СЕРНАЯ КИСЛОТА ИЗ ОТХОДОВ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ДИОКСИДА ТИТАНА
Процесс, разработанный К. X. Дёрром, Г. Дарадимосом, X. Гриммом и др. {патент США 4 163047, 31 июля 1979 г.; фирмы «Металлгезелльщафт AT» и «Байер AT», ФРГ), предназначен для выделения серной кислоты из отработанной серной кислоты, содержащей сульфат железа и из твердого сульфата железа, содержащего значительные количества кристаллизационной воды.
Процесс включает следующие стадии: I) концентрирование отработанной серной кислоты до получения концентрации кислоты 25—55 % в расчете на суспензию; 2) смешение сконцентрированной кислоты со стадии I с возвратной концентрированной серной кислотой, подаваемой со стадии 5, в результате чего получается смесь с концентрацией кислоты 30—65 % в расчете на суспензию; 3) добавление твердого сульфата железа с высоким содержанием кристаллизационной воды к смеси, полученной иа стадии 2, в результате чего получается сульфат железа с низким содержанием кристаллизационной воды; 4) отделение раствора серной кислоты от сульфатажелеза, получаемого на стадии 3; концентрирование раствора серной кислоты, полученного на стадии 4, до получения концентрации кислоты 45—70 % в расчете на кислоту, не содержащую соли, и возврат части полученного раствора на стадию 2; 5) термическое разложение сульфата железа, полученного на стадии 4, с получением оксида железа и сернистого газа.
Схема процесса представлена на рис. 162. Отработанный раствор кислоты из резервуара 2 по линии 2а подается в концентратор 3, где происходит удаление воды. Концентрированный раствор серной кислоты выходит из концентратора по линии За и поступает в смеситель 4.
Сульфат железа («зеленая соль») из резервуара I по линии Ia подается в зону дегидратации 5, в которую также по линии 4а из резервуара 4 поступает кислотная смесь. Эта смесь состоит из сконцентрированной отработанной кислоты из аппарата 3 и из сконцентрированного фильтрата из аппарата 8.
В зоне дегидратации 5 сульфат железа с высоким содержанием кристаллизационной воды превращается в сульфат железа с пониженным содержанием воды
за счет обработки кислотой. По линии 5а смесь поступает в зону фильтрации 6, где сульфат двухвалентного железа с пониженным содержанием воды отделяется от раствора и по линии 66 поступает на стадию термической диссоциации 7.
Фильтрат, содержащий серную кислоту, выводится из зоны фильтрации 6 по лииии 6а и подается в концентратор 8, в котором происходит удаление воды. Часть получаемой при этом концентрированной кислоты по лииии 8а подается в смеситель 4, а другая часть выводится по линии 86 и может быть снова использована на стадии растворения TiO2 9.
Ниже приводится конкретный пример проведения процесса. В результате растворения норвежского ильменита в серной кислоте на I т TiO2 получают 4 т зеленой соли и 8 т отработанной серной кислоты. В состав зеленой соли входит 90 % FeSO4-7Н20, 5 % адсорбированной влаги, остаток — гидраты сульфатов металлов. Отработанная серная кислота имеет следующий примерный состав, %: MeSOi 15; H2SO4 21; H2O 64.
Отработанная серная кислота из резервуара 2 со скоростью 8000 кг/ч подается по трубопроводу 2а в концентратор 3, где концентрация H2SO4 повышается до 30,4 % в расчете на суспензию. Суспензия в количестве 5520 кг/ч подается по трубопроводу За на стадию смешения 4. Туда же в количестве 4480 кг/ч подается из концентратора 8 раствор отработанной кислоты, содержащий 65 % H2SO4.
Co стадии смешения по трубопроводу 4а выводят 10ООО кг/ч серной кислоты с концентрацией 45,9%, которую подают на стадию дегидратации 5; туда же из резервуара I по трубопроводу Ia поступает 4000 кг/ч зеленой соли. Таким образом, на стадию дегидратации 5 поступает 14000 кг/ч сырья, представляющего собой кислотную смесь и зеленую соль в соотношении 2,5 : I. Образующаяся в результате суспензия имеет концентрацию серной кислоты 32,8 %, в расчете на суспензию, и содержит AfeSO4 в количестве 230 г/кг.
Суспензию подают на стадию фильтрования 6. Твердый остаток от фильтрования, образующийся в количестве 5200 кг/ч, содержит MeSO4-H2O и 30 % раствора серной кислоты с концентрацией H2SO4 44,3 %. Остаток направляют на стадию диссоциации 7. Фильтрат в количестве 8800 кг/ч концентрируют в концентраторе 8 путем упаривания до получения концентрации H2SO4 65 %. Из общего количества фильтрата 6000 кг/ч по трубопроводу 8а на стадию смешения подают 4480 кг/ч. Оставшееся количество (1520 кг/ч), содержащее ~990 кг/ч серной кислоты, может быть использовано для растворения TiO2. Такое количество кислоты составляет ~50 % от количества свободной кислоты, содержащейся в отработанной сериой кислоте. На стадии фильтрования температура повышается до 40—50 °С.
ТАНТАЛ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Процесс, разработанный Р. Хульмом (патент США 4 065405, 27 декабря г.; фирма «Экссон Рисерч энд Инженеринг Компани»), предназначен для извлечения пентафторидов тантала и (или) ниобия' из дезактивированного или частично дезактивированного катализатора переработки углеводородов. В состав данного катализатора входят: а) пентафторид металла, выбранный из группы, включающей пентафторид тантала, пентафторид ниобия и их смеси, и б) фтористый водород. Для извлечения металлов катализатор дистиллируют в присутствии кислоты Льюиса, не содержащей упомянутых металлов V группы. При этом происходит вытеснение пентагалогенидов тантала и (или) ниобия в газовую фазу. При последующем добавлении фтористого водорода пентагалогениды превращаются в пентафториды.
Добавки кислоты Льюиса служат для вытеснения пентафторидов металлов из их неактивных комплексов. Если применяемая кислота Льюиса сама не является фторидом, то происходит обмен галогена и образуются пентагалогениды тантала и (или) ниобия. В предпочтительном варианте процесса фтористый водород удаляют из отработанного катализатора до проведения процесса дистилляции, т. е. до нагревания и конденсации катализатора с кислотой Льюиса.
До проведения дистилляции из катализатора может быть также удален пентафторид металла, не связанный в комплекс.ТЕЛЛУР ИЗ АНОДНЫХ ШЛАМОВ ПРОЦЕССА РАФИНИРОВАНИЯ МЕДИ
В соответствии сданными А. Петрика мл., X. Дж. Беннетта, К¦ Е. Старча и Р. К- Вайснера [17], подсистема выделения теллура в качестве побочного продукта частично дублирует подсистему выделения селена на начальных стадиях процесса. Это связано с тем обстоятельством, что в содово-селитренном шлаке тигельных печей содержится весь теллур, подлежащий выделению, и ^50 % подлежащего выделению селена.
Разделение обоих элементов происходит в резервуаре для нейтрализации, где выпадает осадок диоксида теллура, и нейтрализованный селен содержащий раствор направляется на дальнейшую переработку. Таким образом, подсистема теллура предназначена для переработки шлама диоксида теллура, осаждающегося в резервуаре для нейтрализации. Эта подсистема схематически представлена на рис. 163.
В предположении 90 % извлечения теллура в тигельной печи и 90 % извлечения в остальной части подсистемы из 180 кг теллура, содержащегося в анодном шламе, получают 147 кг металлического теллура.
Cm. также «Селен из анодных шламов процесса рафинирования меди» и, в частности, патент США 4 163046.
ТАЛЛИЙ ИЗ КОЛОШНИКОВОЙ ПЫЛИ ПЕЧЕЙ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЦИНКА
В США таллий в основном производится путем переработки цинковых концентратов. В течение многих лет единственным производителем таллия в стране была фирма «Америкен Смелтинг энд Рифайнинг Компани» в г. Денвер. В промышленности таллий обычно производят из колошниковой пыли, образующейся при обжиге сульфидов или кадмиевых концентратов, получаемых из цинковых руд. Первые стадии процесса выделения таллия являются частью подсистемы выделения кадмия. Заключительные стадии процесса выделения таллия включают осаждение цинком, очистку путем переосаждения и последующее электролитическое выделение металла.
Рис. 163. Подсистема выделения теллура в виде побочного продукта: — тигельная печь, перерабатывающая 10 т в неделю шлама, образующегося в процессе электролитического рафинирования меди и содержащего 2,1 т Ag, 42 кг Au, 900 кг Se н 180 кг Te; 2 — металл Доре; 3 — содово- нитратный шлак, содержащий 160 кг Te (в предположении степени выделения 90 %); — измельчение, выщелачивание горячей воды, отстаивание и фильтрация раствора, содержащего селен и теллур; 5 — подача остатка в тигельную печь; 6 — кислый раствор, содержащий селен; 7 — резервуар для нейтрализации; 8 — нейтральный раствор, содержащий селен; 9 — на дальнейшую переработку; 10 — шлам диоксида теллура; 11 — точка отделения побочного продукта; 12 — накопительный резервуар; 13 — фильтрпресс; 14 — раствор, рециркулируемый иа стадию измельчения шлака; 15 — гидроксид натрия; 16 — загрязненный диоксид теллура; 17 — выщелачивание каустиком; 18 — медный шлам; 19 — серная кислота; 20 — щелочной раствор, содержащий теллур; 21 — вода; 22 — осадок диоксида теллура; 23 — промывка; 24 — дополнительная промывка и центрифугирование; 25 — диоксид теллура (товарный продукт) — альтернатива производству металла; 26 — теллурсодержащий раствор; 27 — электролизеры; 28 — отработанный электролит; 29 — металлический теллур; 30 — плавлен ие, литье, распыление в порошок, упаковка, отбор проб, взвешивание, транспортировка; 31 — металлический теллур (99,9 %), 147 кг в неделю
(в предположении степени выделения из шлакового щелочного раствора 90 %)
Еще по теме СЕРНАЯ КИСЛОТА ИЗ ОТХОДОВ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ДИОКСИДА ТИТАНА:
- СЕРНАЯ КИСЛОТА ИЗ ОТХОДОВ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ДИОКСИДА ТИТАНА
- ЦИНКА ХЛОРИД ИЗ ОТРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ