Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Семиводный сульфит натрия
Нейтрализация раствора соды сернистым газом приводит к образованию сравнительно разбавленных растворов сульфита. Это усложняет процесс кристаллизации. Поэтому кристаллический Na2S04'7H20 получают из концентрированного раствора, образующегося при нейтрализации содой раствора бисульфита натрия, содержащего 45—47% NaHS03:
2NaHS03 + Na2C03 = 2Na2S03 + H20 + C02
Во избежание выделения NaHC03 реакцию ведут в кислой среде, приливая раствор соды к раствору бисульфита. Концентрации растворов должны быть такими, чтобы получаемый раствор сульфита был близок к насыщению при 38—40°. Приливание раствора соды к бисульфиту ведут медленно вследствие сильного вспенивания массы выделяющейся двуокисью углерода. Теплоту нейтрализации отводят с помощью находящегося в реакторе водяного змеевика, поддерживая 38—40°. После нейтрализации раствор должен иметь нейтральную или слабокислую реакцию. Он отстаивается и направляется в кристаллизаторы. При кристаллизации сульфита в Барабанных кристаллизаторах с воздушным охлаждением, имеющих длину 12—20 м, диаметр 0,75—0,9 м и вращающихся со скоростью 8—12 об! мин, съем кристаллов с 1 ма полного объема кристаллизатора составляет 0,5—0,75 т в сутки, в зависимости от температуры воздуха и температуры и концентрации поступающего на кристаллизацию раствора. (Для этого процесса очевидно рациональнее использовать более производительные вакуум-кристаллизаторы.) Кристаллы Na2S03-7H20 отжимают на центрифуге, а маточный сульфитный раствор возвращают на растворение соды или направляют на поглощение S02 для получения раствора бисульфита. На 1 т семиводного сульфита натрия расходуют: 0,26—0,27 г SO^ и 0,44—0,46 т кальцинированной соды.
Запатентован способ непосредственного получения твердого сульфита натрия обработкой концентрированного раствора бисульфита твердой содой при 50°, после чего раствор выливают в форму, в которой он затвердевает; продукт содержит 52,6% Na2S03, 44 1_% Н20 и 2,3% Na2S0488.
Некоторая экономия соды в производстве сульфита может быть Достигнута при переработке бисульфита с помощью СаС03 — мела или известняка. Этот процесс, возможно, представит интерес для очистки отработанных и дымовых газов с частичной регенерацией SO, или выпуском двух продуктов — сульфитов натрия и кальция. По этому способу89 вначале SO2 поглощают из газов раствором сульфита и бисульфита натрия (аммония). Затем раствор перемешивают' с известняковой пульпой (СаСОз: Н20 = 5,2) при 40—70°;
2NaHS03 + СаС03 + Н20 = Na2S03 + CaS03 • 2Н20 + С02
Значительные количества сульфита натрия получаются в качестве отхода при производстве фенола. Фенол изготовляют из бен - золсульфокислоты, которую вначале нейтрализуют раствором сульфита натрия. Полученный 50% раствор бензолсульфокислого натрия сплавляют с едким натром при 300—315° в стальных котлах с огневым обогревом, причем образуется фенолят натрия и сульфит натрия. Плав гасится водой и из него выщелачивается фенолят натрия, а большая часть менее растворимого сульфита натрия остается в твердом виде и отфильтровывается. Раствор фенолята натрия нейтрализуют сернистым газом, который выделяется при обработке сульфокислоты сульфитом. При этом образуются фенол и раствор сульфита натрия, который вновь возвращают на нейтрализацию сульфокислоты. Таким образом, весь процесс выражается реакциями:
2C6H5S03H + Na2S03 = 2C6H6S03Na + S02 + H20
2C6H;S03Na + 4NaOH = 2C6HsONa + 2Na2S03 + 2H20 2C6H5ONa + S02 + H20 = 2CeH5OH + Na2S03
2CeH5S03H + 4NaOH = 2CeH5OH + 2Na2S03 + 2H20
Сульфит натрия, отфильтрованный от раствора фенолята натрия, выпускают в качестве товарного технического продукта.
Сульфит натрия можно получить, насыщая сероводородом суспензию Fe(OH)3 в 5% растворе Na2S:
6H2S + 6Fe(OH)3 = 6FeS + 15H20 + 1,502 Na2S + 1,502 = Na2SO,
Процесс следует вести при 10—20°, так как в горячем растворе выделяется сера:
3Na2S + 2Fe(OH)3 = 2FeS + S + 6NaOH
Отделенное от раствора сульфита сернистое железо может быть регенерировано в H2S и Fe(OH)3. Из 1 т Na2S (100%) этим метолом можно получить 1,16 т Na2S03 или 2,32 т Na2S03 • 7Н2090 Окисление сульфида натрия в сульфит может быть осуществлено и воздухом. Для этого смесь концентрированного раствора Na2S с инертным компонентом (например, продуктом), представляющую собой хлопьевидную рыхлую массу, продувают при перемешивании влажным воздухом с температурой 120—150°91.
Запатентован способ получения сульфита натрия из отбросного сульфидного щелока целлюлозных заводов; содержащийся в щелоке Na2S окисляют кислородом (воздухом) при 155—180° и давлении 5,5—8,5 ат92.