SU994407A1

SU994407A1 - Method for purifying sodium chloride solution

Info

Publication number: SU994407A1
Application number: SU813328707A
Authority: SU
Inventors: Мария Зусевна Рогозовская; Тамара Ивановна Конончук; Анатолий Федорович Мазанко; Георгий Арутюнович Аюян; Павел Наумович Левенберг; Лариса Васильевна Попова; Нинель Кирилловна Лукьянова; Валентин Александрович Скрипник
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4684
Priority date: 1981-08-10
Filing date: 1981-08-10
Publication date: 1983-02-07

Description

Изобретение относитс ; к области очистки раствора хлорйла натри (рас сола) электролитических производств хлора от вредных примесей: кальцийг/ магний-, сульфат-ионов и ионов железа . Известен способ очистки раствора хлорида натри , включанждай содовокауг тическую обработку, растворение в 2 стадии сол ной кислотой полученного осадка с последующим осаждением сульфат-ионов полученном раствором хлорида кальци tlj. Однако этот способ сложен и, кроме того, на первой стащии растворени извлекают хлорид магни , загр зненный 5слоридами кальци и натри , который не находитприменени в народ ном хоз йстве.. Наиболее близким вл етс способ очистки раствора хлорида натри дл электролиза, который заключаетс D следующем. Раствор хлорида натри вергают содово-щелочной обработке При этом в твердую фазу втадел етс карбонат кальци , гидроокиси магний и железа. Твердую фазу отдел ют от жидкой декантацией и Фильтрацией, Жидкую фазу направл ют на электролиз за исключением части потока, выводимой дл очистки от сульфат-ионов. Твердую фазу-шлам содозо-каустической очистки обрабатывают сол ной кислотой. При этом образуетс 10-25% раствор хлорида кальци , содержащий 1-5% хлорида магни и до 0,01-1,0% хлорида железа, а в газообразную фазу выдел етс углекислый газ. Углекислый газ подвергают щелочной обработке, а полученный раствор кальцинированной соды используют дл осаждени кальци из раствора. Ионы магни и железа осаждают из раствора хлорида кальци содой каустической в биде гидроксидов при значени х рН 8-10. Раствор хлорида кальци , очищенный от магни и железа, используют дл осаждени сульЛат-ионов не раствора хлорида натри в виде двуводного сульфата кальци . Двуводный сульфат кальци (гипс ) отде ггг от жидкой фазы. Раствор направл ют на очистку от кальци . Гипс под давёлнием при воздействии каустической и кальцинированной соды перевод т в карбонат кальци и декагидрат сульфата натри . Карбонат J aльци обрабатывают сол ной кислотойThis invention relates to; to the area of purification of the solution of chlorine sodium (brine) of electrolytic chlorine production from harmful impurities: calcium / magnesium, sulfate ions and iron ions. A known method of purifying sodium chloride solution, including caustic processing, dissolving the precipitate obtained in 2 stages with hydrochloric acid, followed by precipitation of sulphate ions obtained with calcium chloride tlj solution. However, this method is complex and, in addition, magnesium chloride contaminated with calcium and sodium contaminants is removed at the first dissolution, which is not used in the national economy .. The closest is the method of purifying sodium chloride solution for electrolysis, which is as follows . A solution of sodium chloride is soda-alkaline treated. Calcium carbonate, magnesium and iron hydroxides enter the solid phase. The solid phase is separated from liquid decantation and Filtration. The liquid phase is sent to electrolysis with the exception of part of the stream that is removed for purification from sulphate ions. The solid phase sludge sodazo-caustic purification is treated with hydrochloric acid. A 10–25% solution of calcium chloride containing 1–5% magnesium chloride and up to 0.01–1.0% ferric chloride is formed, and carbon dioxide is released into the gaseous phase. Carbon dioxide is subjected to alkaline treatment, and the resulting solution of soda ash is used to precipitate calcium from the solution. Magnesium and iron ions are precipitated from a calcium chloride solution by caustic soda in a hydroxide bide at pH values of 8-10. A solution of calcium chloride, purified from magnesium and iron, is used to precipitate the sullate ions in a solution of sodium chloride as calcium sulfate dihydrate. Calcium sulphate (gypsum) dividing yyyy from the liquid phase. The solution is directed to the removal of calcium. Gypsum under the influence of caustic and soda ash is converted to calcium carbonate and sodium sulfate decahydrate. J alcium carbonate is treated with hydrochloric acid

дл получени раствора хлорида кальци .to obtain calcium chloride solution.

В результате реализации данной cxefw получают очищенный растнор хлог; рида натри , содержаший , в SOj соответственно не более 5 мг/л 0,5 мг/л) 0,1 мг/л и 5-8 г/л,.а также декагидрат сульфата натри , передана емый потребителю, и неутлпизируемый lOnaM гидроокиси натри , загр зненный хлорцдом натри и гидроокисью железа.As a result of the implementation of this cxefw get purified rastor hloh; sodium chloride containing, in SOj, respectively, not more than 5 mg / l 0.5 mg / l) 0.1 mg / l and 5-8 g / l, .a also sodium sulfate decahydrate, given to the consumer, and unabsorbed lOnaM hydroxide sodium contaminated with sodium chlorates and ferric hydroxide.

Способ имеет следующие недостатки:The method has the following disadvantages:

трудность отделени осашка гидроксида магни , образуквдегосч при обработке каустической содой 10-25% .CaGljL, содержащего 1-5% MgCl,,. и 0,01-1,0% the difficulty of separating magnesium oxide oshka, which forms dehydration when processing caustic soda 10-25% .CaGljL containing 1-5% MgCl ,,. and 0.01-1.0%

наличие неутилизируемого вшамагидроксидов магни и железа, загр зненного хлоридом натри ;.the presence of non-utilizable magnesium and iron contaminated with sodium chloride contaminated;

сложность стадии перевода двувод7 ного гипса в декагидрат сульфата натри и карбонат кальци .the difficulty of converting dihydrogen gypsum to sodium sulfate decahydrate and calcium carbonate.

Целью насто щего изобретени вл етс упрощение способа.The object of the present invention is to simplify the process.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе очистки раствора хлорида натри от кальци , магни , железа и сульфатов, включающет его обработку содово-щелочным- раствором, . отделение осадка от маточного раствора , растворение осадка сол ной кислотой , осаждение из полученного раствора хлорида кгитьци гидроксидов магни и железа, осаждение раствором хло рида кальци сульфатом из маточного .раствора и отделени осадка, осаждениё гидроксидов магни и железа осушествл ют одновременно с осаждением сульфатов при рН 9,5-11,0 с последующим воэвратом осадка на стадию осаждени этих примесей в 3-х - 10-ти кратном отнраюнии к свежеобразующемус .This goal is achieved by the fact that in the process of purification of a solution of sodium chloride from calcium, magnesium, iron and sulphates, including its treatment with soda-alkaline solution,. separating the precipitate from the mother liquor, dissolving the precipitate with hydrochloric acid, precipitating magnesium and iron hydroxides from the resulting chloride solution, precipitating the calcium chloride solution with sulfate from the mother liquor and separating the precipitate, precipitating the magnesium and iron hydroxides at the same time as precipitating sulfates at pH 9.5–11.0 followed by a two-fold sediment at the stage of precipitation of these impurities in 3–10-fold relation to the freshly formed material.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

Раствор хлорида натри подвергают содово-щелочной обработке. Твердую фазу, состо щую из карбоната кальци И гидроксидов магни и железа, отдел ют от жидкой декантацией и фильтра цией.The sodium chloride solution is subjected to soda-alkali treatment. The solid phase, consisting of calcium carbonate AND magnesium and iron hydroxides, is separated from the liquid by decantation and filtration.

Жидкую фазу - раствор .хлорида натри , направл ют на электролиз за исключением части потока, выводимой дл очистки от сульфатов.The liquid phase, the sodium chloride solution, is sent to electrolysis with the exception of a portion of the stream that is removed for the removal of sulfates.

Твердую фазу - ишам содово-каустической очистки обрабатыва:от сол ной кислотой. При этом образуетс раствор содержащий 10-25% хлорида кальци , 1-5% хлорида магни г 0,01-1,0% хлорида железа, а в газообразную фазу выдел етс углекислый газ.The solid phase - isham soda-caustic treatment process: from hydrochloric acid. A solution containing 10–25% calcium chloride, 1–5% magnesium chloride, 0.01–1.0% iron chloride is formed, and carbon dioxide is released into the gaseous phase.

Углекислый газ после щелочной обработки можно использовать дл осаждени кальци из рассола.Carbon dioxide after alkaline treatment can be used to precipitate calcium from brine.

Далее раствор хлорида кальци , содержащий хлориды магни , железа и натри , без какой- либо обработки направл ют на десульфатиэацтоо раствора, которую провод т при значени х рН 9,511 ,0, интенсивном перемешивании и возврате в реакционную зону ишамов в З-х-10-ти-кратнсм отно1чении по массе к образующейс твердой фазе. Образующийс при этом осадок гипса с примесью гидроксидов магнч и железа хорошо осаждаетс и отдел етс от раствора. Поддержание величины рН 9,511 ,0 обеспечивает осаждение гидроксиг дов магни .и железа одновременно с гипсом и предотвращает св зывание кальци гидроксильными ионами. Возврат гипсового пшама в реакционную зону предотвращает образование гипсовых инкрустаций.Next, the calcium chloride solution containing magnesium, iron, and sodium chlorides, without any treatment, is sent to the desulfating solution, which is carried out at pH values 9.511, 0, vigorous stirring and return to the reaction zone of t-multiple mass ratio to the resulting solid phase. The resulting precipitate of gypsum mixed with hydroxides of magnch and iron precipitates well and separates from the solution. Maintaining a pH of 9.511, 0 ensures precipitation of magnesium hydroxygens and iron simultaneously with gypsum and prevents calcium from binding by hydroxyl ions. The return of gypsum pshama to the reaction zone prevents the formation of gypsum inlays.

Гипсовый шлам отдел ют от рассола декантацией, фильтрацией, отмывают водой до содержани NaCl не более 1%. Дл этого на фильтр достаточно подать воду в 1-5-ти-кратном отношении к массе твердой фазы.Gypsum slurry is separated from the brine by decantation, filtration, washed with water to an NaCl content of not more than 1%. To do this, it is enough to feed water to the filter in a 1-5-fold ratio to the mass of the solid phase.

Отмытый гипсовый шлам может быть использован в качестве сырь на заводах гипсовых в жущих и цементных заводах .The washed gypsum slurry can be used as a raw material in gypsum mills in cement and cement mills.

Таким образом, в насто щем способе дл осаждени сульфатов используют раствор хлорида кальци , загр зненный хлоридами магни и железа, без предварительного выделени последних, а сам процесс обессульфачивани провод при значени х рН 9,5-11,0, интенсивном перемешивании и возврате ретура в 3-Х-10-ТИ кратном отношении по массе к образукицемус осадку, гипсовый шлам отмывают до содержани хлорида натри менее 1%. Этот прием позвол ет достигнуть требуемой степени очистки рассола, полностью утилиз 1ровать шламы , образующиес на стадии содовокаустической очистки раствора хлорида натри , и получать осадок гипса такой чистоты, что он может быть использован в производстве цемента и гипсовых в жущих .материалов.Thus, in the present method, a solution of calcium chloride contaminated with magnesium and iron chlorides is used for precipitating sulphates without prior isolation of the latter, and the process of desulfurization is carried out at pH 9.5-11.0, vigorous stirring and return of the retur to the The 3-X-10-TI is a multiple ratio by weight to the formation of suction of the precipitate; the gypsum slurry is washed to less than 1% sodium chloride. This technique allows to achieve the required degree of brine purification, fully utilize sludge formed at the stage of soda-caustic purification of the sodium chloride solution, and obtain a gypsum precipitate of such purity that it can be used in the production of cement and gypsum materials.

Кроме того, учитыва сложность таких стадий известного способа, как: разложен)1е гипса на СаСО и на «jjgo xlO Hj.O и выделение гидроксида мегни из раствора хлорида кальци при высоком содержании (1-5%) , мож«о сделать вывод о значительном упрощении способа.In addition, taking into account the complexity of such stages of a known method, such as: decomposed) 1e of gypsum on CaCO and j jjgo xlO Hj.O and release of hydroxide hydroxide from calcium chloride solution with a high content (1-5%), we can conclude a significant simplification of the method.

Гипсовый шлам с примесью гидрокси .дов магни и железа целесообразно фильтровать и отмывать от хлорида натри на фильтр-прессе типа ФПЛ1СМ. При этом можно достичь содержани 3-8%, а NaCK 0,5%..It is advisable to filter the gypsum slurry mixed with hydroxy magnesium and iron impurities and wash off sodium chloride on a filter press of the type FPL1SM. In this case, it is possible to achieve a content of 3-8%, and NaCK 0.5% ..

Дл этого процесс фильтращ1и рексмендуётс проводить следуюсим обоазсм . Фильтровать суспензию при давлёнии 3-6 кГС/см. Отжим осадка проводить при давлении 6-10 кгс/см в течение 1-5 мин, воду на промывку по давать в 1-5 -ти кратнсм отноиюнии к массе образующегос осадка npi} дав лении, 6-10 кгс/см% повторный OTiraM проводить 1-5 мин при давлении 6г 10 кгс/см, повторный отким проводит при давлении 6-10 кгс/смЧ отдувку при давлении 2-10 кгс/сы - в течение 10-60 мин. Добавление к природному сырью nin сового шлама, обраэукт егос при очис ке раствора,улучшает прочность в жуцего. П р и м е р. Процесс проводили на опытной установке на модели рдстворо соответствующих составу производственного раствора хлорида натри . На содово-ще очную очистку направ л ют 300 л/ч раствора, содержащего г/л: ПаС - 300 1/2 м| ОД 0,01| «Од - 13, а также 150 л/ч раствора после ДесулбАати-. зации, содержащего, г/л: МэС1 - 300 1,5 - 4. Услови содово- цепочной очистки, прин тые в производствах хлора j из быток НадСС - 0,3 г/л МаОН - 0,10 ,3 г/л. Суспензию направл ют в отстойник. Жидкую фазу, в количестве 300.л/ч, содержащую 0,005 г/л . 0,0005 г/л Н 0,0001 г/л 10 гИл SO J декантируют и напрарл ю после фильтрации на механических фильтрах на электролиз, а 150 л/ч на десульфатйзацию. Сгущенную в отстойнику твердую фазу ртфильтровывгиот на Л:4лвтр-пресс типа ФПАКМ. Состав отфильтрованного ошама, % : СаСО - 76,9, М(у(ОН)г - ,4 t elOHk - 0,7.NaCl - 4,5; 10 ,5. Отфильтрованный шлам сбрапгаают в реактор с мешалкой. Дл растворени шлама используют 27% НС1. Сол нокислую обработку иотама провод т при значени х рН - 4tl. Удельна нагрузка на реактор 0,5 в час. При эгсм Образуетс 4,5 л/ч раствооа, содержащего , % Cacii - 26 MaClTL - 2 РеСЦ - 0,05, РеСОЮ - 0,05 MaCl 1 ,5. .Этот раствор направл ют в реактор десульфатизации. В реактор, предназначенный дл очистки рассола от сульфатЬв, поступает 150 л/ч рассола, содержащего 10 г/л. SO|, а также 4,5 л/ч раствора хлорида кальци , указанного выше состава. Дл создани заданной средЫ в реактор десульфатизации дозируют также раствор каустической соды. Опытную проверку узла десульфатизации провод т при значени х рН 9-12. Дл предотвращени образовани инкрустаций в реактор десульфатизации возвращают в различных опытах 36, 45 54, 108 и 1дО литров в час сгущенно й в отстойнике гипсовой суспензии, что составл ет соответственно 200% 250%, 300%, 600% и 1000% к массе образукхт ейс в реакторе твердой фазы. В первых двух .случа х на поверхности реактора и мешалки образу1отс трудно удал емое гипсовые инкрустации, в остальных .случа х образование гипсовых инкрустаций не обнаружено.Дальнейшее увеличение количества возвращаемой твердой фазы нецелесообразно. Установлена необходимость по цдержани в реакторе интенсивного перемешивани , обеспечивающего равномерное распределение твердой фазы в реакционной зоне. В противном случае обраэуютс гипсовые инкрустации.Состав твер.дой и жидкой фазы после десульфатизации раствора в зависимости 6т зна чений рН в реакционной зоне приведен в таблице (см. стр.. 11; .To this end, the filtering process and re-instrumentation is carried out following the obozz. Filter the suspension at a pressure of 3-6 kGS / cm. The sludge is pressed at a pressure of 6-10 kgf / cm for 1-5 minutes, the water for washing is given at 1-5 times the ratio to the mass of the formed precipitate npi} pressure, 6-10 kgf / cm% repeated OTiraM 1-5 min at a pressure of 6 g 10 kgf / cm, repeated otkim holds a stripping pressure of 6-10 kgf / cmH at a pressure of 2-10 kgf / s for 10-60 min. Adding nin sludge to natural raw materials, processing it when cleaning the solution, improves the strength in the pill. PRI me R. The process was carried out on a pilot plant on the model of a solution corresponding to the composition of the production solution of sodium chloride. At the soda-saline internal cleaning, a 300 l / h solution containing g / l: PaC - 300 1/2 m | OD 0.01 | “Od - 13, as well as 150 l / h of solution after DesulbAati-. Contents, containing, g / l: MeC1 - 300 1.5 - 4. The conditions of soda-chain cleaning, taken in the production of chlorine j from the NADSS excesses - 0.3 g / l, NaOH - 0.10, 3 g / l. The slurry is sent to a sump. The liquid phase in the amount of 300.l / h, containing 0.005 g / l. 0.0005 g / l N 0.0001 g / l 10 gIl SO J is decanted towards the electrolysis after filtration on mechanical filters, and 150 l / h for desulfation. The solid phase of the mercury filter is condensed in a settling tank per L: 4lvtr-press type FPAKM. The composition of the filtered osham,%: CaCO - 76.9, M (y (OH) g -, 4 t elOHk - 0.7.NaCl - 4.5; 10, 5. Filtered sludge is dumped into the stirred reactor. To dissolve the sludge 27% HC1 is used. Iotam hydrochloride treatment is carried out at pH values of 4tl. The specific load on the reactor is 0.5 per hour. At a constant volume of 4.5 L / h of solution is formed, containing,% Cacii - 26 MaClTL - 2 ResSC - 0.05, POC-0.05 MaCl 1, 5. This solution is sent to the desulfation reactor. 150 l / h of brine containing 10 g / l of SO | is fed into the reactor to purify the brine from sulphate, also 4.5 l / h chloride solution altsi of the above composition. A solution of caustic soda is also metered into the desulfatization reactor to create a predetermined medium. A pilot test of the desulfatization unit is carried out at pH values of 9-12. To prevent the formation of incrustations into the desulfation reactor, various experiments are returned 36, 45 54, 108 and 1 dO liters per hour condensed gypsum slurry in the sump, which is respectively 200% 250%, 300%, 600% and 1000% by weight of the mixture in the solid-phase reactor. In the first two cases, the gypsum inlays are difficult to remove on the surface of the reactor and the agitator, while in the remaining cases the formation of gypsum inlays is not detected. A further increase in the amount of solid phase returned is impractical. The need to maintain vigorous stirring in the reactor, ensuring uniform distribution of the solid phase in the reaction zone, has been established. Otherwise, gypsum inlays are formed. The composition of the solid and liquid phases after desulfatization of the solution, depending on 6t pH values in the reaction zone, is given in the table (see p. 11 ;.

)j Са(он),) j Ca (he)

Claims

Claim

A method for purifying sodium chloride solution of calcium, magnesium, iron, and sulfates, comprising its processing sodovoschelochnym solution compartment 35. The precipitate from the mother liquor, tensile ⁹ Vorenus precipitate with hydrochloric acid, precipitation from the obtained magnesium chloride kaldhiya hydroxide solution and the 'Lez, solution deposition calcium chloride sulfates from the mother liquor and separation of the precipitate, characterized in that, in order to simplify the method, the precipitation of magnesium and iron hydroxides is carried out simultaneously with the precipitation of sulfates at a pH of 9.5-11.0, followed by m • return sludge in the precipitation of these impurities in step 3-10 whith respect to fold svezheobrazuyuschemusya.

so