ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ХЛОРИДНЫХ ОТХОДОВ ТИТАНО-МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Предлагаемая полезная модель относится к области цветной металлургии и химической технологии; в частности к производственному технологическому оборудованию для переработки, обезвреживания и утилизации различных отходов титано-магниевого производства: гипохлоритных пульп, образующихся при очистке отходящих газов от хлора и хлороводорода известковым молоком, и твердых, порошкообразных, пылевых отходов магниевого производства.
7
Известна (Патент РФ на ПМ №34524 по заявке №2003116761/20 с приор. от 06.06.2003; Зарег. и опубл.: 10.12.2003; Бюл. №34; МПК С01В 11/00) - «Технологическая линия для переработки и обезвреживания гипохлоритной пульпы», включающая в себя (рис.1):
2
- реактор с мешалкой для разложения гипохлоритной пульпы (1), соединенный с циркуляционным баком, входящим в систему очистки отходящих газов от хлора щелочью и/или известковым молоком; реактор для приготовления раствора соли никеля, например, NiCl (2), соединенный с баком-дозатором (3), патрубок нижнего слива которого направлен в бак-смеситель (4);
- реактор с мешалкой для растворения медьсодержащего плава - отходов титанового производства, образующихся при очистке технического тетрахлорида титана от соединений ванадия медным порошком (5);
- бак-дозатор медьсодержащего раствора/суспензии (6);
2
2
2
3
- бак-смеситель для приготовления композиционной каталитической смеси растворов NiCl и растворов и/или суспензии CuCl, CuCl, FeCl, FeCl, NaCl, KCl и др. (4);
- бак для растворов реагентов-восстановителей (7), например, растворов NaHS;
- бак-дозатор растворов реагентов-восстановителей (8);
- реактор для приготовления концентрированного раствора ВМФ (9), соединенный с баком с мешалкой для разбавления и получения рабочего раствора ВМФ (10);
- бак-дозатор рабочего раствора ВМФ (11), выход из которого направляют в бак для разложения гипохлоритного раствора или пульпы;
- фильтры (фильтр-пресс, нутч-фильтр) (12);
- шнековый питатель (13) оксигидратной пасты после фильтрования сгущенной части пульпы, образующий соединение фильтра с баком для разложения гипохлоритных растворов и пульп (1);
- бак-сборник осветленных растворов хлорида кальция (14).
Известная «Технологическая линия» обеспечивает обезвреживание гипохлоритных пульп до установленных норм, при этом производительность технологической линии существенно выше, чем для существующих установок и переделов. Кроме того, «Технологическая линия» по прототипу предусматривает многократное использование каталитически-активных солей никеля, меди и железа.
2
2
3
Недостатком известной «Технологической линии» является сложность аппаратурного оформления, наличие таких трудоемких операций, как отстаивание и фильтрование пульпы. Другим недостатком «Технологической линии» по прототипу является тот факт, что каталитическая активность осадков суммы оксигидратов никеля, меди и железа от цикла к циклу существенно уменьшается, в связи с чем для обеспечения требуемой каталитической активности необходимо в каждом цикле вводить очередную «свежую» порцию раствора (NiCl+CuCl+FeСl) и выводить часть осадка и каким-либо образом его утилизировать или захоранивать, что существенно осложняет весь технологический процесс обезвреживания гипохлоритных пульп.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является известное техническое решение (Патент РФ на ПМ №61273 по заявке №2006139269 (042820) с приор. от 07.11.2006; Зарег. и опубл.: 27.02.2007; Бюл. №6) - «Технологический передел для обезвреживания гипохлоритных пульп» - принят за ПРОТОТИП.
Полезная модель по прототипу включает в себя (см. рис.2) обогреваемый (например, острым паром) реактор разложения (1) с мешалкой и соединенный с баком для приготовления (2) и баком-дозатором (3) раствора реагента-восстановителя (например, раствор гидросульфида натрия - NaHS). На крышке реактора разложения (1) имеется люк (4), в который помещена корзина (5), изготовленная из сетчатого материала, заполненная слабокислотным ионитом (карбоксильным, и/или фосфорнокислым катионитом или аминокарбоксильным, и/или аминофосфорнокислым амфолитом), предварительно насыщенным сорбированными ионами никеля и/или кобальта, меди и железа (III).
Известный по прототипу «Технологический передел» работает и эксплуатируется следующим образом.
3
3
2
2
В обогреваемый острым паром реактор (1), снабженный мешалкой, через люк (4) погружают «корзину», стенки которой изготовлены из сетчатого материала, проницаемого для гипохлоритной пульпы и непроницаемого для помещенного в «корзину» слабокислотного ионита, предварительно насыщенного сорбированными ионами никеля и/или кобальта, меди и железа, затем в реактор заливают - самотеком или закачивают насосом из циркуляционного бака «отработанное» известковое молоко - гипохлоритную пульпу, содержащую до 100 г/дм Са(ОСl), 5-20 г/дм СаО, CaСl, включают мешалку и в нижнюю зону реактора подают острый пар. В результате непрерывного контакта гипохлоритной пульпы и ионита (с сорбированными ионами Ni (Co), Cu и Fe), находящегося в корзине, происходит каталитическое разложение гипохлорита кальция до хлорида кальция. При достижении остаточной концентрации гипохлорита кальция в пульпе ≤5
3
2
г/дм в пульпу при непрерывном перемешивании из бака-дозатора (3) в бак разложения - в реактор (1) подают раствор реагентов-восстановителей, например, раствор гидросульфида натрия NaHS. При этом происходит доразложение гипохлорита кальция до установленных норм (0,0 г/дм - полное отсутствие по качественной реакции с KJ), обезвреженную таким образом пульпу через патрубок нижнего слива, либо сбрасывают в цеховую канализацию, либо направляют на получение раствора CaCl известными способами.
Известные технические решения, в т.ч. по прототипу, обеспечивают обезвреживание высокотоксичных отходов производства - гипохлоритных пульп от активного хлора.
Недостатком технического решения по прототипу является отсутствие необходимого оборудования для утилизации вторичных отходов и получения на их основе товарных продуктов.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности совместной утилизации вторичных отходов процесса газоочистки и неиспользуемых хлоридных отходов магниевого производства.
Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в повышении эффективности процесса обезвреживания гипохлоритной пульпы от активного хлора и улучшении потребительских свойств, полученных из отходов производства товарных продуктов - противогололедных препаратов на основе суммы хлоридов калия, натрия, магния и кальция.
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью «Технологическим отделением для обезвреживания и утилизации хлоридных отходов титано-магниевого производства, включающей в своем составе (см. рис.3):
Обогреваемый реактор с мешалкой для разложения гипохлоритной пульпы, на крышке реактора имеется люк (2), в который помещена корзина (3), изготовленная из сетчатого полунепроницаемого материала и заполненная каталитически-активным материалом, реактор соединен с
баком-дозатором (4) и баком для приготовления растворов реагентов-восстановителей (5), отличающийся тем, что корзина (3), помещенная в реактор (1) для разложения гипохлоритной пульпы, заполнена суммой оксигидратов никеля и/или кобальта, меди и железа, патрубок нижнего слива (6) из реактора обезвреживания пульпы имеет соединение с емкостью (7), оборудованной мешалкой, на крышке которой имеется загрузочный конус (8), в который направлен выход из бункера-дозатора (9) солевых отходов магниевого производства, слив пульпы из емкости (7) направлен на фильтр-пресс (10), выход с фильтр-пресса очищенного от твердой фазы концентрированного хлоридного раствора имеет соединение со сборной емкостью (11), соединенной с распылительной сушилкой (12), оборудованной разгрузочным устройством (13), бункером-накопителем (14) и затарочной машиной (15).
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Разработанное техническое решение - полезная модель «Технологическое отделение для обезвреживания и утилизации хлоридных отходов титано-магниевого производства» работает и эксплуатируется следующим образом.
3
3
2
2
В обогреваемый острым паром реактор (1), снабженный мешалкой, через люк (2) погружают «корзину» (3), стенки которой изготовлены из сетчатого материала, проницаемого для гипохлоритной пульпы и непроницаемого для помещенного в корзину, заполненную осадком суммы оксигидратов никеля и/или кобальта, меди и железа, затем в реактор заливают - самотеком или закачивают насосом из циркуляционного бака «отработанное» известковое молоко - гипохлоритную пульпу, содержащую до 100 г/дм Са(ОСl), 5-20 г/дм CaO, CaCl, включают мешалку и в нижнюю зону реактора подают острый пар. В результате непрерывного контакта гипохлоритной пульпы и осадка суммы оксигидратов Ni (Co), Cu и Fe, находящихся в корзине, происходит каталитическое разложение гипохлорита кальция до хлорида
3
3
кальция. При достижении остаточной концентрации гипохлорита кальция в пульпе ≤5 г/дм в пульпу при непрерывном перемешивании из бака-дозатора (4) в бак разложения - в реактор (5) подают раствор реагентов-восстановителей, например раствор гидросульфида натрия NaHS. При этом происходит доразложение гипохлорита кальция до установленных норм (0,0 г/дм - полное отсутствие по качественной реакции с KJ), обезвреженную таким образом пульпу через патрубок нижнего слива (6) подают в емкость (7).
Через загрузочный конус (8), расположенный на крышке емкости (7), при включении мешалки из бункера-дозатора (9) загружают солевые отходы магниевого производства: пылевую фракцию печей кипящего слоя первой стадии обезвоживания карналлита, шламы карналлитовых хлораторов - отходы производства - отходы второй стадии обезвоживания карналлита, некондиционную (мелкую) фракцию измельченного отработанного электролита процесса электролитического получения магния из карналлитового сырья. Загрузку солевых отходов ведут до образования в емкости 7 концентрированно-насыщенного по сумме хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов; образующуюся в емкости (7) пульпу (суспензию) направляют на фильтр-пресс (10), где происходит отделение твердой фазы от хлоридного раствора. Фильтрат собирают в сборной емкости (11), откуда раствор хлоридов Na, Mg, К, Са подают в распылительную сушилку (12), оборудованную разгрузочным устройством (13), бункером-накопителем (14) и затарочной машиной (15). Полученный товарный продукт - противогололедный препарат отгружают потребителям.