Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Делались попытки очистки диафрагменной каустической соды с целью приближения ее качества к каустической соде, получаемой электролизом с ртутным катодом, чтобы сделать ее пригодной для наиболее квалифицированных потребителей.
Наибольшего внимания заслуживает очистка растворов каустической соды экстракцией из нее примесей жидким аммиаком под давлением [119]. Схема установки показана на рис. 4-35. Очистка проводится в противоточной экстракционной колонне под давлением около 100 ат. На верх колонны подается 50%-ный раствор каустической соды, а в низ колонны 70—95%-ный раствор аммиака в воде. В экстракционной колонне при 80—100 0C происходит извлечение основных примесей из раствора каустической соды в аммиачную фазу. Из нижней части колонны отбирается раствор чистой каустической соды с некоторым содержанием аммиака, а из верхней части — аммиачная фаза с экстрагированными из каустической соды примесями и некоторым количеством растворецной в ней щелочи (около 5% от поступившей на очистку).
Раствор чистой каустической соды отпаривают от остатков аммиака, а аммиачную фазу передают на установку регенерации
аммиака. После отгонки аммиака раствор щелочи с загрязнениями выводится из системы.
Ниже приведен состав исходной и очищенной каустической соды [120]:
Содержа
н ие, %
Содержани
е, %
после
после
очистки
очистки
Состав
до очистки
Состав
до очистки
NaOH
50,0
50,0
Al2O3 .
. . 0,0013—0,0030
0,0015
Na2CO3 .
ОД 0,3
0,15
SiO2 .
. . 0,018—0,025
0,009
Na2SO4 .
. 0,013—0,020
0,01
NH3 . .
0,0002
NaCl . .
1,0
0,08
Fe . .
'. 0,0005
0,00025
NaClO3 .
. 0,05—0,1
0,0002
Ni . .
0,00003
0,00001
CaO . .
0,0017
0,001
Cu . .
. . 0,00003
0,00002
MgO . .
. 0,001—0,002
0,001
Mn . .
. . 0,00001-0,00006
0,00003
Аммиачный способ
очистки
позволяет
удалить основные
загряз-
нения, однако получаемая при этом каустическая сода уступает по чистоте полученной по методу электролиза с ртутным катодом.
Рис. 4-35. Очистка каустической соды путем экстракции примесей аммиаком:
1 — насос для каустической соды, поступающей на очистку; 2 — насосы для аммиачной фазы; 3 — экстрактор; 4 — колонна для отгонки аммиака; б — отвод грязной щелочи; 6 — кондеясатор; 7 — сборник жидкого аммиака; 8 — промежуточный бак очищенной щелочи; 9 — кипятильник; 10 — сепаратор; ,11 — холодильники; 12 — вакуум-насос; 13 — скруббер; 14 — выброс.
Аммиачный метод очистки каустической соды, получаемой электролизом с диафрагмой, применялся в довольно широких масштабах в США. Однако развитие техники и улучшение технико-экономических показателей электролиза с ртутным катодом, достигнутые в последние десятилетия, [делают этот способ производства чистой каустической соды наиболее экономичным. В последнее время опубликованы сообщения об усовершенствовании аммиачного способа очистки каустической соды, и возможности проведения одностадийного процесса очистки не только от поваренной соли, примесей
хлоратов и воды, но также и от соединений железа, никеля и других металлов [12Q а].
Для получения чистой каустической соды использовался также кристаллогидратный способ очистки. Каустическую соду после концентрирования до 50% и отделения поваренной соли разбавляют до 37% и затем охлаждают до 0 0C При этом выделяются кристаллы NaOH-3,5 H2O, которые отделяются от маточника на центрифуге. При нагревании кристаллы растворяются в кристаллизационной воде, и полученный очищенный раствор, содержащий около 37% NaOH, следует выпаривать для получения товарной каустической соды. Примеси концентрируются в маточнике, который может быть направлен на выпарку неочищенной каустической соды. Очищенная каустическая сода содержит около 0,15% NaCl и 0,008% Na2SO4.
Предлагали очищать каустическую соду от поваренной соли добавлением к ее 50%-ному раствору сульфата натрия в количестве, необходимом для образования тройной соли NaCl-Na2SO4-NaOH. Тройная соль мало растворима в концентрированных растворах каустической соды и выпадает из них в виде осадка [121].
Возможен также электрохимический способ очистки растворов каустической соды от загрязняющих ее примесей ионов металлов. При этом может быть проведена очистка от катионов, разряжающихся на катоде легче, чем водород. С этой целью предложено проводить электролиз на пористом катоде, через который протекает очищаемый раствор каустической соды [122]. Такой способ позволяет снизить содержание примесей железа до 0,1—1; никеля — до 1,3; свинца — до 0,4 и меди менее 0,1 частей на млн. Производительность предлагаемых электролизеров до 200 т очищенного рассола в сутки [123].
Плавка каустической ооды
С повышением концентрации щелочи температура кипения растворов возрастает и окончательное обезвоживание каустической соды проводят при высокой температуре. На рис. 4-36 приведены температуры кипения высококонцентрированных растворов каустической соды при атмосферном и пониженном давлении.
