сл
4; to
оо Изобретение относитс к очистке от органических примесей алюминатных растворов производства глинозема. Известен способ очистки алюмигнатных растворов от органических примесей, по которому очистку осуществл ют путем обработки раствора кизеритом (MgSO количестве .1 кг на кубический метр раствора Способ вл етс адсорбционным и дает возможность осадить до 4% окрашенных органических веществ. При npo ведении процесса при повьгше-нной температуре (бО-УО С) и перемешиваНИИ степень очистки раствора довод т до 75%. Указанный способ требует дополнительных операций по фильтрации осажденных веществ, промывке осадка и регенерации MgSO в жестких услови х и сопрово5кдаетс потерей глинозема в виде ЗМдО-АСзОз Известен также способ разложени органических соединений, содержащихс в маточном растворе алюмината натри . Окисление органических соединений провод т кислородом под. давлением 2-5 атм и при 200°С. После охлаждени до комнатной температуры из раствора выпадает осадок окса лата натри , который отфильтровывают Данный способ характеризуетс сложностью аппаратурного оформлени и жесткими параметрами процесса. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ очи стки алюминатных растворов с высоким начальным содержанием органических примесей, включающий окисление орган ческих примесей озоном с посто нной скоростью подачи озоновоздушной . ., способ осуществл ют э реакторе дл озонировани сильнопен щихс щелочно-алюминатных растворов. В ка честве окислител примен ют озон и. составе озоновоздушной смеси. Процесс осуществл етс при концентраци х озона 9,6,20 и 24 мг/л, -кажда из которых сохран етс .до конца опы та. Удельный расход озона составл е при этом 2,5-5,0 г на грамм окислен ной органики в зависимости от качес ва перерабатываемых бокситов. Сред .н глубина очистки составл ет 50%, т.е. концентраци органических соединений снижаетс от 2,3-2,4 г О2/л до 1,2-1,5 г Од/л. Недостатками известного способа вл ютс низка производительность и высока стоимость. Удельный озона очень велик (2,5-5,0 г/г) и даже при двухступенчатом озонироваНИИ стоимость очистки 1 кг органики составл ет 4,2 руб. Врем очистки алкииинатных растворов от. органики н 50% чрезвычайно велико и составл ет 2-7 ч, причем наблюдае.тс значительный проскок озона, что увеличивает , удельный рас код его от 5,0 до 13, О г/г после снижени содержани органики примерно на 35%. Такое увеличение . расхода озона св зано с повышением содержани более стойких к окислению органических соединений в составе растворов. Средн производительность установки составл ет в расчете на.окисл емую органику 5,4 мг/мин. Цел.ь изобретени - повышение производительности и удешевление процесса . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу очистки алюминатных растворов с высоким начальнь1м содержанием органических примесей , включающему окисление органических примесей озоном с посто нной скоростью подачи озоновоздушной смеси , окисление ведут при непрерывном увеличении концентрации озона в озоновоздушной смеси со скоростью 0,52 ,0 . В растворе протекают две конкурирующие реакции: RH+o-: RO +Н, (а) и20 - о (б) . В начале процесса, когда достаточно высока концентраци органических соединений, озон преимущественно расходуетс на их окисление (а). По мере снижени концентрации органических соединений и увеличени доли трудноокисл емых компонентов в растворе скорость реакции (а) настолько снижаетс , что фактически весь озон либо уходит из зоны реакции, не прореагировав (проскок), либо расходуетс на образование кислорода (б). Так происходит, если концентраци озона остаетс посто нной. При непрерывном увеличении, концентрации озона в газе по мере снижени содержани органики скорость реакции (а) поддерживаетс на достаточно высоком уровне и прсштически весь озон рас|ходуетс в целевом направлении. Пример 1. Алюминатный раствор с содержанием.NajO 220 г/л и ис- ходным содержанием органических соединений ХПК (химическое потребление кислорода) 2,4 г 02/л озонируют в течение 18 мин. В табл.1 пр.иведены данные по снижению ХПК при увеличении содержани озона в озоновоздушной смеси (концентраци ) со скоростью 1,1 мг . Удельный расход озона составл ет 0,84 г/г,, производительность по окисл емой органике 5,5 мг/мин. П р и м е р 2. Алюминатный раствор с содержанием органики 2,0 г озонируют в течение 18 мин. В табл,2 приведены данные по снижению ХПК пои ув еличении кониентоации .озона в озоновоздушной смеси со скоростью 0,5 мг«л-мин . Удельный расход озона составл ет 0,85 г/г, производительность 5,5 мг/мин,. Примерз. Алюминатный раствор с содержанием органики 2,9 г Од/л озонируют в течение 14 мин. В табл.3 приведены данные по сни жению ХПК при увеличении концентрации озона в озоновоз ушной смеси со скоростью 2,0 мг - мин . Удельный расход озона составл ет 0,80 г/г, производительность 10,0 мг./мин. Объемна скорость подачи озоново душной смеси во всех примерах посто нна и равна .180 ч. . Требуема степень очистки алюминатных растворов составл ет 0,91 ,0 г . Предлагаемый способ очистки может обеспечить и более вы сокую степень. Так при озонировании в течение 45 мин алюминатного раствора с содержанием Na2O 220 г/л и исходным содержанием органики (ХПК) 2,8 г О2/Л достигаетс .снижение ХПК до 0,5 г О2/Л при увеличении содержани О в озоновоздушной смеси от 5,0 до 44,0 мг/л. При скорост х увеличени , концент рации О3 меньших О,5 мг/мин наблюда етс зна;чительный расход Оз на конкурирующие реакции. Например, при скорости увеличени концентрации О 0,4 мг/мин за 75 мин озонировани в раствор ввод т такое же количество Оа, как и в примере 2. При этом ХПК снижаетс лишь до 1,4 г 02/л. При скорост х увеличени концентрации О, больших 2,0 мг/мин наблюдаетс проскок О. В указанном интервале скоростей степень использо вани Oj в целевом направлении сос-г тавл ет 92-94%. При увеличении скорости до 2,2 мг/мин степень использовани О-) снижаетс до 68%. Как следует из примеров, дл окислени органических-примесей алюмиМатного раствора с исходным ХПК 2,4 ГО2/Л на 50-% требуетс 18 мин при скорости подъема концентрации озона 1,1 мг«л -мин- и максимальной концентрации озона 24,0 мг/л. Така же очистка по способу-прототипу при посто нной концентрации озона в озоновоздушной смеси, подаваемой на окисление раствора, равной 24 мг/л, требует 280 мин, т.е. длительность процесса в 15 раз больше. Следовательно, использование предлагаемого способа очистки -щелочно-алюминатных растворов позвол ет добитьс 50%-ного снижени содержани органических компонентов в зависимости от скорости подъема концентрации озона и исходного ХПК за врем в 15-20 раз меньшее, чем при способе-прототипе. Одновременно производительность установки возрастает в 1,1-2,0 раза. Удельный расход озона снижаетс с 2,5-5,0 до 0,80-0,85 г/г, т.е. в 3-6 раз, что снижает стоимость окислени 1 кг органики от 4,2 до 0,7-1,4 руб. Кроме того, использование предлагаемого способа очистки щелочноалюминатных растворов обеспечивает возможность создани безотходного способа очистки алюминатных растворов , улучшение технологических параметров на всех пределах глино.земного производства, например увеличение степени разложени алюминатных растворов на 7-15%, ускорение процесса крист.аллизации соды из оборотного раствора, увеличени выхода соединений редких элементов, присутствующих в алюминатных растворах. Предлагаемый способ расшир ет сырье- вую базу глиноземного производства за счет использовани бокситов с повышенным содержанием органических примесей при сохранении показателей , технологического процесса. Таблица 1
ХПК, г О-/л
2,40 2,00 1,60 1,50 1,25 1,20
4,0 8,5 12,8 15,0 19,5 24,0