ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химическг-е основы процесса очистки рассола от примесей из "Технология соды" Сырой рассол содержит примеси солей кальция и магния. Если их предварительно не удалить, то при поглощении аммиака и двуокиси углерода из рассола будут выпадать в осадок плохо растворимые соединения СаСОд, Mg(0H)2, Na l Nag Og- Mg OgH (NHJj Og Mg Og, что приведет к засорению аппаратуры, трубопроводов и бзгдет загрязнять готовую продукцию — соду. Чтобы избежать этого, сырой рассол очищают от примесей известково-содовым способом. [c.49] Для осаждения солей кальция используют соду, для осаждения солей магния — известковое молоко. При этом ионы Са осаждаются в виде СаСОд и ионы Mg + — в виде MgiOH) , растворимость которых в концентрированном рассоле и при избытке соответствующих осади-телей весьма мала (табл. 5). [c.49] Как видно из таблицы, высокая степень очистки рассола достигается уже при сравнительно небольших избытках реагентов, что требует высокой точности их дозировки. [c.49] Различают два вида осаждения твердых частиц из суспензии — свободное и совместное. При свободном осаждении каждая частица оседает со скоростью, зависящей от ее размера и плотности. Поэтому при свободном осаждении не наблюдается четкой границы между осветленной жидкостью и суспензией. Так как в составе суспензии обычно находятся очень мелкие частицы, осветляемая жидкость долгое время остается мутной. [c.50] Быстрое оседание мелких частиц возможно лищь при совместном (консолидированном) осаждении, когда отдельные частицы — мелкие и крупные — объединяются в агрегаты-хлопья и оседают с одинаковой скоростью, что дает четкую границу осветленной части суспензии. Скорость оседания хлопьев может изменяться в пшроких пределах— от 1 до 4 м/ч — в зависимости от условий осаждения. [c.50] У дна отстойника плотность суспензии увеличивается, скорость осаждения резко замедляется и процесс консолидированного осаждения переходит в процесс уплотнения шлама. Уплотнение шлама связано с разрушением хлопьев под действием силы тяжести или медленно движущейся мешалки и образованием более плотной упаковки осевших частиц. [c.50] Процесс образования хлопьев зависит от агрегативной устойчивости еуспензии, на котор , в свою очередь, влияет ряд факторов, в частности знак и величина заряда частиц суспензии. Исследование суспензий после уплотнения осадка показало [23], что суспензия Mg(0H)2 в рассоле имеет положительный заряд, а СаСОд — небольшой отрицательный заряд. Разноименность знаков заряда способствует образованию хлопьев. [c.50] При исследовании pH суспензии СаСОд в рассоле установлено, что в рассол поступают ионы 0Н в результате перехода первично образовавшихся основных солей Са + в средние и десорбции щелочи, адсорбированной хлопьями в начальный период осаждения. Поэтому щелочность раствора по мере старения суспензии СаСОд увеличивается. [c.50] Осаждение Mg(0H)2, наоборот, сопровождается уменьшением щелочности раствора, т. е. поглощением осадком ионов 0Н из раствора. Следовательно, заряд свежеосажденпой гидроокиси магния должен быть более положительным. Таким образом, в рассоле создаются условия, снижающие стабильность суспензии и облегчающие процесс образования хлопьев. [c.50] Агрегативная устойчивость суспензий иожет зависеть также от степени их сольватации или, в данном случае, гидратации. Гидратированные твердые частицы суспензии, окруженные оболочкой растворителя, более устойчивы. Об изменении степени гидратации данной суспензии в процессе ее старения можно судить по изменению ее вязкости. При исследовании исходных суспензий СаСОд и Mg(0H)2 было установлено резкое уменьшение вязкости в процессе их консолидированного осаждения, что может быть обусловлено дегидратацией частиц, ведуш,ей к снижению агрегативной устойчивости. [c.51] Так как осадки СаСОд и Мд(0Н)2, образующиеся при рассоло-очистке, несут заряды противоположного знака, совместное их присутствие и взаимодействие должно ускорять агрегирование и осаждение осадка (табл. 6). [c.51] Повышение температуры очищаемого рассола ускоряет процессы ионного обмена и дегидратации и сокращает продолжительность периода индукции. С повышением температуры уменьшается вязкость рассола, увеличивается скорость осаждения и уплотнения суспензии. Однако чрезмерное возрастание или колебания температуры рассола могут нарушать процесс консолидированного осаждения. Кроме того, для последующей стадии производства — абсорбции аммиака — повышение температуры нежелательно. Поэтому при очистке те1шературу рассола поддерживают в пределах 12—22 °С. Чем больше в рассоле солей магниЯ) тем медленнее протекает осаждение. Поэтому при большом содержании Mg очистку рассола ведут при температуре около 22 С, а при малом —12 °С. [c.52] Интенсивность перемешивания первично образовавшейся суспент айн влияет на кинетику осаждения. При увеличении скорости перемешивания уменьшается толщина адгезионного слоя жидкости у поверхности твердого тела, что ускоряет ионный обмен между жидкой и твердой фазами, а также увеличивает скорость дегидратации, сокращая тем самым период индукции. Продолжительность перемешивания осадительных реагентов с рассолом должна обеспечить равномерное распределение их в объеме очищаемого рассола. К началу образования хлопьев перемешивание должно быть закончено, иначе нарушается процесс образования хлопьев и консолидированное осаждение. Как показывает опыт рассолоочистки на содовых заводах, перемешивание, достигаемое за счет кинетической энергии поступающей в реактор смеси сырого рассола и реактивов, является вполне достаточным. [c.52] Последовательность введения осадительных реактивов в сырой рассол также существенно влияет на кинетику осаждения и уплотнения, особенно при известково-содовой очистке рассола. Для консолидированного осаждения хлопьев необходимо одновременное осаждение СаСОд и достаточного количества цементирующего коагулянта — Mg(0H)2, т. е. скорость образования Mg(OH)a должна быть не ниже скорости образования СаСОд. [c.52] Для сокращения периода индукции, увеличения скорости осаждения и уплотнения шлама следует применять по возможности высококонцентрированные растворы осадителей, так как это понижает степень гидратации исходной суспензии, а следовательно, и ее агре-гативную устойчивость. Однако применение концентрированного известкового молока и раствора соды затрудняет точность их дозирования. Чтобы избежать этого затруднения и в то же время не вводить лишнюю воду с осадительными реагентами, их разбавляют очищенным рассолом. Концентрированный раствор соды разбавляют до содержания 22—25 н. д. ГааСОз, а известковое молоко — до содержания 60—75 п. д. активного СаО. [c.53] Введение в суспензию готовых свежеосажденных кристаллов — затравки, или кристаллической подкладки, — ускоряет осаждение шлама и сокращает период индукции. Введение твердой фазы, обладающей поверхностной энергией, способствует кристаллизации на поверхности введенных кристаллов новых количеств СаСОд и Mg(OHa). Это влияние тем сильнее, чем больше сходство кристаллических структур затравки и осаждаемых соединений. [c.53] Действие затравки определяется относительным количеством вводимых кристаллов. При увеличении дозы затравки до определенного предела повышается и скорость осаждения. Превышение этого предела нарушает консолидированное осаждение. На практике роль затравки может выполнять оседающий в отстойнике шлам. Для этого суспензию вводят в отстойник ниже границы раздела осветленной части рассола и оседающего шлама. Объем вводимой суспензии должен быть таким, чтобы скорость вертикального подъема суспензии в отстойнике была равна скорости осаждения. При этом граница осветленного рассола будет поддерживаться па определенной высоте. В целом при непрерывном процессе шлам будет удаляться со дна отстойника, а осветленный рассол — вытекать из отстойника сверху. Таким образом, вводимая суспензия будет проходить через слой осадка (фильтрующий слой), играющего роль затравки. За время прохождения через этот слой и будут протекать кристаллизация и агрегирование осадка в хлопья. [c.53] Вернуться к основной статье