Макет страницы
Нагрев
железа, получаемого на стадии 3; концентрирование раствора серной кислоты, полученного на стадии 4, до получения концентрации кислоты 45—70 % в расчете на кислоту, не содержащую соли, и возврат части полученного раствора на стадию 2; 5) термическое разложение сульфата железа, полученного на стадии 4, с получением оксида железа и сернистого газа.
Схема процесса представлена на рис. 162. Отработанный раствор кислоты из резервуара 2 по линии 2а подается в концентратор 3, где происходит удаление воды. Концентрированный раствор серной кислоты выходит из концентратора по линии За и поступает в смеситель 4.
Сульфат железа («зеленая соль») из резервуара / по линии Ia подается в зону дегидратации 5, в которую также по линии 4а из резервуара 4 поступает кислотная смесь. Эта смесь состоит из сконцентрированной отработанной кислоты из аппарата 3 и из сконцентрированного фильтрата из аппарата 8.
В зоне дегидратации 5 сульфат железа с высоким содержанием кристаллизационной воды превращается в сульфат железа с пониженным содержанием воды
за счет обработки кислотой. По линии 5а смесь поступает в зону фильтрации 6, где сульфат двухвалентного железа с пониженным содержанием воды отделяется от раствора и по линии 66 поступает на стадию термической диссоциации 7.
Фильтрат, содержащий серную кислоту, выводится из зоны фильтрации 6 по линии 6а и подается в концентратор 8, в котором происходит удаление воды. Часть получаемой при этом концентрированной кислоты по линии 8а подается в смеситель 4, а другая часть выводится по линии 86 и может быть снова использована на стадии растворения TiO2 9.
Ниже приводится конкретный пример проведения процесса. В результате растворения норвежского ильменита в серной кислоте на 1 т TiO2 получают 4 т зеленой солии 8 т отработанной серной кислоты. В состав зеленой соли входит 90 '
Нагреб
д
Ua
2а\
Нагрев
H2O
86
Рис. 162. Схема процесса производства серной кислоты нз отработанной кислоты н сульфата железа
сульфатов метал-
FeSO4-7H2O,
лов. Отработанная серная кислота имеет следующий примерный состав, "6: MeSO4 15; H2SO4 21; H2O 64.
Отработанная серная кислота из резервуара 2 со скоростью 8000 кг/ч подается по трубопроводу 2а в концентратор 3, где концентрация H2SO4 повышается до 30,4 % в расчете на суспензию. Суспензия в количестве 5520 кг/ч подается по трубопроводу За на стадию смешения 4. Туда же в количестве 4480 кг/ч подается из концентратора 8 раствор отработанной кислоты, содержащий 65 % H2SO4.
Со стадии смешения по трубопроводу 4а выводят 10000 кг/ч серной кислоты с концентрацией 45,9%, которую подают на стадию дегидратации 5; туда же из резервуара / по трубопроводу Ia поступает 4000 кг/ч зеленой соли. Таким образом, на стадию дегидратации 5 поступает 14000 кг/ч сырья, представляющего собой кислотную смесь и зеленую соль в соотношении 2,5 : 1. Образующаяся в результате суспензия имеет концентрацию серной кислоты 32,8 %, в расчете на суспензию, и содержит TWeSO4 в количестве 230 г/кг.
Суспензию подают на стадию фильтрования 6. Твердый остаток от фильтрования, образующийся в количестве 5200 кг/ч, содержит MeSO4-H2O и 30 % раствора серной кислоты с концентрацией H2SO4 44,3 %. Остаток направляют на стадию диссоциации 7. Фильтрат в количестве 8800 кг/ч концентрируют в концентраторе 8 путем упаривания до получения концентрации H2SO4 65 %. Из общего количества фильтрата 6000 кг/ч по трубопроводу 8а на стадию смешения подают 4480 кг/ч. Оставшееся количество (1520 кг/ч), содержащее ~990 кг/ч серной кислоты, может быть использовано для растворения TiO2. Такое количество кислоты составляет ~50 % от количества свободной кислоты, содержащейся в отработанной серной кислоте. На стадии фильтрования температура повышается до 40—50 °С.
