость для сбора воды снабжены газоотводной трубкой для отвода паров азотной кислоты и оксидов азота. В реакционную колбу к раствору солей добавляют расчетное количество водного раствора бисульфата натрия или концентрированную (93% масс.) серную кислоту в мольном соотношении нитрит (нитрат) натрия: бисульфат натрия 1:1:0,5, или их смесь с сохранением мольных соотношений. При замене бисульфата натрия на серную кислоту 1 моль бисульфата натрия эквивалентен 0,5 моль серной кислоты.
Раствор нагревают до кипения, из него отгоняют пары воды, которые охлаждают в холодильнике и собирают в приемной емкости. Температуру кипящего раствора повышают по мере испарения воды до 105°C. Образовавшуюся смесь солей продолжают нагревать при температуре выше 140°C не менее 15 минут. Образующиеся пары и газы направляют по газоотводной трубке в барботажную колонку, заполненную расчетным количеством 25% масс. водного раствора щелочного реагента, а именно: гидроксида натрия, гидроксида калия, гидроксида кальция или карбоната натрия, карбоната калия. По окончании опытов реакционную колбу, содержащую сухой сульфат натрия, охлаждали. Абсорбционные растворы выпаривают, сухой нитрат металла MexNO3 (где Me - калий, кальций или натрий) сушат при температуре 110°C.
Примеры проведения способа, иллюстрирующие результаты по выделению сульфата натрия и нитрата металла, приведены в Таблице.
Таким образом, экспериментально подтверждено, что предлагаемый способ позволяет проводить выделение чистых сульфата натрия и нитрата калия из сульфат-нитратных растворов добавлением бисульфата натрия или серной кислоты. Также подтверждены технологические параметры выделения чистых солей.
Предлагаемый способ обеспечивает получение товарного очищенного сульфата натрия и нитрата калия с содержанием основного вещества не менее 99,0%.
Claims (3)
1. Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов из водных растворов сульфата натрия, содержащего в качестве примесей нитрат натрия и нитрит натрия, включающий взаимодействие раствора с бисульфатом натрия или концентрированной серной кислотой, выпаривание воды из полученного раствора, последующую сушку солей, отличающийся тем, что в исходный раствор на 1 моль нитрита натрия и нитрата натрия вводят 1 моль бисульфата натрия или 0,5 моль серной кислоты, сульфат натрия выделяют путем выпаривания, влажную смесь солей сушат, сухой остаток нагревают в течение не менее 15 минут при температуре 140-200°C, а газообразные продукты реакции улавливают водными растворами гидроксидов или карбонатов щелочных или щелочноземельных металлов и из полученного раствора выделяют нитраты металлов.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидроксидов металлов используют гидроксид натрия, калия или кальция.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве карбонатов металлов используют карбонат натрия или калия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148442A RU2610076C1 (ru) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015148442A RU2610076C1 (ru) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2610076C1 true RU2610076C1 (ru) | 2017-02-07 |
Family
ID=58457334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015148442A RU2610076C1 (ru) | 2015-11-10 | 2015-11-10 | Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2610076C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114132949A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-03-04 | 万循材料科技有限公司 | 一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法 |
CN115417433A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-02 | 成都市科隆化学品有限公司 | 一种生产高纯度硝酸钠的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU47678A1 (ru) * | 1935-10-11 | 1936-07-31 | С.А. Кузин | Способ разделени смеси сернокислых, азотнокислых и хлористых солей щелочных металлов |
RU2042623C1 (ru) * | 1992-05-26 | 1995-08-27 | Первоуральское производственное объединение "Хромпик" | Способ переработки щелочных сульфатно-тиосульфатных растворов |
CN102417193A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-04-18 | 山东东岳氟硅材料有限公司 | 一种提高膜法除硝能力的生产方法 |
CN102424403B (zh) * | 2011-09-20 | 2013-11-20 | 四川同庆南风有限责任公司 | 一种元明粉烟气除钙镁及连续进料方法 |
RU2556927C2 (ru) * | 2013-12-04 | 2015-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ получения сульфата натрия |
-
2015
- 2015-11-10 RU RU2015148442A patent/RU2610076C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU47678A1 (ru) * | 1935-10-11 | 1936-07-31 | С.А. Кузин | Способ разделени смеси сернокислых, азотнокислых и хлористых солей щелочных металлов |
RU2042623C1 (ru) * | 1992-05-26 | 1995-08-27 | Первоуральское производственное объединение "Хромпик" | Способ переработки щелочных сульфатно-тиосульфатных растворов |
CN102424403B (zh) * | 2011-09-20 | 2013-11-20 | 四川同庆南风有限责任公司 | 一种元明粉烟气除钙镁及连续进料方法 |
CN102417193A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-04-18 | 山东东岳氟硅材料有限公司 | 一种提高膜法除硝能力的生产方法 |
RU2556927C2 (ru) * | 2013-12-04 | 2015-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Способ получения сульфата натрия |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114132949A (zh) * | 2021-12-03 | 2022-03-04 | 万循材料科技有限公司 | 一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法 |
CN115417433A (zh) * | 2022-09-21 | 2022-12-02 | 成都市科隆化学品有限公司 | 一种生产高纯度硝酸钠的方法 |
CN115417433B (zh) * | 2022-09-21 | 2024-04-12 | 成都市科隆化学品有限公司 | 一种生产高纯度硝酸钠的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106102867B (zh) | 基于碳酸氢钠的反应性组合物及其生产方法 | |
RU2610076C1 (ru) | Способ извлечения сульфата натрия и нитратов металлов | |
US8388916B2 (en) | Process for production of commercial quality potassium nitrate from polyhalite | |
RU2634017C2 (ru) | Способ получения сульфата магния и железоокисных пигментов из отходов производств | |
WO2013126092A2 (en) | Method of producing soda ash and calcium chloride | |
WO2011131531A1 (en) | Method to recover organic tertiary amines from waste sulfuric acid employing a plug flow reactor | |
JP4516023B2 (ja) | 硫酸カリの回収方法 | |
RU2556927C2 (ru) | Способ получения сульфата натрия | |
RU2633593C1 (ru) | Способ очистки сульфата натрия от примесей нитрата и/или нитрита натрия | |
RU2375305C1 (ru) | Способ переработки боросиликатных концентратов | |
US3274245A (en) | Recovery of acrylamide from its salt by vaporization with an inert gas | |
US8871170B2 (en) | Polyhalite IMI process for KNO3 production | |
RU2774763C1 (ru) | Способ получения бромида натрия | |
RU2789134C1 (ru) | Способ получения бромида аммония | |
RU2716048C1 (ru) | Способ переработки отходов солевых растворов, содержащих смесь сульфатов и нитратов аммония и натрия | |
RU2448039C2 (ru) | Способ получения пероксида цинка | |
RU2792574C1 (ru) | Способ получения формиата бария | |
RU2747639C1 (ru) | Способ получения монокалийфосфата | |
RU2205796C2 (ru) | Способ получения бромистого лития из рассола | |
CN101786643B (zh) | 尿素法水合肼副产废盐碱渣综合利用方法 | |
RU2616715C1 (ru) | Способ переработки отработанного бифторида калия | |
RU2630493C1 (ru) | Способ получения азотно-калийного сульфатного удобрения и соляной кислоты | |
WO2023068963A1 (ru) | Способ получения бромида аммония | |
KR930007411B1 (ko) | 불소화합물을 함유한 에칭폐액의 처리방법 및 불화암모늄의 제조방법 | |
IL309699A (en) | Process for preparing sodium bromide |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180510 |