Сульфид натрия способ получения

Сульфид натрия способ получения

Промышленные методы получения сульфида натрия предусматривают использование как природного сырья, так и попутных или побочных продуктов химический производств.

Сульфид натрия производят следующими способами:

)восстановление сульфата натрия твёрдыми углеродистыми материалами;

) восстановление сульфата натрия газообразными восстановителями;

) абсорбция сероводорода гидроксида натрия;

)электролитический (амальгамный) способ;

)обменное разложение сульфида бария сульфатом, карбонатом и гидроксидом натрия.

Но основным способом получения сульфида натрия является термическое восстановление сульфида натрия твёрдыми углеродистыми материалами.

На протяжении всего времени существования производства сульфида натрия, менялось только его аппаратурное оформление. Вначале это были подовые печи, затем вращающиеся барабанные и, наконец, шахтные печи непрерывного действия. Практика работы шахтный печей выявила ряд её существенных преимуществ: высокая интенсивность, высокий коэффициент использования тепла, возможность работы печи на влажном сырье, а главное непрерывность процесса.

Достигнутый на практике выход сульфида натрия по отношению к израсходованному сульфату натрия составляет 60-75% от теоретического.

1. Физические свойства сульфида натрия Na 2 S

сульфид натрий абсорбция электролитический

Na 2 S — сульфид натрия, безкислородная соль, белого цвета, очень гигроскопична, плотность 1,856 г/см 3 , t пл =1180 °С, t кип = 1300 о С. Молекулярная масса сульфида натрия М=78,01. Растворимость в воде (%): 13,6 (20 °С), 45,0 (97,5 °С). При температуре ниже 48 о С из водного раствора кристаллизуется кристаллогидрат Na 2 S·9H 2 O, выше 48 о С — Na 2 S·6H 2 O.

В воде сульфид натрия гидролизуется: Na 2 S + H 2 O = NaOH + NaHS.

Сульфид натрия при взаимодействии с кислотами выделяет сероводород, легко окисляется кислородом воздуха до тиосульфата, а затем до сульфита и сульфата натрия, а также образует политионовые кислоты. Он раствори в низших спиртах (метанол, эталон), что используется на практике для получения чистого сульфида натрия.

Na 2 S является сильным восстановителем: разбавленная азотная кислота окисляет сульфид натрия до серы S, концентрированная HNO 3 — до Na 2 SO 4 (сульфат натрия). Сульфид натрия взаимодействует с галогенводородными кислотами и разбавленной H 2 SO 4 с выделением H 2 S и гидроксида натрия.

. Получение сульфида натрия восстановлением сульфата натрия коксом

При нагревании смеси сульфата натрия с коксом до 950-1200 °С протекают следующие суммарные реакции:

2 S0 4 + 2С = Na 2 S + 2СО 2 (а)

Na 2 S0 4 + 4C = Na 2 S+4CO (б)

Na 2 S0 4 + 4CO = Na 2 S + 4CО 2 (в)

Значительное количество сульфида натрия образуется по реакции (а). Одновременно с основным химическим процессом идут побочные, в результате которых в плаве присутствуют примеси карбоната Na 2 CО 3 , тиосульфата Na 2 SО 3 и силиката натрия Na 2 SiO 3 и другие соли. Побочные реакции приводят к расходованию сырья и загрязнения продуктов балластными солями.

Степень восстановления сульфата натрия зависит от поверхности соприкосновения фаз, соотношения сульфата натрия и угля и содержания примесей в шихте, от температуры и т. д.

Для увеличения поверхности соприкосновения реагирующих фаз шихту составляют из брикетов сульфата натрия и кусочков кокса. Однако в производственных условиях интенсивное восстановление начинается лишь после появления жидкой фазы сульфата натрия, смачивающей поверхность частиц кокса.

Кокс вводят в шихту в избытке, так как часть его в печи выгорает и не участвует в процессе восстановления. Избыток кокса увеличивает вязкость плава, уменьшает его теплопроводность, и, в конечном итоге, снижает производительность печи. Оптимальное соотношение Na 2 SО 4 и кокса устанавливают опытным путем в заводских условиях.

Процесс получения плава сульфида натрия можно разбить на три основные периода: плавление, «кипение» и созревание.

В первый период шихта прогревается и сульфат натрия плавится. Чистый сульфат натрия плавится при 890°С, но при наличии в шихте примесей сульфида натрия, сульфатов и сульфидов щелочных и щелочноземельных металлов температура плавления сульфата натрия понижается. В период плавления сульфата натрия скорость его восстановления, постепенно растет. Образование Na 2 S сопровождается выделением газообразного оксида углерода (IV).

Второй период восстановления характеризуется бурным выделением газа, плав как бы «кипит». Оптимальная температура процесса 950°С. Этот период соответствует наибольшей скорости восстановления сульфата натрия. Образующийся сульфид растворяется в расплаве, образуя жидкий раствор с сульфатом натрия. Когда концентрация Na 2 S в растворе достигает 70%, раствор становится насыщенным. Образующийся далее Na 2 S уже не растворяется, а будет находиться в твердом состоянии. Раствор начинает густеть.

Наступает третий период — период созревания. Скорость образования сульфида натрия падает. Количество жидкой фазы (сульфата натрия) непрерывно уменьшается, плав становится тягучим, кашеобразным. Чтобы уменьшить вязкость плава и облегчить его выгрузку из печи, температуру в печи повышают до 1200-1300 °С.

Готовый плав обычно содержит 68-75% Na 2 S, 5-13% Na 2 CО 3 , 1-3% Na 2 S 2 О 3 , до 2% Na 2 SiО 3 , 13-15% нерастворимых минеральных веществ и до 8% углерода (невыгоревшего кокса).

. Технологическая схема получения сульфида натрия

Технологический процесс производства сульфида натрия состоит из следующих основных стадий:

1)получение в печи плава сульфида натрия;

)выщелачивание сульфида натрия горячей водой или маточником;

)фильтрация щелоков и их очистка;

)упарка щелоков с получением плавленого сульфида натрия.

Технологические схемы производства сульфида натрия отличаются главным образом аппаратурным оформлением. Восстановление сульфата натрия ведут в механических вращающихся печах периодического действия, а также в шахтных и циклонных печах непрерывного действия.

На рис. 1 представлена схема получения Na 2 S восстановлением сульфата натрия коксом в печах шахтного типа.

Рис.1. Схема получения Na 2 S восстановлением сульфата натрия коксом в печах шахтного типа. 1 — конвейеры; 2 — циклон; 3 — вентиляторы; 4, 6 — вакуум-фильтры; 5, 15, 16, 18, 23, 25, 28 — сборники; 7 — отстойник Дорра; 8 — выпарной аппарат; 9 — барометрические конденсаторы; 10, 29 — вакуум-насосы; 11 — вакуум-сборники; 12 — бункер шихты; 13 — шахтная печь; 14, 17, 24, 26 — центробежные насосы; 19 — выпарные котлы; 20 — горн; 21 — выщелачиватель; 22, 27 — выхлопные трубы.

Брикетированный сульфат натрия и кокс смешиваются на ленточном транспортере 1 в соотношении 2:1. Полученная шихта через загрузочный бункер и питатель поступает в шахтную печь 13.

Шахтная печь представляет собой двухконусную башню высотой 6,8 м. Нижняя ее часть заканчивается горном 20 в виде цилиндрической чаши. Горн установлен на тележке и при ремонте печи откатывается в сторону. Горн снабжен двумя медными летками для непрерывного выпуска плава. Летки и нижняя часть печи — кессон, — т. е. зоны наиболее высоких температур, имеют снаружи водяные рубашки для отвода тепла. В зоне наиболее высоких температур печь футерована хромо-магнезитовым кирпичом или керамикой, остальная часть печи- шамотным кирпичом. Над горном расположены шесть фурменных отверстий, через которые в печь засасывается воздух, необходимый для горения кокса.

В верхней части печи шихта прогревается за счет тепла отходящих газов. Попадая в реакционную зону, сульфат натрия плавится и восстанавливается. Отходящие газы очищают от пыли в циклоне 2 и вентилятором выбрасывают в атмосферу. Циклон имеет водяную рубашку для охлаждения отходящих газов от 400 о до 150-200°С.

Плав сульфида натрия из леток шахтной печи непрерывно, поступает в выщелачиватель 21, который представляет собой бак с конусным днищем, изготовленный из нержавеющей стали. Он имеет двухлопастную мешалку для перемешивания пульпы и снабжен вытяжной трубой 22 для отвода водяных паров, выделяющихся при гашении плава. Выщелачивание сульфида натрия ведут слабыми щелоками (6-12% Na 2 S), образующимися после промывки шлама. Щелока подаются в аппарат насосом 14 из сборника 15. Растворение Na 2 S происходит при 115°С до получения раствора концентрацией 30% Na 2 S. Этот раствор собирают в сборнике 25, а затем насосом 26 перекачивают в напорный бак 5, откуда самотеком он поступает на дисковый вакуум-фильтр 6.

После фильтрации крепкие щелока собирают в сборнике 16 и перекачивают в отстойник Дорра 7. Оставшийся шлам промывают горячей водой в репульпаторе (на рисунке не показан) для более глубокого извлечения Na 2 S. Полученные при этом промывные растворы отделяют от шлама на вакуум-фильтре 4 и возвращают в выщелачиватель, а шлам отправляют в шламовые пруды.

После осветления в отстойнике Дорра 7 30%-ный раствор Na 2 S вакуум-насосом подают в выпарной аппарат 8 с выносной греющей камерой. Здесь в результате выпаривания его концентрация повышается до 50% Na 2 S. Окончательное упаривание щелока осуществляется в каскаде упарочных котлов 19, куда раствор поступает самотеком из сборника 18. Котлы обогреваются топочными газами, полученными при сжигании природного газа.

Плав, упаренный до содержания в продукте не менее 67% Na 2 S, передают вакуум-насосом 29 в сборник плава 28, а отсюда самотеком он разливается в барабаны, где и застывает в течение 24 ч в сплошную массу. Для получения сыпучего продукта плав подают либо на поверхность вращающихся полых стальных барабанов,- изнутри охлаждаемых водой, либо гранулируют в потоке охлажденного воздуха в аппарате КС.

В. производстве сульфида натрия автоматически регулируют подачу шихты в шахтные печи по температуре отходящих газов или по уровню шихты в печи. Автоматически поддерживают уровни щелоков в вакуум-фильтрах. На всех сборниках установлена световая сигнализация уровня раствора и обеспечено автоматическое отключение подачи раствора по мере достижения максимального уровня.

Расходные коэффициенты на 1 т продукта, содержащего 67% Na 2 S:

Сульфат натрия (95% Na 2 S), т …………1,65

Электроэнергия, кВт-ч . 405

4. Получение сульфида натрия восстановлением сульфата натрия газами

Для восстановления сульфата натрия могут быть использованы водород, природный, генераторный и другие газы. Применение газообразных восстановителей позволяет получить непосредственно 96%-ный твердый сульфид натрия без громоздких операций выщелачивания плава, фильтрации и упаривания раствора.

В настоящее время из числа газов-восстановителей в промышленном масштабе за рубежом используют водород. Восстановление сульфата натрия водородом протекает по реакции: Na 2 SО 4 + 4Н 2 = Na 2 S + 4H 2 O.

Процесс осуществляют в горизонтальных вращающихся и шахтных печах в присутствии железного катализатора, который добавляют к сульфату натрия в небольшом количестве в виде водного раствора FeSО 4 или в виде огарковой пыли из электрофильтров колчеданных печей. Катализатор ускоряет реакцию восстановления сульфата натрия и позволяет вести ее при 600-650°С без оплавления продукта. Основным недостатком этого метода является большой расход водорода. Более перспективным является применение в качестве восстановителя природного газа.

Сульфид натрия широко применяется в цветной металлургии при обогащении медных, свинцово-цинковых, молибденовых и др. руд, в кожевенной промышленности для удаления волосяного покрова со шкур, в текстильной — при крашении тканей, в химической — для производства сернистых красителей и как восстановитель в ряде процессов.

Вредными веществами в производстве сульфида натрия являются его плав, щелока и готовый продукт. При попадании на кожу они вызывают сильные, долго незаживающие ожоги, а при попадании внутрь организма вызывают отравление.

При работе необходимо соблюдать общие правила охраны труда и техники безопасности. При розливе плавленого продукта в барабаны необходимо пользоваться защитными очками. Передвигать барабаны с плавом разрешается только после затвердевания продукта.

Список использованной литературы

1)Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений: Учебник для техникумов. — М.: Химия, 1983.- 432 с.

) Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А . Справочник по неорганической химии. Константы неорганических веществ. М.: Химия, 1987.- 320 с.

Теги: Получение сульфида натрия Лекция Химия

Источник

Способ получения сульфида натрия

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии получения минеральных солей, и может быть использовано при создании новых и реконструкции существующих производств сульфида натрия. Сущность изобретения заключается в способе получения сульфида натрия, включающем восстановительный обжиг сульфата бария, измельчение образующегося плава сульфида бария, выщелачивание его и конверсию сульфида бария в сульфид натрия взаимодействием с сульфатом натрия, фильтрацию суспензии с получением раствора сульфида натрия и осадка сульфата бария, возвращаемого на стадию восстановительного обжига, при этом процесс конверсии осуществляют путем введения твердых отходов, растворов и сточных вод сульфата натрия в раствор или пульпу со стадии измельчения и выщелачивания плава сульфида бария при начальной концентрации сульфида бария 18-30 мас.% и дозировке сульфата натрия 100-110 % от стехиометрии; не растворимые в воде примеси, содержащиеся в плаве сульфида бария, выводят из процесса непрерывно или периодически по мере их накопления путем осветвления пульпы сульфида бария перед проведением процесса конверсии сульфида бария в сульфид натрия; восстановительный обжиг сульфата бария проводят с использованием в качестве восстановителей отходов твердых углеродистых материалов (нефтекоксовая мелочь, отсевы металлургического кокса и т.п.); раствор сульфида натрия упаривают в одну стадию в вакуум-выпарном аппарате до концентрации 63-65 мас.%, после чего водный плав гранулируют или сливают в барабаны, где он застывает. Способ по изобретению обеспечивает высокую интенсивность процессов конверсии и фильтрации суспензий, а также высокое качество готового продукта. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии минеральных солей, и может быть использовано при создании новых и реконструкции существующих производств сульфида натрия.

Известен способ получения сульфида натрия путем восстановительной плавки сульфата натрия по реакции Na₂SO₄ + 2C = Na₂S + 2CO₂ (1) в шахтных печах с последующим выщелачиванием печного плава, фильтрацией пульп и упаркой раствора сульфида натрия до готового продукта (А.Г.Прохоров и др. Труды УНИХИМ, вып. 24, 1973, с. 29).

Однако известный способ имеет существенные недостатки. Степень использования исходного сульфата натрия не превышает 65%, на 1 т готового продукта в производстве образуется 0,8 т пастообразного токсичного отхода, который утилизации не подлежит и складируется на территории заводов. В газовых выбросах шахтных печей содержится до 1,0 — 1,5 г/нм 3 сероводорода и 1% окиси углерода. По выбросам сероводорода физические показатели намного превышают установленные нормы ПДВ.

Наиболее близким техническим решением является способ получения сульфида натрия, включающий восстановительный обжиг сульфата бария, измельчение образующегося плава сульфида бария, выщелачивание и конверсию сульфида бария в сульфид натрия в предварительно приготовленном растворе сульфата натрия, фильтрацию суспензий с получением раствора сульфида натрия и осадка сульфата бария, возвращаемого на стадию восстановительного обжига (В.П.Ильинский, Г. С.Клебанов. Труды соляной лаборатории АН СССР, вып. 2, 1932, с. 11-38).

По этому способу сульфид бария получают восстановлением сульфата бария газами, например водородом, по реакции BaSO₄ + 4H₂ = BaS + 4H₂O (2) Продукт восстановления содержит: (%): BaS-98,11-98,36; BaO-0,74-0,92; BaSO₄-0,8. Затем его тщательно растирают и вводят в заранее приготовленный раствор сульфата натрия: В результате конверсии и последующей фильтрации получают раствор сульфида натрия, содержащий 12% Na₂S, 3% Na₂SO₄, а также осадок сульфата бария. Раствор сульфида натрия направляют на карбонизацию для получения соды, а осадок сульфата бария возвращают на стадию восстановительного обжига.

Описанный способ может быть в принципе применен не только для получения сульфида натрия как полупродукта для дальнейшей переработки на соду, но также и для получения продукционного сульфида натрия. Анализ, однако, показывает, что без устранения ряда недостатков эффективность данного способа окажется недостаточной. Процесс обменного разложения сульфата натрия, содержащегося в растворе, порошкообразным сульфидом бария протекает очень медленно, его продолжительность исчисляется часами (2,5-6,0 час). Вследствие низкой скорости процесса конверсии в продукционных растворах сульфида натрия присутствовало до 3% сульфата натрия. Последнее обстоятельство не только усложняет процесс упарки растворов, вызывая необходимость доупарки густой массы в котлах с огневым обогревом, но и существенно ухудшает качество готового продукта. Содержание сульфата натрия в готовом продукте в этом случае может достигать 12-15%.

Целью предложенного способа является интенсификация процесса конверсии сульфида бария в сульфид натрия и повышение качества готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения сульфида натрия, включающем восстановительный обжиг сульфата бария, измельчение образующегося плава сульфида бария, выщелачивание и конверсию сульфида бария в сульфид натрия взаимодействием с сульфатом натрия, фильтрацию суспензии с получением раствора сульфида натрия, упариваемого до готового продукта, и осадка сульфата бария, возвращаемого на стадию восстановительного обжига, технологический процесс конверсии осуществляют путем введения твердых отходов, растворов и сточных вод, содержащих сульфат натрия, в раствор или пульпу со стадии измельчения и выщелачивания плава сульфида бария при начальной концентрации сульфида бария 18-30 мас.% и дозировке сульфата натрия 100-110% от стехиометрии; нерастворимые в воде примеси, содержащиеся в плаве сульфида бария, выводят из процесса непрерывно или периодически по мере их накопления путем осветления пульпы сульфида бария перед проведением процесса конверсии сульфида бария в сульфид натрия; восстановительный обжиг сульфата бария проводят с использованием в качестве восстановителей отходов твердых углеродистых материалов (нефтекоксовая мелочь, отсевы металлургического кокса и т.п.); раствор сульфида натрия упаривают в одну стадию в вакуум-выпарном аппарате до концентрации 63-65 мас.%, после чего водный плав гранулируют или сливают в барабаны, где он застывает.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что технологический процесс конверсии осуществляют путем введения твердых отходов, растворов или сточных вод сульфата натрия в раствор или пульпу со стадии измельчения и выщелачивания плава сульфида бария в растворе от промывки осадка сульфата бария после конверсии, причем процесс ведут при начальной концентрации сульфида бария 18-30 мас.% и дозировке сульфата натрия 100-110% от стехиометрии по реакции: Восстановительный обжиг возвращаемого в процесс сульфата бария проводят с использованием отходов твердых углеродистых материалов (нефтекокс, отсевы металлургического кокса и т.п.), а нерастворимые в воде примеси, содержащиеся в плаве сульфида бария, выводят из процесса непрерывно или периодически по мере их накопления путем осветления пульпы сульфида бария перед проведением процесса конверсии сульфида бария в сульфид натрия. Раствор сульфида натрия упаривают в одну стадию в вакуум-выпарном аппарате до концентрации 63-65 мас.%, после чего водный плав гранулируют или сливают в барабаны, где он застывает.

По прототипу порошкообразный плав сульфида бария растворяют в растворе сульфата натрия. В результате процесс конверсии сульфида бария в сульфид натрия чрезвычайно растянут во времени (2,5-6,0 час). Заявляемое техническое решение позволяет в значительной мере интенсифицировать указанный процесс. Продолжительность его составляет от 2 до 8 мин. Это обстоятельство, очевидно, объясняется тем, что на конверсию поступает сульфид бария в растворенном виде и поддержанием в реакционной зоне постоянной щелочности среды (pH > 7), так как вместо одного реагента со щелочными свойствами (BaS) появляется другой (Na₂S). Кроме того, измельчение и выщелачивание (мокрый помол) плава сульфида бария производится в слабом растворе сульфида натрия со стадии отмывки осадка сульфата бария, а не концентрированном растворе сульфата натрия по прототипу.

Экспериментально установлено, что от концентрации сульфида бария в исходном растворе (пульпе) перед конверсией зависит не только интенсивность самого процесса конверсии, но и скорость фильтрации образующихся суспензий сульфата бария. За пределами указанных концентраций сульфида бария продолжительность фильтрации достигает 15-20 мин. В случае низких концентраций ( 30 мас.% BaS) — с их загустеванием. Установлено, что наибольшей скоростью фильтрации обладают суспензии, полученные в результате конверсии растворов сульфида бария с концентрацией 24 мас.% (продолжительность фильтрации всего 2 мин).

Опытным путем установлена оптимальная дозировка сульфата натрия в зависимости от концентрации водорастворимых солей бария в растворе на стадии конверсии. Оказалось, что дозировкой сульфата натрия определяется как качество получаемых продукционных растворов сульфида натрия и, следовательно, готового продукта, так и полнота использования бария. При дозировке сульфата натрия, равной 100-110% от стехиометрии по реакции (4), содержание балластных солей (Na₂CO₃, Na₂SO₄) в растворе не превышает 1%. При дозировке сульфата натрия свыше 110% в фильтрате содержится до 3% балластных солей. В случае уменьшения дозировки ниже 100% отмечено присутствие непрореагировавшего сульфида бария.

Поскольку процесс обжига сульфата бария в отличие от прототипа осуществляется с использованием в качестве восстановителей твердых углеродистых материалов выделение из пульпы сульфида бария нерастворимых в воде примесей производится в непрерывном режиме или периодически по мере их накопления. При этом за счет оптимизации дозировки сульфата натрия и упарки продукционных растворов сульфата натрия в одну стадию обеспечивается высокое качество готового продукта.

На основании проведенного анализа установлено, что заявляемое изобретение не известно из достигнутого уровня техники и, следовательно, соответствует критерию «Новизна».

Поскольку настоящее изобретение позволяет повысить интенсивность процесса конверсии бария в сульфид натрия и улучшить качество продукта и может быть беспрепятственно реализовано в промышленных условиях, можно сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».

Заявляемое техническое решение создано на основе экспериментальных исследований наиболее существенных особенностей процесса получения сульфида натрия и явным образом не следует из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «изобретательский уровень».

Пример 1. Сульфат бария от процесса конверсии сульфида бария в сульфид натрия, промытый водой на фильтре, содержит, мас.% BaSO₄ — 70,3; Na₂S — 1,7; H₂O — 28,0. К нему добавляют исходный барит (92,4% BaSO₄, 4,2% примесей, 3,4% влаги) для восполнения механических потерь в соотношении 11:1 и нефтекокс (85,9%C, 9,0% летучих, 0,2% золы, 1,9% серы, 3,0% влаги) в количестве 16,5% от веса шихты.

Шихту прокаливают при температуре 1150 o C и получают плав состава, мас.% BaS — 90,8; (SiO₂ + CaO)-2,5; BaSO₄-1,0; (BaCo₃+BaSO₃)-0,7; C-2,1; Na₂S-2,9. Плав измельчают и выщелачивают (мокрый помол) в слабом растворе сульфида натрия (4,7% Na₂S) от промывки осадка сульфата бария после конверсии. Пульпу осветляют с получением раствора, содержащего 32% BaS и 4,1% Na₂S, и осадка нерастворимых в воде примесей.

Для конверсии BaS в Na₂S в раствор добавляют сульфат натрия (95% Na₂SO₄, 0,2% H.О., 4,8% H₂O) из расчета 100% от стехиометрии по реакции (4). Процесс конверсии завершается в течение 20 мин, продолжительность фильтрации образующейся суспензии — 20 мин. Содержание Na₂S в растворе 19,8%, суммы водорастворимых солей бария, включая BaD -1,3%. Степень конверсии — 97,6%.

Раствор сульфида натрия упаривают с получением готового продукта, содержащего 63% Na₂S и 4,13% балластных солей. Осадок сульфата бария промывают водой на фильтре и возвращают на стадию восстановительного обжига. Фильтрат, содержащий 4,7% Na₂S, направляют на стадию измельчения и выщелачивания (мокрый помол) плава сульфида бария.

Пример 2. Получают раствор сульфида бария по примеру 1 с содержанием BaS, равным 30%. Добавляют сульфат натрия из расчета 100% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 8 мин, время фильтрации суспензии 8 мин. Осветленный раствор содержит 19,6% Na₂S, сумма балластных солей, включая BaS 0,2%. Степень конверсии — 98,7%. Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,64%.

Пример 3. Получают раствор сульфида бария по примеру 1 с содержанием BaS, равным 24%. Добавляют сульфат натрия из расчета 100%. Процесс конверсии завершается в течение 4 мин, время фильтрации — 2 мин. Осветленный раствор содержит 16,0% Na₂S и 0,2% балластных солей. Степень конверсии — 98,8%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,78%.

Пример 4. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, с содержанием BaS, равным 18%, добавляют сульфат натрия из расчета 100% от стехиометрии. Процесс конверсии завершается в течение 2 мин, время фильтрации — 5 мин. Осветленный раствор содержит 12,5 Na₂S и 0,15% балластных солей. Степень конверсии — 98,8%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,75%.

Пример 5. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, с содержанием BaS, равным 16%, добавляют сульфат натрия из расчета 100% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 2 мин, время фильтрации — 15 мин. Фильтрат содержит 11,2% Na₂S и 0,14% балластных солей.

Степень конверсии — 98,6%. Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,78%.

Пример 6. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, содержащий 24% BaS, добавляют сульфат натрия из расчета натрия из расчета 98% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 4 мин, время фильтрации суспензии — 2 мин. Фильтрат содержит 15,15% Na₂S и 1,5% балластных солей. Степень конверсии 95,1%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 6,22%.

Пример 7. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, содержащий 24% BaS, добавляют сульфат натрия из расчета 105% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 4 мин, время фильтрации суспензии — 2 мин. Фильтрат содержит 16,8% Na₂S и 0,2% балластных солей. Степень конверсии — 99,2%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,75%.

Пример 8. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, содержащий 24% BaS, добавляют сульфат натрия из расчета 110% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 4 мин, время фильтрации суспензии — 2 мин. Осветленный раствор содержит 17,2% Na₂S и 0,25% балластных солей. Степень конверсии — 100%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,91%.

Пример 9. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, содержащий 24% BaS, добавляют сульфат натрия из расчета 112% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 4 мин, время фильтрации суспензии — 2 мин. Осветленный раствор содержит 15,45% Na₂S и 1,2% балластных солей. Степень конверсии — 100%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 4,88%.

Пример 10. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, содержащий 30% BaS, добавляют раствор сульфата натрия (2,5% NaSO₄) из расчета 105% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 2 мин, время фильтрации суспензии — 15 мин. Степень конверсии — 99,8%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,6%.

Пример 11. В раствор сульфида бария, полученный по примеру 1, содержащий 30% BaS, добавляют раствор сульфата натрия (28% Na₂SO₄) из расчета 105% от стехиометрии.

Процесс конверсии завершается в течение 2 мин, время фильтрации суспензии — 5 мин. Степень конверсии — 99,8%.

Содержание балластных солей в готовом продукте — 0,6%.

Заявляемый способ обеспечивает ряд технологических преимуществ: высокая интенсивность процессов конверсии и фильтрации суспензий, высокое качество готового продукта, возможность расширения сырьевой базы за счет использования различных видов отходного сульфата натрия (сульфатные стоки производств синтетического волокна, слабые сульфатные растворы производств СЖК, силикагеля и др.) и отходов твердых углеродистых материалов (нефтекоксовая мелочь, отсевы металлургического кокса и др. ), снижение энергозатрат при упарке продукционных растворов в случае использования порошкообразного сульфата натрия и его концентрированных растворов на стадии конверсии.

Технология сульфида натрия на основе заявляемого способа характеризуется высокой экономичностью и надежностью с точки зрения экологии.

1. Способ получения сульфида натрия, включающий восстановительный обжиг сульфата бария, измельчение, выщелачивание образующегося плава сульфида бария и конверсию сульфида бария в сульфид натрия взаимодействием с сульфатом натрия, фильтрацию суспензии с получением раствора сульфида натрия и осадка сульфата бария, возвращаемого на стадию восстановительного обжига, отличающийся тем, что процесс конверсии осуществляют путем введения твердых отходов, растворов и сточных вод, содержащих сульфат натрия, в раствор или пульпу со стадии измельчения и выщелачивания плава сульфида бария при начальной концентрации сульфида бария 18 — 30 мас.% и дозировке сульфата натрия 100 — 110% от стехиометрии, восстановительный обжиг сульфата бария проводят с использованием в качестве восстановителей отходов твердых углеродистых материалов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют нефтекоксовую мелочь, отсевы металлургического кокса.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что не растворимые в воде примеси, содержащиеся в плаве сульфида бария, выводят из процесса непрерывно или периодически по мере их накопления путем осветления пульпы сульфида бария перед проведением процесса конверсии сульфида бария в сульфид натрия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор сульфида натрия упаривают в одну стадию в вакуум-выпарном аппарате до концентрации 63 — 65 мас.%, после чего водный плав гранулируют или сливают в барабаны, где он застывает.

Источник