Спосіб приготування розчину нітрату міді та установка для його здійснення

1 Спосіб приготування розчину нітрату МІДІ, що включає розчинення металевої МІДІ В азотній кислоті при перемішуванні до досягнення необхідної концентрації нітрату МІДІ, ЯКИЙ відрізняється тим, що стадії розчинення та приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентрації здійснюють окремо, перемішування металевої МІДІ з азотною кислотою здійснюють висхідним потоком азотної кислоти з наступним перетіканням верхнього рівня одержаного робочого розчину на стадію приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентрації 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що додатково перемішування здійснюють висхідним потоком робочого розчину нітрату МІДІ 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що висхідний потік азотної кислоти або висхідний потік робочого розчину нітрату МІДІ направляють зі швидкістю 150 - 250дм3/год 4 Установка для приготування розчину нітрату МІДІ, яка містить збірник азотної кислоти, розчинник з верхнім та нижнім отворами, з'єднаний з ємністю готового продукту, яка відрізняється тим, що вона додатково містить насос, а розчинник додатково обладнаний щонайменше одним решетом, закріпленим в його нижній частині, але вище нижнього отвору, вхід насоса з'єднаний зі збірником азотної кислоти, а його вихід - з нижнім отвором розчинника, з'єднання розчинника з ємністю готового продукту виконано з можливістю перетікання верхнього рівня робочого розчину нітрату МІДІ з розчинника в ємність готового продукту 5 Установка за п 4, яка відрізняється тим, що вона додатково містить другий насос, вхід якого з'єднаний з виходом ємності готового продукту, а його вихід з'єднаний з нижнім отвором розчинника (О ю Запропонований винахід відноситься до хімічної галузі, зокрема до приготування розчинів нітратів МІДІ, які можуть бути використані в процесах виробництва каталізаторів та інших процесах Відомий спосіб та установка приготування розчину нітрату МІДІ ШЛЯХОМ розчинення метале вої МІДІ в розчиннику, обладнаному мішалкою В розчинник завантажують ЗО - 32% азотну кислоту, додають окремими порціями МІДНІ стружки, куски та обрізки Спочатку реакція проходить інтенсивно без нагрівання з великим виділенням оксидів азоту, які направляють для поглинання кислотою або лугом, Після ТОГО, ЯК реакція закінчується (через 6 - 8 годин) без нагрівання, розчин підігрівають до температури 60 - 70°С і продовжують процес розчинення до повного закінчення виділення оксидів азоту за температури 60 - 70°С Після цього розчин зливають з реактора Залишок МІДІ на дні реактора розбавляють водою і фільтрують через сукно [1] Недоліком відомого способу та установки є те, що вони характеризуються значним виділенням оксидів азоту в процесі розчинення МІДІ та значною протяжністю процесу розчинення Найбільш близьким за технічною сутністю та досягаємим результатом є спосіб приготування розчину нітрату МІДІ, включаючий розчинення металевої МІДІ в азотній кислоті при перемішуванні до досягнення необхідної концентрації нітрату МІДІ [2] Установка для приготування розчину нітрату МІДІ включає збірник азотної кислоти, розчинник з 51461 верхнім та нижнім отворами, з єднаний з ємністю готового продукту Спосіб та установка працюють наступним чином Мідь спочатку нарізають на куски розміром 150 х 200мм, завантажують в ванну, де очищають від грязі і СЛІДІВ масла шляхом пропарювання В розчинник заливають 200дм3 глибокообессоленої води і завантажують 245 + / - 5кг МІДІ ПІСЛЯ завантаження МІДІ кришку верхнього отвору щільно закривають Включають установку двохступенчатого очищення нітрозних газів від оксидів азоту подають воду в змійовик розчинника і в холодильник нітрозних газів Включають мішалку Потім із мірника (збірника кислоти) повільно, через дозіровочну шайбу, зливають 1380 - 1400дм3 55%-оі азотної кислоти протягом 3 - 4 годин Температуру розчинення підтримують в межах 60 - 70°С Одержаний розчин зливають в ємність [2] Недоліком відомого способу є те, що він характеризується значним виділенням оксидів азоту, які не використовуються в процесі розчинення МІДІ Це обумовлене тим, що процес розчинення МІДІ здійснюють шляхом механічного перемішування з допомогою мі шапки, що обумовлює значне виділення оксидів азоту з розчину у вільний об'єм розчинника, який знаходиться над розчином В основу винаходу поставлена задача створення такого способу приготування розчину нітрату МІДІ, в якому шляхом зміни умов процесу забезпечується можливість зменшення виділення оксидів азоту з розчину у вільний об'єм розчинника Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі приготування розчину нітрату МІДІ, який включає розчинення металевої МІДІ В азотній кислоті при перемішуванні до досягнення необхідної концентрації нітрату МІДІ, ЗГІДНО З запропонованим винаходом, стадії розчинення та приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентрації здійснюють окремо, перемішування металевої МІДІ З азотною кислотою здійснюють висхідним потоком азотної кислоти з наступним перетіканням верхнього рівня одержаного робочого розчину на стадію приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентрації Поставлена задача вирішується також тим, що додатково перемішування здійснюють висхідним потоком робочого розчину нітрату МІДІ Поставлена задача вирішується також тим, що висхідний потік азотної кислоти або висхідний потік робочого розчину нітрату МІДІ направляють з швидкістю 150 - 250дм3/год Здійснення перемішування МІДІ З азотною кислотою висхідним , тобто направленим вверх, потоком азотної кислоти, разом з наступним перетіканням верхнього рівня робочого розчину на стадію приготування розчину необхідної концентрації обумовлює здійснення процесу розчинення у внутрішньому об'ємі робочого розчину під тиском стовпа розчину, що спричиняє збільшення концентрації оксидів азоту в робочому розчині та їх розчинення, в результаті чого зменшується виділення оксидів азоту з розчину у вільний об'єм розчинника, який знаходиться над розчином При здійсненні запропонованого способу КІЛЬКІСТЬ ОКСИДІВ азоту в нітрозних газах, що подають на абсорбцію після стадії розчинення зменшується практично в 10 разів з 10%об у відомому способі до ~ 1 %об у запропонованому способі Наступною перевагою запропонованого способу є інтенсифікація процесу розчинення МІДІ та можливість здійснення процесу розчинення МІДІ як в періодичному циклі, так і безперервно, так як в процесі перемішування МІДІ ВИСХІДНИМ ПОТОКОМ азотної кислоти утворюються також НИЗХІДНІ ПОТОКИ, що обумовлює підтримання частинок МІДІ у суспендованому стані, забезпечує таким чином найбільшу поверхню контакту з розчином та класифікацію частинок МІДІ по висоті, що дозволяє безперервно відводити чистий робочий розчин із стадії розчинення на стадію приготування розчину необхідної концентрації Відомий спосіб включає - розчинення металевої МІДІ В азотній кислоті при перемішуванні металевої МІДІ З азотною кислотою висхідним потоком азотної кислоти з наступним перетіканням верхнього рівня одержаного робочого розчину на стадію приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентратах - приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентрації Після подання необхідної КІЛЬКОСТІ азотної кислоти визначають концентрацію нітрату МІДІ За необхідності, коли в процесі перемішування азотної кислоти та металевої МІДІ не досягають повного розчинення МІДІ, тоді, додатково, на стадії розчинення МІДІ перемішування здійснюють висхідним потоком робочого розчину нітрату МІДІ, який направляють із стадії приготування розчину нітрату МІДІ необхідної концентрації Висхідний ПОТІК азотної кислоти або висхідний потік робочого розчину нітрату МІДІ направляють з швидкістю 150 - 250дм3/год Відома також установка для приготування розчину нітрату МІДІ яка включає збірник азотної кислоти, розчинник з верхнім та нижнім отворами, з'єднаний з ємністю готового продукту [2] Недоліком відомої установки є те, що процес розчинення МІДІ здійснюють шляхом механічного перемішування з допомогою мішалки, що обумовлює значне виділення оксидів азоту у вільний об'єм розчинника, який знаходиться над розчином, В основу винаходу поставлена задача створення такої установки для приготування розчину нітрату МІДІ, в якій, шляхом введення додаткового елемента, зміни конструкції відомого елемента установки, та нового взаємозв'язку цих елементів та відомих елементів установки між собою, забезпечується можливість зменшення виділення оксидів азоту у вільний об'єм розчинника, який в процесі роботи знаходиться над розчином Поставлена задача вирішується тим, що відома установка для приготування розчину нітрату МІДІ яка включає збірник азотної кислоти, розчинник з верхнім та нижнім отворами, з'єднаний з ємністю готового продукту, згідно з запропонованим винаходом, додатково включає насос, а розчинник додатково обладнаний, по меншій мірі, одним решетом, закріпленим в його нижній частині, але вище нижнього отвору, вхід насоса з'єднаний із збірником азотної кислоти, а його вихід з нижнім отвором розчинника з'єднання розчинника з ємністю готового продукту виконано з можливістю пере 51461 тікання верхнього рівня робочого розчину нітрату МІДІ із розчинника в ємність готового продукту Поставлена задача вирішується також тим, що вона додатково включає другий насос, вхід якого з'єднаний з виходом ємності готового продукту, а його вихід з'єднаний з нижнім отвором розчинника Введення у відому установку додаткового насосу, зміна конструкції відомого розчинника, новий взаємозв'язок виходу насоса з нижнім отвором розчинника та виконання з'єднання розчинника з ємністю готового продукту з можливістю перетікання верхнього рівня робочого розчину нітрату МІДІ із розчинника в ємність готового продукту, створюють в процесі роботи умови для виконання функції перемішування вихідних компонентів - МІДІ та азотної кислоти самим середовищем та забезпечують можливість зменшення виділення оксидів азоту з розчину у вільний об'єм розчинника КІЛЬКІСТЬ ОКСИДІВ азоту в нітрозних газах, які направляють із стадії розчинення на абсорбцію зменшується практично в 10 разів з 10%об на ВІДОМІЙ установці до ~ 1%об на запропонованій установці Наступною перевагою запропонованої установки є інтенсифікація процесу розчинення МІДІ та можливість здійснення процесу розчинення МІДІ як в періодичному циклі, так і безперервно, так як в процесі перемішування МІДІ ВИСХІДНИМ ПОТОКОМ азотної кислоти утворюються також НИЗХІДНІ ПОТОКИ, що обумовлює підтримання частинок МІДІ у суспендованому стані, забезпечує таким чином найбільшу, поверхню контакту з розчином та додатково забезпечує класифікацію частинок МІДІ ПО ВИСОТІ, що дозволяє безперервно відводити чистий робочий розчин із стадії розчинення на стадію приготування розчину необхідної концентрації Запропонована установка пояснюється схемою (Фіг) установки Установка включає, з'єднані між собою послідовно, збірник кислоти 1, насос 2, розчинник 3, ємність готового продукту 4 і другий насос 5 Розчинник 3 обладнаний нижнім та верхнім отворами, сорочкою для охолодження і, додатково, сорочкою для нагрівання, та, по меншій мірі, одним решетом 6, закріпленим в його нижній частині, але вище нижнього отвору Виходи насоса 2 та другого насоса 5 з'єднані з нижнім отвором розчинника 3 Розчинник 3 з'єднаний з ємністю готового продукту 4 з можливістю перетікання верхнього рівня робочого розчину з розчинника 3 в ємність 4 Установка додатково обладнана сепаратором 7, вхід якого з'єднаний з виходом нітрозних газів з розчинника 3, вихід газів із сепаратора 7 направляється на установку абсорбції оксидів азоту Запропонований спосіб та установка в роботі пояснюються наступним прикладом Через верхній отвір розчинника 3, на закріплене в його нижній частині решето б, завантажують 3000кг металевої катодної МІДІ у вигляді кусків розміром 150 - 200мм, подають воду в сорочку розчинника, заповнюють до лінії переливання розчинник 3 розчином 32 - 35% азотнокислої солі МІДІ, включають насос 2 і прокачують ЗО - 35% азотну кислоту із збірника 1 в розчинник 3 з швидкістю 150 - 250дм3/годину Робочий розчин кислоти з верхнього рівня розчинника 3 по лінії переливання направляється в ємність 4 Після подання 2000дм3 азотної кислоти визначають концентрацію нітрату МІДІ ЯКЩО МІДЬ розчинюється не повністю, то здійснюють циркуляцію розчину азотаокислої МІДІ насосом 5 з ємності 4 в розчинник 3 до досягання необхідної концентрації МІДІ - 170 - 200г/дм3 Нітрозні гази з розчинника З направляють в сепаратор 7, звідки їх направляють на абсорбцію КІЛЬКІСТЬ ОКСИДІВ азоту в нітрозних газах перед установкою абсорбції становить 0,92%об Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі 1 М А Миниович, Соли азотной кислоти (нитраты) , Госхимиздат , 1946г с 155 2 Постоянный технологический регламент Чирчикского ПО«Электрохимпром» производства катализатора синтеза метанола СНМ - 1, утв 29 12 86г, с 7 - 8 (прототип) 51461 На ОБСОРБЦІЮ Водо Фіг ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71