Способ выделения хлорида натрия и сульфата натрия из растворов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик ()906938 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.1078 (21) 2694236/23-26 с присоединением заявки М (51)M. Кл.

С 01 0 3(06

Гаоударотееный квинтет

СССР (23) Приоритет ка делам изобретений и открытий

Опубликовано 230282, Бкзллетень Рй 7

Дата опубликования описания 230282 (53) УДК 546.33. .131(088.8) В.Ц. Гонионский, В.И. Левераш, М.Б. Вайсбла г, Л.А. Краснянский и Н.В. Копылова (72) Авторы ° изобретения (71) Заявитель

МВФкаеа (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХЛОРИДА НАТРИЯ И СУЛЬФАТА

НАТРИЯ ИЗ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способам получения поваренной соли и сульфата натрия из растворов при условии их полного и раздельного выделения и ликвидации сильно минерализованных стоков, Известен способ получения поваренной соли из растворов, содержащих хлорид и сульфат натрия, включающий упаривание раствора, отделение хлото рида натрия, промывку продукта исходным раствором и вывод сульфата натрия из системы путем сбрасывания части маточного раствора 11), Однако указанный способ не обеспе1j чивает полного выделения солей из раствора, а сброс части раствора, насыщенного солями, приводит к загрязнению водоемов и почвенных вод, а также к потере сульфата натрия и части хлорида натрия.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спо- . соб выделения хлорида и сульфата натрия иэ раствора, включающий упарива" ние раствора, отделение хлорида натрия, нагрев маточного раствора до температуры выше температуры упаривания исходного раствора, добавление в нагретый маточный раствор твердого хлорида натрия, отделение сульфата натрия и возвращение маточного раствора на стадию упаривания исходного раствора (2) .

Недостатками известного способа являются значительные энергозатраTbl (значительный расход свежего греющего пара высоких параметров) из-эа необходимости многократного нагрева маточного раствора до высоких температур.

Целью предлагаемого способа является сокращение энергозатрат при сохранении качества и выхода продуктов.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу выделения хлорида и сульфата натрия из раствора, 9069

3 маточный раствор после отделения хлорида натрия смешивают с суспензиеи, содержащей в твердой фазе

20 мас. сульфата натрия и 80

95 мас.3 хлорида натрия, классифицируют, суспензию хлорида натрия подают на стадию отделения хлорида натрия, суспензию сульфата натрия смешивают с водой, отделяют сульфат натрия, фильтрат упаривают до получения суспензии, содержащей в твердой фазе 5-20 мас.3 сульфата натрия и 80-95 мас.1 хлорида натрия и смешивают с маточным раствором.

Кроме того упаренный раствор содер- 5 жит 20-45 г/л сульфата натрия.

При этом классификацию проводят в восходящем потоке маточного раствора.

При таком ведении процесса сульфат натрия выделяется при упаривании фильтрата одновременно с остатками хлорида натрия, поэтому отдельно расходовать тепло на выделение сульфата натрия практически не требуется. Необходимо лишь выпарить незначительное количество воды, смешиваемой с суспензией сульфата натрия для растворения небольшого количества кристаллов поваренной соли, которые попадают в эту суспензию из-за неполноты классификации. Эта вода выпаривается вторичным паром, т.е. после уже многократного использования тепла.

Благодаря тому, что упаривать фильтрат до получения суспензии, содержащей смесь кристаллов сульфата натрия (5-20 мас.1) и хлорида натрия (95-80 мас.i) можно паром низких

4О параметров, в том числе и вторичным паром, получаемым при упаривании раствора с выделением одного хлорида натрия, расход свеиего греющего пара меньше, чем по известному способу.

После классификации суспензию хлорида натрия подают на стадию отделения хлорида натрия, куда подается такие упаренный раствор с кристаллами хлорида натрия. Незначи50 тельное количество кристаллов сульфата натрия, которые могут содержать-. ся в суспензии хлорида вследствие неполноты классификации, растворя" ются в упаренном растворе, т.е. он недосыщен по сульфату (20-45 г/л, 55 а насыщение при 60 г/л). Поэтому на стадии отделения хлорида отделяK}TcR достаточно чистые кри<.таллы

38 хлорида натрия удовлегворяющие Тре бованиям ГОСТа 1380-68 на поваренную соль сорта Экстра".

Средний размер кристаллов сульфата натрия в 3-4 раза меньше, чем у кристаллов хлорида натрия. Поэтому после классификации суспензия сульфата натрия содержит обычно в твердой фазе в зависимости от степени классификации примерно 25-60 мас." . кристаллов сульфата натрия и 40

75 мас.б хлорида натрия. После смешивания ее с водой, благодаря тому, что растворимость хлорида натрия значительно больше растворимости суль фата натрия, содержащиеся в этой суспензии кристаллы хлорида натрия растворяются. И отделенный затем сульфат натрия получается удовлетворяющим ГОСТУ 6318-77, марка Б. При этом требуется незначительное количество воды, которая вместе с фильтратом упаривается паром низких параметров до получения суспензии, содержащей смесь кристаллов.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого сопособа.

Раствор хлорида и сульфата натрия поступает в первый корпус 1 четырехкорпусной выпарной установки. Из корпуса 1 упаренный раствор с кристаллами хлорида натрия по трубопроводу

2 перетекает во второй корпус 3 и по трубопроводу 4 в третий корпус 5, из которого упаренный раствор с кристаллами хлорида натрия по трубопроводу 6 поступает на установку, содержащую смеситель 7, отстойник 8 и центрифугу 9, в которой производят отделение кристаллов хлорида натрия.

Маточный раствор по 1рубопроводу

10 поступает в смеситель-классификатор 11, куда подается из четвертого корпуса 12 установки по трубопроводу 13 суспензия хлорида и сульфата натрия 6.

В классификаторе 11 происходит классификация солей. После классификации суспензия хлорида натрия, содержащая незначительное количество кристаллов сульфата натрия, по трубопроводу 14 поступает на стадию отделения хлорида натрия — в смеситель

7, Так как поступающий туда же по трубопроводу 6 упаренный раствор недосыщен по сульфату натрия, то это незначительное копичество кристаллов сульфата нат< ив растворяетс я.

906938

Су пензия сульфата натрия вместе с маточником, содержащая также некоторое количество кристаллов хлорида натрия, по трубопроводу 15 поступает в смеситель 16, где смешивается с водой в количестве, необходимом для растворения хлорида натрия.

После этого в отстойнике 17 и в центрифуге 18 отделяют сульфат нат- . рия, удовлетворяющий ГОСТУ 6318-77, 1О марка Б, а фильтрат по трубопроводу

19 поступает в корпус 12 установки, где упаривается до получения суспензии.

Эта суспензия смешивается с маточ- 15 ным раствором в смесителе-классификаторе 11, куда она подается по трубопроводу 13, При этом маточный раствор по трубопроводу 10 подается снизу вверх, чтобы в восходящем его 20 потоке и происходила классификация суспензии — более крупные кристаллы хлорида натрия опускаются вниз, а более мелкие кристаллы сульфата натрия отбираются сверху вместе с ма- гз точником в виде суспензии сульфата натрия по трубопроводу 15.

1

Свежий греющий пар ТЭЦ поступает по трубопроводу 20 на обогрев 30 корпуса 1, вторичный пар корпуса 2 по трубопроводу 21 поступает на обогрев корпуса 3, вторичный пар корпуса

3 по трубопроводу 22 поступает на обогрев корпуса 5, вторичный пар третьего корпуса 5 по трубопроводу 23 поступает на обогрев корпуса 12.

Вторичный пар четвертого корпуса 12 по трубопроводу 24 поступает в конденсатор (на чертеже не показан).

Пример 1. Исходный раствор в количестве 1000 кг, содержащий

0,25 мас. долей NaCl и 0,0045 мас. долей NazSO< поступает на упарку в первые три корпуса 4-корпусной ус- 45 тановки, в которой упаривают 58,8кг/ч воды и отделяют 196 кг/ч твердого хлорида натрия. Упаренный раствор, после 3-х корпусов, содержащий в растворенном виде 4,5 кг сульфата (концентрация 0,021 мас. долей или 25,0г/л)

54 кг хлорида натрия (концентрация

0,25 вес.долей) и 196 кг твердой фазы, поступает на стадию отделения хлорида в смеситель 7. Туда же из классификатора поступает суспеНзия хлорида натрия, содержащая в твердой фазе 54 кг хлорида натрия и

6,0 к сульфата натрия

При суспензии с упаренным р:t ( вором кристаллы сульфата натрия полностью растворяются, а кристаллы хлорида натрия в количестве 250 кг/ч затем отделяются в виде готового продукта, Иаточник в количестве

222 кг/ч, содержащий в растворенном виде 54 кг хлорида натрия и 10,5 кг сульфата натрия (концентрация сульфата натрия 0,048 вес. долей) смешивается с суспензией хлорида и сульфата натрия из 4-го корпуса, твердая фаза которой содержит 84 мас. i хлорида натрия и 16 мас. сульфата натрия ° После классификации этой смеси суспензия хлорида натрия, содержащая в твердой фазе 54 кг хлорида и

6,0 кг сульфата натрия, поступает на стадию отделения хлорида в смеситель

7, а суспензия сульфата натрия, содержащая в твердой фазе 6,9 кг сульфата натрия и 12 кг хлорида натрия, смешивается с водой в количестве

33,6 кг. Кристаллы хлорида натрия при этом полностью растворяются,,также растворяются 2,4 кг сульфата натрия, а 4,5 кг сульфата натрия отделяются в виде готового продукта.

Фильтрат в количестве 460 кг поступает в 4-й корпус где выпаривается 191 кг/ч воды, а полученная суспензия, содержащая 78,9 кг твердой фазы, из которых 66 кг (84 мас.i) хлорида натрия и 12,9 кг (16 мас.6) сульфата натрия поступают в смесительклассификатор.

Пример 2, Исходный раствор содержит 0,24 мас. долей хлорида натрия и 0,06 мас.долей сульфата натрия. Из 1000 кг/ч исходного раствора в первых четырех корпусах шестикорпусной установки выпаривается

616 кг/ч воды и выделяется 195 кг хлорида натрия.

Концентрация сульфата натрия в упаренном растворе составляет

0,031 мас. долей (или 38,5 г/л).Суспензия хлорида натрия после классификации содержит в твердой фазе

45 кг хлорида натрия, 3,75 кг сульфата натрия поступают на стадию отделения хлорида натрия, где отделяется 240 кг хлорида, а кристаллы сульфата натрия растворяются в упаренном растворе. Суспензия сульфата натрия, содержащая в твердой фазе

3 кг хлорида натрия и 7,0 кг сульфата натрия, смешивается с водой, после чего отделяется 6 кг сульфаФормула изобретения

7 90693 та (1 кг растворится) . Фильтрат пос- тупает в 5-й корпус (не показан) на упарку до получения суспензии, содержащей в твердой фазе 48 кг хлорида натрия (81,6 мас.3) и 10,75 кг сульфата натрия(18,3 мас.3} .

Пример 3. При тех же исходных концентрациях, что и в примере

Если при классификации в восхо- о дящем потоке несколько увеличены скорости, то значительное число кристаллов хлорида натрия (до 20 кг} попадает в суспензию сульфата натрия и затем растворяется в воде, а в суспензию хлорида натрия попадает незначительное (до 1 кг} кристаллов сульфата натрия. При этом при упарке фильтрата в корпусе 12 получают суспензию, содержащую в твердой фа3е примерно 74 кг хлориста натрия (89 мас.3) и 9,5 кг сульфата натрия (11 мас.Ф). Чистота кристаллов хлорида натрия при этом будет выше, однако понадобится выпарить больше р воды (на 22 кг), используемой для растворения кристаллов хлорида.

При получении суспензии, содержащей в твердой фазе менее 5 мас.l

1сульфата натрия и более 95 мас.3 хлорида натрия, классификация солей затруднена и описанный процесс идти не может.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять полное и раздельное выделение хлорида натрия и сульфата натрия из раствора без сбросов минерализованных стоков, т.е. без загрязнения окружающей среды. При этом энергозатраты существенно меньше, чем в известных способах, при сохранении качества продукта. В зависимости от содержания солей в исходном растворе из 1000 кг исходного раствора получают 250 кг поваренной соли сорта Экстра" (ГОСТ 13880-68(и 3„5-5 кг сульфата натрия марки Б (ГОСТ 631877) °

Вследствие того, что на выдедение сульфата натрия и остатков хлорида натрия (менее 60 кг) используется обычно вторичный пар, полученный при выделении основной массы хлорида натрия, т.е. уже после многократного испо. ьзования тепла, затраты греющего пара на выделение сульфата натрия и остатков хлорида невелики и общие энергозатраты меньше, чем в известных технологиях, примерно на

50 кг пара на получение 1000 кг поваренной соли.

1. Способ выделения хлорида натрия и сульфата натрия из растворов, включающий упаривание раствора и последовательное отделение хлорида и сульфата натрия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат при сохранении качества и выхода продуктов, маточный раствор после отделения хлорида натрия смешивают с суспензией, содержащей в твердой фазе 5-20 мас.3 сульфата натрия и 80-95 мас.i хлорида натрия, классифицируют, суспензию хлорида натрия подают на стадию отделения хлорида натрия, суспензию сульфата натрия смешивают с водой, отделяют сульфат натрия, фильтрат упаривают до получения суспензии, содержащей в твердой фазе 5-20 мас.l сульфата натрия и 80-95 мас. 3 хлорида натрия и смешивают с маточным раствором.

2. Способ по и:1, о т л и ч а ю шийся тем, что упаренный раствор содержит 20-45 г/л сульфата натрия.

Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что классификацию проводят в восходящем потоке маточного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Г 322311, кл. C 01 D 3/06, 1969 °

2. Патент СЫА N 3712797, кл. 23-296, С 01 3/06, 1978 { ïðîòîтип), 1

906938

Составитель Т. Пушкина

Редактор Л. Лукач Техред Э.Вереш КорректорО. Билак

Заказ 500/27 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раущская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4