Способ очистки алюминатных растворов с высоким начальным содержанием органических примесей

 

СПОСОБ ОЧИСТКИ АЛЮМИНАТ1ШХ РАСТВОРОВ. С ВЫСОКИМ НАЧАЛЬНЫМ СОДЕР- ЖАНИБМ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ,вКЛЮчги ( окисление органических примесей озоном с постоянной скоростью подачи озоновоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и удешевления процесса, окисление ведут при непрерьшном увеличении концентрации озона в озоновоздушной смеси со скоростью 0,5-2,0

„„SU„„ 7423 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Р С 01 Г 7/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙК ABT0PCHOSIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3386925/22-92 (22) 05. 02.82 (46) 30.11.83. Бюл. 9 44 (72) И.В.Николаев, Д,С.Стародубцев, Н.Б.Сократова и T.Е.Корнийко (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт стали и спла» вов (53) 669.712(088.8) (54) (57) СПОСОБ ОЧИСТКИ AEOMMHATHHX

РАС 1 ВОРОВ. С BHCOKHM НАЧАЛЬНЫМ СОДЕР )

Л(АНИЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ включающий окисление органических примесей озоном с постоянной скоростью подачи озоновоздушной смеси, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьыения производительности и удешевления процесса, окисление ведут при непрерывном увеличении концентрации озона в озоновоздушной смеси со скоростью 0,5-2,0 мг л мин "

1057423

Изобретение относится к очистке от органических примесей алюминатных растворов производства глинозема.

Известен способ очистки алюми-. натных растворов от органических . примесей, по которому очистку осу- 5 ществляют путем обработки раство. Ра киэеритом (MgSO4 Н О) в количестве .1 кг на кубический метр раствора.

Способ- является адсорбционным и дает возможность осадить до 43 акра- 1О шенных органических веществ. При про-i ведении процесса при повышенной температуре (б0-70ОС) и перемешивании степень очистки раствора доводят до 75%. 15.

Указанный способ требует дополнительных операций по фильтрации осажденных веществ, промывке осадка и регенеРации MgS04 в жестких условиях и сопровождается потерей глинозема в виде 5MgO A 203

Известен также способ разложе-. ния органических соединений, содержащихся в маточном растворе алюмината натрия. Окисление органических . соединений проводят кислородом под давлением 2-5 атм и при 200 С. После охлаждения до комнатной температуры иэ раствора выпадает осадок оксалата натрия, который отфильтровывают.

Данный способ характеризуется ЗО сложностью аппаратурного оформления и жесткими параметрами процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очи- 35 стки алюминатных Растворов с высоким начальным содержанием органических примесей, включающий окисление органических примесей озоном с постоянной скоростью подачи озоновоэдушной сме- 4О си.

Способ осуществляют в Ре кторе для озонирования сильнопенящихся щелочно-алюминатных растворов. В качестве окислителя применяют озон В" составе оэоновоэдушной смеси. Процесс осуществляется при концентрациях озона 9,6,20 и 24 мг/л, каждая из которых сохраняется .до конца опыта. Удельный расход озона составляет при этом 2,5-5,0 г на грамм окислен ной органики в зависимости от качества перерабатываемых бокситов. Средняя глубина очистки составляет 50%, т.е. концентрация органических соединений снижается от 2,3-2,4 г 02/л до 1,2-1,5 r 02/ë, Недостатками известного способа являются низкая производительность и высокая стоимость. Удельный расход озона очень велик (2,5-5,0 г/г) и бО даже при двухступенчатом озонировании стоимость очистки 1 кг органики составляет 4,2 руб. Время очистки алюминатных растворов от органики нг

506 черезвычайно велико и "оставляет

2-7 ч, причем наблюдается значительный проскок озона, что увеличивает, удельный раскод его от 5,0 до 13,0 r/r после снижения содержания оргачики примерно на. 35%. Такое увеличение расхода оэсна связано с повышением содержания более стойких к окислению органических соединений в составе растворов. Средняя производительность установки составляет в расчете на.окисляемую органику

5,4 мг/мин.

Цель изобретения — повышение производительности и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу очистки алюминатных растворов с высоким начальным содержанием органических примесей, включающему окисление органических примесей озоном с постоянной скоростью подачи оэоновоздушной смеси, окисление ведут при непрерывном увеличении концентрации озона в оэоновоздушнай смеси со скоростью 0,52,0 мг л 1мин-1.

В растворе протекают две конкурирующие реакции: ВН+О -АДНО +Н", (а) и

20 - 02.(б).

В начале процесса, когда достаточно высока концентрация органических соединений, озон преимущественно расходуется на их окисление (а). По мере снижения концентрации органических соединений и увеличения доли трудноокисляеьых компонентов в растворе скорость реакции (а) настолько снижается, что фактически весь озон либо уходит из. зоны реакции, не прореагировав (проскок), либо расходуется на образование кйслорода (6).

Так происходит, если концентрация озона остается постоянной. При непрерывном увеличении концентрации озона в газе по мере снижения содержания органики скорость реакции (а) поддерживается на достаточно высоком уровне и практически весь озон рас(ходуется в целевом направлении, Пример 1; Алюминатный раствор с содержанием Na О 220 г/л и ис2 ходным содержанием органических соединений ХПК (химическое потребление кислорода) :?,4 .r o2/ë озонируют в течение 18 мин. В табл.1 приведены данные по снижению ХПК при увеличении содержания озона в озоновоэдушной смеси (концентрация) со скоростью

1,1 мг ° л".мин ".

Удельный расход озона составляет 0,84 г/r,, производительность по окисляемой органике 5,5 мг/мин.

Пример 2. Алюминатный раствор . с содержанием органики 2,0 г О /л озонируют в течение 18 мин.

В табл,2 приведены данные по снижению ХПК при увеличении концентоа1057423

Таблица 1

Время от начала опыта, мин

Показатель

0 4 8 10 14 18

2,40 2р00 1 60 1,50 1,25 1,20

ХПК, r 02 /л

Концентрация озона в ис-. ходном газе, мг/л

4,0 8,5 12,8 15,0 19,5 24,0 ции.озона в озоновоздушной смеси со скоростью 0,5 мг л мин .

Удельный расход озона составляет

0.,85 г/r, производительность

5,5 мг/мин. 5

Пример 3. Алюминатный раствор с содержанием. органики 2,9 г

O2/л озонируют в течение 14 мин.

В табл.3 приведены данные по сни.жению ХПК при увеличении концентрации озона в озоновоздушной смеси со скоростью 2,0 мг-л "мин

Удельный расход озона составляет

0,80. г/г, производительность

10,0 мг/мин.

Объемная скорость подачи озоновоэдушной смеси во всех примерах постоянна и равна,180 ч ".. . Требуемая степень очистки алюминатных растворов составляет 0,91,0 r О>/л. Предлагаемый способ 20 очистки может обеспечить и более высокую степень. Так ttpH озонировании в течение 45 мин алюминатного раствора с содержанием Na>O 220 г/л .и исходным содержанием органики (ХПК) 25

2,8 г 02/л достигается .снижение ХПК до 0,5 r 0>/л при увеличении содержания О„ в озоновоздушной смеси от

5,0 до 44,0 мг/л.

При скоростях увеличения, концент- ЗО рации О меньших 0,5 Mr/мин наблюдается значительный расход 0 на конкурирующие реакции. Например, при скорости увеличения концентрации 03

0,4 мг/мин за 75 мин озонирования в 35 .раствор вводят такое же количество

О, как и в примере 2. При этом ХПК сйижается лишь до 1,4 г О2/л.

При скоростях увеличения концентрации 03 больших 2,0 мг/мин на- 4g блюдается проскок ОЗ. В указанном интервале скоростей степень использо- . вания О в целевом направлении сос-. тавляет 92-94%. При увеличении скорости до 2,2 мг/мин степень исполь- 45 эования О снижается до 683.

Как следует иэ примеров, для окисления органических:примесей алюмнНатного раствора с исходным ХПК

2,4 г02/л на 50% требуется 18 мин при скорости подъема концентрации озона 1,1 мг л "мин-"и максимальной концентрации озона 24,0 мг/л. Такая же очистка по способу-прототипу при постоянной концентрации озона в озоновоздушной смеси, подаваемой на окисление раствора, равной 24 мг/л, требует 280 мин, т.е. длительность процесса в 15 -раэ больше.

Следовательно,. использование предлагаемого способа очистки .щелочно-алюминатных растворов позволяет добиться 50%-ного снижения содержания органических компонентов в зависимости от скорости подъема концентрации озона и исходного ХПК за время в 15-20 раз меньшее, чем при способе.-прототипе. Одновременно производительность установки возрастает в 1,1-2,0 раза. Удельный расход озона снижается с 2,5-5,0 до

0,80-0,85 г/г, т.е. в 3-6 раз, что снижает стоимость окисления 1 кг органики от 4,2 до 0,7-1,4 руб.

Кроме того, использование предлагаемого способа очистки щелочноалюминатных растворов обеспечивает возможность создания беэотходного способа очистки алюминатных растворов, улучшение технологических параметров на всех пределах глиноземного производства, например увеличение степени разложения алюминатных растворов на 7-15%, ускорение процесса кристаллизации соды из оборотного раствора,. увеличения выхода соединений редких элементов, присутствующих в алюминатных растворах.

Предлагаемый способ расширяет сырье" вую базу глиноземного производства эа счет использования бокситов с повышенным содержанием органических примесей при сохранении показате- . лей технологического процесса.

1057423

Таблица 2

Время от начала опыта,,ми н

Показатель

О 4

1

ХПК,г 0 /л 2,00, 1 55 1,25, 1 15 1,00

6,0

9,0;: 10 0 22,0

4,0

Таблица 3

Время от начала опыта, мин

Показатель

ХПК r 02 /л.

Концентрация озона в исходном газе, мг/л 2,0 6,0 10,0 18,0. 22,0 30,0

Редактор А.Огар

Заказ 9499/25 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Концентрация озона в исходном газе, мг/л

-LО 2 4 8 10 14

2 90 1 80 1,70 1 ° 50

Составитель Л,Симакова

Техред С. Мигунова Корректор О. Тигор