способ донасыщения и очистки природного подземного рассола от примесей ионов кальция и магния

Формула изобретения

1. Способ донасыщения и очистки природного подземного рассола от примесей ионов кальция и магния для электролитического производства хлора и гидроксида натрия, отличающийся тем, что донасыщение проводят одновременно с очисткой путем смешения его с обратным рассолом, полученным при растворении хлорида натрия, выпадающего при выпаривании электролитической щелочи в производстве хлора и гидроксида натрия, при соотношении 1:3-5.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистка от примеси ионов кальция в природном подземном рассоле осуществляется за счет содержащихся в обратном рассоле сульфат-ионов при смешении соответствующих объемов обратного и подземного рассолов, определяемых содержанием ионов кальция в подземном рассоле и сульфат-ионов в обратном рассоле.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация гидроксида натрия в обратном рассоле корректируется таким образом, чтобы достигалось содержание ионов магния в подземном рассоле, обеспечивающем соотношение Са²⁺:Mg²⁺=10-15:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам донасыщения и очистки природного подземного рассола (раствора хлорида натрия) для электрохимических производств от примесей ионов кальция и магния.

Известен способ очистки раствора хлорида натрия от кальций-, магний- и сульфат-ионов, включающий его обработку содово-щелочным раствором, отделение осадка от маточного раствора, растворение осадка соляной кислотой, осаждение из полученного раствора хлорида кальция гидроксидов магния и железа, осаждение раствором хлорида кальция сульфатов из маточного раствора и отделение осадка; осаждение гидроксидов магния и железа осуществляют одновременно с осаждением сульфатов при рН 9,5-11,0 с последующим возвратом осадка на стадию осаждения этих примесей в 3 - 10-кратном отношении к свежеобразующемуся (а.с. СССР N 994407, кл. С 01 D 3/16, приоритет от 30.08.81).

Однако этот способ сложен и требует дополнительного оборудования для осуществления стадии растворения шлама и отделения осадков.

Влияние концентрации хлоридов на процесс электролиза обуславливает необходимость получения рассола с концентрацией NaCl, близкой к насыщению, поэтому концентрация хлорида натрия должна быть не ниже 305-310 г/дм³. Природные подземные рассолы характеризуются низким содержанием хлорида натрия и повышенным содержанием солей кальция и магния, что вызывает необходимость сложной и дорогостоящей схемы его очистки для донасыщения. Увеличение концентрации хлорида натрия в природном подземном рассоле может быть достигнуто донасыщением твердой природной солью, а также обратной солью после его очистки (Фурман А.А. и др. Поваренная соль. Производство и применение в химической промышлености. - Химия. 1989).

Авторы поставили перед собой задачу - донасыщение подземного природного рассола, содержащего до 165 г/дм³ хлорида натрия и до 20 г/дм³ ионов кальция и магния, с одновременной его очисткой от этих примесей.

Для решения этой задачи авторы предлагают способ увеличения содержания хлорида натрия в природном подземном рассоле для электрохимического производства хлора и гидроксида натрия с одновременной очисткой его от примесей кальций- и магний-ионов путем смешения его с обратным рассолом в соотношении 1 : 3-5.

Обратный рассол представляет собой раствор хлорида натрия, выпадающего в осадок при выпаривании электролитической щелочи в производстве хлора и едкого натра, содержащий до 300 г/дм³ хлорида натрия и до 14-20 г/дм³ сульфата натрия. Донасыщение природного подземного рассола происходит за счет образующегося при протекании обменных реакций хлорида натрия и взвешенного хлорида натрия, находящегося в обратном рассоле. Соотношение смешиваемых объемов подземного и обратного рассолов (1:3-1:5) определяется содержанием кальций-ионов в подземном рассоле и сульфат-ионов, всегда присутствующих в обратном рассоле. При этом достигается одновременная с донасыщением очистка рассола от кальций-ионов.

Корректировка содержания гидроксида натрия в обратном рассоле позволяет достичь после смешения необходимого содержания ионов магния в рассоле до его оптимального соотношения с содержанием ионов кальция (1:10-15) для дальнейшей содово-каустической очистки.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Подземный рассол, содержащий 165,2 г/дм³ хлорида натрия, 15,0 г/дм³ ионов кальция, 3,9 г/дм³ ионов магния, смешивают с обратным рассолом, содержащим 308 г/дм³ хлорида натрия, 14,5 г/дм³ сульфат-ионов, 4,4 г/дм³ гидроксида натрия в соотношении 1:3. После перемешивания и декантации осадка полученный осветленный рассол содержит 285,6 г/дм³ хлорида натрия, 1,25 г/дм³ ионов кальция, 0,14 г/дм³ ионов магния, 4,0 г/дм³ сульфат ионов, 0,04 г/дм³ гидроксида натрия.

Пример 2. Подземный рассол постоянного состава (аналогичный примеру 1) смешивают с обратным рассолом, содержащим 309,0 г/дм³ хлорида натрия, 10,8 г/дм³ сульфат-ионов, 3,3 г/дм³ гидроксида натрия, в соотношении 1:4. После перемешивания и декантации полученный осветленный рассол содержит 290 г/дм³ хлорида натрия, 1,2 г/дм³ ионов кальция, 0,10 г/дм³ ионов магния, 3,9 г/дм³ сульфат-ионов, 0,04 г/дм³ гидроксида натрия.

Пример 3. Подземный рассол постоянного состава смешивают с обратным рассолом, содержащим 308,5 г/дм³ хлорида натрия, 9,0 г/дм³ сульфат-ионов, 2,9 г/дм³ гидроксида натрия в соотношении 1 : 4,5. После перемешивания и декантации осадка полученный осветленный рассол содержит 298,5 г/дм³ хлорида натрия, 1,1 г/дм³ ионов кальция, 0,09 г/дм³ ионов магния, 4,0 г/дм³ сульфат-ионов и 0,05 г/дм³ гидроксида натрия.

Пример 4. Подземный рассол постоянного состава смешивают с обратным рассолом, содержащим 305,4 г/дм³ хлорида натрия, 9,8 г/дм³ сульфат-ионов, 2,5 г/дм³ гидроксида натрия, в соотношении 1 : 5. После перемешивания и декантации осадка полученный осветленный рассол содержит 300,8 г/дм³ хлорида натрия, 0,8 г/дм³ ионов кальция, отсутствие ионов магния, 7,3 г/дм³ сульфат-ионов и 0,3 г/дм³ гидроксида натрия.