Способ обработки отходов сернокислотного травления стали

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3681135/23 — 26 (22) 26. 12. 83 (46) 15.01.86. Бюл. Ф 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии "ВНИПИЧерметэнергоочистка (72) В.И. Филипов (53) 669. 17(088.8) (56) Металлургия, 1975, 30, N - 12, с. 4-7. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ

СЕРНОКИСЛОТНОГО ТРАВЛЕНИЯ СТАЛИ, включающий выделение соли сернокис„„SU„„1204579 А лого железа, восстановление ее в среде водорода, получение утилизируемого продукта — железа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода железа, уменьшения загрязнения атмосферы газовыми выбросами и упрощения процесса за счет сокращения числа технологических операций, восстановление соли сернокислого железа проводят в кипящем слое в среде водорода и инертного газа при их соотношении (1-3):S, температуре 480-700 С и давлении 1-20 атм.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве инертного газа используют азот или аргон.

1204579

ЭО

И обретение относится к обработке отходов сернокислотногo травления стали с получением утилизируемых продуктов (железа и серы) и может быть использовано в металлургии и с машиностроении.

Цель изобретения — повышение выхода железа, уменьшение. загрязнения атмосферы газовыми выбросами и упрощение процесса за счет сокращения 10 числа технологических операций.

Способ осуществляется следующим образом.

Отработанный сернокислотный травильный раствор (OTP), содержащий 15

57 свободной серной кислоты и

250 г/л сульфата железа (остальное вода), в количестве 1 л отфильтроо вывают при 60 С, упаривают до 507 о по объему, охлаждают до 10 С, выделя- 20 ют кристаллы моногидрата сульфата железа FeSO< Н О, высушивают их о при 320 С до получения сухого порошка белого цвета. Сухой продукт помещают во вращающуюся герметичную 25 стальную бомбу-автоклав и нагревают

I о при 480-700 С, давлении 1-20 атм, в среде водорода и инертного газа (аргона или азота) при их соотношении 1-3:5 в течение 1 — 10 мин. Ли— нейная скорость газов составляет

3-4 м/с.

В указанном режиме процесс вос— становления FeSOq, протекает до железа и серы в элементарном состоянии 35

Процесс осуществляется в безотходном и нетоксичном режиме. Степень превращения исходного сырья в готовьп продукт (железо) 99,6%. Расход водорода составляет О, 1-0, 11 т/т

40 сульфата железа.

Результаты опытов по выяснению влияния температуры, давления, соотношения Н N> на выход железа и серы представлены в таблицах 1-3. Побочными продуктами в этом процессе являются FATSO<, Ре Ози Н Б.

Из представленных в табл. 1-3 данных следует, что наибольший выход железа наблюдается при темперао туре обработки 480 — 700 С. При более низкой температуре снижается выход железа до 477. При этом увеличивается выход побочных продуктов до 537.

В этом же интервале температур процесс восстановления протекает в основном с образованием серы, Выход токсичных газов (НпБ) составляет 1,57.

Более высокая температура нецелесообразна, поскольку приводит к спеканию готового продукта и превращает железо в сплошную губчатую массу.

Применение смеси водорода с инертным газом в пределах 1-3:5 для проведения восстановления сульфата железа снижает выход побочных продуктов, улучшает технику безопасности и уменьшает загрязнение атмосферы газовыми выбросами. В кипящем слое наличие инертного газа способствует снижению спекания частиц железной пыли за счет уменьшения местных перегрегов.

Давление 1-20 атм, практически не влияя на выход железа, повышает выход серы и уменьшает выход H S.

Давление выше 20 атм приводит к возрастанию затрат на компримирование газа и изготовление оборудова— ния на высокое давление.

Пример. Через слой сухого

РеБО (20 г), помещенного в реактор с пористой металлокерамической перегородкой, при 580 С пропускают водород в смеси с азотом (при соотношении 1:3) при давлении 5 атм, в проточном (кипящем ) режиме процесса. Было получено 7,36 г железного порошка, 4,2 г элементарной серы и следы. летучих соединений серы. Это соответствует выходу по железу

99,57 и серы 98,87.

По сравнению с известным способом преимуществами изобретения являются повьппение выхода железа высококачественного товарного продукта до

99,67., уменьшение загрязнения атмосферы вредными серосодержащими газовыми выбросами, а также упрощение процесса за счет исключения окислительного обжига соли железа, приводящего к получению спекшегося промежуточного продукта — оксида железа, двухкратного размола и рассева губчатой массы.

Таким образом, реализация в промьппленных условиях предлагаемого способа утилизации OTP химическим способом в товарные продукты позволяет не только решить проблему загрязнения окружающей среды токсичными отходами производства и сэкономить расходы на хранение отходов в шламонакопителях и отвалах, но и получить значительное количество ценных и дефицитных продуктов.

1 204579

Та блица 1

Зависимость выхода Fe S от температуры

Давле- Соотношение

Выход продуктов, 7

ТемпеОпыт ние, атм. ратура, С

Fe:Í Н .И

Fe„0 S

РеЯО, Fe

94,5 5,5

460

1:3 1:3

1:3 1:3

1:2 1:3

1:1,3 1:3

1:1,2 1:3

1:1,3 1:3

1:1,5 1:3

1:2 1:3

3,0

17,6

470

82,4

97,0

480

97,2

2,8

98,0

2,0

500

98,5

1,9

98, 1.1,5

600

0,5

98,8

99,5

1,2

700

99,6

0,4

98,4

1,6

750

93,3

6,7

2,0

800

89,4

10,6

96,8

3,2

Таблица 2

Зависимость выхода Fe S от давления

Выход продуктов X

Fe„0 S

FeS0

Давление, атм.

Темпе- Соотношение ратура т

С Ре:Н Н :N

Опыт

H1S

550 1:13 13 979

2,1

97,2

2,8

545 1: 1,3 1:3

98,1

1,9

98,0

2,0

1,5

548 1:1,2 1:3 98,4

555 1:1 2 1 3 98 3

550 1:1,3 1:3 98,1

551 1:1 3 1 3 98 3

550 1: 1,2 1:3 98,4

1,6

98,5

1,7

98,5

1,5

99,1

1,9

0,9

6 20

7 25

99,0

1,7

1,0

1,6

98,9

1204579

Т а б л и ц а 3

Зависимость выхода Ре и Я от соотношения Н .И Аг) Соотношение

Выход продуктов, 7.

ДавлеТемпение, атм. ратура, С

Н :N Ге:Н . Fe Fe O >

FeSOq

1 н s

1:1 1:1,3 98,2 1 8 97,2 2,8

550

1 2 1:1 2. 98 0 2 0 97 5 2 5

548

1 3 1:1 2 98 0 2 0 98 3

1,7

551

98,1 1,9 98,5- 1,5

1:4 1:1,3

550

151:129831798713

552

16 1:12 984 16 984

1,6

550

Составитель В. Вилинская

Редактор Н. Киштулинец Техред Ж.Кастелевич Корректор А. Зимокосов

Заказ 8487/23 Тираж 883 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