Исследование процессов переработки щелочных сульфат-тиосульфатных растворов с получением сульфата натрия и тиосульфатов натрия и аммония

• Автор: Голубева, Татьяна Брониславовна
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы переработки щелочных тиосульфатных и сульфаттиосульфатных растворов

1.1.1. Методы переработки с получением элементарной серы и

сульфата натрия

1.1.2. Методы переработки с получением тиосульфата и сульфата

натрия.

1.1.3. Методы переработки с получением тиосульфата натрия.

1.2. Серосодержащие газовые выбросы и методы их нейтрализации .

1.3. Тиосульфаты натрия и аммония.

1.3.1. Применение тиосульфатов натрия и аммония.
1.3.2. Физикохимические свойства тиосульфатов натрия и аммония
1.3.2.1. Физикохимические свойства тиосульфагиона.
1.3.2.2. Физикохимические свойства тиосульфата натрия.
1.3.2.3. Физикохимические свойства тиосульфата аммония
1.3.3. Методы получения тиосульфата аммония
1.3.3.1. Сульфитные методы.
1.3.3.2. Методы обменного взаимодействия взаимодействия
1.3.3.3. Выводы.
1.4. Задачи исследования
Г ЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика объектов исследования.
2.2. Методики экспериментов.
2.2.1. Нейтрализация сульфаттиосульфатных щелочных растворов серной кислотой
2.2.2. Нейтрализация щелочных сульфаттиосульфатных растворов сероводородом и диоксидом серы.
2.2.3. Концентрирование сульфаттиосульфатных растворов
2.2.4. Получение тиосульфата аммония в системе 2Озт,НСХН3Н.
2.2.5. Получение тиосульфата аммония в системе
3 ЫН4Р МН3 Н.
2.2.6. Методика обработки экспериментальных данных
2.3. Методики анализов
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ НА БАЗЕ ОТХОДОВ ХРОМОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
3.1. Изучение процессов улавливания сероводорода и диоксида серы щелочными сульфаттиосульфатными растворами.
3.2. Изучение процессов сернокислотной обработки щелочных сульфаттиосульфатных растворов.
3.3. Изучение процессов переработки нейтрализованных сульфаттиосульфатных растворов на товарные продукты
3.4. Разработка технологии переработки щелочных сульфаттиосульфатных растворов с получением в качестве товарных продуктов сульфата и тиосульфата натрия.
3.5. Выводы.
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ ТИОСУЛЬФАТА АММОНИЯ.
4.1. Краткая характеристика исходного сырья.
4.2. Исследование процессов обменного взаимодействия в системах ИаОз МН4Х ЫН3 Н .
4.2.1. Влияние порядка введения реагентов.
4.2.2. Исследование оптимальных условий процессов обменного взаимодействия
4.2.2.1. Изучение обменного взаимодействия в системе ИаАОзШдНСОзШзН.О.
4.2.2.2. Изучение обменного взаимодействия в системе
МН4Р 3 ЫН Н
4.3. Исследование процессов кристаллизации суспензии и отделения осадка натриевой соли.
4.4. Исследование условий очистки растворов тиосульфата аммония от фторидных примесей
4.5. Исследование процессов концентрирования растворов тиосульфата аммония и кристаллизации целевого продукта
4.6. Выводы.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ТИОСУЛЬФАТА АММОНИЯ
5.1. Гидрокарбонатный способ получения кристаллического тиосульфата аммония предлагаемой опытной установки
5.2. Фторидный способ получения кристаллического тиосульфата аммония предлагаемой опытной установки
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


К хромсодержащей продукции относятся оксид хрома VI, хромат и бихромат натрия, бихромат калия, оксид хрома III и малотоннажные препараты реактивной квалификации 1. Получение хроматов на всех вышеперечисленных предприятиях основано на окислительном обжиге хромовой руды в присутствии кальцинированной соды и доломита с последующим водным выщелачиванием образующихся спков. Получаемый при этом водный раствор хромата натрия является исходным сырьм для получения всех хромовых соединений I. Неутилизируемыми отходами заводов хромовых изделий являются хроматные шламы, содержащие шестивалентный хром и образующиеся в количестве более двух тонн в пересчте на 1 т бихромата натрия дигидрата, и серосодержащие шламы производства сульфида натрия . Хроматные и сульфидные шламы в виде водной суспензии сбрасываются в специальные шламохранилищапруды, которые требуют капитальных и эксплуатационных затрат, но не обеспечивают наджную защиту окружающей среды от загрязнения. В начале х годов в результате исследований, выполненных под руководством Б. П. Середы применительно к условиям Первоуральского хром пикового завода, был разработан метод обезвреживания хроматных шламов , позволяющий исключить загрязнение окружающей среды соединениями Сг VI. Его сущность заключается в переводе водорастворимых соединений шестивалентного хрома, содержащихся в шламах, в водонерастворимые соединения трхвалентного хрома путм восстановления Сг VI серосодержащими соединениями элементарной серой, сульфитом или сульфидом натрия, продуктами окисления которых являются тиосульфат натрия и каустическая щлочь. Обработка ведтся в автоклавах при температуре С в течение часов, а в качестве серосодержащего восстановителя может быть использован отбросный шлам производства сульфида натрия, что позволяет одновременно решать проблему и его утилизации . На основании проведнных УНИХИМом исследований были разработаны и выданы исходные данные для проектирования цеха обезвреживания хроматных шламов на Первоуральском хромпиковом заводе
Согласно в состав отбросного шлама производства сульфида натрия входят, в пересчте на сухое, следующие компоненты масс. Б 1,,0 На2Б3 6,4,0 Ыа 0,1,5 Ха2Б ,0,4 нерастворимый осадок 1,,0 углерода. На2СгЗНа0зх2НСгзхНЗЫа4На0Н 1. Ка2СЮ4х Н2СМСг3хН3На0Н 1. Полученный фильтрат, являющийся щелочным сульфаттиосульфатным раствором, в зависимости от природы и количества восстановителя имеет состав, представленный в табл. Таблица 1. Было предложено делить его на две части, при этом от половины до двух третей потока возвращать в начало процесса на репульпацию хроматного шлама, а остальную часть направлять на переработку с целыо получения серы и сульфата натрия 6. Необходимо отметить, что в хромовом производстве щелочные тиосульфатные растворы образуются и в переделе получения оксида хрома III, где щелочной раствор хромата натрия восстанавливают элементарной серой в автоклаве при температурах С 1 . Методы переработки щелочных сульфаттиосульфатных растворов, образующихся при получении оксида хрома III и обезвреживании хроматных шламов, разрабатывались применительно к условиям Первоуральского АО Хромпик, однако они представляют интерес и для других предприятий по производству хромовых изделий. Эта группа методов применяется давно и в настоящее время наиболее распространена. Она классифицируется по природе применяемых кислотных реагентов. ЫаОз Н Ыа 2 5 Н 1. Ма0з Н Ыа , Н 1. Ыа Н На Н 1. ЫаОН Н Ыа Н 1. Ыа2С Н Ыа С Н 1. Серу отделяют и возвращают на восстановление 2СЮ4, а раствор Ка перерабатывают на товарный сульфат натрия 1 . Перед сернокислотной обработкой тиосульфатый щелочной раствор может быть использован для улавливания пыли из отходящих газов печей для прокаливания гидроксида хрома III 1. Согласно 6 нейтрализация щелочных сульфаттиосульфатных растворов серной кислотой в соответствии с уравнениями реакций осуществляется при температуре С до 3 с переводом щлочи и тиосульфата натрия в сульфат натрия и серу. Однако в условиях локального перекисления возможно протекание процессов разложения з с образованием диоксида серы 1. Ыа3 Н2 Н Ыа6 На 1. При осуществлении реакций 1.