RU2687439C1 - Способ получения кальцинированной соды и гипса - Google Patents

Способ получения кальцинированной соды и гипса Download PDF

Info

Publication number
RU2687439C1
RU2687439C1 RU2018112117A RU2018112117A RU2687439C1 RU 2687439 C1 RU2687439 C1 RU 2687439C1 RU 2018112117 A RU2018112117 A RU 2018112117A RU 2018112117 A RU2018112117 A RU 2018112117A RU 2687439 C1 RU2687439 C1 RU 2687439C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soda
gypsum
calcium
production
sodium
Prior art date
Application number
RU2018112117A
Other languages
English (en)
Inventor
Василий Иванович Измалкин
Александр Сергеевич Епифанцев
Виктор Эдуардович Граф
Original Assignee
Акционерное общество Новотроицкий завод хромовых соединений
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество Новотроицкий завод хромовых соединений filed Critical Акционерное общество Новотроицкий завод хромовых соединений
Priority to RU2018112117A priority Critical patent/RU2687439C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2687439C1 publication Critical patent/RU2687439C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D7/00Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D7/18Preparation by the ammonia-soda process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46Sulfates
    • C01F11/468Purification of calcium sulfates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано в химической промышленности. Для получения кальцинированной соды в полученную при производстве соды по аммиачному способу отфильтрованную дистиллерную жидкость, содержащую хлорид натрия, вводят карбонат кальция в количестве 50-100 кг на одну тонну соды и серную кислоту до достижения полученной смеси рН 6-7. Затем вводят раствор сульфата натрия концентрацией 23-25% при температуре 97°С и при соотношении сульфата натрия к хлориду кальция 1:(1,26-1,3) полученную пульпу сульфата кальция в растворе хлорида натрия обрабатывают известью до значений рН 10,8 - 11,3, разделяют на фильтре. Промывают осадок сульфата кальция водой и получают из него гипс. Из раствора хлорида натрия получают соду. Обеспечивается отсутствие отходов производства и снижение расходов энергоресурсов при производстве гипса и кальцинированной соды.

Description

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к безотходному способу получения кальцинированной соды с получением побочного продукта в виде гипса.
Известен способ производства кальцинированной соды из сульфата натрия по аммиачному методу (Производство соды и сульфата аммония из мирабилита, Сборник работ под руководством проф. Белопольского А.П., Госхимиздат, 1949, с. 211-218). По этому методу аммонизированный раствор сульфата натрия, нагретый до 40°С, направляется на карбонизацию. В колонны подается газ, содержащий 62% CO2, образовавшийся по реакции:
Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O→2NaHCO3+(NH4)SO4
гидрокарбонат натрия отделяют и промывают на вакуум-фильтрах с последующей кальцининацией. Маточный раствор содержит кроме сульфата аммония значительное количество сульфата натрия, который необходимо удалить из маточного раствора. Это представляет значительные трудности при получении чистого (технического)сульфата аммония.
Недостатками указанного способа являются сложность осуществления способа ввиду ведения процесса в очень узких интервалах температуры и концентрации, большой расход пара на дистилляцию и выпарку, необходимость в мощной холодильной установке, большой расход аммиака.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту предлагаемому является способ получения кальцинированной соды и гипса, как побочного продукта при переработке отходов производства соды (Пaтeнт KZ нa изобретение №15708, Способ получения карбоната натрия, МКИ C01D 7/18, от 16.05.2005). В данном способе шлам содового производства, содержащий хлорид кальция и натрия обрабатывают природным сульфатом натрия при рН 8-10, поддерживаемым аммиаком. Образующийся хлорид натрия после отделения осадка примесей обрабатывают гидрокарбонатом аммония с последующей кальцинацией осадка гидрокарбоната натрия с получением карбоната натрия. Обработку отходов содового производства природным сульфатом натрия проводят при массовом соотношении хлорида кальция к сульфату натрия, равном 1:1,2, и температуре 15-95°С. Обработку гидрокарбонатом аммония проводят при массовом соотношении хлорида натрия к гидрокарбонату аммония равном 1:1,3.
Недостатками наиболее близкого аналога являются значительное количество отходов и повышенные затраты энергии при переработке гипса.
В известном способе отходы присутствуют преимущественно в виде карбоната кальция и не активной окиси кальция. Высокое содержание ионов кальция и SO4 - в полученном растворе приводит к значительному расходу соды при его очистке и невозможности проведения десорбции аммиака из-за образования большого количества гипса в десорбционных колоннах. Высокое содержание влаги в отфильтрованном гипсе приводят к повышенным затратам энергии при его дальнейшей переработке.
Технической проблемой является разработка эффективного способа получения кальцинированной соды и гипса без образования отходов производства.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является снижение отходов производства вплоть до полного их отсутствия и снижение расходов энергоресурсов при производстве гипса. Поставленный технический результат достигается тем, что в способе получения кальцинированной соды и гипса, в котором в отходы содового производства по аммиачному способу вводят сульфат натрия, получая соду и побочный продукт гипс, согласно предлагаемому решению, в полученную при производстве соды по аммиачному способу отфильтрованную дистиллерную жидкость, содержащую хлориды кальция и натрия, вводят карбонат кальция в количестве 50-100 кг на одну тонну соды и серную кислоту до достижения полученной смеси значения рН 6-7, а затем вводят раствор сульфата натрия концентрацией 23-25% при температуре 97°С, при соотношении сульфата натрия к хлориду кальция 1: (1,26-1,3), полученную пульпу сульфата кальция в растворе хлорида натрия обрабатывают известью до значений рН 10,8-11,3, затем разделяют на фильтре и осадок сульфата кальция промывают водой и получают из него гипс, а из раствора хлорида натрия получают соду.
То, что в предлагаемом решении сульфат натрия вводят в виде раствора, т.е. в виде жидкой составляющей, в отходы содового производства, в качестве которых используется дистеллерная отфильтрованная жидкость, полученная при производстве соды по аммиачно-содовому способу, содержащая хлориды кальция и натрия, позволяет в большей степени растворить используемые в способе компоненты. Это сокращает отходы производства. Дальнейшая обработка пульпы сульфата кальция в растворе хлорида натрия и обработка ее перед фильтрацией известью позволяет добиться полного безотходного производства. При этом ввиду получения гипса меньшей влажности происходит экономия энергии при его дальнейшей переработке.
При обработке дистиллерной жидкости раствором сульфата натрия концентрацией менее 23% происходит дополнительное разбавление растворов, что приводит к дополнительным энергозатратам, а при концентрации выше 25% происходит неполное растворение сульфата натрия.
Ввод сульфата натрия в дистиллерную жидкость при соотношении CaCl:Na2SO4 менее 1,26 ведет к тому, что в растворе останется хлорид кальция, что потребует дополнительного количества соды, а задача сульфата натрия при соотношения указанных компонентов более 1,3 приведет к тому, что в растворе останется лишний сульфат-ион, который отрицательно скажется на процессе дистилляции в производстве соды.
Обработка смеси серной кислотой до рН менее 6 ведет к дополнительному расходу серной кислоты, а также соды при очистке от солей жесткости, а при обработке смеси до рН выше 7 образуется мелкодисперсный труднофильтруемый сульфат кальция.
Ввод в дистеллерную жидкость карбоната кальция менее 50 кг на одну тонну соды приведет к технологическим трудностям осуществления способа, а ввод его более 100 кг нецелесообразен ввиду повышенных затрат.
При температуре обработки суспензии раствором сульфата натрия ниже 97°С образуется двухводный сульфат кальция, пульпа загустевает, плохо перемешивается и фильтруется. После фильтрации и промывки осадка гипса на фильтре влажность гипса составляет 50-55%.
При температуре обработки суспензии раствором 97°С образуется полуводный сульфат кальция, пульпа остается текучей. Влажность отфильтрованного и отмытого осадка составляет 25-30%. Время выдержки после задачи раствора сульфата натрия в пульпу составляет более 20 минут. За это время обменная реакция между хлоридом кальция и сульфатом натрия проходит до равновесного состояния.
Обработка пульпы известью до рН 10,8-11,3 обусловлено допустимым содержанием магния в растворе для производства соды.
Способ получения кальцинированной соды с получением гипса осуществляется следующим образом.
После получения соды по аммиачному способу ведут дистилляцию полученного раствора. После дистилляции получают дистиллерную жидкость.
К дистиллерной жидкости добавляют карбонат кальция, полученный при очистке дистеллерной жидкости от солей жесткости, в количестве 50-100 кг на одну тонну соды. Полученную смесь обрабатывают серной кислотой до рН 6-7, в результате карбонат кальция переходит в сульфат кальция.
Готовят раствор сульфата натрия заявляемых параметров и вводят его в полученную суспензию при температуре 97°С. Выдерживают 15-20 минут. За это время обменная реакция между хлоридом натрия проходит до равновесного состояния. Образуется полуводный сульфат кальция, пульпа остается текучей.
В обработанную сульфатом натрия пульпу добавляется известь до рН 10,8-11,3. При этих значениях содержание ионов магния в растворе допустимо для производства соды.
Полученная пульпа фильтруется. Осадок гипса промывается конденсатом в количестве необходимом для растворения сульфата натрия. В результате получается:
1. Фильтрат состава NaCl 140-170 г/л, Са++ 2,4-3,2 г/л, SO4 - 1,3-2,3 г/л.
2. Промывная вода (столько же сколько задано конденсата) состава NaCl 20-35 г/л, Са++ 1,4-2,0 г/л, SO4 - 1,2-2,0 г/л.
3. Гипс - готовый продукт после сушки состава: СаО 35-37%, SO4 64-65,5%, NaCl 0,1-0,2%.
15-20% полученного фильтрата направляется на загаску извести в производстве соды.
80-85% фильтрата направляется на очистку от солей жесткости содовым методом.
После обработки раствора содой отделяется осадок карбоната кальция, который направляется в дистиллерную жидкость.
Фильтрат упаривается в трехкорпусном вакуум-выпарном аппарате до концентрации 307-315 г/л NaCl, охлаждается до температуры 30°С и направляется в производство соды по аммиачному методу.
Пример:
Взяли 1 литр дистиллерной жидкости (отход производства Башкирской содовой компании) состава CaCl2 - 109 г/л, NaCl - 60,87 г/л, CaCO3 - 3,8 г/л, СаО - 2,2 г/л, сульфат ионы 0,57 г/л, ионы магния 4 мг/л. В дистиллерную жидкость добавили 7,5 г. карбоната кальция, полученного при очистке раствора хлорида натрия от ионов кальция и обработали полученную суспензию серной кислотой до значения рН 6,4. После чего нагрели до 97°С и обработали при перемешивании 139,52 г. сульфата натрия, растворенного в воде, полученной от промывки гипса. Концентрация сульфата натрия в растворе 24%, соотношение CaCl2:Na2SO4 1:1,28.
В обработанную сульфатом натрия пульпу через 20 минут добавили 1,3 г. извести рН полученной суспензии 10,9. После чего пульпу расфильтровали, осадок гипса промыли 442 мл. воды. Получили 1141 мл. фильтрата с концентрацией NaCl 154 г/л, Са++ 3 г/л, SO4 - - 1,4 г/л. Промывных вод получили 442 мл с содержанием NaCl 23,2 г/л, Са++ 1,9 г/л, SO4- - 1,1 г/л. Влажного гипса получили 199 г., сухого 148 г., влажность 25,6%. Содержание СаО в гипсе 36,8%, SO4 - 64,3%, NaCl - 0,12%. Из полученного фильтрата забрали 170 мл. на загаску извести для обработки фильтровой жидкости. Оставшийся фильтрат в количестве 971 мл. обработали содой в количестве 7,8 г, отделили выпавший осадок карбоната натрия в количестве 7,3 г., который направили на следующий опыт. Полученный раствор упарили до 482 мл. и получили раствор для производства соды аммиачным методом состава NaCl - 310 г/л, Са++ - 3 ррм, Mg++ - 3 ррм, Na2SO4 - 4,2 г/л.
Из полученного раствора при выходе соды 72% можно получить
0,482⋅310⋅106:117⋅0,72-7,8=89,7 г. товарной соды.
Предлагаемый способ найдет применение в химической промышленности для производства кальцинированной соды, используемой в производстве моющих средств, стекольной, текстильной, кожевенной, целлюлозно-бумажной, нефтяной и других отраслях промышленности. Гипс найдет применение в промышленности строительных вяжущих материалов.

Claims (1)

  1. Способ получения кальцинированной соды и гипса, в котором в отходы содового производства по аммиачному способу вводят сульфат натрия, получая соду и побочный продукт - гипс, отличающийся тем, что в полученную при производстве соды по аммиачному способу отфильтрованную дистиллерную жидкость, содержащую хлориды кальция и натрия, вводят карбонат кальция в количестве 50-100 кг на одну тонну соды и серную кислоту до достижения полученной смесью рН 6-7, а затем вводят раствор сульфата натрия концентрацией 23-25% при температуре 97°С и при соотношении сульфата натрия к хлориду кальция 1:(1,26-1,3) полученную пульпу сульфата кальция в растворе хлорида натрия обрабатывают известью до значений рН 10,8 - 11,3, затем разделяют на фильтре, и осадок сульфата кальция промывают водой, и получают из него гипс, а из раствора хлорида натрия получают соду.
RU2018112117A 2018-04-03 2018-04-03 Способ получения кальцинированной соды и гипса RU2687439C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112117A RU2687439C1 (ru) 2018-04-03 2018-04-03 Способ получения кальцинированной соды и гипса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018112117A RU2687439C1 (ru) 2018-04-03 2018-04-03 Способ получения кальцинированной соды и гипса

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2687439C1 true RU2687439C1 (ru) 2019-05-13

Family

ID=66578949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018112117A RU2687439C1 (ru) 2018-04-03 2018-04-03 Способ получения кальцинированной соды и гипса

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2687439C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114455612A (zh) * 2022-03-07 2022-05-10 贵州东华工程股份有限公司 一种以硫酸钠和二氧化碳为原料制纯碱副产石膏的新工艺
CN117682539A (zh) * 2024-02-04 2024-03-12 北京康仑循环科技有限公司 一种以碳酸钙和硫酸钠为原料生产纯碱和高强石膏的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1619646A1 (ru) * 1988-12-13 1996-03-10 В.М. Томенко Способ получения кальцинированной соды и сульфата калия
CN101121534A (zh) * 2007-07-31 2008-02-13 唐山三友化工股份有限公司 氨碱法母液蒸馏塔防结疤的方法
UA61376U (ru) * 2009-06-25 2011-07-25 Петр Георгиевич Дульнев Способ получения соды, гипса, соляной кислоты способ бена
UA65894U (ru) * 2009-09-25 2011-12-26 Петро Георгійович Дульнєв Способ получения соды

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1619646A1 (ru) * 1988-12-13 1996-03-10 В.М. Томенко Способ получения кальцинированной соды и сульфата калия
CN101121534A (zh) * 2007-07-31 2008-02-13 唐山三友化工股份有限公司 氨碱法母液蒸馏塔防结疤的方法
UA61376U (ru) * 2009-06-25 2011-07-25 Петр Георгиевич Дульнев Способ получения соды, гипса, соляной кислоты способ бена
UA65894U (ru) * 2009-09-25 2011-12-26 Петро Георгійович Дульнєв Способ получения соды

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114455612A (zh) * 2022-03-07 2022-05-10 贵州东华工程股份有限公司 一种以硫酸钠和二氧化碳为原料制纯碱副产石膏的新工艺
CN114455612B (zh) * 2022-03-07 2023-11-28 贵州东华工程股份有限公司 一种以硫酸钠和二氧化碳为原料制纯碱副产石膏的工艺
CN117682539A (zh) * 2024-02-04 2024-03-12 北京康仑循环科技有限公司 一种以碳酸钙和硫酸钠为原料生产纯碱和高强石膏的方法
CN117682539B (zh) * 2024-02-04 2024-04-19 北京康仑循环科技有限公司 一种以碳酸钙和硫酸钠为原料生产纯碱和高强石膏的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11725341B2 (en) Method of treating fly ash of a recovery boiler
JP2012509237A (ja) 脱塩廃液の利用
RU2687439C1 (ru) Способ получения кальцинированной соды и гипса
WO2022166116A1 (zh) 一种天然碱生产工艺
CN108862353B (zh) 一种利用氯碱废弃盐泥制备及纯化氯化钙的工艺方法
RU2543214C2 (ru) Способ комплексной переработки природных рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа
US2719075A (en) Purification of alkali metal sulfite liquors
RU2739409C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса
CN103991851A (zh) 一种水合肼绿色循环生产新工艺
RU2283283C1 (ru) Способ получения карбоната лития высокой степени чистоты из литиеносных хлоридных рассолов
SU1303040A3 (ru) Способ извлечени химических веществ из содержащего хлориды зеленого щелока
US8871170B2 (en) Polyhalite IMI process for KNO3 production
RU2774763C1 (ru) Способ получения бромида натрия
US357824A (en) Josef hawliczek
CN104876243A (zh) 一种联二脲母液的清洁处理方法
RU2589483C1 (ru) Способ переработки дистиллерной жидкости содового производства аммиачным методом
SU999455A1 (ru) Способ ум гчени воды
RU2780487C1 (ru) Способ получения тиосульфата натрия или калия
RU2789134C1 (ru) Способ получения бромида аммония
RU2209768C2 (ru) Способ получения сульфата калия
SU1666445A1 (ru) Способ очистки поваренной соли
RU2347750C2 (ru) Способ комплексной переработки природного и/или синтетического мела с получением химически чистого мела и известково-аммиачной селитры
US2242507A (en) Manufacture of sodium sulphate
SU473673A1 (ru) Способ получени окиси магни
US725896A (en) Process of purifying brine.