Способ переработки шлама электролитического производства металлического натрия

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик (aa) 8829> 7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 170779 (21) 2798054/23-2б с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 2311,81. Бкзллетемь Hо 43

Дата опубликования описания 23,11.81 (51)М. К .З

С 01 В 15/043

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661 ° 322 2

{088.8} (72) Авторы изобретения

В.Г. Карпенко, Р.С. Башкаленко, Т.П. Новак

H A H JIyTmr,KHA (71) Заявитель

{54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМА ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКОГО НАТРИЯ

Изобретение относится к производству щелочных металлов, а именно к переработке шлама электролитического производства металлического натрия, е и может быть использовано в коже,венной промышленности при проведении процессов заления и обезво лашивания кожевенного сырья, в дезинфицирукщих, чистящих и отбеливающих средствах, для сушки газов с обогащением их кислородом, регенеративных целей и т.д.

Известен способ переработки шлама электролитического производства металлического натрия дистилляцией нат- 5

15 рия из них ° Исходный шлам загружают в вакуумный аппарат, представлякщий собой -вертикальную реторту — испаритель помещенную в электрическую печь, I

20 и соединенную при помощи обогревае- . мой трубы с конденсатором-приемником.

Конденсацию металла ведут в трубах конденсатора, а в межтрубном пространстве циркулирует масло с темпера турой не ниже температуры плавления металла 1 .

Однако этот способ дорогостоящий энергоемкий и не позволяет полностью переработать шлам.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки шлама электролитического производства металлического натрия, включающий смешение его с песком в отношении 2,8-5 моль S lOg ua

1 моль натрия и окисление смеси воз духом или другим кислородсодержащим газом при 871-1038 С с получением гранулированного материала, из которого выщелачиванием водой иэвлека .- ют метасиликат натрия, а остаток после обезвоживания возвращают на смешение со шламом (2g.

Недостаток известного способа состоит в том,что остаток после выщелачивания иэ-за его пожара и взрывоопасности может быть использован для смешения со шламом только после предварительного обезвоживания до полного удаления воды, что усложняет процесс. Кроме того, применение высоких температур требует сложного аппаратурного оформления.

Цель изобретения — упрощение процесса при сохранении высокой степени извлечения натрия.

Поставленная цель достигается тнм, что смешивают шлам с неорганичес882917 ким веществом, выбранным иэ ряда окислов щелочно-земельных металлов, хлоридов или карбанатов щелочных металлов, при 100-200 С с последующим окислением смеси кислородсодержащим газом при 250-360 С.

Способ осуществляется следующим образом.

Шлам, содержащий, вес.Ъ: металлического натрия 64-80, металлического кальция 5-30 примеси остальI

1О ное, загружают в реактор — сме ситель барабанного типа или другого типа, обеспечивающего равномерное смешение компонентов. Сюда же в соотношении 1: (1-10) к шламу загружают неорганическое вещество, выбранное 15 из ряда окислов щелочно-земельных металлов, карбонатов или хлоридов щелочных мателлов, не вступающих в. реакцию с продукт ам и оки сле н ия, и нагревают. По достижении температу- 2О ры внутри смесителя-реактора 100 С последний приводят в движение . Смешение компонентов ведут 10-15 мин при

100-20ОоС. Затем в смеситель-реактор при непрерывном его вращении подают воздух или другой кислородсодержащий гаэ. Окисление смеси ведут при температуре в смесителе-реакторе

250-360 С. после окисления получают сыпучий, безопасный в обращении продукт, содержащий 10-60 вес.Ъ перекиси натрия. Продукт упаковывают в герметичную тару.

Указанное соотношение шлама и неорганической соли является оптимальным, так как при смешении шлама с неорганическим веществом, взятым ме— нее 1 по отношению к шламу, происходит резкое ухудшение условий смешения, и, как следствие, образование неравномерных смесей компонентов и не в 40 полное окисление металлического натрия в шламе.

Смешение шлама с неорганическим веществом, взятым в 10 раэ больше шлама, нецелесообразно, так как в 4 этом случае получают смеси с низким содержанием перекиси натрия (менее

2%) . Окисление шлама при температуре ниже 250оС приводит к реакции металлического натрия с кислородом воздуха с образованием моноокиси натрия„ а не перекиси. Введение процесса окисления при температуре выше 360ОС приводит к размягчению перекиси натрия и к снижению качества продукта.

При смешении исходных компонентов прМ -температуре ниже 100ОС металлический натрий находится в твердом состоянии и не может быть разбавлен неорганическим веществом, а при температуре выше 200 С происходит окисле- 60 ние натрия, что ухудшает качество продукта.

Пример 1 . Берут 1000 г шлама, содержащего, г: металлического натрия 750, металлического кальция 65

100, примесей 150 и окиси кальция

1000, с размером частиц менее 500 мкм (соотношение 1:1) . Компоненты загружают в смеситель барабанного типа и нагрев ают . По достиже ни и 1 00 С смеситель приводят в движение. Смешение компонентов ведут в течение 15 мин и 140 С. Скорость вращения смесителя

60 об/мин, Затем в смеситель при непрерывном его вращении подают воз— духи окисление ведут 25 мин при 300 (Расход воздуха составляет 5-20 л/мин.

Получают 2600 г порошкообразного продукта с содержанием 48% Na 0 .

Продукт охлаждают и упаковывают в герметичную тару.

Пример 2. Берут 500 r шлама, содержащего 400 г металлического натрия, 25 г металлического кальция, 75 r примесей и 5000 г окиси каль— ция с размером частиц менее 5 00 мкм (соотношение 1:10), смешивают и окисляют согласно примеру 1. Продолжитель -" ность процессов смешения компонентов

1 0 мин, окисление их 10 мин. Получают порошкообразный, сыпучий продукт с содержанием 12 вес.Ъ перекиси натрия, который упаковывают в герметичную тару.

Пример 3. 1000 г шлама, содержащего 640 г металлического натрия

300 г металлического кальция, 60 г примесей и 3000 г карбоната натрия (соотношение 1:3), смешивают при

150ОC н течение 15 мин. По истечении указанного времени в смеситель-реактор при непрерывном его вращении подают воздух на окисление.

Процесс окисления ведут при 300ОС в течение 25 мин. Расход воздуха находится в пределах 5-20 л/мин . Получают около 4570 r порошкообразного продукта, содержащего 23 вес.% перекиси натрия. Продукт упаковывают в гермет ичную тару .

Пример 4. 500 r шлама,содержащего 350 г металлического натрия, 1000 г металлического кальция, 50 г примесей и 2500 г карбоната калия (соотношение 1:5) . Смешение в реакторе-смесителе и окисление ведут так же, как в примере 3. Получают около

3300 г порошкообразного продукта, который содержит около 18 вес.Ъ перекиси натрия. Продукт также требует упаковки в герметичную тару.

Пример 5. 300 г шламов, содержащих 225 r металлического натрия, 45 г металлйческого кальция, 30 r примесей и 3000 r хлористого натрия размером частиц менее 100 мкм (соотношение 1:10), загружат в смеси тель-peактор барабанного типа и ведут нагревание. По достижении 170ОC смеситель-реактор приводят в движение, скорость вращения которого составляет 50 об/мин. Продолжительность смешения шлама с хлористым натрием сос882 917

Формула изобретен ия

Составитель В. Попов

Редактор Н. Данкулич Техред Ж.Кастелевич Корректор » Демчик

Заказ 10101/25 Тираж 508 . 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 тавляет 5-10 мин. Затем в смесительреактор при непрерывном его вращении подают воздух на окисление шлама.

Процесс окисления ведут в течение

10 мин при температуре внутри смесителя-реактора 34 ООC. Получают около 3520 r порошкообразного продукта, содержащего 11 вес.Ъ перекиси натрия. Продукт упаковывают в герметичную тару.

Пример 6. 500 г шлама, содержащего 400 r металлического натрия, 50 r металлического кальция, 50 г примесей и 4000 r хлористого натрия с размером частиц менее

100 мкм (соотношение 1:8), загружаЮт в смеситель-реактор . Смешение и окисление шлама с хлористым натрием ведут так же, как в примере 5. Полу- чают около 4800 r порошкообразного

1. продукта с содержанием около 14 вес.Ъ перекиси натрия. Упаковку продукта производят в герметичную тару.

Технико-экономическ ие преимущества предлагаемого способа переработки шламов состоят в том, что он в осуществлении прост, не требует сложного аппаратурного оформления, не сопровождается выделением щелочных аэрозолей в окружающую среду, не пожароопасен и не энергоемок.

Способ позволяет переработать шлам на дешевый продукт, содержащий 1060 вес.% перекиси натрия, причем степень извлечения натрия составляет.

100 В.

Способ переработки шлама электролитического производства металлического нат рия, включающий смешение его с неорганическим веществом и последующее окисление смеси кислородсодержащим газом при повышенной температуре, отличающ ий с я тем, что, с целью упрощения процесса при сохранении высокой степени извлечения натрия, в качестве неорганического вещества используют соединения, выбранные из ряда окислов

20 щелочно-земельных металлов, хлоридов или карбонатов щелочных металлов, смешение ведут при 100-200 С, а окисление при 250-360ОC.

Источники информации, д принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал прикладной химии, 1964, т.37, Р 5, с. 1116..

2. Патент США У 2649413, кл. 252-1, опублик. 1953 (прототип).