УДК 661.333

Комисаренко П.А.

Снижение содержания сернокислого кальция в дистиллерной жидкости

Украинская инженерно-педагогическая академия

Исследовано влияние поверхностноактивных веществ и на снижение содержания сернокислого кальция в дистиллерной жидкости.

Ключевые слова: сернокислый кальций, уменьшение содержания, дистиллерная жидкость, содовое производство.

The influence of surfactants on reduction of calcium sulfate in distilled liquid is explored.

Keywords: calcium sulfate, decreased, distilled liquid, soda production.

Одним из недостатков производства кальцинированной соды аммиачным способом является наличие большого количества отходов в виде дистиллерной суспензии, осветленная часть которой используется для производства хлористого кальция.

Осветленная часть дистиллерной суспензии пересыщена сернокислым кальцием и при ее упаривании в процессе получения хлористого кальция происходит его кристаллизация из раствора и отложения его на греющих поверхностях вакуум-выпарных аппаратах. Устранение сернокислого кальция с поверхности оборудования является процессом трудоемким и малопроизводительным.

Известны способы очистки дистиллерной жидкости содового производства от сульфат-ионов путем её карбонизации в присутствии твердой фазы, в качестве которой применяют известь.

Карбонизацию ведут в несколько стадий, поддерживая на каждой из них определенное молярное отношение окиси кальция и сульфат-иона.

Предложен также способ очистки дистиллерной жидкости от сульфат-ионов путем её осветления, снятия сульфатного пересыщения контактированием осветленной жидкости с кристаллами гипса в кипящем слое, карбонизации углекислым газом и повторного осветления.

Недостатком описанных способов является неполнота снятия сульфатного пересыщения. Содержание сульфата кальция в очищенной дистиллерной жидкости составляет 0,68 – 0,75 г/л, что всеравно приводит к инкрустированию его на аппаратах выпаривания, т.е. степень очистки недостаточно высокая.

Исследованиями установлено, что большую роль для снижения сернокислого кальция играет рН среды при проведении обработки дистиллерной жидкости гипсом и одновременной с этим  карбонизации суспензии. Исследованием установлено, что наиболее эффективным рН является 7,5 – 8.

Снижение содержания сульфата кальция в дистиллерной жидкости происходит за счет того, что при предварительной  карбонизации дистиллерной жидкости содержащийся в ней гидроксид кальция превращается в мелкодисперсный осажденный мел, находящийся в пересыщенном состоянии.

Добавление в пересыщенный по карбонату  кальция раствор затравочных кристаллов гипса приводит к быстрому снятию сульфатного пересыщения, т.к. совместно присутствующие в жидкости образующийся осажденный мел и вводимый гипс более полно снижает сульфатное пересыщение. Карбонизация суспензии до рН раствора 7,5 – 8 приводит к окончательной очистке раствора от сернокислого кальция.

Карбонизация суспензии до рН более 8 увеличивает содержание сульфата кальция в жидкости, т.к. при таком режиме образуется CaSO₄ по реакции:

Na₂SO₄ + Ca(OH)₂ = CaSO₄ + 2NaOH

Результаты исследований представлены в таблице (Содержание CaSO₄ до обработки 0,496 г/л).

Известно также, что некоторые вещества, избирательно абсорбируясь на поверхности кристаллов, значительно уменьшают их растворение и замедление выпадения из растворов. Можно подобрать поверхностно-активные вещества, замедляющие кристаллизацию гипса из растворов.

В своей работе мы использовали ряд ПАВ, содержащих сульфогруппу: сульфон, сульфоуреид, сульфоэтиламинацетаты.

Добавки ПАВ вводили в дистиллерную жидкость перед вводом кристаллов гипса в количестве 0,001 – 0,01 % масс.

Таблица 1

Влияние добавки СаSО₄ на снятие пересыщения

Исследования показали, что снижение содержания CaSO₄ в растворе после карбонизации суспензии в присутствии исследуемых ПАВ составляет 20 – 30 % по сравнению с его содержанием в растворе, если не применять ПАВ.

Работа выполнена под руководством доц. Посторонко А.И.