Производство гранулированного хлорида кальция из отхода известнякового камня методом солянокислотного разложения

Автор: Вафаев Ойбек Шукурлаевич, Курбанова Айсултан Абатбаевна

Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki

Статья в выпуске: 1 т.10, 2024 года.

Бесплатный доступ

В СП ООО Кунградском содовом заводе Республики Узбекистан, после процесса гашения извести в цехе обжига известняка и гашения извести производства кальцинированной соды, твердые отходы, состоящие из некоторого количества свободной окиси кальция и примесей, содержащихся в исходном сырье и отделенные от известкового молока сбрасываются в шламонакопитель для твердых отходов. Объем и состав сбрасываемых твердых отходов (камни из внутренней части сита камней поз. L0206, песок из сита молока поз. L0204 и сита камней поз. L0206) на 1 т готовой продукции составляет свыше 50 кг. Импорт гранулированного хлорида кальция в Узбекистан составляет более $6 млн в год.

Еще

Известковое молоко, фильтрация, абсорбция, нейтрализация, обезвоживание, грануляция

Короткий адрес: https://sciup.org/14129058

IDR: 14129058 | DOI: 10.33619/2414-2948/98/04

Текст научной статьи Производство гранулированного хлорида кальция из отхода известнякового камня методом солянокислотного разложения

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Технологический процесс и схема производства гранулированного хлористого кальция из водного раствора хлористого кальция состоит из следующих узлов: получения концентрированного раствора хлористого кальция; получения сушильного агента; обезвоживания концентрированного раствора хлористого кальция с получением гранулированного продукта; мокрой очисткой отходящих газов; охлаждения и транспортировки готового продукта в бункер; затаривания, упаковки, хранения и отгрузки готового продукта; очистки аспирационных выбросов от пыли СаС12; удаление образующихся твердых и жидких отходов.

Твердые отходы цеха обжига известняка и гашения извести производства кальцинированной соды имеет нижеследующий химический состав:

– камни из внутренней части сита камней поз. L0206;

– CaCO 3 — 81,81%; СаО — 3,66%; MgO — 1,36%; Н 2 О — 13,16%;

– песок из сита молока поз. L0204 и сита камней поз. L0206:

– СаСО 3 — 17,53%; . СаО — 22,91%; Mg — 1,98%; R 2 O 3 — 4,38%; H 2 O — 53,2

Готовый продукт, получаемый с использованием данной технологии — кальций хлористый (гранулированный) в зависимости от вида и качества используется в качестве реагента (тампонажный раствор) для интенсификации процессов нефтедобычи, в производстве пластификаторов древесно-волокнистых плит (ДВП), для высадки тяжелых металлов из растворов люминофоров, в качестве составной части шихты при производстве кинескопов, строительной индустрии, эксплуатации и строительстве автомобильных дорог, химической промышленности, предотвращении смерзаемости сыпучих материалов, угольной промышленности (пылеподавление), в производстве средств бытовой химии и является одним из основных компонентов в фармакопейной производстве (Таблица 1).

Таблица 1

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ХЛОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ (ГОСТ 450-77)

Наименование показателя Кальцинированный Гидратированный высший сорт 1 сорт 1. Внешний вид порошок или белого цвета гранулы чешуйки или гранулы белого или серого цвета 2. Массовая доля хлористого кальция, %, не менее 96,5 90 80 3. Массовая доля магния в пересчете на MgCl2, %, не более 0,5 0,5 не нормируется 4. Массовая доля прочих хлоридов, в том числе MgCl2, в пересчете на NaCl, %, не более 1,5 не нормируется 5,5 5. Массовая доля железа (Fe), %, не более 0,004 то же не нормируется 6. Массовая доля не растворимого в воде остатка, %, не более 0,1 0,5 0,5 7. Массовая доля сульфатов в пересчете 0,1 не нормируется 0,3 на сульфат ион, %, не более

Результаты и обсуждение

Описание технологического процесса производства гранулированного хлорида кальция из отхода известнякового камня методом солянокислотного разложения основанного на проведенном лабораторном опыте. Технологический процесс производства кальция хлористого из отхода известнякового камня заключается в растворении известнякового камня и его примесей соляной кислотой. Процесс идет в избытке соляной кислоты с выделением тепла и образованием кислого сырца — раствора хлористого кальция, содержащего примеси хлористого магния и железа и нерастворимого в соляной кислоте остатка. Полученный таким способом кислый сырец-раствор хлористого кальция подвергается химической очистке, которая заключается:

– в нейтрализации избыточной соляной кислоты известковым молоком;
– в переводе растворимых примесей (MgCl 2 , FeCl 2 , FeCl 3 ) в нерастворимые гидроокиси действием известкового молока (Ca(OH) 2 ).

Получаемые на узле растворения абгазы, проходят двухступенчатую очистку в насадочных скрубберах. После химической очистки сырец — раствор хлористого кальция поступает в отстойник, где происходит естественное разделение его на осветленную часть и донную фазу. Осветленная часть представляет собой кальций хлористый технический жидкий. Донная фаза, содержащая раствор хлористого кальция, гидроокиси: Mg(OH) 2 , Fe(OH) 2 , Fe(OH) 3 и нерастворимый остаток, подвергаются фильтрации и объединяется с осветленной частью раствора хлористого кальция. Полученный раствор СаСl 2 подвергается дополнительной фильтрации. Раствор, подвергнутый фильтрации, передается на узел подкисления растворов, затем на сушку и грануляцию хлористого кальция (Рисунок 1, 2).

Рисунок 1. Принципиальная технологическая схема получения 32% раствора хлорида кальция

Рисунок 2. Принципиальная технологическая схема получения гранулированного хлорида кальция

Таблица 2

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ХЛОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ

Входной поток

Под процесс Выходной поток Основное

технологическое оборудование

Получение 32% раствора хлористого кальция

Соляная кислота,

известняк, известковое молоко

Прием и Соляная кислота, известняк, Емкостное

подготовка сырья известковое молоко оборудование,

расходной бункер

Соляная кислота,

известняк

Растворение Реакционная масса: кислый Растворитель дозатор,

известнякового сырец раствор хлористого скруббер насадочный

камня кальция

Известковое

Нейтрализация Сырец – раствор хлористого Нейтрализатор

молоко

кислого кальция

реакционного

раствора

Сырец – раствор хлористого кальция

Осветление и Шлам на размещение. Отстойник, фильтр

фильтрация Раствор хлористого кальция в

емкость.

Раствор хлористого кальция

Дополнительная Раствор СаСl 2 32% Фильтр ПАР или

фильтрация аналог

Входной поток	Под процесс	Выходной поток	Основное технологическое оборудование
Получение кальция хлористого гранулированного
Раствор СаСl 2 32%	абсорбция газов от стадии грануляции и сушки	раствор СаСl 2 42%	реактор
Раствор СаСl 2 42%	грануляция	промывные воды с узла грануляции парогазовая смесь СаСl 2 кальцинированный гранулированный	гранулятор кипящего слоя теплогенератор газовый
СаСl 2 гранулированный	фасовка	промывные воды с узла фасовки СаСl 2 гранулированный	фасовочная машина

Таблица 3

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЛЬЦИЯ ХЛОРИСТОГО

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Растворитель	растворение известнякового камня	Объем 27,8 м³
Фильтр	фильтрация реакционной массы	Площадь фильтрации 25 м²
Башня сушильная	сушка хлористого кальция	Производительность 1,1 т/ч D = 5500 мм H = 10480 мм V = 180 м³ Вертикальный цилиндрический аппарат с тангенциальным вводом сушильного агента. Конус сушильной башни оборудован эл. вибраторами и ручными толкателями. Сталь углеродистая, теплоизолирован.
Скруббер насадочный	предназначен для очистки абгазов с узла растворения известняка	Сталь углеродистая гуммированная, футерованная графитовой плиткой, Н – 9660 мм, высота рабочего слоя из колец Рашига 4 м.
Гранулятор с секциями КС и газоочистки	гранулирование хлористого кальция	Производительность 4,4 т/ч D = 3000–4000 мм H = 26000 мм
Циклон	улавливание пыли кальция хлористого из отработанных газов	D = 2200 мм H = 4600 мм Сталь углеродистая
Скруббер пенный	мокрая очистка отходящих топочных газов	Оборудован двумя рабочими решетками и капле отбойным слоем колец Рашига. Имеет форсунки для промывки отбойного слоя колец орошающей жидкостью Материал – титан ВТ – 1 - 0
Скруббер -каплеотбойник	улавливание капельной влаги из отработанного сушильного реагента	Имеет два ряда титановых кассет с фторопластовой стружкой. Снабжен распылительными форсунками. Материал – титан ВТ – 1 - 0

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в Таблице 4.

Таблица 4

Наименование ресурсов	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
Наименование ресурсов	Единицы измерения	Минимальный	Максимальный
Камень известняковый	т	0,28	0,3
Соляная кислота, конц	т	0,79	0,8
Едкий натрий	т	0,0003	0,0004
Фторогипс	т	0,03	0,03
Расход энергоресурсов на производство кальция хлористого жидкого
Электроэнергия	кВт*ч/т	4,7	4,8
Пар	Гкал/т	0,02	0,03
Вода горячая	Гкал/т	0,01	0,02
Вода производственная	м³/т	0,01	0,04
Воздух сжатый	м³/т	37	64
Расход энергоресурсов на производство кальция хлористого гранулированного
Электроэнергия	кВт*ч/т	100	110
Пар	Гкал/т	0,06	0,07
Вода горячая	Гкал/т	0,01	0,01
Вода производственная	м³/т	0,18	0,3
Воздух сжатый	м³/т	700	740
Природный газ	м³/т	200	230

Выбросы в атмосферу при производстве кальция хлористого приведены в Таблице 5.

Таблица 5

Источники	Наименование	Метод очистки	Объем и (или) масса выбросов ЗВ после очистки (на 1 т продукции, кг/т), среднее
Узел растворения и фильтрации	карбонат кальция	абсорбция	0,011
Узел сушки	хлорид кальция	абсорбция	23,3
Узел грануляции	хлорид кальция	абсорбция	0,57

НОРМЫ РАСХОДОВ МАТЕРИАЛЬНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАЛЬЦИЯ ХЛОРИСТОГО

ВЫБРОСЫ В АТМОСФЕРУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КАЛЬЦИЯ ХЛОРИСТОГО

Заключение

Производство гранулированного хлорида кальция из отхода известнякового камня методом солянокислотного разложения на основе предложенных способов предотвращает сбрасывание твердых отходов (камни из внутренней части сита камней поз. L0206, песок из сита молока поз. L0204 и сита камней поз. L0206) в полигон твердых отходов, который пагубно влияет на окружающую природу.

Освобождает СП ООО «Кунградский содовый завод» от уплаты компенсационной выплаты, за сбрасывание твердых отходов. Полученный готовый продукт — гранулированный хлорид кальция (ГОСТ 450-77), может заменить то количество хлористого кальция, которые импортируются.

Список литературы Производство гранулированного хлорида кальция из отхода известнякового камня методом солянокислотного разложения

Постоянный технологический регламент цеха обжига известняка и гашения извести СП ООО «Кунградский содовый завод».
Инструкция по контрольному анализу производства кальцинированной соды утвержденный 07.04.2021 г.
ГОСТ 20995-75. Дистиллированная вода.
ГОСТ 450-77. Технический хлорид кальция CaCl2.

Статья научная