Спосіб переробки твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію

Реферат: Винахід належить до галузі неорганічної хімії і стосується способів переробки твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію. Новим у винаході є те, що як сировину використовують тверді відходи хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію, які містять карбонат кальцію і гідроксид магнію, розведення сировини водою проводять до одержання суспензії, яку піддають карбонізації до утворення розсолу, що містить гідрокарбонат магнію і карбонат кальцію. Після чого на прес-фільтрі з розсолу відокремлюють карбонат кальцію, відділений карбонат кальцію висушують. Розсіл, що залишився, подають на декарбонізацію, де утворюється осад основного карбонату магнію, який прожарюють при температурі 350-400 °C і виділяють активний оксид магнію. Нагрівання в декарбонізаторі здійснюють теплом конденсату випарних апаратів парових котлів. Застосування даного винаходу забезпечує зменшення теплового навантаження на навколишнє середовище, екологічність переробки відходів та ефективне використання енергоресурсів. UA 103292 C2 (12) UA 103292 C2 UA 103292 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі неорганічної хімії і призначений для переробки відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію (NaCl) із соляних розсолів. Відомий спосіб одержання оксиду магнію, за яким як сировину використовують талькомагнезіт або відходи збагачення тальку з талькомагнезітових руд, сировину піддають випалу з метою декарбонізації карбонату магнію, отриманий оксид магнію для відділення від осаду переводять в розчинний у воді гідроксид магнію шляхом карбонізації в умовах підвищеного тиску, з розчину при нагріванні осаджують гідроксид-карбонат магнію, осад, що випав, відокремлюють і прожарюють при температурі 900-1100 °C для отримання чистого оксиду магнію (RU 2372289 С1, 10.11.2009). До недоліків аналогу відноситься те, що при здійснені способу використовують випал сировини, що призводить до викиду шкідливих парникових газів, після його здійснення залишаються шкідливі відходи, які вивозять на звалища, все це забруднює навколишнє середовище, крім цього для здійснення способу використовуються значні енергоресурси. Найбільш близьким за технічною суттю до винаходу, що заявляється, є, вибраний за прототип, спосіб отримання карбонату магнію разом з карбонатом кальцію та сульфатом натрію, використовуючи шлам очищених лужних відходів, який полягає в тому, що вказані відходи промивають, осаджують і фільтрують, фільтрат подають на карбонізацію, після чого відфільтровують карбонат кальцію, потім фільтрат нагрівають і розкладують з осадженням карбонату магнію (CN 102070163 А, 25.05.2011). У відомому способі здійснюється переробка рідких розчинив відходів содового виробництва, його недоліками є використання карбонату натрію, великої кількості води для промивки від хлоридів, при цьому вода зі змитими хлорид- і сульфат іонами потрапляє в відстійники, тобто шкідливі речовини забруднюють навколишнє середовище. Високотемпературний нагрів спричиняє виділення парникового газу (вуглекислого газу), при цьому споживається велика кількість енергоресурсів (нагрів рідкої фазі до температури 100-105 градусів), а також використовується складне технологічне обладнання (промивні апарати, карбонізаційні колони, сушильні центрифуги, відстійники шламу). В основу винаходу поставлена задача створення способу переробки твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію, що за рахунок припинення викиду шкідливих відходів, які забруднюють навколишнє середовище, і одержання корисних для промисловості продуктів - карбонату кальцію (СаСО3) та оксиду магнію (MgO), зменшення теплового навантаження на навколишнє середовище, забезпечується екологічність переробки відходів, крім цього ефективно використовуються енергоресурси, що підвищує технологічну ефективність способу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі переробки твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві солі NaCl, що полягає в розведенні водою сировини з наступною карбонізацією, подальшим осадженням осаду і його прожарюванням, декарбонізацією розсолу, що залишився, та прожарюванням відокремленого осаду, згідно до винаходу, як сировину використовують тверді відходи хімічної очистки соляних розсолів при виробництві солі хлориду натрію (NaCl), які містять карбонат кальцію (СаСО 3) і гідроксид магнію (Mg(OH)2), розведення сировини водою проводять до одержання суспензії, яку піддають карбонізації до утворення розсолу, що містить гідрокарбонат магнію (Mg(HCO 3)2) і карбонат кальцію (СаСО3), після чого на прес-фільтрі з розсолу відокремлюють карбонат кальцію (СаСО3), відділений карбонат кальцію (СаСО3) висушують, а розсіл, що залишився, подають на декарбонізацію, де утворюється осад основного карбонату магнію 3MgHCO 3*Mg(OH)2, який прожарюють при температурі 350-400 °C і виділяють активний оксид магнію (MgO), нагрівання в декарбонізаторі здійснюють теплом конденсату випарних апаратів парових котлів. Як сировину використовують тверді відходи хімічної очистки соляних розсолів, карбонату кальцію (СаСО3) і гідроксиду магнію (Mg(OH)2), що залишаються в процесі одержання солі хлориду натрію (NaCl), що проводять за відомим способом наступним чином. Воду подають в свердловину, що пробурена в пласті солі, в процесі насичення отримують насичений розсіл + 2+ 2+ 2+ солі, який подається на очищення. У розсолі містяться наступні іони: Na , Ca , Mg , Sr , Сl , 2SO4 , які утворюють наступні сполуки: NaCl, СаСl2, СаSO4, MgCl2, MgSO4, SrSO4, Fе2О3. Даний розсіл попередньо очищують від іонів кальцію, магнію, стронцію, оксидів заліза. Далі через фільтри його очищають від сульфатів, а на магнітному сепараторі видаляють оксиди заліза. Очищений таким чином розсіл подають на остаточне очищення, в процесі якого до нього додають каустичну соду NaOH і кальциновану соду Na 2СО3. Після реакції в осад випадають карбонат СаСО3 і гідроксид магнію Mg(OH)2 - тверді відходи виробництва NaCl. Завдяки способу, що заявляється, забезпечується в повному обсязі використання твердих відходів виробництва NaCl, які раніше вивозили на звалище, ці відходи перероблюють, 1 UA 103292 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 одержуючи корисні для промисловості продукти - карбонат кальцію (СаСО3) та оксид магнію (MgO). Розведення водою твердих відходів, що містять карбонат кальцію (СаСО 3) і гідроксид магнію (Mg(OH)2) до одержання суспензії дозволяє перевести ці речовини у зважений стан для подальшої карбонізації з метою переведення нерозчиненого гідроксиду магнію (Mg(OH) 2) у розчинний гідрокарбонат магнію (Mg(HCO3)2) в стані розсолу. Це дозволяє відокремити з розсолу карбонат кальцію (СаСО3), тобто без використання агресивних хімічних речовин виділити з шкідливих для навколишнього середовища відходів корисний продукт - карбонат кальцію (СаСО3). Декарбонізація розсолу, що залишився, дозволяє перевести розчинний гідрокарбонат магнію (Mg(HCO3)2) у осад основного карбонату магнію 3MgHCO 3*Mg(OH)2. Прожарювання осаду проводять при температурі 350-400 °C, яка достатня для повного його розкладення і отримання без надмірного теплового навантаження навколишнього середовища корисного продукту - активного оксиду магнію (MgO). Таким чином при здійсненні способу, що заявляється, перероблюють в повному обсязі тверді відходи виробництва NaCl, які раніше вивозили на звалище, при цьому не використовують агресивних хімічних речовин, зменшують теплове навантаження на навколишнє середовище. Завдяки тому, що речовини, які необхідні для здійснення способу, мають невисокий температурний режим для їх перетворення, використовують вторинні енергоресурси: тепло конденсату випарних апаратів парових котлів, що підвищує технологічну ефективність способу і спрощує процес в цілому. При використанні способу, що заявляється, відсутня необхідність використовувати дорогі енергоресурси, застосовувати дороге обладнання, печі, згущувачі. Здійснення способу, що заявляється, пояснюється кресленням. На кресленні наведена схема з приладів для здійснення способу переробки твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві солі NaCl. Схема складається з резервуару 1 для розведення водою твердих відходів, вихід якого з'єднаний з карбонізатором 2, до якого передбачено надходження димового газу. Вихід карбонізатора 2 підключений до прес-фільтра 3, один вихід якого з'єднаний з декарбонізатором 4, а другий вихід прес-фільтра 3 з'єднаний з термоприладом для сушіння 7, до якого передбачено надходження димового газу. До термоприладу для сушіння 7 приєднаний вхід дробильні 8. Вихід декарбонізатора 4, до якого передбачено надходження тепла конденсату парових котлів, з'єднаний з прес-фільтром 5, вихід якого з'єднаний з термоприладом для прожарювання 6. Спосіб здійснюється наступним чином. До резервуару 1 надходять 600 кг твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів: карбонат СаСО3 і гідроксид магнію Mg(OH)2, і 2400 л води для розведення цих твердих відходів водою до стану суспензії. Отриману суспензію подають до карбонізатору 2, куди надходить димовий газ котелень для насичення суспензії вуглекислим газом, причому на 1 л суспензії подають 0,5 л газа за хвилину протягом 1,5 часу. Після карбонізації отримують в стані розсолу з щільністю 1,02 г/л розчинний гідрокарбонат магнію (Mg(HCO 3)2) і осад карбонату кальцію (СаСО3). Розсіл подають до прес-фільтру 3, де відділяють осад карбонату кальцію (СаСО3) та подають його в термоприлад для сушіння 7, до якого надходить димовий газ котелень з температурою 130 °C. Висушують осад карбонату кальцію (СаСО3) до остаточної вологості 0,5 % і направляють його у дробарка 8 де розмелюють до фракції 1-2 мкм. Кількість карбонату кальцію, а саме: крейди, що хімічно осаджена, що відповідає вимогам ГОСТ 8253-79, становить 564 кГ. Розсіл, що залишився після проходження прес-фільтра 3, надходить до декарбонізатора 4, в який подають тепло конденсату випарних апаратів парових котлів, при температурі 50 °C в декарбонізаторі переводять розчинний гідрокарбонат магнію (Mg(HCO 3)2) у осад основного карбонату магнію 3MgHCO3*Mg(OH)2 до утворення дрібнодисперсних кристалів, які подають до прес-фільтру 5, а з нього до термоприладу 6 для прожарювання, де встановлюють температуру 350-400 °C і виділяють активний оксид магнію (MgO), який відповідає вимогам ГОСТ 4526-75, в кількості 36 кГ. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Спосіб переробки твердих відходів хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію, що полягає в розведенні водою сировини з наступною карбонізацією, подальшим осадженням осаду і його прожарюванням, декарбонізацією розсолу, що залишився, 2 UA 103292 C2 5 10 та прожарюванням відокремленого осаду, який відрізняється тим, що тверді відходи хімічної очистки соляних розсолів при виробництві хлориду натрію містять карбонат кальцію (СаСО 3) і гідроксид магнію (Mg(OH)2), розведення сировини водою проводять до одержання суспензії, яку піддають карбонізації до утворення розсолу, що містить гідрокарбонат магнію (Mg(HCO3)2) і карбонат кальцію (СаСО3), після чого на прес-фільтрі з розсолу відокремлюють карбонат кальцію, відділений карбонат кальцію висушують, а розсіл, що залишився, подають на декарбонізацію, де утворюється осад основного карбонату магнію (3MgHCO3*Mg(OH)2), який прожарюють при температурі 350-400 °C, і виділяють активний оксид магнію (MgO). 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що нагрівання в декарбонізаторі здійснюють теплом конденсату випарних апаратів парових котлів. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3