Библиотека

Утилизация сточных вод мышьяково-содовой сероочистки

И.Г.Крутько

Мариупольский коксохимический завод

Источник: Ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Кокс и Химия» – M.: Металлургия – 1989. – № 4. – с. 52–53.

При обезвреживании сточных вод мышьяково-содовой сероочистки с получением тиоцианата меди (I) образуется маточный раствор:

Сульфат натрия, г/дм³ 130–160

Политионаты натрия в пересчете на тетратионат, г/дм³ 90–110

Комплексные соединения меди, г/дм³ 0,8—1,2

Серная кислота, г/дм³ 1,0–1,8

Плотность при 20 ^оC, кг/м³ 1150–1170

Раствор, образующийся после выделения тиоцианата меди (I), представляет собой концентрированный раствор минеральных солей – сульфата и тетратионата натрия. Для обессоливания его пе¬рерабатывают с получением товарных продуктов.

Отработанный раствор после I ступени нейтрализации, используемый для получения тиоцианата меди (I), характеризуется непостоянством мольного соотношения роданида и тиосульфата натрия, тогда как синтез тиоцианата меди (I) требует строго определенного соотношения указанных солей. Политионаты подвергаются щелочному разложению до тиосульфата, и он может быть возвращен в цикл получения тиоцианата меди (1) для поддержания оптимального состава перерабатываемого раствора. В качестве щелочного агента исследовали углекислый натрий, при взаимодействии которого с маточным раствором прежде всего нейтрализуется серная кислота.

Политионаты в растворе представлены в основном двумя соединениями – тетратионатом и тритионатом натрия. Интенсифицировать разложение политионатов содой можно нагреванием, химизм щелочного разложения тетратионата и три- тионата натрия можно представить следующей схемой:

Присутствующие в растворе тиоцианатокуприты-2 взаимодействуют с гидроксидом натрия, образующимся в результате гидролиза углекислого натрия. При введении в раствор карбоната натрия произведение концентраций ионов меди и гидроксид-ионов превышает произведение растворимости гидроксида меди, раствор оказывается пересыщенным и начинается образование осадка Сu(ОН)₂. При нагревании гидроксид меди отщепляет одну молекулу воды, переходя в черный оксид меди:

Практические результаты подтверждают при¬веденную выше схему химизма щелочного воздействия углекислого натрия (отн. ед.) на маточный раствор (см. таблицу). Продукты распада политионатов – тиосульфат и сульфат натрия. Образование сульфита натрия подтверждается его присутствием при неполном разложении политионатов, т. е. на промежуточных стадиях процесса. При завершении разложения политионатов сульфит-ион в растворе практически отсутствует.

В результате экспериментальных исследований наметилась следующая принципиальная схема переработки маточного раствора:

Способ переработки маточного раствора проверили на опытной установке, построенной на Мариупольском коксохимическом заводе. Получили опытную партию сульфата натрия (белые кристаллы), %: сульфат натрия 95–97, тиосульфат натрия 2–3, гидрокарбонат натрия 0,8–1,1, влага 0,3–0,5, роданистый натрий отсутствует.

Процесс	Исходный реагент			Продукт реакции
Процесс	Na₂S₄O₆	Na₂CO₃	(CuSCN)SCN	Na₂S₂O₃	Na₂SO₄	CuO	CO₂	NaHCO₃
Разложение тетратионата	1	1,25	-	1,72	0,6	-	1,19	-
Теоритическое	1	1,25	-	1,75	0,5	-	1,25	-
Разложение комплексных соединений	-	2,0	1,0	-	-	0,98	-	2,2
Теоритическое	-	2,0	1,0	-	-	1,00	-	2,0

Качество сульфата натрия, полученного переработкой маточного раствора, позволит широко использовать товарную соль в целлюлозно-бумажной и стекольной промышленности. Тиосульфатный раствор передается в сборник осветленного раствора после 1 ступени нейтрализации мышьяково-содовой сероочистки для стабилизации состава раствора.

Выводы

Исследован химизм щелочного разложения политионатов и тиоцианатокупритов-2 при воз¬действии на маточный раствор углекислого натрия.
Разработана технологическая схема переработки маточного раствора с получением товарной соли (сульфата натрия) и концентрированного тиосульфатного раствора.
Получена опытная партия сульфата натрия, который может быть использован в целлюлозно- бумажной и стекольной промышленности