RU2819968C1 - Method of producing soda-sulphate mixture from recycled soda-sulphate solutions of gas cleaning of aluminium electrolyzers - Google Patents
Method of producing soda-sulphate mixture from recycled soda-sulphate solutions of gas cleaning of aluminium electrolyzers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819968C1 RU2819968C1 RU2023121292A RU2023121292A RU2819968C1 RU 2819968 C1 RU2819968 C1 RU 2819968C1 RU 2023121292 A RU2023121292 A RU 2023121292A RU 2023121292 A RU2023121292 A RU 2023121292A RU 2819968 C1 RU2819968 C1 RU 2819968C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodosulfate
- soda
- mixture
- solution
- sulphate
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 7
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 title abstract 7
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000005352 clarification Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 22
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 claims description 7
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 3
- 125000001153 fluoro group Chemical class F* 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 8
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000010269 sulphur dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000004291 sulphur dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 11
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 11
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 11
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 10
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 9
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 8
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 8
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 8
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical class [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 6
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 5
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 3
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000271 synthetic detergent Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWRWFPQBGSZWNV-UHFFFAOYSA-N Dinitrosopentamethylenetetramine Chemical compound C1N2CN(N=O)CN1CN(N=O)C2 MWRWFPQBGSZWNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004334 fluoridation Methods 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000010446 mirabilite Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000011182 sodium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N sodium;n-[5-amino-2-(4-aminophenyl)sulfonylphenyl]sulfonylacetamide Chemical compound [Na+].CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JTERPZLSUHFRRP-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid;decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.OS(O)(=O)=O JTERPZLSUHFRRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WCTAGTRAWPDFQO-UHFFFAOYSA-K trisodium;hydrogen carbonate;carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].OC([O-])=O.[O-]C([O-])=O WCTAGTRAWPDFQO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для получения товарной продукции из отходов, образующихся при мокрой газоочистки отходящих газов от остатков фтористого водорода и диоксида серы с электролизных корпусов производства алюминия. В качестве товарных продуктов получается содосульфатная смесь с высоким коэффициентом белизны для производства синтетических моющих средств.The invention relates to non-ferrous metallurgy and can be used to obtain commercial products from waste generated during wet gas purification of waste gases from hydrogen fluoride and sulfur dioxide residues from aluminum production pots. As a commercial product, a soda sulfate mixture with a high whiteness coefficient is obtained for the production of synthetic detergents.
Уровень техникиState of the art
Очистка отходящих газов электролизных корпусов производства алюминия от фтористого водорода и диоксида серы, предусматривает предварительную очистку газов от фтористого водорода сухим способом путем его адсорбции на оксиде алюминия. Очищенные от основной части фтористого водорода отходящие газы далее подвергаются второй стадии очистки от диоксида серы и остатков фтористого водорода мокрым способом, т.е. путем орошения отходящих газов в скрубберах содосульфатным раствором, циркулируемым в системе мокрой газоочистки.Purification of exhaust gases from aluminum production electrolysis vessels from hydrogen fluoride and sulfur dioxide involves preliminary purification of gases from hydrogen fluoride using a dry method by its adsorption on aluminum oxide. The exhaust gases, purified from the main part of hydrogen fluoride, are then subjected to a second stage of purification from sulfur dioxide and hydrogen fluoride residues using a wet method, i.e. by sprinkling exhaust gases in scrubbers with a soda-sulfate solution circulated in a wet gas cleaning system.
Проблема повышенных концентраций солей в оборотных растворах мокрой газоочистки особенно актуальна при идущем росте содержания серы в коксах, используемых для производства анодов. Накопление отработанных растворов газоочистки происходит на всех алюминиевых заводах, применяющих в качестве одной из ступеней мокрую газоочистку. Применение выпарных установок для вывода из оборотных растворов смеси, состоящей из сульфатов, карбонатов и фторидов натрия приведет к образованию десятков тысяч тонн материала, требующего дополнительных затрат на их захоронение. Данные хвосты производства не востребованы в других отраслях промышленности, в т.ч. для производства моющих средств, поэтому относится к отходам. Основная причина связана со свойствами этого материала, в т.ч. низким коэффициентом белизны, повышенной желтизной, наличием частиц углерода, слёживаемостью из-за высокой влажности и др.The problem of increased salt concentrations in circulating solutions of wet gas cleaning is especially relevant with the ongoing increase in sulfur content in cokes used for the production of anodes. The accumulation of spent gas cleaning solutions occurs at all aluminum smelters that use wet gas cleaning as one of the stages. The use of evaporation units to remove a mixture of sodium sulfates, carbonates and fluorides from circulating solutions will lead to the formation of tens of thousands of tons of material that requires additional costs for their disposal. These production tailings are not in demand in other industries, incl. for the production of detergents, and therefore belongs to waste. The main reason is related to the properties of this material, incl. low whiteness coefficient, increased yellowness, the presence of carbon particles, caking due to high humidity, etc.
Актуальной задачей при получении содосульфатной смеси является очистка оборотного раствора:An urgent task when obtaining a sodosulfate mixture is the purification of the circulating solution:
• от соединений-хромофоров (т.е. соединений, снижающих коэффициент белизны и повышающих желтизну получаемого продукта);• from chromophoric compounds (i.e. compounds that reduce the whiteness coefficient and increase the yellowness of the resulting product);
• от механических взвесей шламов газоочистки и регенерационного криолита• from mechanical suspensions of gas purification sludge and regeneration cryolite
для получения содосульфатной смеси товарного качества, т.е. отвечающего требованиям потребителя.to obtain a soda sulfate mixture of commercial quality, i.e. meeting consumer requirements.
Известен способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия (патент RU 94 029709, МПК C01D 5/00, опубл. 27.08.1996 г.). Способ выделения сульфата натрия из растворов газоочистки электролитического производства алюминия, включающий насыщение растворов сульфатом, карбонатом и бикарбонатом натрия, охлаждение полученного раствора при температуре от +7 до -5°С, в течение не менее 2-х часов, отделение и обезвоживание образовавшегося осадка.There is a known method for isolating sodium sulfate from gas purification solutions for electrolytic aluminum production (patent RU 94 029709, IPC C01D 5/00, published on August 27, 1996). A method for isolating sodium sulfate from gas purification solutions of electrolytic aluminum production, including saturating the solutions with sodium sulfate, carbonate and bicarbonate, cooling the resulting solution at a temperature from +7 to -5°C for at least 2 hours, separating and dehydrating the resulting precipitate.
Недостатки способа:Disadvantages of this method:
При низкой температуре от +7 до -5°С из раствора выпадает осадок состоящий из десятиводного сульфата натрия мирабилита Na2SO4⋅10H2O, двойной соли сульфата и фторида когаркоита NaF⋅Na2SO4, содосульфата натрия беркеита 2Na2SO4⋅Na2CO3, бикарбоната натрия NaHCO3 и др. Получаемый продукт не имеет потребителя из-за низких потребительских свойств, в т.ч. наличия большого количества фтора, переменного состава, низкого коэффициента белизны и др.At low temperatures from +7 to -5°C, a precipitate consisting of sodium mirabilite sulfate decahydrate Na 2 SO 4 ⋅10H 2 O, double salt of sulfate and kogarkoite fluoride NaF⋅Na 2 SO 4 , sodium berkeite sodosulfate 2Na 2 SO 4 precipitates from the solution ⋅Na 2 CO 3 , sodium bicarbonate NaHCO 3 , etc. The resulting product has no consumer due to low consumer properties, incl. the presence of a large amount of fluorine, variable composition, low whiteness coefficient, etc.
В качестве прототипа заявляется способ получения содосульфатной смеси из оборотных содосульфатных растворов газоочистки алюминиевых электролизеров, раскрытый в RU 2254293 С2, опубл. 20.06.2005г. Способ переработки содосульфатного раствора, получаемого после газоочистки отходящих газов электролизных корпусов при производстве алюминия, включает очистку газа от серных окислов и фтористых соединений путем их орошения содосульфатным раствором в мокрых скрубберах, выделение из раствора после газоочистки основного количества фтористого натрия в виде криолита. Содосульфатный раствор, очищенный от криолита, дополнительно очищают от фтористого натрия путем его обработки при 95-105°С в течение 1,5-2,0 часов известковым молоком, вводимым в содосульфатный раствор из расчета стехиометрического связывания фтора, содержащегося в растворе, в CaF2. Очищенный от фтора содосульфатный раствор далее подвергают концентрирующей выпарке до достижения плотности упаренного раствора 1,37±0,02 г/л и выделяют из него в осадок сульфат натрия в виде беркеитовой соли путем введения в упаренный раствор карбонатной соды до достижения концентрации титруемой щелочи в маточном растворе 215-230 г/л Na2Oт и плотности раствора в суспензии до 1,35±0,02 г/л при перемешивании суспензии при температуре 95-100°С в течение 30-40 минут. Изобретение позволяет обеспечить более полное извлечение сульфата натрия из упаренного содосульфатного раствора в виде беркеитовой соли, очищенной от фтористого натрия.As a prototype, a method is claimed for producing a sodosulfate mixture from circulating sodosulfate solutions for gas purification of aluminum electrolyzers, disclosed in RU 2254293 C2, publ. 06/20/2005 A method for processing a sodosulfate solution obtained after gas purification of exhaust gases from electrolysis buildings in the production of aluminum involves purifying the gas from sulfur oxides and fluoride compounds by sprinkling them with a sodosulfate solution in wet scrubbers, separating from the solution after gas purification the main amount of sodium fluoride in the form of cryolite. The sodosulfate solution, purified from cryolite, is additionally purified from sodium fluoride by treating it at 95-105°C for 1.5-2.0 hours with lime milk introduced into the sodosulfate solution based on the stoichiometric binding of fluorine contained in the solution to CaF 2 . The sodosulfate solution, purified from fluorine, is then subjected to concentrating evaporation until the density of the evaporated solution reaches 1.37±0.02 g/l and sodium sulfate is separated from it into a precipitate in the form of berkeite salt by introducing carbonate soda into the evaporated solution until the concentration of the titrated alkali in the mother liquor is reached a solution of 215-230 g/l Na 2 O t and the density of the solution in the suspension is up to 1.35±0.02 g/l when stirring the suspension at a temperature of 95-100°C for 30-40 minutes. The invention allows for more complete extraction of sodium sulfate from the evaporated sodosulfate solution in the form of berkeite salt purified from sodium fluoride.
Недостатки способа:Disadvantages of this method:
- является наличие операции обработки раствора известковым молоком, что существенно повышает OPEX, т.к. требует закупки извести у стороннего поставщика, а также организацию нескольких дополнительных технологических операций, в т.ч.: расстарки биг-бегов или мешков с известью, приготовление известкового молока путём гашения извести в аппарате Мика, классификацию известкового молока от недопала на спиральном или реечном классификаторе, нагрев и обезфторивание содово-сульфатного раствора известковым молоком в мешалке-реакторе, фильтрацию обезфторенного содово-сульфатного раствора от образовавшегося флюорита CaF2;- is the presence of the operation of treating the solution with lime milk, which significantly increases OPEX, because requires the purchase of lime from a third-party supplier, as well as the organization of several additional technological operations, including: unpacking big bags or bags of lime, preparation of lime milk by slaking lime in a Mika apparatus, classification of lime milk from non-palm on a spiral or rack classifier , heating and defluoridation of the soda-sulfate solution with lime milk in a stirrer-reactor, filtration of the defluorinated soda-sulfate solution from the formed fluorite CaF 2 ;
- при обезфторивании известковым молоком происходит разбавление содово-сульфатного раствора водой, содержащейся в известковом молоке, что увеличивает удельный расход пара на кристаллизационную выпарку.- when defluoridating with lime milk, the soda-sulfate solution is diluted with water contained in the lime milk, which increases the specific steam consumption for crystallization residue.
- при обесфторивании известковым молоком происходит осаждение карбоната кальция и для получения содосульфатной смеси необходимо вводить кальцинированную соду, что значительно увеличивает себестоимость получаемого продукта.- when defluoridated with lime milk, calcium carbonate precipitates and to obtain a soda sulfate mixture it is necessary to introduce soda ash, which significantly increases the cost of the resulting product.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention
Задачей и техническим результатом изобретения является получение из оборотных (отработанных) растворов газоочистки алюминиевых электролизёров (в т.ч. прошедших обезфторивание за счёт выделения вторичного криолита) содосульфатной смеси с высоким коэффициентом белизны и низким показателем желтизны, т.е. продукта пригодного для производства синтетических моющих средств и конкурентного по своей цене.The objective and technical result of the invention is to obtain from circulating (spent) gas purification solutions of aluminum electrolyzers (including those that have undergone fluoridation due to the release of secondary cryolite) a sodosulfate mixture with a high whiteness coefficient and a low yellowness index, i.e. a product suitable for the production of synthetic detergents and competitive in price.
Технический результат достигается, а задача решается за счет того, что в способе получения содосульфатной смеси из оборотных содосульфатных растворов газоочистки алюминиевых электролизёров, включающем его обесфторивание с выделением вторичного криолита, последующее осветление реагентом для снижения взвеси фторсолей и шлама газоочистки с получением осветленного раствора, его упаривание до появления твердой фазы и фильтрацию полученной пульпы содосульфатной смеси, согласно заявляемому изобретению осветление осуществляют синтетическим флокулянтом, при этом, фильтрацию пульпы содосульфатной смеси совмещают с ее промывкой холодной технической водой с отделением фильтрата и осадка содосульфатной смеси, который направляют на сушку, при этом высушенный осадок содосульфатной смеси для повышения коэффициента белизны измельчают до крупности минус 200 мкм.The technical result is achieved and the problem is solved due to the fact that in the method of producing a sodosulfate mixture from circulating sodosulfate solutions for gas purification of aluminum electrolyzers, including its defluorination with the release of secondary cryolite, subsequent clarification with a reagent to reduce suspended fluorine salts and gas purification sludge to obtain a clarified solution, its evaporation until the appearance of the solid phase and filtration of the resulting sodosulfate mixture pulp, according to the claimed invention, clarification is carried out with a synthetic flocculant, while filtration of the sodosulfate mixture pulp is combined with its washing with cold technical water with separation of the filtrate and sediment of the sodosulfate mixture, which is sent for drying, while the dried sediment The sodosulfate mixture is crushed to a particle size of minus 200 microns to increase the whiteness coefficient.
Способ дополняют частные отличительные признаки.The method is complemented by private distinctive features.
Отделенный фильтрат и промводу могут возвращать на газоочистку.The separated filtrate and industrial water can be returned to gas purification.
Отделенный фильтрат и промводу могут возвращать в оборотный содосульфатный раствор в количестве не более 25% от исходного оборотного содосульфатного раствора.The separated filtrate and industrial water can be returned to the circulating sodosulfate solution in an amount of no more than 25% of the original circulating sodosulfate solution.
Обработку очищенного от криолита оборотного содосульфатного раствора могут осуществлять синтетическим флокулянтом на основе полиакриловой кислоты.The recycling sodosulfate solution, purified from cryolite, can be treated with a synthetic flocculant based on polyacrylic acid.
Промывку пульпы содосульфатной смеси при фильтрации холодной технической водой могут проводить под давлением через форсунки.Washing the soda sulfate mixture pulp during filtration with cold technical water can be carried out under pressure through nozzles.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Схема осуществления заявляемого способа представлена на фиг. 1The implementation diagram of the proposed method is shown in Fig. 1
В качестве примера рассмотрен оборотный раствор газоочистки, который имел следующий солевой состав (табл. 1).As an example, we considered a gas purification circulating solution, which had the following salt composition (Table 1).
Таблица 1 - Солевой состав пробы -сульфатного раствора, после регенерации криолитаTable 1 - Salt composition of the sulfate solution sample after cryolite regeneration
г-тв/дмg-tv/dm
33
Для очистки («осветления») оборотного содосульфатного раствора газоочистки от взвеси фторсолей, шлама газоочистки на специальной установке 1 готовят эмульсию синтетического флокулянта на основе полиакриловой кислоты из расчёта 0,5÷0,8 грамма на 1 м3 оборотного содосульфатного раствора газоочистки, для обеспечения содержания взвеси фторсолей <0,5 г/дм3. Оборотный содосульфатный раствор и флокулянт смешиваются в сгустителе 2. Взвешенные твёрдые частицы под действием флокулянта флоккулируются, осаждаются и накапливаются в конусе сгустителя 2. Из конуса накопившийся осадок периодически откачивают обратно на участок получения фтористых солей (УПФС). Осветлённый оборотный содосульфатный раствор разгружают через гребёнку слива, расположенную в верхней части сгустителя 2 в бак исходного раствора 3 и откачивают на выпарную установку 4.To clean (“clarify”) the circulating sodosulfate gas purification solution from a suspension of fluorine salts, gas purification sludge, an emulsion of a synthetic flocculant based on polyacrylic acid is prepared at a special installation 1 at the rate of 0.5÷0.8 grams per 1 m 3 of the circulating sodosulfate gas purification solution, to ensure suspended fluorine salt content <0.5 g/dm 3 . The recycled sodosulfate solution and flocculant are mixed in thickener 2 . Under the influence of the flocculant, suspended solid particles are flocculated, precipitated and accumulated in the thickener cone 2 . The accumulated sediment from the cone is periodically pumped back to the fluoride salts production site (UPFS). The clarified circulating soda-sulfate solution is unloaded through a drain comb located in the upper part of the thickener 2 into the initial solution tank 3 and pumped out to the evaporation unit 4 .
Осветлённый оборотный содосульфатный раствор упаривают до появления твёрдой фазы (сумма солей ~ 350 г/дм3) и откачивают в бак упаренного раствора 5. После, пульпу содосульфатной смеси откачивают на барабанный вакуум-фильтр 6. Фильтрация пульпы содосульфатной смеси на модернизированном барабанном вакуум-фильтре 6 совмещена с промывкой холодной технической водой. Это позволяет удалить загрязняющие примеси, расположенные на поверхности отфильтрованного слоя. Вода подаётся под давлением через форсунки. Далее содосульфатная смесь поступает на сушку.The clarified circulating soda sulfate solution is evaporated until a solid phase appears (total salts ~ 350 g/dm 3 ) and pumped into a tank of evaporated solution 5 . Afterwards, the soda sulfate mixture pulp is pumped out onto a drum vacuum filter 6 . Filtration of the soda-sulfate mixture pulp using a modernized drum vacuum filter 6 is combined with washing with cold process water. This allows you to remove contaminants located on the surface of the filtered layer. Water is supplied under pressure through nozzles. Next, the sodosulfate mixture is sent for drying.
Сушку отфильтрованной и промытой содосульфатной смеси (ССС) осуществляют в электрической полочной (подовой) сушилке 7 до влажности W ≤ 0,5 %, для обеспечения сыпучести порошка. После подовой сушилки 7 содосульфатная смесь состоит из рыхлых кусков размером до 3 см, которые подают на измельчение. Измельчение высушенной содосульфатной смеси для повышения коэффициента белизны до 70-80 % производят до ≥ 80 % фракции минус 200 мкм.Drying of the filtered and washed sodosulfate mixture (SSM) is carried out in an electric shelf (hearth) dryer 7 to a humidity W ≤ 0.5%, to ensure the flowability of the powder. After the hearth dryer 7, the soda-sulfate mixture consists of loose pieces up to 3 cm in size, which are fed for grinding. Grinding of the dried soda-sulfate mixture to increase the whiteness coefficient to 70-80% is carried out to ≥ 80% of the fraction minus 200 microns.
На первой стадии устанавливают молотковую дробилку 8 для получения фракции 100 % минус 1 мм; вторая стадия - валковая дробилка 9 для измельчения до ≥ 80 % фракции минус 200 мкм. Далее ССС поступает в бункер готовой продукции 10. Упаковка готовой ССС с коэффициентом белизны ≥ 80 % в биг-беги.At the first stage, a hammer crusher 8 is installed to obtain a fraction of 100% minus 1 mm; the second stage is a roller crusher 9 for grinding to ≥ 80% of the fraction minus 200 microns. Next, the SSS enters the finished product bunker 10 . Packaging of finished SSS with a whiteness coefficient ≥ 80% in big bags.
В таблице 2 указаны результаты упаривания содосульфатного раствора с различным содержанием взвеси. Количество взвеси в содосульфатной смеси регулировали дозированием флокулянта.Table 2 shows the results of evaporation of a soda sulfate solution with different suspended matter contents. The amount of suspension in the sodosulfate mixture was regulated by dosing the flocculant.
После упаривания суспензию фильтровали, полученный осадок содосульфатной смеси, не снимая с фильтра, сушили до постоянного веса. Затем в сухом осадке содосульфатной смеси определяли показатель белизны.After evaporation, the suspension was filtered, and the resulting precipitate of the soda-sulfate mixture was dried to constant weight without removing it from the filter. Then the whiteness index was determined in the dry sediment of the sodosulfate mixture.
Таблица 2 - Влияние количества взвеси фторсолей, содержащейсяTable 2 - Effect of the amount of suspended fluorine salts contained
в исходном осветленном содово-сульфатном растворе на показатели белизны СССin the original clarified soda-sulfate solution for whiteness indicators of the SSS
белизныwhiteness
желтизныyellowness
г/дмg/dm
33
ССС, %SSS, %
Добавление полученного фильтрата и насыщенной промводы в оборотный содосульфатный раствор от предыдущего цикла в последующий цикл повышает производительность выпарной батареи на ~ 10 % и снижает удельный расход пара на 1 тонну упариваемой воды, но может сказаться на белизне получаемого продукта, поэтому в оборотный содосульфатный раствор дозировали фильтрат от предыдущего цикла упаривания в количестве не более 25 % от количества исходного оборотного содосульфатного раствора.Adding the resulting filtrate and saturated industrial water to the circulating sodosulfate solution from the previous cycle in the subsequent cycle increases the productivity of the evaporation battery by ~ 10% and reduces the specific steam consumption per 1 ton of evaporated water, but may affect the whiteness of the resulting product, so the filtrate was dosed into the circulating sodosulfate solution from the previous evaporation cycle in an amount of no more than 25% of the amount of the original circulating sodosulfate solution.
В результате проведения 4-х циклов выпарки с возвратом полученного фильтрата и насыщенной промводы от предыдущего цикла в последующий цикл, были получены однотипные пробы содосульфатной смеси, имеющие схожие показатели белизны (с коэффициентом ≥ 80 %). Измельчение высушенной содосульфатной смеси для повышения коэффициента белизны до 70-80 % производят до ≥ 80 % фракции минус 200 мкм.As a result of 4 cycles of evaporation with the return of the resulting filtrate and saturated industrial water from the previous cycle to the subsequent cycle, similar samples of the sodosulfate mixture were obtained with similar whiteness values (with a coefficient of ≥ 80%). Grinding of the dried soda-sulfate mixture to increase the whiteness coefficient to 70-80% is carried out to ≥ 80% of the fraction minus 200 microns.
Таблица 3 - Влияние измельчения на показатели белизны СССTable 3 - Effect of grinding on whiteness indicators of CCC
осадкаdraft
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/050185 WO2025038012A1 (en) | 2023-08-15 | 2024-08-09 | Method for producing a sodium sulphate mixture from spent sodium sulphate solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819968C1 true RU2819968C1 (en) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2188794C1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-09-10 | Государственное унитарное предприятие Уральский научно-исследовательский химический институт с опытным заводом | Method of processing soda-sulfate mixture |
| RU2254293C2 (en) * | 2003-05-05 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" | Method of processing of sodium sulfate solution produced after a gas purification of the electrolysis bodies at aluminum production |
| RU2316473C1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-02-10 | Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" | Method for separating anhydrous sodium sulfate from return solutions of gas scrubbing of aluminum cells |
| WO2011138005A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Solvay Chemicals, Inc. | Impurities removal from waste solids in the production of soda ash, sodium bicarbonate and/or other derivatives |
| RU2621334C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-06-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production |
| RU2742987C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for defluorination and isolation of anhydrous sodium sulphate from working gas cleaning solutions of aluminum electrolysers |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2188794C1 (en) * | 2001-03-28 | 2002-09-10 | Государственное унитарное предприятие Уральский научно-исследовательский химический институт с опытным заводом | Method of processing soda-sulfate mixture |
| RU2254293C2 (en) * | 2003-05-05 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "ВСЕРОССИЙСКИЙ АЛЮМИНИЕВО-МАГНИЕВЫЙ ИНСТИТУТ" ОАО "ВАМИ" | Method of processing of sodium sulfate solution produced after a gas purification of the electrolysis bodies at aluminum production |
| RU2316473C1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-02-10 | Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" | Method for separating anhydrous sodium sulfate from return solutions of gas scrubbing of aluminum cells |
| WO2011138005A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | Solvay Chemicals, Inc. | Impurities removal from waste solids in the production of soda ash, sodium bicarbonate and/or other derivatives |
| RU2621334C1 (en) * | 2016-02-09 | 2017-06-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production |
| RU2742987C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for defluorination and isolation of anhydrous sodium sulphate from working gas cleaning solutions of aluminum electrolysers |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОЛОВНЫХ Н.В. и др. Повышение эффективности систем газоочистки в алюминиевом производстве. Известия вузов. Цветная металлургия, 2017, N3, с.45-55. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114892010B (en) | Secondary aluminum ash treatment method for enhanced denitrification and desalination | |
| RU2279501C2 (en) | Method for recovery of chemicals from black liquor in cellulose alkaline process and cleaning agent | |
| CN109047285A (en) | Containing sodium, the method for transformation of fluorochemical and system in a kind of waste cathode of aluminum electrolytic cell carbon block | |
| CN114634189B (en) | A method and system for recycling aluminum electrolytic overhaul slag | |
| CN109972175A (en) | A kind of separation and recovery method of the difficult electrolyte of aluminium electroloysis | |
| CN109108050A (en) | Containing sodium, the method for transformation of fluorochemical and system in a kind of aluminium electroloysis slag from delining | |
| CN101531384A (en) | Technique for preparing electronic grade magnesium hydrate and ammonium sulphate by cycle serum featuring in flue gas desulfurization by method of magnesium oxidization | |
| CN107344725A (en) | The preparation technology of elemental lithium in sulfuric acid straight dipping process extraction lithium ore | |
| CN1128027C (en) | Process for treating silicon slag | |
| EP0486410B1 (en) | Wet process treatment of spent pot-linings from Hall-Héroult electrolytic cells | |
| RU2819968C1 (en) | Method of producing soda-sulphate mixture from recycled soda-sulphate solutions of gas cleaning of aluminium electrolyzers | |
| US2714053A (en) | Process for the recovery of cryolite from the carbon bottoms of fusion electrolysis cells | |
| CN116903014A (en) | A method for comprehensive recovery of carbon, lithium, aluminum and fluorine from aluminum electrolysis carbon residue | |
| CN116371875A (en) | System and method for treating waste incineration fly ash | |
| CN109133028A (en) | A method of electrolytic cell waste cathode carbon block recycling is disposed with alkaline process | |
| RU2742987C1 (en) | Method for defluorination and isolation of anhydrous sodium sulphate from working gas cleaning solutions of aluminum electrolysers | |
| WO2025038012A1 (en) | Method for producing a sodium sulphate mixture from spent sodium sulphate solutions | |
| RU2627431C1 (en) | Method for producing calcium fluoride from fluorocarbon-containing waste of aluminium production | |
| RU2363525C1 (en) | Method for wet cleaning of waste gas from pot rooms of aluminium production | |
| RU2621334C1 (en) | Wet scrubbing method of potroom exit gases of aluminium production | |
| RU2259320C1 (en) | Magnesium-containing ore processing method | |
| CN105819415A (en) | Phosphorus ore all-resource utilization production method preparing feed calcium hydrophosphate with hydrochloric acid | |
| US20050163688A1 (en) | Process for removal of impurities from secondary alumina fines and alumina and/or fluorine containing material | |
| RU2487082C1 (en) | Method of producing calcium fluoride | |
| KR100582801B1 (en) | Method for separating and purifying high purity sodium sulfate from waste sodium sulfate generated by electrostatic precipitator |