УДК 553.635.1

Технология переработки дистиллерной жидкости в гипс

Курбанова Айсултан Абатбаевна – докторант, свободный соискатель Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии (Республика Узбекистан).

Научный руководитель Вафаев Ойбек Шукурлаевич – доктор философских наук, старший научный сотрудник Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии (Республика Узбекистан).

Аннотация: СП ООО «Кунградский содовый завод» Республики Узбекистан - единственное в Центральной Азии предприятие, производящее кальцинированную соду. Годовая мощность производства кальцинированной соды в предприятии составляет 200 000 тонн. Дистиллерная жидкость после процесса дистилляции в цехе АДКФ (Абсорбция Дистилляция Карбонизация Фильтрация) I и II очереди производства кальцинированной соды, сбрасываются в шламонакопитель для жидких отходов. Объем сбрасываемой дистиллерной жидкости составляет 9,08 - 10 м³ на 1 тонну готовой продукции (так как объем производства кальцинированной соды за год в обеих этапов данного завода составляет 200 тыс. тонн, объем сбрасываемой дистиллерной жидкости составляет в сутки более 5500 - 6000 м³, в год более 2 млн м³).

Предлагаемая технология обеспечивает переработку дистиллерной жидкости – отхода производства кальцинированной соды, содержащей основные компоненты СаС1₂-10,81%, NaC1-4,16%, вода – 83,65%.

Ключевые слова: дистиллерная жидкость, гипс, мирабилит, хлорид кальция, хлорид натрия.

Из дистиллерной жидкости без энергозатрат химически осаждаются ионы кальция в виде товарного продукта - гипса, а хлорид натрия NaC1 и техническая вода возвращаются в производство соды.

Технология переработки дистиллерной жидкости является безотходной и экологически чистой за счет исключения складируемых твердых отходов и выбросов в газовую, жидкую среды.

Данная технология является малоэнергозатратной за счет частичного использования солнечной энергии для концентрирования раствора дистиллерной жидкости.

Технология переработки дистиллерной жидкости предполагает 2 альтернативных доступных источника сырья, имеющих низкую стоимость и находящихся вблизи СП ООО «Кунградский содовый завод»: по варианту №1 – мирабилит Na₂SO₄*10 H₂O, по варианту №2 – серную кислоту Н₂SO₄.

Получаемые продукты, их качество

Гипс СаSO₄*2H₂O (алебастр СаSO₄*0,5H₂O) – товарный продукт, широко используемый как вяжущий материал в строительном деле и в медицине. Также гипс и алебастр применяются в архитектуре для создания декоративных элементов (барельефы, карнизы и т. д.).

Хлорид натрия – возвращаемый в технологический цикл производства соды в качестве основного сырья.

Техническая вода (конденсат), возвращаемая в технологический цикл производства соды.

Товарный продукт - соляная кислота НС1.

Сырьевые источники

При использовании альтернативного варианта технологии №1 сырьем является - мирабилит Na₂SO₄*10H₂O, добываемый в Тумрюкском месторождении мирабилита Узбекистана (рядом с Кунградом).

При использовании альтернативного варианта технологии №2 сырьем является отходы серной кислоты Н₂SO₄, получаемые, например, в виде отхода при улавливании серосодержащих газов на стадии обжига руды на горно-обогатительном комбинате в городе Навои. Вторым источником серной кислоты может быть производство газовой серы на Мубарекском газоперерабатывающем заводе.

Расходные нормы по сырью, энергии

При реализации технологии по варианту №1 с введением мирабилита для переработки 1т 100%-ного хлорида кальция потребуется 2,9т мирабилита (в пересчете на 10-ти водный 100% мирабилит), а в пересчете на 90%-ный технический мирабилит – потребуется 3,22 т.

При этом образуется 1,55 т гипса СаSO₄*2H₂O или 1,306 т алебастра СаSO₄*0,5H₂O (в пересчете на сухие 100%-ные продукты).

При переработке 1 т 100%-ного хлорида кальция мирабилитом можно попутно получить хлористый натрий в количестве 1,054т (в пересчете на 100%-ный продукт), который будет направлен для производства соды.

При реализации технологии по варианту №2 с введением серной кислоты для переработки 1 т 100%-ного хлорида кальция потребуется 0,882 т серной кислоты (в пересчете на 100% кислоту). При этом образуется 1,55 т гипса СаSO₄*2H₂O или 1,306 т алебастра СаSO₄*0,5H₂O (в пересчете на сухие 100%-ные продукты). При переработке 1т 100%-ного хлорида кальция серной кислотой можно попутно получить 2,053т соляной кислоты с концентрацией 32%.

Основные затраты энергии в технологии переработки дистиллерной жидкости будут на стадии упаривания. При упаривании 1т исходной дистиллерной жидкости (содержащей 10,81 % СаС1₂) путем подогрева теплом от сжигания природного газа (до концентрации 30% СаС1₂) необходимо выпарить 0,264 т воды, которая вернется в производство соды. При этом необходимо израсходовать 17 м³ природного газа. При частичном использовании энергии солнца для испарения дистиллерной жидкости энергозатраты могут существенно сократиться.

Перспективы использования и преимущества новой технологии

В результате использования технологии переработки дистиллерной жидкости сократятся объемы жидких выбросов и освободятся шламонакопители, сбрасываемый хлорид кальция будет переработан в товарные продукт – гипс, а хлорид натрия и вода возвратятся в технологию производства соды, что снизит себестоимость производства соды и сократит объемы потребления воды.

Предлагаемые 2 варианта технологии основаны на использовании местного дешевого сырья, что снижает затраты на сырье и способствует развитию технологии добычи месторождения мирабилита (по варианту технологии №1) или утилизации отходов серной кислоты (по варианту технологии №2).

Выбор альтернативного варианта технологии и объемы переработки дистиллерной жидкости зависят от потребностей промышленности Узбекистана в продуктах переработки дистиллерной жидкости.

При использовании варианта технологии №1 в качестве товарных продуктов будут получены товарный продукт гипс и возвращаемые в технологию соды техническая вода и раствор хлорида натрия. Этот вариант технологии целесообразен при отсутствии потребителей соляной кислоты.

При использовании варианта технологии №2 в качестве товарных продуктов будут получены товарный продукт гипс и соляная кислота (30,5-32,0%), возвращаемые в технологию соды техническая вода. Соляная кислота востребована в нефтедобыче, в металлургии, в гальванопластике, химической промышленности, в технологиях получения марганца, железа, флотореагентов и других веществ.

Список литературы

1. Зайцев И.Д., Ткач Г.А., Стоев Н.Д. Производство соды. – М.: Химия, 1986. – 210 с.
2. Производство соды по малоотходной технологии: Монография/Ткач Г.А., Шапорев В.П., Титов В.М. – Х.: ХГПУ, 1998. – 429 с.
3. Федотьев П.П. Сборник Исследовательских работ. – Л.: 1936 - 86 с.
4. Постоянный технологический регламент цеха АДКФ ООО СП «Кунградский содовый завод».
5. Инструкция по контрольному анализу производства кальцинированной соды утвержденный 07.04.2021г.
6. ГОСТ 125-2018 Вяжущие гипсовые.