Способ стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

i«> 977392 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1704331 (21) 3300097/23-26 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Опубликовано 301182. Бюллетень Мо 44

Дата опубликования описания 3(L11.82 (И) М. Кл.з

С 01 F 11/46

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (531УДК 661. 842.

532(088 8) M.Е. Поэин P.Þ. Зинюк, Б.Д. Гуллер, Е.В. Явгель, М.В. Жданова, П.В. Федорин, Г.И. Лазарев, В.A. Hanc (72) Авторы изобретения

В.И. Маринин и A.È. Самойлова

Ленинградский ордена Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени технологический институт им. Ленсовета и Волховский ордена

Октябрьской Революции алюминиевый завод им. С.М. Кирова (71) Заявители (5 4 ) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ СУСПЕ Н 3 ИИ ПОЛУГИДРАТА

СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способам стабилизации водных суспензий полугидрата сульфата кальция — отхода производства зкстракционной фосфорной кислоты.

Известен способ стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии реагента-стабили° затора, в качестве которых исполь зуют полифосфаты щелочных металлов и аммония (11.

Недостатком способа является дефицитность реагентов-стабилизаторов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии реагента-стабилизатора, в качестве которого используют кальцийсодержащие соединения (карбонат, силикат, гидроокись), введение которых обеспечивает рН жидкой фазы суспензии 4-7, что увеличивает время полной гидратации полугидрата сульфата кальция до 10-12 ч (2 ).

Недостаток известного способа заключается в низкой степени стабилизации суспензии, что приводит к схватыванию ее при транспортировке и хранении.

Цель изобретения — увеличение стабильности суспензии полугидрата сульфата кальция.

Поставленная цель достигается тем,.что согласно способу стабилизации суспенэии полугйдрата сульфата кальция в присутствии реагента-стабилизатора кальцийсодержащих соединений при рН 4-7 в исходную суспензию вводят водорастворимые фторсодержащие соединения в количестве 0,010,1 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы.

Для сокращения расхода стабилизирующих добавок осуществляют рециркуляцию жидкой фазы из шламонакопителей на репульпацию свежих порций осадка.

В качестве фторсодержащих реагентов могут быть использованы фториды и кремнефториды натрия, кремнефтористоводородная кислота, в частности, отбросные растворы с содержанием

2-8% H SiF< и 1-3% Р Ос, образующиеся при очистке фторсодержащнх газов производств экстракционной фосфорной кислоты или двойного суперфосфата.

Возможно также использование отходов переработки кремнефтористовоЗ0,цородной кислоты на фтористые соли, 977392

Количество добавки

NAF в пересчете на фтор, Ъ

Время полной Схватывание отфильтрованного гидратации осадка через 5 сут (глубина при 25 С, ч погружения иглы Вика, %) 12

12,5

0,001

0,005

0,0075

16

18

0,01

88

0,05

100

0,07

100

0,1

95

0,2

Состав осадка: Р О Бщ1,5% Р О ц,дн1 1% Р 0 6%. например маточные растворы производства криолита, содержащие 0,5-0,65%

F 0,20"0,25% Ngt и 0,01-0сОЗЪ P20f.

Минимальное количество добавки водорастворимых фторсодержащих реагентов 0,01 вес.ч. (в пересчете на 5 фтор) на 100 вес.ч. твердой фазы определяется- необходимостью замедления скорости гидратации полугидрата, по крайней мере, в 2 раза (время полного перехода полугидрата в гипс должно составить 25 ч) — в этом ..: случае схватывание осадка почти не происходит.

При увеличении количества вводимого фтора свыше 0;1 вес.ч. на

100 вес.ч. твердой фазы продолжительность гидратации начинает уменьшаться, одновременно возрастает содержание фтора в жидкой фазе суспенэии и возникает опасность загрязнения окружающей среды.

Полугидрат сульфата кальция, выделяющийся при получении зкстракциПроцесс стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция по едлагаемому способу осуществляют едующим образом.

Отбросный осадок полугидрата сульфата кальция, отмытый от фосфорной кислоты, репульпируют в воде или ее смесях с циркулирующим раствором, одновременно вводят в суспензию добавки кальций- и фторсодержащих реагентов. Суспенэию перемешивают в течение 15 мин и перекачивают на шламовое поле. Осветленный в реэуль-, 6.э онной фосфорной кислоты,,содержит значительное количество фтора (0,21,2 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы). Однако фтор находится преимущественно в ниде водонерастворимых соединений и не обеспечивает стабилизации суспенэии. Введение одновременно с кальцийсодержащими соединениями водорастворимых фторсодержащих реагентов обеспечивает значительное замедление гидратации вследствие образования мелкодисперсного фтористого кальция, блокирующего грани кристаллов полугидрата. Кроме того, возможно образование комплексных ионов типа A1F и а также замедляющих гидратацию.

Влияние добавок фторида натрия на гидратацию и схватывание промышленного образца осадка полугидрата сульфата кальция (Ж:Т-6:1), рН жидкой фазы после нейтрализации гидроокисью кальция 5 представлено данными таблицы. тате отстаивания суспензии раствор целесообразно возвращать на репульпацию свежих порций осадка. Это позволяет даже при минимальном расходе стабилизирующих реагентов обеспечить резкое замедление гидратации, упростить складирование в организацию дальнейшей переработки осадка.

Пример 1. 1,33 т отмытого от фосфорной кислоты осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего,Ъ: .Р О 1; F 0,8; Н 0q„qp.. 25, смешивают с 4,6 т свежей воды, 7,6 кг

977392

Формула изобретения

Составитель Б. Нирша

Техред И.Гайду

Корректор Г. Решетник Редактор Т. Лопатина

Заказ 9101/27 Тираж 509 Подписное

BH?l?lfl?l 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 карбоната и 7,6 кг гидроокиси кальция, 1,1 кг фторида или 0,83 KI кремнефторида натрия (0,05 вес.ч. фтора на 100 вес.ч. твердой фазы).

Суспензию, рН жидкой фазы который составляет 4,8, перемешивают в течение 10-15 мин и перекачивают на шламовое поле. Время полной гидратации полугидрата в такой суспенэии составляет около 40 ч по сравнению с 11 ч в отсутствии добавок фторида или кремнефторида натрия.

Пример 2. 1,33 т отмытого от фосфорной кислоты осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего, %: Р О вр. 0.5: F 0.8: НдОг.„г„25, 15 смешивают с 4,5 т свежей воды, 35,5 кг отбросного раствора кремнефтористоводородной кислоты, содержащего 2,8% F и 0,3% Р О (0,1 вес.ч. фтора на 100 вес.ч. -.вердой фазы), 20

7,5 кг гидроокиси кальция. Суспензию, рН жидкой фазы которой равна

4,5, перемешивают в течение 15-20 мин и перекачивают на шламовое поле. Время полной гидратации полугидрата я5 в такой счспензии составляет около

35 ч по сравнению с 12 ч, в отсутствии. добавки кремнефтористоводородной кислоты

Пример 3. 1,33 т отмытого от фосфорной кислоты осадка полугидрата сульфата кальция, содержащего, О вр. 0,5; F 0,3; 2 гигр 25, смешивают с 4 т оборотного раствора, полученного при разделении суспенэии полугидрата на шламовом поле, 0,6 т свежей воды, 2 кг маточного раствора, полученного при переработке

H>S i F< и содержащего 0,5% F (0,01 вес.ч. фтора на 100 вес.ч. твердой фазы), 9,5 кг карбоната кальция. Суспензию, рН жидкой фазы которой составляет

5,2, перемешивают в течение 10-15 мин и перекачивают на шламовое поле, где отделяют и возвращают на репульпацию свежих порций осадка 4 т жид.кой фазы. Время полной гидратации . полугидрата в суспензии составляет около 48 ч по сравнению с 26 ч при репульпации того же осадка только в свежей воде и 12 ч в отсутствие добавки маточных растворов.

Пример 4. 1,4 т отмытого от фосфорной кислоты осадка смеси дигидрата и полугидрата сульфата кальция, содержащей, %: CaSO< 2Н О 73;

Са50? -0,5 Н О 25; Р О 0,2; Р0,15;

Н дОгнгz, 29, смешивают с 4 т оборотного раствора со шламонакопителя, 1 т свежей воды, 2 кг раствора кремнефтористоводородной кислоты, содержащего 6,5% F и 3% Р О, (0,013 вес.ч. фтора на 100 вес.ч. твердой фазы), 2,5 кг гидроокиси кальция. Суспен- зию, рН жидкой фазы которой равна

4,7, перемешивают в течение 5 мин и перекачивают на шламовое поле. Время полной гидратации подугидрата составляет не менее 20 ч по сравнению с 6 ч в отсутствие добавки кремнефтористоводородной кислоты.

Таким образом, предлагаемый способ стабилизации суспенэии полугидрата позволяет в 2,5-4 раза повысить стабильность осадка к гидратации и исключить его схватывание при транспортировке и при хранении.

Способ. стабилизации суспензии полугидрата сульфата кальция в присутствии карбоната и/или гидрата окиси кальция при рН 4-7, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыаения стабильности целевого продукта, в исходную суспенэию вводят водорастворимые фторсодержащие соединения в количестве 0,01-0,1 вес.ч. на 100 вес.ч. твердой фазы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 548566, кл. С 01 F 11/46, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 570551, кл. С 01 F 11/46, 1973 (прототип).