Способ очистки рассола

 

О П Й ЕА""Я - Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п768760 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030776 (21) 2381623/23-26 (51)М. Кл. с присоединением заявки Йо

С 01 0 3/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07,1080. бюллетень Йо 37 (53) УДК 661. 424 (088.8) .Дата опубликования описания 0710Я0

A.À.ÑoíèHà, Г.Н.Просвирина, В.И.Эбериль, В.П.Арчаков, A.М.Пеклер, В.Л.Кубасов, В.И.Фисин, В.С.Ситанов и В.A.Êèì (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54). СПОСОБ ОЧИСТКИ РАССОЛА

Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к технологии, очистки рассола при получении хлора и каустика методом электролиза с ртутным катодом.

Известен способ очистки рассола, циркулирующего в замкнутом цикле электролизера, от примесей кальция, магния и железа путем подщелачивания

r.àññoëà гидроокисью натрия с последующей обработкой кальцинированной содой и отделением фильтрацией образующегося осадка 11 .

При этом очистке могут подвергать-15 ся (в зависимости от исходного сырья) либо сильно загрязненные рассолы., приготовленные из самородной поваренной соли, либо относительно чистые рассолы, приготовленные из поварен- 20 ной соли, полученной при выпарке предварительно очищенного, например, подземного рассола или электролитических щелоков диафрагменного электролиза. 25

При очистке рассола, полученного растворением самородной поваренной соли, большую часть образу1,"щегося осадка ". oeä фильтрацией удаляют пузм отстоя илн осветления. 30

Ф ъ

Г

Для этого способа характерна недостаточная степень очистки от примесей железа, связанная с отсутствием условий, обеспечивающих эффективное соосаждение образующейся при подщелачивании гидроокиси железа с образующимся при обработке кальцинированной содой карбонатом кальция.

Наиболее близок по технической сущности к предлОженному способ очистки рассола, содержащего активный хлор и соединения кальция или смеси кальция и магния, путем подщелачивания рассола гидроокисью натрия с последующей обработкой кальцинированной содой и отделением фильтрацией образующегося осадка (2).

Однако и в этом способе степень очистки от ионов железа недостаточна для нормальной эксплуатации электролизеров с металлическими анодами при высоких плотностях тока.

Кроме того, образующийся осадок обладает плохой фильтруемостью.

Цель изобретения — повышение степени очистки рассола и скорости фильтрации осадка, что обеспечит улучшение технико-экономических показателей электролизеров, повышение стой768760 кости анодов и сокращение потерь ртути.

Это достигается тем, что подщелачивание рассола гидрбокисью натрия ведут до ее содержания в рассоле

0,03-0,1 г/л,,содержание кальция или смеси кальция и магния перед обработ-. кой кальцинированной содой поддерживают равным 20-80 мг/л из расчета на ионы металлов и после обработки обра- зовавшуюся смесь перемешивают в течение 10-50 мин. Содержание магния в подаваемом на обработку рассоле поддерживают в пределах 0,25-2 мг/л.

Избыточная щелочность (0,03-0,1г/л), концентрация кальция или смеси кальция и магния, равная 20-80 мг/л, наличие 15 активного хлора в рассоле, перемешивание смеси после обработки .кальцинированной содой в течение 10-50 мин, а также содержание магний, предпочтительно в пределах 0,25-2 мг/л, приво- щ дят к повышению степени очистки рассола и скорости фильтрации осадка.

Сущность изобретейия состоит в создании оптимальных условий соосаждения малых количеств гидроокиси железа с карбонатом кальция и гидроокисью магния в присутствии активного хлора с формированием хорошо фильтрующего осадка.

Предпочтительной областью применения изобретения является глубокая ® очистка от железа питающего рассола для электролизеров с ртутным катодом при использовании для донасыщения анолита выпаренной соли. В этом случае необходимые для соосаждения опти-. >5 мальные количества кальция и магния при необходимости специально вводятся в рассол перед очисткой.

Выполнение предложенного способа иллюстрируется следующими примерами. 40

Пример 1. В рассол, содержащий 300 г/л NaСВ-, — 0,8 мг/л железа и

50 мг/л активного хлора, вводят щелочь в количестве 0,1 г/л и через различное время перемешивания при 45

70 С определяют содержание железа в растворе после фильтрации через плотный мембранный фильтр Р 4 при остаточном давлении 20 мм рт.ст. и температуре 20ОС.

Установлено, что в присутствии активного хлора практически полное осаждение железа (до остаточной концентрации 0,01 мг/л) достигается практически за, 10 мин.

Пример 2. В рассол, содержащий 300 г/л NaС 3, 0,4 мг/л железа и 50 мг/л активного хлора, при отсутствии избыточной концентрации NaOH дозируют растворы СаС Е> (20 мг-экв/л) и MgC 8 (2,3 мг-экв/л), затем добав- 60 ляют раствор NEO> в избыточном отношении к кальций-иону и перемешивают смесь мешалкой со скоростью 110 об/м н.

Температуру поддерживают на уровне

70 1 С. Пробы по 100 мп отбирают че- 55 рез различные промежутки времени,, фильтруют при остаточном давлении

20 мм рт.ст. и температуре 20 С через мембрану Ф 4 и определяют при этом среднюю скорость Фильтрации и остаточное содержание железа в отфильтрованной пробе.

Установлено, что остаточная концентрация железа в фильтре составляет 0,01 мг/л, а время перемешивани ., обеспечивающее высокую скорость фильтрации, составляет 30-50 мин. Наибольшая скорость .фильтрации — 1 м /м час.

Пример 3. Обработку рассола, описанного в примере 2, проводят так же, как в примере 2, при избыточной концентрации NaOH 0,03 г/л.

Установлено, что остаточная концентрация железа в фильтрате составляет 0,01 мг/л, а время перемешивания, обеспечивающее высокую скорость фильтрации, составляет 10-50 мин. Наибольшая скорость фильтрации

1,11 м /м час достигнута прй времени перемешивания 30 мин.

Пример 4. Обработку рассола, описанного в примере 2, проводят так же, как в примере 2, при избыточной концентрации Na0H 0,1 мг/л.

Установлено, что остатрчная концентрация железа в фильтрате составляет 0,01 мг/л, а время перемешивания, обеспечивающее высокую скорость фильтрации составляет 30-50 мин. Наибольшая скорость Фильтрации—

0,8 м /м час.

Пример 5. В рассол, содержйщий 300 г/л NaC 9, 0,4 мг/л железа, 0,05 г/л избыточной NaOH и не содержащий активного хлора, дозируют при

70ОC различные количества раствора

CaC 2<, обрабатывают раствором Na CO в избыточном количестве по отношению к кальций-иону, перемешивают раствор в течение 30 мин, а затем фильтруют, как в примере 2. Установлено, что значительное возрастание скорости фильтрации начинается при содержании в рассоле кальций-иона выше 25 юг/л.

Пример 6. Рассол, по составу аналогичный описанному в примере

5, но при концентрации активного хлора 25 мг/л, обрабатывают так же, как в примере 5.

Установлено, что остаточная концентрация железа в отфильтрованном растворе составляет: при концентрации СаС 8 ниже — 0,07 мг/л, при концентраций СаС Е выше 20 мг-экв/л

0,01 мг/л.

Значительное возрастание скорости фильтрайии начинается при содержании в рассоле СаСС выше 25 мг-экв/л.

Пример 7. Рассол, по составу аналогичный срисанному в примере

5, но при концентрации активиого хлора 50 мг/л, обрабатывают так же, как в примере 5.

768760

Установлено, что остаточная концентрация железа в отфильтрованном растворе составляет: при концентрации

СаС 2 ниже 20 мг-экв/л — 0,07 мг/л, при концентрации СаС 8 выше

20 мг-экв/л — 0,01 мг/л.

Значительное возрастание скорости фильтрации начинается при содержании в рассоле кальций-иона выше 20 мг/л.

Наибольшие скорости фильтрации при одинаковых концентрациях кальций-иона в условиях примеров 5-7 наблюдается при концентрациях активного хлора

50 мг/л.

Пример 8. В рассол, содержащий 300 г/л NaС Р, 0,4 мг/л железа, 0.05 г/л избыточной NaOH 25 мг-экв/л

СаС 8 и 25 мг/л активного хлора, дозируют при 70оС различные количества раствора MgC R, обрабатывают раствором Ма СО в избыточном количестве по отношению к кальций-иону,перемешивают раствор в течение 30 мин, а за тем фильтруют аналогично описанному

:в примере 2.

Установлено, что остаточная концентрация железа в отфильтрованных пробах составляет 0,01 мг/л, а наиболее высокая скорость фильтрации

1,4 M /M час достигается при содержании магний-иона 0,25 мг/л.

Пример 9. Рассол, аналогичный описанному в примере 8, но при концентрации активного хлора 50 мг/л, обрабатывают так же, как в примере 8.

Остаточная концентрация железа в отфильтрованных пробах составляет

0,01 мг/л, а наиболее высокая скорость фильтрации — 1,45 м /м час достигается при содержании магний-иона

2 мг/л.

Пример 10. Рассол, содержащий 305 г/л йаС В, 0,4 мг/л железа, Р мг/л кальция и 50 мг/л активного хлора прн температуре 70 С подщелачивают до избыточной щелочности

0,05 г/л и аОН,. дозируют в него растворы CaС В и MgС Я< до избыточного содержания кальция 30 мг/л и магния

1,5 мг/л, обрабатывают при перемешивании раствором йа,СОь в количестве, избыточном к кальций-иону, перемеши-. вают в течение 30 мин механической мешалкой со скоростью 50 об/мин, а затем фильтруют через песчаньй насыпной фильтр (размер зерен 0,8-1,5-мм).

При фильтрации со скоростью

4 м /м ч содержание железа в фильтрате составило 0,01-0,03 мг/л.

Приложенные графики изображают:

На Фиг. 1 показан график зависимости удельной скорости Фильтрации обработанного рассола в стандартных условиях бт времени rtepeMelaHBaHHH, на Фиг. 2 — график зависимости удельной скорости фильтрации обработанного рассола от концентрации кальция на фиг. 3 — график зависимости удель1 ной скорости фильтрации обработанного рассола от концентрации магния.

Как видно из графиков (Фиг. 1) оптимальное время перемешивания.составляет 10-50 мин.

Из графиков (фиг. 2) видно, что возрастание удельной скорости Фильтрации начинается при концентрациях кальций-иона выше 20 мг/л, а наибольшие скорости фильтрации возрастают с ростом концентрации активного хлора.

Из графиков (фиг. 3) видно, что оптимальные концентрации магний-иона находятся в пределах 0,25-2 мг/л.

Предложенный способ может быть применен для глубокой очистки аноли15 та от железа при производстве хлора и каустической соды ртутным методом в электролизерах с металлическими анодами и при использовании в качестве сырья выпаренной соли. В электро20 лизерах, работающих без полного обес хлорирования анолита,применение способа обеспечит высокое качество очистки рассола от железа (ниже 0,05 мг/л),. которое является необходимым требова2 нием при применении в электролизерах металлических анодов и увеличении единичной мощности электролизеров.

Экономическая эффективность изоб-. ретения определяется снижением потерь ртути и увеличением стойкости

З0 металлических анодов при одновременном снижении затрат на фильтрацию рассола.

35 Формула изобретения

1. Способ очистки рассола, содержащего активный хлор и соединения кальция или смеси кальция и магния, от ионов железа путем подщелачивания

40 рассола гидроокисью натрия с последующей обработкбй кальцинированйой содой и отделением фильтрацией образующего осадка, о т л и ч а ю щ и йс я тем,,что, с целью повышения степени очистки рассола и скорости Фильтрации осадка, подщелачивание гидроокисью натрия ведут до содержания ее в рассоле 0,03-0,1 г/л, содержание кальция или смеси кальция и магния перед обработкой кальцинированной содой поддерживают равным 20-80 мг/л из расчета на ионы металлов и после обработки образовавшуюся смесь перемешивают в течение 10-50 мин.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю55 шийся тем,, что содержание магния в подаваемом на обработку рассоле поддерживают в пределах 0,25-2 мг/л.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Фурман A.A. и Шрайбман С. С.

Приготовление и очистка рассола. M., "Химия", 1966, с. 128-150.

2. "3ap,9g ер™ 74, Р 31, Е: 11, 1974 (прототип).

768760 яЯчас

Vp

l2

Оо

0Е

01

02

Составитель Б.Ягуд

Редактор Л.Курасова Техред M. Кузьма Корректор A.Ãðèöåíêî

Заказ 7542/1 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4