Метод за пречистване на стронциев нитрат от бариеви примеси в технологията за производство на стронциев карбонат -
Изобретението се отнася до метод за пречистване на стронциев нитрат от бариеви примеси в технологията за получаване на стронциев карбонат. Методът се състои в разтваряне на смес от кристали на стронций и бариев нитрат във вертикален поток с противоточно подаване на разтвор на азотна киселина с концентрация 170-180 g / l отдолу и специфичен разход 4,5-5,5 m 3 / m 2 h. Методът позволява да се намали загубата на стронций. 1 табл., 2 ил.
Чертежи към патент България 2024433
Методът може да намери приложение при преработката на стронциев концентрат в стронциев карбонат.
Известен метод за преработка (патентна заявка N 22002363, Германия) на стронциев концентрат, съгласно който стронциевият концентрат се обработва с азотна киселина. В този случай калциевият нитрат и съединенията на желязото, алуминия, фосфора и флуора преминават в течната фаза, докато основното количество стронций остава в утайката. След филтруване утайката се третира с вода за разтваряне на стронциевия нитрат. Получената суспензия се неутрализира с амоняк и утайката от примеси от фосфати, флуориди, желязо, алуминий, заедно с неразтворимата утайка, се отделя от разтвора на стронциев нитрат чрез филтруване. Разтвор на стронциев нитрат се изпраща за получаване на стронциев карбонат, а основният разтвор на азотна киселина след първата операция на филтриране се връща към разлагането на апатита. Недостатъкът на известния метод е, че той се характеризира със значителна загуба на стронций в твърдата фаза на неразтворимия остатък. Методът изисква използването на трудоемки филтриращи операции, а продуктът от стронциев карбонат, получен по този метод, не винаги отговаря на изискванията за съдържание на примеси.
Най-близък по техническа същност и постигнат ефект до предложенияе метод, в съответствие с който утайката, съдържаща стронций, получена чрез излугване на първоначалния концентрат, се обработва с воден разтвор за обратно промиване и неразтворимият остатък се отделя от разтвора чрез утаяване с добавяне на флокулант и се промива едновременно. След това кристалите на стронциев нитрат се изсоляват от избистрения разтвор с азотна киселина. След това кристалите се разтварят във вода и полученият разтвор на стронциев нитрат се пречиства от водоразтворими примеси от фосфор, желязо, алуминий и флуор чрез неутрализиране с амоняк до pH 6,5, последвано от филтриране на утайката. Разтвор на азотна киселина след изсоляване на стронциев нитрат се връща към разлагането на апатита. Стронциевият карбонат се утаява от разтвор на стронциев нитрат. Методът се използва в промишлената практика.
Недостатъкът на известния метод е, че той изисква използването на изключително оскъден скъп флокулиращ реагент. Друг недостатък е, че при промиване на флокулирания неразтворим остатък не е възможно да се постигне високо възстановяване на стронций както от течната, така и от твърдата фаза, поради което методът се характеризира със значителни загуби на стронций с неразтворимия остатък (до 10% в твърдата фаза). Освен това, при промишленото прилагане на известния метод, крайният продукт - стронциев карбонат не винаги отговаря на изискванията за качество. Доста често, когато се използва добре познатият метод за почистване на разтвор, съдържащ стронций от примеси, се получават партиди готови продукти от стронциев карбонат, които съдържат неприемливи количества примеси от фосфор и калций.
Същността на изобретението се състои в това, че в метода за преработка на стронциев концентрат в стронциев карбонат, включващ излугване на концентрата, прехвърляне на съдържащата стронций утайка в разтвор, отделяне на съдържащата стронцийразтвор от неразтворимия остатък и промиването му, изсоляване на кристалите на стронциев нитрат чрез подаване на азотна киселина и дехидратирането им, разтваряне на кристалите, утаяване на примесите от разтвора и филтриране на получената суспензия, последвано от утаяване на стронциев карбонат, едрозърнестата част на неразтворимия остатък се подлага на отделяне и промиване, а утайката, заедно с разтвора , се изпраща към операцията по изсоляване на кристали от стронциев нитрат, които след това се пречистват преди дехидратиране чрез противотоков контакт с азотна киселина в посока нагоре.
Наистина, след излугване на концентрат, съдържащ стронций с воден разтвор, се образува пулп, чиято твърда фаза е представена от едрозърнеста утайка и фино диспергирана утайка. При известния метод, при който се търси пълно отделяне на разтвора от твърдата фаза, трябва да се използва изключително оскъден скъп флокулиращ агент (полиакриламид), за да се получи избистрен разтвор. Освен това разходът му поради наличието на фина утайка в пулпата (размер 5-10 микрона) е значителен и надхвърля 0,5 kg на 1 тон неразтворим остатък.
При предложения метод цялата фино диспергирана част от остатъка се изпраща в операцията по изсоляване на кристали от стронциев нитрат. Използването на такъв предложен метод като пречистване на кристали чрез противоточен контакт с азотна киселина във възходящ поток води до получаването на готови продукти от висококачествен стронциев карбонат.
В предложеното решение контактът на прясна азотна киселина със замърсени кристали се осъществява при условия на противоточно фазово движение в възходящ поток от киселина, което прави възможно отстраняването на уловената фина утайка и различни отлагания на примеси от повърхността на кристалите. При възходящо течение на киселинапри условия на ограничено отлагане на кристали се създават благоприятни условия за освобождаване на утайки в горния дренаж и се осигурява такова състояние на твърдите частици, при което те се търкат една в друга, ексфолирайки и триейки различни частици примеси и фина утайка от повърхността на кристалите. В резултат на контакта на кристалите и възходящия поток на киселина се осигурява предварително пречистване от примеси на калций и фосфор, а по време на окончателното пречистване от примеси по известен метод - неутрализация до рН = 6,5 - е възможно да се постигне пълно гарантирано пречистване. Такъв висок почистващ ефект се постига чрез използване на противоточен контакт на фазите във възходящ поток, след което киселината се използва за утаяване на кристали от стронциев нитрат.
Методът се осъществява по следния начин. След разлагането на апатита с азотна киселина се образува пулп, който се отделя чрез утаяване. Кондензираният продукт, който е стронциев концентрат, се третира с промивен разтвор, идващ от операцията по измиване на груби утайки. В резултат на контакта на воден разтвор и концентрат се образува разреден пулп, чиято твърда фаза е неразтворим остатък, състоящ се от груби частици и фина утайка. Неразтворимият остатък се класифицира като груб материал и утайка, например във вертикален утаител. Грубият материал (долният продукт от класификацията) се подава към противоточната операция на измиване, която се извършва във вертикален поток, а горният продукт от процеса на класификация, съдържащ частици от клас 100 (0,063 mm), се изпраща към операцията за изсоляване на кристалите на стронциев нитрат. В резултат на противоточен контакт на едрозърнеста утайка и промивна течност, заедно сЕфективното измиване води до допълнително излугване на стронций от твърдата фаза, след което измитата утайка се изпраща на сметището. Операцията по изсолване на кристали от стронциев нитрат се извършва чрез подаване на разтвор на азотна киселина, който се използва като горен дренаж, образуван след процеса на почистване на кристалите. След операцията по изсоляване на кристалите преди тяхното пречистване, пулпата се отделя чрез утаяване, докато матерният разтвор с част от фино диспергираната утайка на неразтворимия остатък се изпраща в обращение за операцията по разлагане на апатита. Сгъстените кристали се изпращат на операция за пречистване, която се извършва чрез противоточен контакт с прясна азотна киселина във възходящ поток. Кристалите на стронциев нитрат, предварително пречистени от примеси, се дехидратират и допълнително се обработват съгласно добре позната схема, включваща операции на неутрализация, утаяване и филтриране на примеси, утаяване на стронциев карбонат от избистрен разтвор на стронциев нитрат.
ПРИМЕР Като първоначален продукт се взема сгъстена каша, която се образува след разлагането на апатита. Тази целулоза с плътност 2050 kg/m 3 е концентрат, съдържащ стронций. Пулпата при разбъркване се разрежда с работен разтвор, образуван след измиване на едрозърнестия седимент, до плътност 1350 kg/m 3 . При такава плътност, след 10–15 минути, солите на Sr се прехвърлят в разтвор и почти пълно отделяне на едрозърнеста утайка в долния продукт. Продуктът от най-високата класификация се декантира и се подава за осоляване на кристали от стронциев нитрат. В резултат на процеса на класифициране около 20% от общото количество неразтворим остатък се отстранява в преливника. Долният продукт от процеса на класифициране се подава в колонния апарат, в който протича процесът на противоточно измиване на едрозърнестиседимент в възходящ поток от прясна вода. При противоточно взаимодействие на гранулирана утайка и вода се извършват едновременно три технологични процеса. Във вертикален поток с определена скорост се извършва класификацията на твърдия материал, допълнителното излугване на стронций от гранулираната утайка и измиването.
Резултатите от процеса на промиване на едрозърнеста утайка във вертикален поток са представени в табл. 1.
Резултатите от процеса на пречистване на кристали от стронциев нитрат във вертикален поток са представени в табл. 2.
След процеса на предварително пречистване, кристалите се подлагат на процес на дехидратация чрез вакуумна филтрация. При филтриране на пълнителна фуния се получава специфична производителност 11,8 t/m 2 . Полипропиленов артикул 86012 беше използван като филтърна преграда.
След процеса на филтриране, кристалите се разтварят във вода и полученият разтвор се неутрализира с воден разтвор на амоняк до pH = 6,5. В резултат на процеса на неутрализация се утаяват водоразтворими примеси от желязо, алуминий, фосфор и калций. Разтвор на амониев карбонат се добавя към неутрализирана суспензия в размер на 10-15 литра на 1 m 3 от суспензията, за да се получи малко количество кристали на стронциев карбонат. Получената суспензия, съдържаща добре филтрирани кристали на стронциев карбонат, се промива чрез филтруване върху филтърна преграда (дебелина на слоя 2-3 mm) и след това останалата суспензия, съдържаща примеси, се филтрира през предварително измития седиментен слой. В резултат на процеса на филтриране се получава бистър разтвор на стронциев нитрат, от който чрез добавяне на амониев карбонат (краен продукт) се изолират кристали на стронциев карбонат. В резултат на филтриране на суспензията през предварително измит слой се получава специфичната производителност1,9 m 3 /m 2 ч. Филтрирането се извършва под налягане, тъкан арт. TTF-11.
Резултатите от пречистването на кристали от стронциев нитрат в контакт с възходящ поток от азотна киселина и утаяване на кристали от стронциев карбонат, получени по предложения метод (специфична производителност за първоначалните кристали 14 g/m 2 ден, специфична консумация на 58% азотна киселина 4,0 m 3 /t кристали) са представени в таблица. 3.
Използването на предложения метод позволява да се изключи използването на флокулиращ реагент, да се осигури значително увеличение на извличането на стронций от неразтворимия остатък и да се гарантира необходимото качество на крайния продукт (стронциев карбонат).
ИСК
МЕТОД ЗА ПРЕЧИСТВАНЕ НА СТРОНЦИЕВ НИТРАТ ОТ БАРИЕВИ ПРИМЕСИ В ТЕХНОЛОГИЯТА ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА СТРОНЦИЕВ КАРБОНАТ, включващ разтваряне на изходните кристали в разтвор на азотна киселина с концентрация 170 - 180 g/l за получаване на пречистен разтвор, характеризиращ се с това, че разтварянето се извършва във вертикален поток с противоточно подаване на киселинен разтвор отдолу и специфичен разход на 4,5 - 5, 5 m 3 на 1 тон кристали.