ПРОИЗВОДСТВО СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Извлечение селена из обжигового газа

Селен — ценный продукт, который все более широко применяют в различных областях народного хозяйства (в производстве выпрямителей переменного тока, фотоэле­ментов в фотографии, в стекольной промышленности, телевидении и т. д.). В природе селен встречается в виде селенидов различных металлов, в пирите, пирротине, халькопирите, галените и других минералах полиметал­лических руд. В колчеданах, применяемых для произ­водства серной кислоты, содержится 0,002—0,02% селе­на; отходы переработки колчедана — основной источник получения селена в нашей стране.

Степень извлечения селена из колчедана в производ­стве серной кислоты контактным способом колеблется в широких пределах (от 30 до 60%) и зависит от устрой­ства и режима работы печей, режима работы очистного отделения и пр. Баланс селена одного из контактных це­хов, оборудованного механическими печами, приведен на рис. 47.

Процесс выделения селена в производстве серной кислоты состоит из трех стадий: 1) поглощение Se02 из обжигового газа серной кислотой, 2) восстановление Se©2 до металлического селена, 3) выделение частиц металлического селена из серной кислоты.

Первая стадия проводится одновременно с очисткой обжигового газа. Вторая стадия тоже совмещается с очисткой газа, так как сернистый ангидрид обжигового газа растворяется в промывной кислоте и восстанавли­вает Se02 до металлического селена по реакции (43). Однако в некоторых случаях Se02 восстанавливается не полностью, что снижает степень извлечения селена.

Скорость восстановления двуокиси селена до элемент­ного селена возрастает с понижением концентрации кис­лоты, в которой растворена Se02, повышением ее темпе­ратуры и увеличением растворенного в этой кислоте сер­нистого ангидрида.

Металлический селен осаждается вместе с частицами пыли из кислоты промывных башен в отстойниках, сбор­никах и холодильниках кислоты в виде шлама, называе­мого бедным селеновым шламом.

Металлический селен, образующийся при восстанов­лении Se02 в каплях тумана, осаждается вместе с остат­ками пыли в мокрых электрофильтрах, но так как пыли в каплях тумана очень мало, этот осадок содержит мно­го селена и его называют богатым селеновым шламом.

Количество селена в шламе зависит в основном от содержания Se в колчедане и от количества в газе пы­ли, не уловленной в сухих электрофильтрах. Бедный шлам содержит до 5%, а богатый — иногда до 50% селе­на. Из общего количества селена, осаждающегося в

Очистном отделении, примерно половина его переходит Е бедный шлам и половина — в богатый.

Бедный шлам собирают при чистке отстойников, сборников и холодильников кислоты промывных башен. Шлам поступает в приемник, затем его разбавляют во­дой и нагревают острым паром. Полученную при этом пульпу отфильтровывают, осадок промывают водой и 0,5%-ным раствором соды. Промытый шлам сушат при 90—100° С.

Богатый шлам содержится в конденсате мокрых электрофильтров и оседает на электродах. Для его вы­деления конденсат мокрых электрофильтров направляют в отстойник большой вместимости. Во время медленного движения конденсата от одного конца отстойника до другого шлам осаждается. Накопившийся в отстойнике богатый селеновый шлам разбавляют водой, перекачи­вают пульпу на фильтр и далее обрабатывают так же, как бедный шлам.

Для более полного выделения селена из конденсата мокрых электрофильтров следует поддерживать в кон­денсате концентрацию H2S04 15—20%, так как в менее концентрированном растворе образуются хорошо раство­римые в серной кислоте селено-политионовые кислоты H2SeS206 и не весь селен выделяется в осадок.

При орошении первой промывной башни 70—75%- ной серной кислотой в результате восстановления двуоки­си селена сернистым ангидридом образуются очень мел­кие частицы металлического Se, плохо осаждающиеся в отстойниках и холодильниках кислоты.

На вновь строящихся сернокислотных заводах боль­шой мощности предусматривается фильтрование кисло­ты первой промывной башни, перекачиваемой на склад, или же фильтрование кислоты, орошающей эту башню.

Схема извлечения селена в производстве контактной серной кислоты следующая. При фильтрации промывной кислоты часть ее направляют в фильтр 2 (рис. 48) па­тронного типа. Осветленная кислота возвращается в цикл орошения или передается на склад готовой продук­ции. Остающийся на фильтре осадок (шлам) нейтрали­зуют раствором соды в смесителе 3, затем промывают и направляют в фильтр-пресс 4. Промывные воды сливают в канализацию, нейтральный селеновый шлам сушат во вращающейся барабанной сушилке 5 и упаковывают в тару.

Количество выделяемого селена колеблется в доволь­но широких пределах в зависимости от содержания его в колчедане и составляет (в пересчете на металлический селен) 10—50 г на 1 т сжигаемого колчедана. С увели­чением запыленности газа после сухих электрофильтров содержание селена в шламе и общее количество получае­мого селена снижается, так как возрастают потери селе­на при промывке и осушке шлама.