способ концентрирования растворов хлорида кальция

Формула изобретения

Способ концентрирования растворов хлорида кальция, образующихся при первичной переработке бишофита, включающий изотермическую абсорбцию при 10-15°С хлористого водорода раствором хлорида кальция концентрацией 10-20 мас.% до достижения концентрации хлористого водорода 22-25 мас.%, последующее добавление известняка для взаимодействия с соляной кислотой, находящейся в обрабатываемом растворе, до концентрации хлорида кальция в растворе, соответствующей 32-35 мас.%, и отделение осадка образовавшихся гидроокисей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения товарного раствора хлорида кальция преимущественно из отходов первичной переработки бишофита, в частности из образующихся при переработке разбавленных растворов СаСl₂.

Известен способ получения хлористого кальция (авт. свид. SU №513934, опубл. 1976), в котором насыщенный раствор хлористого кальция, образующийся при взаимодействии известняка с соляной кислотой, абсорбирует хлористый водород с нагреванием и повышением концентрации CaCl₂. Затем раствор охлаждают, отделяют выпавшие кристаллы гидрата хлористого кальция, а маточный раствор разбавляют водой и вновь подают в абсорбер.

Недостатками известного способа является его высокая энергоемкость и, соответственно, высокая стоимость получаемого конечного продукта - кристаллогидратов хлорида кальция, которые отфильтровывают, промывают и отправляют на дальнейшую обработку. Товарный раствор СаСl₂ при этом не производится.

Наиболее близким техническим решением является способ получения раствора хлорида кальция из кальцийсодержащих отходов магниевого производства (авт. свид. SU №1065342, опубл. 1984 г.). Способ включает обработку кальцийсодержащих отходов соляной кислотой с получением суспензии, которую далее смешивают с известковым молоком, предварительно обработанным хлорсодержащими газами. При этом обработку ведут до рН 5-8 и концентрации СаСl ₂ не более 25 мас.%. Недостатком этого способа является низкая концентрация хлорида кальция, что сужает область применения получаемого раствора.

Предлагаемый согласно изобретению способ позволяет получать товарный раствор хлорида кальция технического концентрацией 32-35 мас.%, соответствующего ГОСТ 450-77, путем концентрирования слабых растворов хлорида кальция, образующихся, например, при первичной обработке бишофита.

Указанный результат достигается тем, что слабый раствор CaCl₂ концентрацией 10-20 маc.%, образующийся при переработке бишофита, обрабатывают в две стадии. Сначала проводят изотермическую абсорбцию при 10-15°С хлористого водорода слабым раствором СаСl₂ до концентрации НСl в растворе 22-25 мас.%. Затем в раствор добавляют известняк (в виде известкового молока), который взаимодействует с хлористым водородом по реакции 2НСl+СаСО₃=CaCl₂+Н ₂O+СO₂ до концентрации CaCl₂ в растворе 32-35 маc.%.

Концентрация исходного раствора СаСl₂ определяется параметрами процесса получения гидроксида магния на стадии отстоя, поэтому диапазон концентраций 10-20 мас.% взят в качестве определяющего для установления параметров предлагаемого способа.

Абсорбция хлористого водорода происходит изотермически. При температуре больше 15°С невозможно достичь нужной концентрации хлористого водорода, при температуре меньше 10°С возможно выделение кристаллов хлорида кальция вместо получения истинного раствора.

Концентрация хлористого водорода 22 мас.% является наименьшей возможной для получения минимально необходимой концентрации хлористого кальция. При концентрации НСl больше 25% в готовом продукте могут выпасть кристаллы вследствие снижения растворимости СаСl₂ при снижении рН раствора.

Концентрация хлористого кальция 32 мас.% является минимальной по требованиям ГОСТ 450-77, при повышении концентрации выше 35% может произойти выпадение кристаллов.

ПРИМЕР. На первой стадии хлористый водород поступал в абсорбер, который орошали раствором с концентрацией хлористого кальция 15 мас.% при температуре 15°С.

В абсорбере происходило насыщение раствора СаСl ₂ хлористым водородом до концентрации 24 мас.%. Необходимая концентрация (не более равновесной), не допускающей выпадение в осадок кристаллогидратов CaCl₂, обеспечивалась регулированием подачи на абсорбер либо раствора СаСl₂, либо хлористого водорода. При 15°С равновесная концентрация хлорида кальция составляет 21,3 маc.%, хлористого водорода - 26,2 маc.%.

На второй стадии образовавшийся раствор хлористого водорода и хлористого кальция обработали известковым молоком, отделили осадки гидроокисей железа и магния и получили готовый продукт - раствор с концентрацией CaCl₂ 33 мас.% в соответствии с ГОСТ 450-77.

Равновесная концентрация CaCl₂ в воде при 15°С составляет 41,2 маc.%.