УДОБРЕНИЯ ИЗ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Процесс, разработанный С. Дж. Ширле (патент США 3 888653, 10 июня 1975 г.; фирма «.Шамрок Кэмикалз Лимит.ъ, Канада), предназначен для получения удобрения на основе сульфата калия из загрязненной серной кислоты.Процесс включает стадии: а) подачу первого исходного материала — отработанной серной кислоты; б) подачу второго исходного материала, состоящего в основном их хлорида калия; в) смешивание двух исходных материалов; г) нагревание при повышенной температуре (более 150 °С) с образованием мелкокристаллического порошка сульфата калия; д) смешивание кристаллического сульфата калия с гранулирующими агентами и небольшим количеством воды до получения мелких гранул; е) сортировку гранул по размеру.

Схема процесса приведена на рис. 56.

Аппаратура состоит из большой вращающейся обжиговой печи I, гранулятора 9 и ротационного холодильника 12. Подаваемые материалы — вода 2, отработанная серная кислота H2SO4 3, хлористый калий KCl 4. Вращающаяся печь длиной около 10 м имеет диаметр около 180 см и отапливается натуральным газом (12,5—

17 кДж/ч). Печь I вращается с помощью привода; при протекании химической реакции в печи образуется сульфат калия K2SO4, который по линии 6 направляется в гранулятор 9. Газообразный хлористый водород выходит из печи по линии 5. Реакция может быть представлена уравнением

H2SO4 + 2КС1 -gt;¦ K2SO4 + 2НС1 f

Выводимое по линии 16 удобрение K2SO4 представляет собой сухой мелкокристаллический порошок. Для придания ему товарных качеств и для удобства упаковки и транспортировки он превращается в гранулы в грануляторе Р.-Сульфат калия смешивается в грануляторе с водой 7 и гранулирующим агентом 8 и процесс проводится

по известной технологии. Гранулы выгружаются по линии 10 размер их 6—10 Menl и содержат влагу. Далее гранулы пропускают через барабанную сушилку 10’, выводят по линии И и охлаждают во вращающемся барабане 12.

ФЛОКУЛИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ ИЗ «КРАСНОГО ШЛАМА» ПРОЦЕССА ФИРМЫ «БАЙЕР»

В процессе производства оксида алюминия фирмы «Байер» на I т продукта образуется ~2 т остающегося на фильтрах влажного осадка с содержанием воды 40— 50 %. По оценкам ежегодно накапливается более 5 Mt этого продукта.

Г Рис. 57. Схема процесса непрерывного производства коагулирующих реагентов из красного шлама

Остаток от фильтрования представляет собой темноокрашенное глинообразное вещество и состоит в основном из неорганических соединений железа и алюминия, в меньшем количестве присутствуют щелочные и другие металлы. Благодаря его цвету и консистенции это вещество традиционно называют «красным шламом».

Значительные количества отхода производства оксида алюминия создают большие экологические и экономические проблемы, для решения которых потребуются многие годы. Предложено большое количество методов для промышленного использования красного шлама, однако ни один из них ие может быть признан удовлетворительным.

В процессе, разработанном Г. Байером и Е. Хердроном (патент США 3 986975, октября 1976 г., фирма «Бр.Джулини, ГМБХ», ФРГ), красный шлам используется для получения флокулирующих агентов. Шлам обрабатывают серной кислотой, продукты реакции высушивают горячими топочными газами или в теплообменнике. Образующееся твердое вещество представляет собой смесь водорастворимых сульфатов железа и алюминия с незначительным содержанием других водорастворимых сульфатов, находящуюся в виде дисперсного сыпучего порошка.

Установка для проведения такого процесса представлена на рис. 57.

Красный шлам и серная кислота подаются в смеситель I по трубопроводам 2 и 3; образовавшаяся масса проходит в сушильную печь 4, продукт реакции в сухом виде выходит через 8 и собирается в контейнере 12.

Смесительная труба I изготавливается из кислотоупорной легированной стали или аналогичного материала, красный шлам подается по линии 2, а серная кислота — по трубопроводу 3 с помощью насосов и дозирующих устройств, не показанных на схеме.

Большое количество тепла от смешения реагентов и протекающей реакции приводит к обильному образованию пара, который обеспечивает выброс реагирующей массы в печь обжига 4 через входное отверстие 9. Печь обжига представляет собой вращающийся барабан с подвесными цепями 5 и горелками 6, создающими поток горячих газов 10, за счет которых происходит испарение воды. Отработанные газы вместе с парами воды выходят из печи через отверстие 7 в противоположном конце барабана. Температура в обжиговой печи составляет от 120 до 180 °С; оптимальная температура 130—150°С.

По мере прохождения массы через печь она высушивается и растирается в результате перемешивания и контакта с горячими газами и нагретыми цепями. Полученный продукт выгружается через 8 и собирается в 12.

Цепи 5 служат для перемешивания и предотвращения спекания массы на стенах барабана и одновременно для облегчения теплопередачи. Во время прохождения обжиговой печи реакционная масса превращается в дисперсный порошок, наиболее подходящий по своим размерам для обработки природных и сточных вод. Размер частиц может легко контролироваться путем регулировки скорости вращения барабана и интенсивности нагрева. Процесс проводится в непрерывном режиме.

Реакция между красным шламом и серной кислотой начинается сразу же после смешения компонентов, и в зависимости от скорости подачи реагентов и длины смесителя I реакция может уже в смесителе полностью завершаться. Если часть непрореагировавшей массы попадает в печь4, то там реакция продолжается до полного завершения.

Вместо использования принципа противотока реакционной массы и горячих газов, как описано выше, топочные газы могут подаваться в барабан параллельно с реакционной массой.