SU906938A1

SU906938A1 - Process for isolating sodium chloride and sodium sulphate from solutions

Info

Publication number: SU906938A1
Application number: SU782694236A
Authority: SU
Inventors: Валерий Цальевич Гонионский; Василий Иванович Левераш; Марк Борисович Вайсблат; Лев Абрамович Краснянский; Нина Владимировна Копылова
Original assignee: Предприятие П/Я А-1297
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1982-02-23

Description

II

Изобретение относитс к способам получени поваренной соли и сульфата натри из растворов при условии их полного и раздельного выделени и ликвидации сильно минерализованных стоков.The invention relates to methods for producing sodium chloride and sodium sulfate from solutions, provided that they are completely and separately separated and the elimination of highly mineralized effluents.

Известен способ получени поваренной соли из растворов, содержащих хлорид и сульфат натри , включающий упаривание раствора, отделение хлорида натри , промывку продукта исходным раствором и вывод сульфата натри из системы путем сбрасывани части маточного раствора 1 ,A known method of obtaining sodium chloride from solutions containing sodium chloride and sulphate, including evaporating the solution, separating sodium chloride, washing the product with the initial solution and withdrawing sodium sulphate from the system by dropping part of the mother liquor 1,

Однако указанный способ не обеспечивает полного, выделени солей из раствора, а сброс части раствора, насыщенного сол ми, приводит к загр знению водоемов и почвенных вод, а также к потере сульфата натри и части хлорида натри .However, this method does not ensure complete separation of salts from the solution, and the discharge of a part of the solution saturated with salts leads to the pollution of water bodies and soil waters, as well as to the loss of sodium sulfate and part of sodium chloride.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс спо- . соб выделени хлорида и сульфата натри из. раствора, включающий упаривание раствора, отделение хлорида натри , нагрев маточного раствора до температуры выше температуры упаривани исходного раствора, добавление в нагретый маточный раствор твердого хлорида натри , отделение сульфата натри и возвращение маточного раствора на стадию упаривани исходного раствора {2.The closest technical solution to the proposed is the way. collecting chloride and sodium sulfate from. solution, including evaporating the solution, separating sodium chloride, heating the mother liquor to a temperature above the evaporation temperature of the initial solution, adding solid sodium chloride to the heated mother liquor, separating sodium sulfate, and returning the mother liquor to the evaporation stage of the initial solution {2.

10ten

Недостатками известного способа вл ютс значительные энергозатраты (значительный расход свежего греющего пара высоких параметров) из-за необходимости многократного нагрева The disadvantages of this method are significant energy consumption (significant consumption of fresh heating steam of high parameters) due to the need for multiple heating

15 маточного раствора до высоких температур .15 stock solution to high temperatures.

Целью предлагаемого способа вл етс сокращение энергозатрат при сохранении качества и выхода продук20 тов.The aim of the proposed method is to reduce energy consumption while maintaining the quality and yield of products.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу выделени хлорида и сульфата натри из раствора. маточный раствор после отделени хлорида натри смешивают с суспензи ей, содержащей в твердой фазе 5 20 масД сульфата натри и 80 95 масД хлорида натри , классифици руют, суспензию хлорида натри подают на стадию отделени хлорида натри , суспензию сульфата натри смешивают с водой, отдел ют сульфат натри , фильтрат упаривают до получени суспензии, содержащей в твердой фазе масД сульфата натри и 80-95 масД хлорида натри и смешивают с маточным раствором. Кроме того упаренный раствор сод жит г/л сульфата натри . При этом классификацию провод т в восход щем потоке маточного раств ра. При таком ведении процесса сульфат натри выдел етс при упаривании фильтрата одновременно с остатками хлорида натри , поэтому отдель но расходовать тепло на выделение сульфата натри практически не требуетс . Необходимо лишь выпарить незначительное количество воды, сме ваемой с суспензией сульфата натри дл растворени небольшого количест ва кристаллов поваренной соли, кото рые попадают в эту суспензию из-за неполноты классификации. Эта вода выпариваетс вторичным паром, т.е. после уже многократного использован тепла. Благодар тому, что упаривать фильтрат до получени суспензии, со держащей смесь кристаллов сульфата натри ( мас.%) и хлорида натри ( мас.%) можно паром низких параметров, в том числе и вторичным паром, получаемым при упаривании ра вора с выделением одного хлорида на ри , расход свежего греющего пара меньше, чем по известному способу. После классификации суспензию хлорида натри подают на стадию отделени хлорида натри , куда подаетс также упаренный раствор с кристаллами хлорида натри . Незначи тельное количество кристаллов сульфата натри , которые могут содержат с в суспензии хлорида вследствие неполноты классификации, раствор ютс в упаренном растворе, т.е. он недосыщен по сульфату (2G-kS г/л, а насыщение при 60 г/л). Поэтому на стадии отделени хлорида отдел ютс достаточно чистые кристаллы хлорида натри , удовлетвор ющие требовани м ГОСТа 1380-68 на поваренную соль сорта Экстра. Средний размер кристаллов сульфата натри в раза меньше, чем у кристаллов хлорида натри . Поэтому после классификации суспензи сульфата натри содержит обычно в твердой фазе в зависимости от степени классификации примерно 25-60 мас.% кристаллов сульфата натри и kQ 75 мас.Д хлорида натри . После смешивани ее с водой, благодар тому, что растворимость хлорида натри зна чительно больше растворимости суль|фата натри , содержащиес в этой суспензии кристаллы хлорида натри раствор ютс . И отделенный затем сульфат натри получаетс удовлетвор ющим ГОСТу 6318-77, марка Б, При этом требуетс незначительное количество воды, котора вместе с фильтратом упариваетс паром низких параметров до получени суспензии, содержащей смесь кристаллов. На чертеже представлена схема осуществлени предлагаемого сопособа. Раствор хлорида и сульфата натри поступает в первый корпус 1 четырехкорпусной выпарной установки. Из корпуса 1 упаренный раствор с кристаллами хлорида натри по трубопроводу 2 перетекает во второй корпус 3 и по трубопроводу k в третий корпус 5, из которого упаренный раствор с кристаллами хлорида натри по трубопроводу 6 поступает на установку, содержащую смеситель 7, отстойник 8 и центрифугу 9, в которой производ т отделение кристаллов хлорида натри . Маточный раствор по трубопроводу 10 поступает в смеситель-классификатор 11, куда подаетс из четвертого корпуса 12 установки по трубопроводу 13 суспензи хлорида и сульфата натри 6 В классификаторе 11 происходит классификаци солей. После классификации суспензи хлорида натри , содержаща незначительное количество кристаллов сульфата натри , по трубопроводу 1t поступает на стадию отелени хлорида натри - в смеситель 7. Так как поступающий туда же по трубопроводу 6 упаренный раствор неосыщен по сульфату натри , то это незначительное копичество кристалов сульфата натри раствор етс .This goal is achieved in that, according to the method for separating sodium chloride and sulphate from solution. After separation of sodium chloride, the mother liquor is mixed with a suspension containing 5 to 20% sodium sulfate and 8095% sodium chloride in the solid phase, classified, sodium chloride suspension is fed to the sodium chloride separation stage, the sodium sulfate suspension is mixed with water, and sulfate is separated. sodium, the filtrate is evaporated to obtain a suspension containing in the solid phase a mass of sodium sulfate and 80-95 masa of sodium chloride and mixed with the mother liquor. In addition, the evaporated solution contains g / l sodium sulfate. In this case, the classification is carried out in the upward flow of the mother liquor. With such a process, sodium sulfate is released when the filtrate is evaporated simultaneously with sodium chloride residues, so it is practically not necessary to spend separate heat on the release of sodium sulfate. It is only necessary to evaporate a small amount of water mixed with a suspension of sodium sulfate to dissolve a small amount of sodium chloride crystals, which fall into this suspension due to incomplete classification. This water is evaporated by the secondary vapor, i.e. after already used heat. Due to the fact that the filtrate is evaporated to obtain a suspension containing a mixture of sodium sulfate crystals (wt.%) And sodium chloride (wt.%), It is possible to steam low parameters, including secondary steam, obtained by evaporation of the solution with the release of one chloride on ri, the consumption of fresh heating steam is less than by a known method. After classification, the sodium chloride slurry is fed to the sodium chloride separation stage, where the stripped solution with sodium chloride crystals is also fed. An insignificant amount of sodium sulfate crystals, which may contain in suspension of chloride due to incomplete classification, are dissolved in one stripped off solution, i.e. it is undersaturated in sulfate (2G-kS g / l, and saturation at 60 g / l). Therefore, at the separation stage of the chloride, sufficiently pure crystals of sodium chloride are separated that satisfy the requirements of GOST 1380-68 for table salt of Extra grade. The average size of sodium sulfate crystals is half the size of sodium chloride crystals. Therefore, after classification, the sodium sulfate slurry usually contains in the solid phase, depending on the degree of classification, about 25-60 wt.% Sodium sulfate crystals and kQ 75 wt. D sodium chloride. After mixing it with water, due to the fact that the solubility of sodium chloride is much more than the solubility of sodium sulfate, the sodium chloride crystals contained in this suspension dissolve. And the sodium sulphate separated is then obtained meeting the requirements of GOST 6318-77, grade B. A small amount of water is required, which, together with the filtrate, is evaporated by low-pressure steam to obtain a suspension containing a mixture of crystals. The drawing shows the implementation of the proposed method. The solution of sodium chloride and sodium sulfate enters the first building 1 of a four-case evaporator. From housing 1 one stripped off solution with sodium chloride crystals through pipeline 2 flows into the second building 3 and through pipeline k into the third building 5, from which one stripped off solution with sodium chloride crystals through pipe 6 enters the installation containing mixer 7, settling tank 8 and centrifuge 9 in which sodium chloride crystals are separated. The mother liquor through conduit 10 enters the classifier-mixer 11, where it is supplied from the fourth casing 12 of the plant via conduit 13 to a suspension of sodium chloride and sodium sulfate 6 Classifier 11 is used to classify salts. After classifying the sodium chloride slurry containing a small amount of sodium sulfate crystals, the 1t pipeline enters the sodium chloride precipitation stage - into the mixer 7. Since the evaporated solution coming there via the 6 pipeline is not saturated with sodium sulfate, this is an insignificant amount of sodium sulfate crystals solution is.

Суспензи сульфата натри вместе с маточником, содержаща также некоторое количество кристаллов хлорида натри , по трубопроводу 15 поступает в смеситель 16, где смешиваетс с водой в количестве, необходимом дл растворени хлорида натри .The sodium sulfate slurry, together with the mother liquor, also contains some amount of sodium chloride crystals, through line 15 enters the mixer 16, where it is mixed with water in an amount necessary to dissolve the sodium chloride.

После этого в отстойнике 17 и в центрифуге 18 отдел ют сульфат нат- , ри , удовлетвор ющий ГОСТу 6318-77, марка Б, а фильтрат по трубопроводу 19 поступает в корпус 12 установки, где упариваетс до получени суспензии .Thereafter, sodium sulphate, satisfying GOST 6318-77, grade B, is separated in the sump 17 and in the centrifuge 18, and the filtrate is conveyed through line 19 to the installation body 12, where it is evaporated to form a suspension.

Эта суспензи смешиваетс с маточ ным раствором в смесителе-классификаторе 11, куда она подаетс по трубопроводу 13. При этом маточный раствор по трубопроводу 10 подаетс снизу вверх, чтобы в восход щем его потоке и происходила классификаци суспензии - более крупные кристаллы хлорида натри опускаютс вниз, а более мелкие кристаллы сульфата натри отбираютс сверху вместе с маточником в виде суспензии сульфата натри по трубопроводу 15Свежий греющий пар ТЭЦ поступает по трубопроводу 20 на обогрев корпуса 1 , вторичный пар корпуса 2 по трубопроводу 21 поступает на обогрев корпуса 3, вторичный пар корпуса 3 по трубопроводу 22 поступает на обогрев корпуса 5, вторичный пар третьего корпуса 5 по трубопроводу 23 поступает на обогрев корпуса 12. Вторичный пар четвертого корпуса 12 по трубопроводу 2k поступает в конденсатор (на чертеже не показан). This suspension is mixed with the mother liquor in the mixer-classifier 11, where it is fed through conduit 13. At the same time, the mother liquor is conveyed through conduit 10 from bottom to top, so that in the ascending stream the suspension of the sodium chloride crystals goes down, and smaller crystals of sodium sulfate are taken from above together with the mother liquor in the form of sodium sulfate slurry through pipeline 15 Fresh heating steam from CHP comes through pipeline 20 to heat housing 1, secondary steam housing 2 through pipes the cable 21 enters the heating of the housing 3, the secondary steam of the housing 3 through the pipeline 22 enters the heating of the housing 5, the secondary steam of the third housing 5 through the pipeline 23 enters the heating of the housing 12. The secondary steam of the fourth housing 12 through the pipeline 2k enters the condenser (in the drawing shown).

Пример 1. Исходный раствор в количестве 1000 кг, содержащий 0,25 мае, долей МаС и 0, мае. долей NajSO поступает на упарку в первые три корпуса -корпусной установки , в которой упаривают 58,8кг/ч воды и отдел ют 1Эб кг/ч твердого хлорида натри . Упаренный раствор, после корпусов, содержащий в растворенном виде +,5 кг сульфата (концентраци 0,021 мае. долей или25,0г/л 5t кг хлорида натри (концентраци 0,25 вес.долей) и 19б кг твердой фазы, поступает на стадию отделени хлорида в смеситель 7. Туда же из классификатора поступает суспеКзи хлорида натри , сэдержаща в твер дои фазе 5 кг хлорида натри и 6,0 кг сульфата натри Example 1. The original solution in the amount of 1000 kg, containing 0.25 May, the share of Mac and 0, May. a fraction of NajSO is fed to the pack in the first three bodies of the enclosure, in which 58.8 kg / h of water is evaporated and 1 kg / h of solid sodium chloride is separated. One stripped off solution, after the shells, containing, in dissolved form, +, 5 kg of sulphate (concentration of 0.021 May. Parts or 25.0 g / l of 5t kg of sodium chloride (concentration of 0.25 weight parts) and 19b kg of solid phase, goes to the stage of chloride separation Mixer 7. Suscexy sodium chloride is supplied from the classifier, containing 5 kg of sodium chloride and 6.0 kg of sodium sulfate in the solid phase.

При суспензии с упаренным piic i вором кристаллы сульфата натри полностью раствор ютс , а кристаллы хлорида натри в количестве 250 кг/ч затем отдел ютс в виде готового продукта. Маточник а количестве 222 кг/ч, содержащий в растворенном виде кг хлорида натри и 10,5 кг сульфата натри (концентраци сульфата натри П, вес. долей) смешиваетс с суспензией хлорида и сульфата натри из А-го корпуса, тверда фаза которой содержит Qk мас. хлорида натри и 16 мас.% сульфата натри . После классификации этой смеси суспензи хлорида натри , содержаща в твердой фазе 5 кг хлорида и 6,0 кг сульфата натри , поступает на стадию отделени хлорида в смеситель 7, а суспензи сульфата натри , содежаща в твердой фазе 6,9 кг сульфата натри и 12 кг хлорида натри , смешиваетс с водой в количестве 33,6 кг. Кристаллы хлорида натри при этом полностью раствор ютс , (Также раствор ютс 2,k кг сульфата Натри , а А,5 кг сульфата натри отдел ютс в виде готового продукта. Фильтрат в количестве кг поступает в 4-й корпус где выпариваетс 191 кг/ч воды, а полученна суспензи , содер) 78,9 кг твердой фазы, из которых 66 кг (Qk мае.;) хлорида натри и 12,9 кг (16 Mac.S) сульфата натри поетупают в емесителклаесификатор .In suspension with evaporated piic i thief, sodium sulfate crystals completely dissolve, and sodium chloride crystals in an amount of 250 kg / h are then separated in the form of the finished product. A mother liquor of 222 kg / h, containing in dissolved form kg of sodium chloride and 10.5 kg of sodium sulfate (concentration of sodium sulfate P, wt. Parts) mixed with a suspension of sodium chloride and sulfate from the A-th body, the solid phase of which contains Qk wt. sodium chloride and 16 wt.% sodium sulfate. After classifying this mixture, the sodium chloride slurry containing 5 kg of chloride and 6.0 kg of sodium sulfate in the solid phase enters the separation stage of the chloride in mixer 7, and the sodium sulfate suspension containing 6.9 kg of sodium sulfate and 12 kg in the solid phase sodium chloride is mixed with water in an amount of 33.6 kg. The sodium chloride crystals are completely dissolved, (2, k kg of sodium sulfate are also dissolved, and A, 5 kg of sodium sulfate are separated in the form of the finished product. The filtrate in the amount of kg enters the 4th case where 191 kg / h is evaporated water, and the resulting suspension, containing 78.9 kg of the solid phase, of which 66 kg (Qk of May .;) sodium chloride and 12.9 kg (16 Mac.S) of sodium sulfate are purchased in a solvent qualifier.

Пример 2, Исходный раствор еодержит 0,2 мае. долей хлорида натри и 0,06 мае.долей сульфата натри . Из 1000 кг/ч исходного раствора в первых четырех корпусах шестикорпусной установки выпариваетс 616 кг/ч воды и выдел етс 195 кг хлорида натри .Example 2, the Original solution contains 0.2 May. shares of sodium chloride and 0.06 mole% of sodium sulfate. From 1000 kg / h of the initial solution in the first four buildings of the six-unit installation, 616 kg / h of water are evaporated and 195 kg of sodium chloride are released.

Claims

The concentration of sodium sulfate in the evaporated solution is 0.031 May. a fraction (or 38.5 g / l). The sodium chloride grade liquid in the solid phase contains 45 kg of sodium chloride, 3.75 kg of sodium sulfate is used in the sodium chloride separation stage, where 240 kg of chloride is separated, and sodium ether sulfate is the solution Ute in one stripped down ravetvore. Supenzie sodium sulphate, containing in the solid phase 3 kg of sodium chloride and 7.0 kg of sodium sulphate, is mixed with water, then separating 6 kg of sulfur (1 kg is dissolved). The filtrate enters the body (not shown) on the parque to obtain a suspension containing, in the solid phase, 8 kg of sodium chloride (81.6 masS) and 10.75 kg of sodium sulfate (18.3 wt%). Example 3 - With the same initial concentrations of 5 as in the example. If the speeds are slightly increased during the upstream flow classification, a significant number of sodium chloride crystals (up to 20 kg) get into the sodium sulfate suspension and then dissolve in water, and When sodium chloride slurry gets insignificant (up to 1 kg) of sodium sulfate crystals, a suspension of the filtrate in housing 12 produces a suspension containing approximately 7 kg of sodium chloride (89 wt.%) and 9.5 kg of sodium sulfate in solid phase (11 wt.%). The purity of the sodium chloride crystals will be higher, however, more water (22 kg) used to dissolve the chloride crystals will need to be evaporated. Upon receipt of the suspension containing in the solid phase less than 5 wt. sodium sulfate and more than 95 wt. sodium chloride, the classification of salts is difficult and the described process cannot proceed. The proposed method allows the complete and separate separation of sodium chloride and sodium sulfate from the solution without discharging mineralized effluent, i.e. without pollution of the environment At the same time energy consumption is significantly less than in iz-; known methods, while maintaining the quality of the product. Depending on the content of salts in the initial solution, 250 kg of Extra grade salt (GOST 13B80-68 (and 3.5-5 kg of sodium sulfate of grade B) are obtained from the 1000 kg of initial solution (GOST 6318, due to the fact that sodium sulfate and chloride residues Sodium (less than 60 kg) is usually used secondary steam, obtained when the main mass of sodium chloride is released, i.e. after repeated use of heat, the cost of heating steam for the release of sodium sulfate and chloride residues is small and the total energy consumption is less than in the known technologies about 50 kg of steam per 1000 kg of sodium chloride. Formula of the invention 1. A method for separating sodium chloride and sodium sulfate from solutions, including evaporation of the solution and sequential separation of sodium chloride and sulfate, characterized in that, in order to reduce energy costs while maintaining quality and product yield, the mother liquor after separation of sodium chloride is mixed with a suspension containing in the solid phase 5-20 wt.% sodium sulfate and 80-95 wt. sodium chloride is classified, the sodium chloride suspension is fed to the sodium chloride separation stage, the sodium sulfate suspension is mixed with water, sodium sulfate is separated, the filtrate is evaporated to obtain a suspension containing 5-20 wt.% in solid phase. sodium sulfate and 8Q-95 May. % sodium chloride and mixed with the mother liquor. 2. The method according to, of tl and h and y and the fact that one stripped off the solution contains g / l of sodium sulfate. 3. Method according to claim 1, characterized in that the classification is carried out in an upward flow of the mother liquor. . Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR N 322311, cl. From 01 D 3/06, 1969.

2. US Patent N 3712797, cl. 23-296, C01 3/06, 1978 (prototype),

/ 8 capacitor D --- 1 - L-Sumfw nvt (w