способ очистки отходящих газов магниевого производства

Формула изобретения

1. Способ очистки отходящих газов магниевого производства, включающий противоточную обработку газов раствором карбоната натрия путем циркуляции его в системе бак - абсорбер и вывод отработанного раствора из системы циркуляции, отличающийся тем, что отработанный раствор после вывода из системы циркуляции обрабатывают соляной кислотой с получением смеси солей хлоридов натрия, магния и калия, смесь обезвоживают с получением технической соли, содержащей 60-70% хлорида натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обезвоживание осуществляют выпариванием и центрифугированием.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанный раствор выводят из системы циркуляции при содержании хлорида натрия 200-350 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству магния электролитическим методом и к способам очистки отходящих газов, образующихся в процессе подготовки сырья к электролизу в печах кипящего слоя и в хлораторах.

Известен способ очистки отходящих газов (Эйдензон М.А. Металлургия магния и других легких металлов. - М.: Металлургия, 1964. - стр.153-155), включающий двухступенчатую очистку газов сначала водой, затем известковой суспензией. Газы поступают снизу, а сверху подают поглощающую суспензию при температуре 70-90°С и начальной концентрации СаО - 100 г/л.

Недостатком данного способа очистки отходящих газов является большой расход известковой суспензии и большое количество отходов, образующихся при очистке газов.

Известен способ очистки газов магниевого производства (Иванов А.И., Ляндрес М.Б., Прокофьев О.В. Производство магния. - М.: Металлургия. - 1979 - стр.356-360), включающий ступенчатую абсорбцию газов сначала водой или гидроксидом магния, затем на второй стадии - известковым молоком или содовым раствором.

Недостатком данного способа очистки отходящих газов является то, что при обработке газов образуется большое количество твердых и жидких отходов, которые выбрасываются в отвал.

Известен способ очистки отходящих газов магниевого производства (пат. №2201792, опубл. 10.04.2003, бюл.10), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог - прототип и включающий обработку газов жидким абсорбентом в виде раствора соды при отношении карбоната натрия в содовом растворе к отходящим газам на 5-50% выше стехиометрического, циркуляцию его в системе бак-скруббер с последующим выводом отработанного раствора из системы циркуляции при концентрации остаточного содержания карбоната натрия 5-40%.

Недостатком данного способа является то, что в отработанном растворе содержится большое количество солей - хлоридов магния и калия, а также хлорида натрия, которые требуют больших затрат на их дальнейшую переработку. Гипохлоритные пульпы приводят к образованию хлоратов, которые значительно затрудняют обезвреживание отходов и приводят к вредному воздействию на окружающую среду.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет получать побочный продукт - хлорид натрия, который можно использовать в собственном производстве магния электролизом расплавленных солей в качестве корректирующей добавки в карналлит при обезвоживании сырья.

Технический результат достигается тем, что предложен способ очистки отходящих газов магниевого производства, включающий противоточную обработку газов раствором карбоната натрия путем циркуляции его в системе бак-абсорбер и вывод отработанного раствора из системы циркуляции, новым является то, что отработанный раствор после вывода из системы циркуляции обрабатывают соляной кислотой с получением смеси солей хлоридов натрия, магния и калия, смесь обезвоживают с получением технической соли, содержащей 60-70% хлорида натрия.

Кроме того, обезвоживание осуществляют выпариванием и центрифугированием.

Кроме того, отработанный раствор выводят из системы циркуляции при содержании хлорида натрия 200-350 г/л.

Обработка раствора 31,5%-ной соляной кислотой позволяет нейтрализовать в растворе карбонат натрия, вредную примесь для процесса электролиза, и тем самым получить продукт, пригодный для использования в производстве.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе очистки отходящих газов магниевого производства, изложенный в пунктах формулы изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна"

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень"

Пример осуществления способа. Отходящие газы с процесса обезвоживания карналлита в печи кипящего слоя в количестве 88900 г/нм³, содержащие 3,99 г/нм³ (0,3%) хлорида водорода и 5,7 г/нм³ пыли состава, мас.%: хлорид магния 37,6, хлорид калия 28,4, хлорид натрия 14,0, вода 20,0, обработали в полом скруббере газоочистки 15%-ным водным раствором карбоната натрия в количестве 3653 кг/час. Очистку газов осуществляли на промышленной газоочистке, состоящей из нескольких систем и включающей основное технологическое оборудование: циркуляционный бак с перемешивающим устройством емкостью 33 м ³, центробежный насос 6НФ производительностью 450 м ³/час и полый скруббер первой ступени диаметром 2,6 м и высотой 15,7 м, скруббер второй ступени высотой 14,0 м скоростной цилиндрический с тремя разделительными решетками, каплеуловитель прямоточный тангенциальный, цилиндрической формы высотой 8,6 м. Свежий содовый раствор готовят из привозной соды в приемной баке при температуре 50-90°С концентрацией 2-300 г/л. Газы непрерывно подают в нижнюю часть скруббера второй ступени, которые затем поступают в брызгоуловитель и по газовому коллектору с помощью вентилятора выводят в атмосферу через трубу. При этом достигается 100%-ная очистка газов от хлорида водорода и солей уноса. Отработанный раствор через гидрозатвор непрерывно стекает в бак циркуляции. По мере поглощения хлорида водорода происходит постепенное снижение в нем массовой концентрации карбоната натрия с увеличением концентрации солей натрия, магния и калия. Поэтому отработанный содовый раствор с массовой концентрацией соды 5-40 г/л заменяют свежим. Отработанный раствор, содержащий, мас.%: хлорид натрия 24,0, хлорид магния 7,2, хлорид калия 5,4, карбонат натрия 25 и воду 62,2%, смешивают в количестве 2670 кг/ч с 70 кг/ч 31,5%-ной соляной кислоты из дозировочного бака для удаления из раствора карбоната натрия, выпаривают в аппарате погружного горения при расходе природного газа до 600 нм³/ч и затем отделяют остатки воды на центрифуге горизонтальной непрерывного действия с получением солевой массы, мас.%: хлорид натрия 65,4, хлорид магния 18,6, хлорид калия 14,0 и вода 2,0. В процессе получения магния электролизом расплавленных солей в расплав добавляют до 5% технического хлорида натрия для получения более высоких технико-экономических показателей электролиза за счет повышения электропроводности расплава карналлита и снижения его температуры плавления. Обычно во всех сортах технического хлорида натрия, который используют для электролиза, содержится повышенное содержание иона SO^-4 - примеси, являющейся вредной для электролиза. Полученный продукт не содержит вредных для процесса электролиза сульфатов и поэтому использование ее в собственном производстве снижает затраты на приобретение соли и улучшает технико-экономические показатели процесса и тем самым выход по току.