УДК 661.333
Комисаренко П.А.
Снижение содержания сернокислого кальция в дистиллерной жидкости
Украинская инженерно-педагогическая академия
Исследовано влияние поверхностноактивных веществ и на снижение содержания сернокислого кальция в дистиллерной жидкости.
Ключевые слова: сернокислый кальций, уменьшение содержания, дистиллерная жидкость, содовое производство.
The influence of surfactants on reduction of calcium sulfate in distilled liquid is explored.
Keywords: calcium sulfate, decreased, distilled liquid, soda production.
Одним из недостатков производства кальцинированной соды аммиачным способом является наличие большого количества отходов в виде дистиллерной суспензии, осветленная часть которой используется для производства хлористого кальция.
Осветленная часть дистиллерной суспензии пересыщена сернокислым кальцием и при ее упаривании в процессе получения хлористого кальция происходит его кристаллизация из раствора и отложения его на греющих поверхностях вакуум-выпарных аппаратах. Устранение сернокислого кальция с поверхности оборудования является процессом трудоемким и малопроизводительным.
Известны способы очистки дистиллерной жидкости содового производства от сульфат-ионов путем её карбонизации в присутствии твердой фазы, в качестве которой применяют известь.
Карбонизацию ведут в несколько стадий, поддерживая на каждой из них определенное молярное отношение окиси кальция и сульфат-иона.
Предложен также способ очистки дистиллерной жидкости от сульфат-ионов путем её осветления, снятия сульфатного пересыщения контактированием осветленной жидкости с кристаллами гипса в кипящем слое, карбонизации углекислым газом и повторного осветления.
Недостатком описанных способов является неполнота снятия сульфатного пересыщения. Содержание сульфата кальция в очищенной дистиллерной жидкости составляет 0,68 – 0,75 г/л, что всеравно приводит к инкрустированию его на аппаратах выпаривания, т.е. степень очистки недостаточно высокая.
Исследованиями установлено, что большую роль для снижения сернокислого кальция играет рН среды при проведении обработки дистиллерной жидкости гипсом и одновременной с этим карбонизации суспензии. Исследованием установлено, что наиболее эффективным рН является 7,5 – 8.
Снижение содержания сульфата кальция в дистиллерной жидкости происходит за счет того, что при предварительной карбонизации дистиллерной жидкости содержащийся в ней гидроксид кальция превращается в мелкодисперсный осажденный мел, находящийся в пересыщенном состоянии.
Добавление в пересыщенный по карбонату кальция раствор затравочных кристаллов гипса приводит к быстрому снятию сульфатного пересыщения, т.к. совместно присутствующие в жидкости образующийся осажденный мел и вводимый гипс более полно снижает сульфатное пересыщение. Карбонизация суспензии до рН раствора 7,5 – 8 приводит к окончательной очистке раствора от сернокислого кальция.
Карбонизация суспензии до рН более 8 увеличивает содержание сульфата кальция в жидкости, т.к. при таком режиме образуется CaSO4 по реакции:
Na2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2NaOH
Результаты исследований представлены в таблице (Содержание CaSO4 до обработки 0,496 г/л).
Известно также, что некоторые вещества, избирательно абсорбируясь на поверхности кристаллов, значительно уменьшают их растворение и замедление выпадения из растворов. Можно подобрать поверхностно-активные вещества, замедляющие кристаллизацию гипса из растворов.
В своей работе мы использовали ряд ПАВ, содержащих сульфогруппу: сульфон, сульфоуреид, сульфоэтиламинацетаты.
Добавки ПАВ вводили в дистиллерную жидкость перед вводом кристаллов гипса в количестве 0,001 – 0,01 % масс.
Таблица 1
Влияние добавки СаSО4 на снятие пересыщения
№ п/п |
Содержание в дистиллерной жидкости |
Количество вводимого гипса, кг |
рН |
Содержание CaSO4 в осветленной части, г/л |
|
CaSO4 |
Ca(OH)2 |
||||
1 |
1,02 |
5,55 |
5 |
7,5 |
0,38 |
2 |
1,02 |
5,55 |
15 |
7,5 |
0,20 |
3 |
1,02 |
5,55 |
5 |
8,0 |
0,42 |
4 |
1,02 |
5,55 |
15 |
8,0 |
0,26 |
5 |
1,02 |
5,55 |
5 |
10,0 |
0,48 |
6 |
1,02 |
5,55 |
15 |
10,0 |
0,44 |
Исследования показали, что снижение содержания CaSO4 в растворе после карбонизации суспензии в присутствии исследуемых ПАВ составляет 20 – 30 % по сравнению с его содержанием в растворе, если не применять ПАВ.
Работа выполнена под руководством доц. Посторонко А.И.