Способ получения безводного сульфата натрия из хлоридсульфатных рассолов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВОДНОГО СУЛЬФАТА НАТРИЯ ИЗ ХЛОРИДСУЛЬФАТь ЫХ РАССОЛОВ, включающий кристаллизацию мирабилита, отделение его от рассола , плавление осадка в собственной кристаллизационной воде с образованием суспензии сульфата натрия, концентрирование суспензии, отделение и сушку продукта, отличающийся тем, что, с: целью снижения энергозатрат, суспензию мирабилита перед отделением твердой фазы и суспензию сульфата натрия после стадии упаривания подвергают воздействию знакопеременного магнитного поля с частотой 70-120 гц.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (f% (П) D 18

3(50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪФ (21) 3604779/23-26 (22) 13.06.83 (46) 30.09,84. Бюл, 9 36 (72) Г.Г.Багиров, В.А.Присяжнюк, Э.И.Калюжин, В.A.Áîðèñåâè÷, A.Ñ.Âîëîøàí и Я.Д.Меретнияэов (53) 661.833 ° 532 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 82692 . C 01 D 5/02, 1949, 2,Авторское свидетельство СССР

В 617370, кл. С 01 D 5/18, 1976. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВОДНОГО

СУЛЬФАТА НАТРИЯ ИЗ ХЛОРИДСУЛЬФАТЙИ

РАССОЛОВ, включаюший кристаллизацию мирабилита, отделение его от рассола, плавление осадка в собственной кристаллизационной воде с образованием суспензии сульфата натрия, концентрирование суспенэии, отделение и сушку продукта, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, суспензию мирабнлита перед отделением твердой фазы и суспензию сульфата натрия после стадии упаривания подвергают воздействию знакопеременного магнитного поля с частотой 70-120 Гц.

11) 6009

Изобретение относится к способам получения сульфата натрия из хлоридсульфатных растворов и может найти применение в химической промышленности.

Известен способ получения безводного сульфата натрия, включающ"".é плавление мирабилита в собственной кристаллизационной воде с образованием сульфата натрия (1).

НедогтаTêîì известного способа являются высокие энергозатраты при низком значении (60-ВОЪ) выхода целевого продукта и недостаточно высоком (не более 97Ъ) содержании основного вещества.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения безводного сульфата натрия из хлорсульфатных рассолов, включающий кристаллизацию мирабилита, отделение его от рассола,. г лавление мирабилита в собственной кристаллизационной воде с образованием суспенэии сульфата натрия, и концентрирование продукта путем высаливания смесью солей, содержащей хлорид магния или его комплексные соединения, отделение осадка сульфата натрия и сушку продукта(23.

Недостатком способа являются высокие энергозатраты, например по пару, составляющие 0,95-1,00 Гкал на 1 т сульфата натрия при выходе продукта 87„0-99, 6Ъ и содержании основного вещества в целевом продукте 99-99,7Ъ.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем,. -:т.о согласно способу получения безводного сульфата натрия иэ хлоридсульфатных рассолов, включающему коисталлиэацию мипабилита, от-. деление его от рассола, плавление осадка мирабилита в собственной кристаллизационной воде с образованием суспензии сульфата натрия, концентрирование суспензии, отделение и сушку продукта, суспензию мирабилита перед отделением твердой фазы и суспензию сульфата натрия после стадии концентрации подвергают воздействию знакопеременного магнитного поля с час-отой 70-120 Гц.

В процессе воздействия знакопеременного магнитного поля на суспензию, представляющую собой объемные

{ионы, диполи воды) и поверхностные (двойной электрический слой на поверхности твердой Фазы) заряды, объединенные в ассоциаты, действует переменная по частоте и амплитуде сила Лоренца F e v Ь, где е— заряд частицы, 7 — вектор скорости заряженной частиць1, Ь вЂ” вектор магнитной индукции.

)О

ЗО

6О

Когда сила Лоренца попадает в резонанс с собственными колебаниями частиц в ассоциате, а это происходит при воздействии знакопеременного магнитного поля с частотой 70120 l ц, ассоциат разрушается, меняется структура суспензии, изменяются ::се ее физические и физико-химиче кке свойства. В частности, снижае- я динамическая вязкость суспензии, что приводит к улучшению фильтрования, повышению производительности фильтровального оборудования, снижению влажности осадка, снижению содержания примесей в нем, т ° е. к снижению энергозатрат.

Режим обработки при других пара-. метрах, выше или ниже указанных пределов, не приводят к желаемой цели: частота изменения силы Лоренца не попадает в резонанс с частотой собственных колебаний ассоциатов заряженных частиц,иэ которых состоит суспензия, в результате не достигается поставленная цель.

Способ осуществляют следующим образом.

Из подземного межкристального рассола, содержащего, вес.%: М9СЙ

7, 5-8, 5; NaC 6 11, 5-12, 5; Naz SO+

7,5-8, 2; H.O остальное, кристаллизуют мирабйлит, образовавшуюся суспензию сгущают в отстойниках до концентрации твердого 35Ъ, Сгущенную суспензию обрабатывают в магнитогидродинамическом резонаторе, работающем в режим" изменения силы Лоренца с частотой 70-120 Гц, а затем разделяют на центрифугах, по ;чая при этом мирабилит с влажностью 3,54,-0Ъ и содержанием NaC6 и ЩСХ1 во влажном осадке менее 0,4Ъ, Блажный осадок мирабилита плавят в собственной кристаллиэованной воде, нагревая в плавителях до 70 — 85 С, а образовавшуюся суспензию сульфата натрия сгущают путем упаривания воды до содержания хлоридов в жидкой фазе 5-7Ъ. Суспензию сульфата натрия обрабатывают в магнитогидродинамическом резонаторе, работающем

s режиме изменения силы Лоренца с частотой 70-120 Гц. Обработанную суспенэию разделяют на центрифугах, а осацок -ульфата натрия с влажностью 2-4- сушат в сушилках и направляют на. затаривание. Получают сульфат натрия с содержанием,вес.Ъ:

Na, SO„99,,7-99,8; ))аС и ИдСЮ 0,150,4. Степень извлечения сульфата натрия 99,0-99,7Ъ от теоретического.

Пример 1. 1000 м подземного рассола состава, вес.Ъ: ИаСЯ.

7, 3;; NgSO„1, 9; Ка SO 8, 3; остальное вода, охлаждают до 2 ОC. Обраэовавшуюся суспензию мирабилита сгуща ют s отстойнике до Т:Ж = 3:2, а сг,—

1116009

ВНИИПИ Заказ 6851/18. Тираж 463 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 щенную суспензию обрабатывают в магнитогидродинамическом резонаторе в режиме изменения силы Лоренца с частотой 70 Гц. После разделения суспензии на центрифугах АГ-1800-Зн получают 109,7 т мирабилита с влажностью 3,5% и содержанием NaC1 и

М9С1 0,2%. Производительность центрифуги 7,8 т/ч. Мирабилит нагревают в плавителях до 75 С, образовавшуюся суспенэию сульфата натрия обрабатывают в магнитогидродинамическом резонаторе в режиме изменения силы Лоренца с частотой 70 Гц и направляют на выпарку для дальнейшего концентрирования, которое ведут до содержания хлоридов 5%.

При этом на выпарке расходуется

31,4 Гкал пара. Сгущенную суспензию разделяют на центрифуге. Получают 39,2 т сульфата натрия с влажностью 4%. Осадок сушат в сушилках, получают сульфат натрия с содержанием основного вещества 99,7%, ИаСХи MgCiz 0,2%. Выход сульфата натрия 99с0%.

Пример 2. Кристаллизацию и сгущение мирабилита ведут так же, как в примере 1. Сгущенную суспенэию мирабилита обрабатывают в МГДрезонаторе в режиме изменения силы

Лоренца с частотой 120 Гц. После разделения на центрифугах AZ -1800Зн получают 117 т мирабилита с влажностью 4,0% и содержанием NaC1 и

MgClz 0,37%.. Производительность центрифуги 6,9 т/ч. Мирабилит нагревают в плавителях до 80 С, а образовавшуюся суспензию сульфата натрия обрабатывают в МГД-резонаторе в режиме изменения силы Лоренца с частотой 120 Гц и направляют на выпарку для дальнейшего концентрирования до содержания хлоридов 5,5%. При этом на выпаривание расходуется

47,2 Гкал пара..Сгущенную суспенэию разделяют .на центрифуге. Получа. ют 57,8% осадка сульфата натрия с влажностью 4,0%. Осадок сушат в сушилках, Получают сульфат натрия с содержанием основного вещества

99,8% NaCE u MgCfz 0,15%. Выход сульфата натрия безводного 99,7%.

Пример 3. Кристаллизацию и сгущение мирабилита ведут так, как в примере 1. Сгущенную суспенэию мирабилита обрабатывают в МГД-резонаторе в режиме изменения силы

Лоренца с частотой 68 Гц. Ассоциаты при этом не разрушаются, свойства суспензии не меняются. После разделения на центрифугах Al-1800-Зн получают 118,6 т мирабилита с влажностью 5,6% и содержанием

NaC1 и MgCl 0,85%. Производительность центрифуги 5,2 т/ч. Ми" рабилит плавят в собственной кристаллизационной воде, как описано в примере 1, а образовавшуюся суспензию сульфата натрия обрабатывают в МГД-резонаторе при частоте изменения силы Лоренца 60 Гц, затем направляют на упаривание до содер1О жания хлоридов 6%. При этом на выпарке расходуется 52,6 Гкал пара.

Сгущенную суспензию разделяют на центрифуге, получая 56,0 т сульфата натрия с влажностью 6,0%. Осадок

15 сушат в сушилках. Получают сульфат натрия с содержанием основного вещества 98,2% NaC8 и MgCE 1,75.

Выход сульфата натрия при этом 95,8%

Пример 4 ° Кристаллизацию и сгущение мирабилита ведут, как описано в примере 1. Сгущенную суспен. зию мирабилита обрабатывают в МГДрезонаторе, сила Лоренца в котором меняется с частотой 130 Гц. Эта частота не резонансная с частотой собственных колебаний заряженных частиц и ассоциаты не разрушаются,а свойства суспензии не меняются. После разделения на центрифугах АГ-1800Зн получают 117,4 т мирабилита с влажностью 4,9% и содержанием NaC1 и MgClz 0,71%. Производительность центрифуги 6,1 т/ч. Мирабилит плавят в собственной кристаллиэационной воде, как описано в примере .1, 35 а суспензию обрабатывают в МГД-ре- зонаторе при частоте изменения, силы

Лоренца 130 Гц, после чего направляют на выпарку, где упаривают до. содержания хлоридов 5,5%, расходуя

4р 51,5 Гкал пара. Сгущенную суспензию разделяют на центрифуге, получая 55,3 т сульфата натрия с влаж-. ностью 5,1%. Осадок сушат в сушил-. ках, Получают сульфат натрия безвод45 ный с содержанием основного вещест,ва 98,4% NaC8 и МдС 1,6%. Выход сульфата натрия при этом 97,2%.

Технико-экономические преимущест ва предлагаемого способа по сравне50 нию с прототипом заключаются в сни- жении затрат пара на производство

1 т сульфата натрия с 0,95-1,00

Гкал до 0,80-0,85 Гкал при сравнимых содержании основного вещест55 ва и выходе целевого продукта. При выходе эа заявленные пределы частоты воздействующего на суспенэии знакопеременного магнитного поля (примеры 3 и 4) энергоэатраты воэрастают, при этом выход сульфата натрия значительно снижается.