способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия

Формула изобретения

Способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем смешивания ее с гидроксидом алюминия при 95 - 115^oC, отличающийся тем, что в качестве серной кислоты используют 59 - 69,5 мас.% отработанную серную кислоту производства хлора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности и касается способов переработки серной кислоты с получением сульфата алюминия, используемого в качестве коагулянта для очистки природных и сточных вод.

Известен способ переработки отработанных травильных растворов с получением сульфата алюминия [Патент Франции N 1347556, кл. C 01 F, 1963; патент США N 3078146, кл. 23-123, 1963] Травильный раствор, содержащий сульфат железа (II) и серную кислоту, обрабатывают воздухом для окисления ионов железа (II) в железо (III), после чего загружают алюминийсодержащий материал и выдерживают при температуре 100 - 350^oC и давлении 7-210 атм.

Недостатком данного способа является необходимость проведения многоступенчатой очистки сульфата алюминия от солей железа и пригодность продукта для очистки лишь промышленных стоков.

Известен способ переработки растворов от анодирования, восстановления и гравирования, содержащих серную кислоту [Патент Японии N 51-136573, кл. C 01 B 17/90, 1976], по которому к раствору серной кислоты добавляют алюминийсодержащее соединение в количестве 43-52 г/дм³ по иону алюминия и нагревают до 30-90^oC. При охлаждении происходит выделение кристаллического сульфата алюминия. Процесс осуществляют в избытке серной кислоты, поэтому полученный сульфат алюминия содержит свободную серную кислоту и без дополнительной обработки не может использоваться в качестве коагулянта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и получаемому результату является способ переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем смешения ее с гидроксилалюминийсодержащим соединением при 95-115^oC. Патент РФ N 2094364, кл. 6 C 01 B 17/90, C 01 F 7/74, 1997. В качестве исходной кислоты используют отработанную серную кислоту производства сульфокатионита КУ - 2 - 8, содержащую 0,5 - 1,5% органических примесей и дихлорэтан.

Органические примеси, в частности полистиролсульфокислота, кристаллизуются в виде алюминиевой соли вместе с сульфатом алюминия, а дихлорэтан выделяется и возвращается в производство сульфокатионита.

Предлагаемым изобретением решается задача упрощения технологии переработки серной кислоты с получением сульфата алюминия, не содержащего органических примесей и пригодного для использования в качестве коагулянта для очистки природных и промышленных вод.

Задача решается тем, что в способе переработки серной кислоты на сульфат алюминия путем смешения ее с гидроксилалюминийсодержащим соединением при 95 - 115^oC в качестве серной кислоты используют 59-69,5 мас.% отработанную серную кислоту производства хлора. Применение в процессе серной кислоты с содержанием основного вещества 59 - 69,5 мас.% обусловлено необходимостью получения сульфата алюминия, соответствующего требованиям ГОСТа 12966-85 по содержанию оксида алюминия. Ограничения по содержанию хлора заложены в ТУ 6-02-13-56-87 на кислоту серную отработанную.

В результате проведения процесса по предлагаемому способу примесь хлора реагирует с гидроксиалюминийсодержащим соединением с образованием оксихлорида алюминия, являющегося коагулянтом, использующимся наряду с сульфатом алюминия для очистки природных и сточных вод.

В качестве гидроксилалюминийсодержащего сырья используется гидроксид алюминия.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В реактор загружают 219 кг 59%-ной отработанной серной кислоты, содержащей 0,08% хлора, и нагревают до 70^oC. При перемешивании вводят в несколько приемов 81 кг 86%-ного гидроксида алюминия, поддерживая температуру в интервале 95-115^oC. Реакционную массу выдерживают в течение 1 часа при 115^oC. Полученный плав сульфата алюминия направляют на кристаллизацию. Получают 300 кг сульфата алюминия, содержащего, мас.%:

Сульфат алюминия - 50,3

Оксихлорид алюминия - 0,3

Не растворимый в воде осадок - 0,5

Пример 2.

В реактор загружают 186,6 кг 69,5%-ной отработанной серной кислоты, содержащей 0,1% хлора, 81 кг 86%-ного гидроксида алюминия, и проводят процесс в условиях примера 1. Получают 267,6 кг сульфата алюминия, содержащего, мас.%:

Сульфат алюминия - 56,0

Оксихлорид алюминия - 0,3

Не растворимый в воде осадок - 0,2

Пример 3.

В реактор загружают 200,5 кг 64,6%-ной отработанной серной кислоты, содержащей 0,05% хлора, 80,5 кг 86%-ного гидроксида алюминия, и проводят процесс в условиях примера 1. Получают 281 кг сульфата алюминия, содержащего, мас.%:

Сульфат алюминия - 53,6

Оксихлорид алюминия - 0,2

Не растворимый в воде осадок - 0,3

Сравнение известного и предлагаемого способов переработки серной кислоты на сульфат алюминия приведено в таблице.

Из данных таблицы видно, что сульфат алюминия, полученный по предлагаемому способу, не содержит органических примесей, а технология процесса упрощена за счет отсутствия стадии выделения дихлорэтана и включает лишь стадии получения и кристаллизации целевого вещества.

Предлагаемый способ позволяет утилизировать отработанную серную кислоту в производстве хлора. Полученный при этом сульфат алюминия соответствует требованиям ГОСТа 12966-85 и может быть использован при очистке как сточных, так и природных вод.