Способ получения химически осажденного мела
Владельцы патента RU 2312065:
Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") (RU)
Изобретение относится к способу производства химически осажденного мела и может быть использовано в производствах, имеющих отходы в виде кальцийсодержащих растворов. Способ получения химически осажденного мела включает карбонизацию щелочного раствора, осаждение, отделение, промывку, сушку, размол. В качестве щелочного раствора используют электрощелоки процесса получения хлора и каустической соды диафрагменным электролизом, предварительно очищенные от железа и от сульфат-ионов. Осаждение ведут раствором хлористого кальция - отходом производства двухосновной соли гипохлорита кальция, предварительно очищенным от железа, до достижения рН, равного 10,3. Изобретение позволяет использовать в качестве исходного сырья раствор хлористого кальция - отход производства двухосновной соли гипохлорита кальция, а также электрощелоки процесса получения хлора и каустической соды диафрагменным электролизом хлористого натрия, что, в свою очередь, позволит регулировать количество вырабатываемого каустика при неизменной производительности по хлору и экономить электроэнергию, расходующуюся на выпарку товарного каустика из электрощелоков. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к способу производства химически осажденного мела и может быть использовано на предприятиях, имеющих кальцийсодержащие растворы, отходы, содержащие хлориды кальция и побочные продукты, содержащие гидрокись натрия.
Известен способ получения химически осажденного мела. Способ заключается в следующем. Раствор гидроксида кальция непрерывно обрабатывают не менее 5с потоком углекислого газа при 0-130°С, концентрации раствора 0,1-0,75 моль/л, расходе CO2 2-30 л/л и скорости вращения мешалки 2000-8000 об/мин. Осадок отделяют, промывают водой и сушат. До или после осаждения прибавляют вещества, препятствующие росту кристаллов соли карбоновых кислот с 3-12 атомами углерода, 2 группами СООН или 2 группами ОН (лимонная, винная, малеиновая кислоты) / Заявка 19643657, Германия, опубл. 30.04.1997/.
Недостатком данного способа являются жесткие условия проведения процесса и необходимость применения специальных реагентов. Кроме того, мел, полученный известным способом, имеет достаточно высокую щелочность, что ограничивает сферу его использования.
Известен способ получения химически осажденного мела, включающий обработку кальциевого соединения диоксидом углерода в присутствии содового раствора при 80-100°С, разделение меловой суспензии и промывку осадка, отличающийся тем, что используют содовый раствор с концентрацией 30-60 г/л, а количество воды для промывки берут равным содержанию влаги в осадке /патент RU 2051101 C1 17.02.92/.
Недостатком способа является недостаточно высокое качество мела, в частности степень белизны 92-95%, наличие свободной щелочи.
Наиболее близким по технической сущности является способ получения химически осажденного мела, включающий обработку дистиллерной жидкости содового производства содовым раствором, при избыточном содержании ионов кальция от стехиометрии, отделение, промывку и сушку осадка. Дистиллерную жидкость предварительно очищают от взвешенных примесей, а обработку содовым раствором ведут при избыточном 2-20% содержании ионов кальция и концентрации содового раствора не менее 120 г/дм3 при 20-60°С. В качестве содового раствора используют отходы содового производства - сметки и раствор от промывки содовозов /патент Россия 2171227 C1, 27.07.2001/.
Недостатком известного способа является относительно невысокое качество мела.
Для использования мела в полимерных композициях на основе поливинилхлорида требуется высококачественный мел. Например, содержание железа не должно превышать 0,1%, остаток на сите № 014К по ГОСТ 6613-86 должен составлять не более 0,005%, массовая доля водорастворимых веществ - не более 0,%, в том числе сульфатов в пересчете на сульфат-ион не более 0,03%, насыпная плотность мела - до 0,2 г/см3.
Задачей заявляемого изобретения является получение высококачественного химически осажденного мела.
Технический результат при использовании заявляемого способа получения химически осажденного мела в производстве выражается в возможности:
- использования в качестве исходного раствора хлористого кальция отхода производства двухосновной соли гипохлорита кальция;
- использования дымовых газов (выбросов) известеобжигательных печей;
- использования электрощелоков процесса производства хлора и каустической соды электролизом хлористого натрия. Использование электрощелоков позволит регулировать количество вырабатываемого каустика при неизменной производительности по хлору, что, в свою очередь, позволит экономить большое количество электроэнергии, которая расходуется на выпарку товарного каустика из электрощелоков.
Электрощелоки процесса производства хлора и каустической соды имеют следующий состав: NaOH - 115-140 г/дм3; NaCl - 190-210 г/дм3; Са++ - 50 мг/дм3; Mg++ - 0,2 мг/дм3; Fe+++ - 0,1 мг/дм3; SO4 не более 4,0 г/дм3. Раствор хлористого натрия после освобождения электрощелоков от щелочи возвращают в процесс электролиза.
Вышеуказанный технический результат в известном способе получения химически осажденного мела методом карбонизации щелочного раствора, осаждением, отделением, промывкой, сушкой, размолом достигается особенностью, которая заключается в том, что в качестве щелочного раствора используют электрощелоки процесса получения хлора и каустической соды диафрагменным электролизом, предварительно очищенные от железа и от сульфат-ионов, а осаждение ведут до достижения рН 10,3 при температуре 30-70°С раствором хлористого кальция - отходом производства двухосновной соли гипохлорита кальция, предварительно очищенного от железа. Кроме того, карбонизацию щелочного раствора ведут дымовыми газами известеобжигательных печей с объемной долей углекислого газа не менее 20 мас.% или углекислым газом при температуре 30-45°С.
Способ подтверждается следующими примерами.
Пример 1
2 литра электрощелоков с содержанием щелочи 115-140 г/дм3 заливают в реактор колонного типа и продувают углекислым газом со скоростью 18 л/час в течение 5 часов при температуре 30-45°С.
После окончания реакции к реакционной массе приливается расчетное количество раствора хлористого кальция, предварительного очищенного от железа до содержания 0,005 мас.% при температуре 30°С. Процесс проводят до достижения рН 10,3.
Выпадают мелкие кристаллы мела. Мел фильтруют, промывают очищенной водой, сушат, измельчают. Фильтрат с содержанием хлористого натрия 270-300 г/дм3 возвращают на электролиз.
Пример 2
2 литра электрощелоков очищают от сульфат-ионов, высаживая из раствора в виде сульфата кальция. Затем продувают дымовыми газами известеобжигательных печей с объемной долей углекислого газа не менее 20%. Дымовые газы предварительно очищают.
Процесс взаимодействия полученного содового раствора с хлористым кальцием проводят при температуре 70°С до рН - 10,3. Полученный мел, фильтруют, промывают как в примере 1, сушат, измельчают. Фильтрат возвращают на электролиз.
Результаты сравнительных способов получения химически осажденного мела приведены в таблице.
| Таблица | |||||
| Пп | Наименование показателей | по ГОСТ 8253-79 | Прототип | Пример 1 | Пример 2 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | Массовая доля углекислого Са, % не менее | 97-98,5 | Нет данных | 97,5 | 98,5 |
| 2 | Массовая доля веществ, не растворимых в соляной кислоте, % не более | 0,1-0,3 | Нет данных | 0,18 | 0,1 |
| 3 | Массовая доля железа в пересчете на Fe2O3, % не более | 0,1-0,3 | Нет данных | 0,08 | 0,1 |
| 4 | Белизна, % не менее | 93 | 92-95 | 95 | 93 |
| 5 | Насыпная плотность, г/см3 не более | 0,25-0,4 | 0,18-0,4 | 0,2 | 0,18 |
| 6 | Массовая доля сульфат-ионов, % не более | 0,03 | Нет данных | 0,03 | 0,01 |
Преимущества заявляемого способа получения химически осажденного мела:
- получение высококачественного мела, что дает возможность использовать его в полимерных композициях на основе поливинилхлорида;
- использование в качестве исходного сырья раствора хлористого кальция - отхода производства двухосновной соли гипохлорита кальция;
- использование дымовых газов (выбросов) известеобжигательных печей;
- использование электрощелоков процесса производства хлора и каустической соды электролизом хлористого натрия, что позволит регулировать количество вырабатываемого каустика при неизменной производительности по хлору и, в свою очередь, позволит экономить большое количество электроэнергии, которая расходуется на выпарку товарного каустика из электрощелоков.
1. Способ получения химически осажденного мела карбонизацией щелочного раствора, включающий осаждение, отделение, промывку, сушку, размол, отличающийся тем, что в качестве щелочного раствора используют электрощелоки процесса получения хлора и каустической соды диафрагменным электролизом, предварительно очищенные от железа и от сульфат-ионов, а осаждение ведут раствором хлористого кальция - отходом производства двухосновной соли гипохлорита кальция, предварительно очищенным от железа, до достижения рН 10,3.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс осаждения ведут при температуре 30-70°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонизацию щелочного раствора ведут дымовыми газами известеобжигательных печей с объемной долей углекислого газа не менее 20 мас.% или углекислым газом при температуре 30-45°С.
