Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

ПОЛУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОГО КУПОРОСА ИЗ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ

Способ получения железного купороса специальным растворе­нием железа в серной кислоте в настоящее время утратил свое значение в связи с тем, что на металлообрабатывающих заводах в числе отходов производства имеются большие количества травиль­ных растворов, которые легко могут быть переработаны на желез­ный купорос. Травильные растворы получают при обработке (тра­влении) серной кислотой стальных изделий с целью удаления с них окалины (окислов железа) перед дальнейшей обработкой по­верхности. Для травления применяют разбавленную 20—25%-ную серную кислоту. Отбросные травильные растворы содержат глав­ным образом железный купорос (15—20% FeS04) и несколько процентов свободной серной кислоты (2—10%).

С развитием металлургии и металлообработки до современных масштабов проблема утилизации отбросных травильных растворов стала очень острой. Удаление больших количеств кислых жидко­стей в естественные водоемы невозможно. Очистка сточных тра­вильных растворов нейтрализацией их известью представляет боль­шие трудности вследствие образования объемистых трудно отстаи­вающихся осадков. Объем осадка сульфата кальция и гидрата закиси железа в 20—25 раз превышает объем расходуемой на травление металла серной кислоты (в расчете на моногидрат). В связи с этим на многих заводах утилизируют травильные рас­творы, выделяя из них сульфат железа кристаллизацией с получе­нием товарного продукта — железного купороса, при одновремен­ном возврате остающейся маточной жидкости — серной кислоты в — травильные ванны. Однако потребность в железном купоросе пока значительно меньше, чем количество его, которое можно получить при полной утилизации травильных растворов, поэтому эта проб­лема остается нерешенной. Эти трудности однако постепенно пре­одолеваются. Описан способ обработки отбросного травильного раствора водной суспензией Са(ОН)2 при 90°, позволяющей полу­чить быстро отстаивающийся осадок, состоящий из смеси Fej04 и гипса, которую разделяют магнитной сепарацией 4I-42.

Железный купорос является также побочным продуктом при . производстве двуокиси титана из титановых руд. На некоторых заводах за рубежом железный купорос используют в качестве вторичного сырья для получения серной кислоты, примешивая его (~20%) к поступающему на обжиг серному колчедану.-

Сульфат железа содержится и в сточных жидкостях некоторых Других производств, например в отработанных красящих раство­Рах, из которых он также может быть регенерирован43.

• Кристаллический железный купорос может быть выделен из травильных растворов при охлаждении их до —5°, —10° или вы­паркой с последующей кристаллизацией при охлаждении до 20— 25°. Можно также производить высаливание железного купороса из травильной жидкости серной кислотой (см. рис. 194) и после отделения кристаллического осадка возвращать маточный раствор на травление железа.

Обычно выделение железного купороса из травильных раство­ров производят охлаждением их воздухом или водой, или в ваку­ум-кристаллизационных установках. Предназначенную для трав­ления металла серную кислоту часто используют при этом предва­рительно в качестве высаливающего средства. Вымораживание железного купороса при охлаждении травильного раствора холо­дильным рассолом или выпаривание его с последующим вымора­живанием 44 являются менее экономичными способами.

Высаливание железного купороса можно также производить ацетоном и бутиловым спиртом. При смешении 1 л ацетона с 1 л Травильного раствора можно выкристаллизовать до 85% желез­ного купороса 45'46.

Заслуживает внимания предложение47 регенерировать травиль­ные растворы их нагреванием. При этом сульфат железа, раство­римость которого с повышением температуры выше 64° умень­шается, выделяется в виде FeS04-H20, а маточный раствор воз­вращается на травление. Из раствора, насыщенного FeS04-H20, можно выделять это соединение в твердую фазу высаливанием, добавляя при 65—85° FeS04 • 7Н2048.

Если выделение железного купороса производится охлажде­нием отработанного травильного раствора, содержащего а% FeS04, а в остающемся маточном растворе b% FeS04, то из 1000 кг травильного раствора будет получено 1,83Х кг FeS04-7H20 или х кг FeS04, причем

(а — Ь) • 1000 100- 1,836

IOJc

А степень извлечения FeS04 из травильного раствора будет—%.

Если производить охлаждение отработанного травильного рас­твора с одновременным введением в кристаллизатор серной кис­лоты в количестве т кг на 1000 кг травильного раствора, то:

_ (а-Ь) ■ Mo-Brn Х 100-1,836 .

Т. ак; если отработанный травильный раствор, имеющий плот­ность 1,275 г/см3, содержащий 300 г/л или 23,5% FeS04 и 1—2%

H2SO4, охладить до ~30°, он станет насыщенным (см. рис. 194, табл. 46). При дальнейшем охлаждении до 3—4° концентрация маточного раствора станет равной 14% FeS04. При этом из 1 г травильного раствора будет получено 234 кг FeS04-7H20, а сте­пень извлечения FeS04 составит 54%. Если же охладить раствор только до 30°, но с одновременной добавкой в кристаллизатор 0,25 т 75%-ной серной кислоты на 1 т отработанного травильного раствора для повышения кислотности маточного раствора до ~ 16% (200Г/л H2S04), то из 1 г травильного раствора будет полу­чено 75 кг FeS04-7H20, а степень извлечения FeS04 составит в од­ном цикле 17,5%. Но при высаливании серной кислотой с одно­временным охлаждением до 3—4° выхрд железного купороса из 1 т травильного раствора составит -~290 кг, а степень извлечения FeS04 в одном цикле -~67%. При работе на замкнутом цикле, т. е. с возвратом всего маточного раствора на травление, весь об­разующийся сульфат железа может быть выделен в виде желез-, ного купороса.

Таблица 46

Растворимость FeS04 В водных растворах серной кислоты

Темпера­Тура,

Растворимость FeS04

%) при содержании

В растворе H2SO4

0

2

4

7

. 10

15

20

35 "

0

13,6

12,9

12,0

10,8

9,5

7,2

5,5

3,4

5

15,2

14,4

13,5

12,0

10,7

8,0

6,5

4.7

10

17,2

16,1

15,2

13,7

12,3

10,1

8,2

6,6

20 '

20,9

19,7

18,4

16,8

15,7

13,3

11,2

9,5

25

23,0

21,4

20,4

18,6

17,3

15,0

12,8

11,4

30

24,8

23,1

22,0

20,5

19,2

16,9

14,8

13,2

Воздушное охлаждение травильного раствора, предварительно отстоявшегося в течение 2—3 ч от окалины и других примесей, осу­ществляют иногда в установленных вне здания под навесом ба­ках-кристаллизаторах 49. Кристаллы железного купороса оседают на стенках кристаллизаторов и на опущенных в них щитах. Сте­пень извлечения FeS04 составляет 48%. Перемешивание раствора способствует его охлаждению и ускоряет кристаллизацию. Воздуш­ное охлаждение протекает медленно и может быть использовано лишь на установках малой производительности. Поэтому во мно­гих случаях осуществляют кристаллизацию с применением водя - ного охлаждения 50'51.

Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Получение двуокиси хлора из хлорита натрия

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

Схемы с двухступенчатой аммонизацией

На рис. 404 представлена схема производства диаммонитро - фоски (типа TVA). Фосфорная кислота концентрацией 40—42,5% Р2О5 из сборника 1 насосом 2 подается в напорный бак 3, из кото­рого она непрерывно …

СУЛЬФАТ АММОНИЯ

Физико-химические свойства Сульфат аммония (NH4)2S04 — бесцветные кристаллы ромбиче­ской формы с плотностью 1,769 г/см3. Технический сульфат аммо­ния имеет серовато-желтоватый оттенок. При нагревании сульфат аммония разлагается с потерей аммиака, превращаясь в …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.