способ получения соды

Формула изобретения

1. Способ получения соды из карбонатного раствора, включающий многоступенчатое упаривание раствора, двухстадийное выделение соды в виде моногидратного и безводного продуктов с отделением на первой стадии моногидратной соды фильтрованием на центрифуге и отделением на второй стадии безводной соды фильтровнием на центрифуге, отличающийся тем, что безводную соду фильтруют и промывают на нафильтрованном на первой стадии слое моногидратной соды.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, фильтрование безводной соды ведут до соотношения толщины слоя моногидратной соды к толщине слоя безводной соды 1:2-1:6.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству соды.

Известен способ получения безводной соды по а. с. СССР №1058227, в котором моногидратную соду, полученную из маточника карбонизации глиноземного производства, термообрабатывают при температуре 100-115° в упаренном каустифицированном растворе с суммарным содержанием растворимых солей 20-40 мас.%.

В данном способе при переходе на выпуск только безводной соды осложнения возникают на стадии обезвоживания содовой суспензии в центрифугах. Образование моногидратной пленки при промывке соды на поверхности осадка и фильтрующей сетке приводят к ухудшению фильтрационной характеристики промываемости слоя и, следовательно, недоотмывке продукционной соды. Введение каустика в маточный раствор для улучшения обезвоживания соды не обязательно и приводит к дополнительным затратам.

Известен способ получения соды, который состоит из многоступенчатого упаривания карбонатного раствора, 2-стадийного выделения соды в виде моногидратного и безводного продуктов, раздельного обезвоживания и промывки осадков соды на центрифугах (Варламов М.Л., Беньковский С.В., Кричевская Е.Л. и др. Производство кальцинированной соды и поташа при комплексной переработке нефелинового сырья. М., Химия, 1977, с.85-89, 94-95). Безводная сода обладает более высокой насыпной плотностью по сравнению с моногидратной. Однако ее промывка на центрифуге затруднена из-за образования моногидрата на поверхности кристаллов, что приводит, с одной стороны, к схватыванию и упрочнению осадка на роторе центрифуги, с другой - недоотмывке от увлекаемого маточного раствора и, как следствие, ухудшению качества продукта.

По большинству сходных признаков данный способ принят за прототип.

Задачей изобретения является интенсификация фильтрования и промывки безводной соды на центрифуге, улучшение качества, а также увеличение ее выхода. Техническим результатом является увеличение сортности безводной соды и увеличение ее выхода до 10%.

Технический результат достигается тем, что в способе получения соды из карбонатного раствора, включающем многоступенчатое упаривание раствора, двухстадийное выделение соды в виде моногидратного и безводного продуктов с отделением на первой стадии моногидратной соды фильтрованием на центрифуге и отделением на второй стадии безводной соды фильтрованием на центрифуге, при этом безводную соду фильтруют и промывают на нафильтрованном на первой стадии слое моногидратной соды.

Фильтрование безводной соды ведут до соотношения толщины слоя моногидратной соды к толщине слоя безводной соды 1:2-1:6.

Реализация способа по 2-стадийной схеме с раздельным выделением моногидратной и безводной соды является наиболее рациональной. По расходу пара более экономично было бы выделение только безводной соды за одну стадию. Однако температура суспензии, равная 106-108°С, при которой происходит выделение безводной соды, близка к температуре перехода безводной соды в моногидрат. На фильтрующих центрифугах снижение температуры неизбежно, что вызывает цементацию осадка из-за перекристаллизации соды, быстро зарастает фильтровальная сетка, снижается скорость фильтрования, ухудшается в целом работа центрифуги. По этой причине отфугованную безводную соду, как правило, не промывают. Избежать осложнений можно при выделении соды по 2-стадийной схеме.

На 1-ой стадии при пониженной температуре - 93-97°С соду выделяют в виде моногидрата. На 2-ой стадии после выделения сульфата калия и упаривания маточника раствор содержит значительное количество поташа, что позволяет выделять оставшуюся соду при низкой температуре - 70-80°С в виде безводного продукта.

Благодаря нафильтровыванию на фильтровальной сетке центрифуги подслоя из крупнокристаллической моногидратной соды появляется возможность ведения промывки безводной соды без опасения быстрого зарастания сетки кристаллами вновь образующегося моногидрата. Моногидратный подслой будет также препятствовать проскоку тонкодисперсных частиц безводной соды в фугат. В то же время, непрочное сцепление моногидратной соды с сеткой облегчит разгрузку осадка. В результате улучшится качество и увеличится количество безводной соды, обладающей более высокой насыпной плотностью, удлинится количество рабочих циклов между очередными промывками (регенерациями) сеток, то есть процесс фугования будет интенсифицирован.

Толщина нафильтрованного подслоя будет определяться, с одной стороны, производительностью центрифуги и часовыми потоками соды, с другой - величиной проскока тонких фракций осадка в фугат, а также допустимым пределом смешения безводной соды с моногидратной.

Ниже в табл.1 приведены экспериментальные данные по фильтрованию и промывке безводной соды на центрифуге ФГН-2001 по предлагаемому способу. Для сравнения приводятся результаты фугования соды без подслоя.

Пример. Содовая суспензия после многократного упаривания карбонатного раствора и 2-стадийного выделения соды в виде моногидратного и безводного продуктов собиралась в раздельные емкости с содержанием твердого 550-600 г/л (после предварительного сгущения). Затем проводилось фильтрование и промывка осадка в сформированном слое на центрифуге ФГН-2001. В первом опыте безводная сода фильтровалась без подслоя и промывки, в последующих трех (2-4 см) с подслоем из моногидратной соды толщиной 2-7 см при суммарной толщине двух слоев 15-16 см, что соответствовало отношению слоев моногидратной к безводной в пределах 1:1,3÷1:6 соответственно.

Таблица 1
NN пп	Характеристика слоя	Толщина слоя, см		Ств. в фугате, г/л	фугования мин-с	Характеристика осадка, %			Кол-во циклов без промывки сетки
			hподсл			W o	К2СО 3	K2SO 4
1	Без подслоя и промывки	˜14	-	40	5'-6'	6-7	5-7	1,5-1,8	-
2	С подслоем из	15	2-2,5	10	4'40''	5-6	3,9-4,3	1,1-1,3	2-3
3	моногидрата + промывка конденсатом	16	5	2-3	4'30''	4,5-5,5	3,7-4,1	1,1-1,2	3-4
4	(Q кон=0,1 м2/тос)	16	7	1-2	4'20''	4-5	3,5-4	1-1,1	4-5

Как видно из приведенных данных, с введением подслоя из моногидратной соды сократилась суммарная продолжительность цикла и увеличилось число рабочих циклонов без промывки сетки (до 4-5 циклов), а также существенно снизилось содержание твердого в фугате (с 40 до 10-2 г/л). Наиболее предпочтителен режим разделения, который соответствует отношению слоев в пределах 1:2-1:6 (более высокая производительность по безводной соде и достигается качественная отмывка осадка от маточного раствора). С уменьшением подслоя менее 2-3 см резко увеличивается вынос тонких фракций безводной соды в фугат. В случае увеличения толщины подслоя более 5 см при суммарной толщине слоя 15-16 см возрастает доля моногидратной соды в конечном продукте, что также нежелательно из-за разубоживания соды с высокой насыпной плотностью.