SU1323A1 - Способ получени безводной серно-натриевой соли из ее кристаллогидратов или водных растворов - Google Patents

Description

В России имеютс  громадные залежи глауберовой соли. Так, в заливе КараБугазском во врем  зимних холодов осаждаетс  мощный пласт глауберовой соли, вновь раствор ющийс  в теплое врем ; такое же  вление наблюдаетс , хот  и в меньших размерах, в сол ных озерах около Баталпашинска. Мощные залежи глауберовой соли имеютс  также и в Сибири, как Западной, так и Восточной. Между тем, эти залежи почти совсем не разрабатываютс . Одна из причин такого  влени  заключаетс  в трудности обезвоживани  этой соли. Выветривание соли на воздухе не достигает цели вследствие малой упругости диссоциации этого кристаллогидрата при обыкновенной температуре и способности его плавитьс  с образованием безводной соли и насыщенного раствора При незначительном повышении температуры. Выпаривание крепких растворов этой соли при высоких температурах сопр жено с затруднени ми и большими расходами. Применение в этом процессе вакуум-аппаратов с утилизацией тепла отход щих паров  вл етс  затруднительным вспедствие образовани  плотного осадка безводной соли на нагревных поверхност х и сильного понижени  их теплопроводимости. Испарение водных растворов при обыкновенном давлении также сопр жено с только-что указанным неудобством и, кроме того, требует значительной затраты топлива на дегидратацию соли, ее нагревание и испарение воды. Неоднократно предлагавшеес  выпаривание растворов около температуры наивысшей растворимости (около 34° С.)  вл етс  мало-продуктивным вследствие ничтожной упругости диссоциации раствора при этой температуре. Разложение кристаллогидрата или насыщенного раствора путем нагревани , без применени  испарени , хот  и требует затраты меньшего количества тепла, чем испарение, но обладает двум  главными недостатками: во-первых, незначительным выходом безводной соли и необходимостью , поэтому, превращени  насыщенных при высоких температурах растворов вновь в глауберовую соль путем понижени  температуры, и вовторых , указанной уже способностью выдел ющейс  безводной соли образовать плотные осадки на нагревных поверхност х . Наконец, известный способ

осаждени  безводной соли из крепких растворов путем высаливани  ее при помощи твердой поваренной соли, также обладает недостатками, а потому не находит практического применени .

Целью предлагаемого способа  вл етс  устранение указанных недостатков. Сущность способа заключаетс  в применении дл  высаливани  безводной соли летучих веществ, способных обезвоживать кристаллогидраты или крепкие растворы соли, при температурах, лежащих выше температуры превращени  кристаллогидрата или водных растворов в безводную соль. К таким веществам относ тс : спирт винный, или древесный, ацетон, аммиак и т. под.

Винный спирт дл  осаждени  семиводного кристаллогидрата из крепких водных растворов глауберовой соли уже примен лс , но это осаждение производилось при температурах (точнее не указанных ) ниже температуры превращени  кристаллогидрата в безводную соль. Равным образом было известно и уменьшение растворимости дес тиводной соли в воде, в которой растворен спирт или аммиак, но это  вление изучалось лишь при низких температурах, когда не наблюдалось осадка безводной соли. Между тем, при более высоких температурах, как кристаллическа  глауберова соль, так и водные растворы ее, при действии указанных веществ, дают безводную сернонатриеву соль, как это видно из следующих опытов: 1) 1 кгр. глауберовой соли, содержащей 43/2% безводной соли, нагрет с 550 куб. сант. 96° винного спирта до 45° Ц.; выделилось 415 гр. безводной соли; раствора получено 1075 куб. сант. с содержанием 18 гр. соли. 2) 1 кгр. той же глауберовой соли нагрет с 0,5 литра того-же спирта до 55°; образовалось 400 гр. безводной соли и 950 куб. сант. раствора, содержащего 25 гр. соли. 3) 1 кгр. 41,5% глауберовой соли нагрет с 0,5 л. того-же спирта до 60°; образовалось 960 куб. сант. раствора, содержащего 21 гр. соли, и выделилось 390 гр. безводной соли. 4) 1 кгр. 42% глауберовой соли нагрет с 250 куб. сант. того-же спирта до 50°; образовалось 350 гр. безводной соли и 735 куб. сант. раствора, содержащего 65 гр.

соли. 5) 1 кгр. той-же соли нагрет с 500 куб. сант. 98°/ метилового спирта до 45°; образовалось 400 гр. езвод ной соли и 950 куб. сант. раствора, содержащего 17 гр. соли. 6) Чрез 1 кгр. той-же соли пропущен газообразный аммиак, вз тый при обыкновенной температуре; сначала температура смеси сильно понизилась вследствие плавлени  и дегидратации соли; но затем, при дальнейщем поглощении аммиака, температура быстро стала повыщатьс ; пропускание аммиака было прекращено, когда температура подн лась до 40° Ц. Выделилось 400 гр. безводной соли и образовало 650 куб. сант. раствора, содержащего 20 гр. соли. 7) 1 кгр. той-же соли нагрет до 50° Ц. с 500 куб. сант. ацетона; выделилось 340 гр. безводной соли и образовалось 980 куб. сант. жидкости, разделившейс  на два сло : верхний слой в качестве 720 куб. сант. состо л преимущественно из ацетона и содержал всего 3 гр. соли, а нижний, в количестве 260 куб. сайт., представл л крепкий водный раствор, содержащий 77 гр. соли. 8) 1 литр 37 раствора соли нагрет до 50° Ц. с 500 куб. сант. 96° винного спирта; выделилось 400 гр. безводной соли и образовалось 1300 куб. сант. раствора, содержащего 80 гр. соли. 9) 1 литр 36 раствора нагрет с 1 литром того-же спирта; выделилось 430 гр. безводной соли и образовалось 1700 куб. сант. раствора с содержанием 17 гр. соли. 10) Чрез 3 кгр. глауберовой соли пропущено 1070 гр. паров спирта; температура подн лась до 50° Ц. Получено 1200 гр. безводной соли и 3 литра раствора, содержащего 80 гр. соли.

При практическом осуществлении предлагаемого способа приемы получени  безводной соли в детал х отличаютс  между собой в зависимости рт того, подвергаетс  ли обезвоживанию природна  кристаллическа  глауберова соль, или же кристаллогидрат, выделившийс  в зимнее врем  из сол ных озер, или же подвергаетс  очистке безводный технический сульфат, получаемый при действии серной кислоты на поваренную соль. Во всех случа х дл  обезврживани  удобнее примен ть винный спирт, как наиболее дешевый материал, 1, Обезвоживание природной глауберовойсоли. Природна  соль обыкновенно содержит: некоторое количество землистых примесей, гипса, поваренной соли и тому подобных веществ; поэтому, пред обезвоживанием она подвергаетс  очищению путем кристаллизации- Дл  кристаллизации примен етс  в предлагаемом способе раствор соли, получаемый после ос«кдени  безводной соли и отгонки спирта, и имеющий температуру около 100° Ц. Все тепло этого раствора yfилизнруетс  на растворение природной соли с целью ее кристаллизации. Поэтому , в предлагаемом способе тепло тратитс  лищь на обезвоживание глауберовой соли и на нагревание безводной соли до температуры опыта. Дл  грамм-молекулы глауберовой соли это тепло равно 20,6 б. кал. между тем как дл  обезвоживани  путем испарени  воды при 100° Ц. на тоже количество соли потребуетс  134,7 б. кал., т. е. в 6,5 раз больше. Пример 1, Чрез 322 кгр. очищенной кристаллизацией глауберовой соли пропускают 120 кгр. паров спирта, получаемых при нагревании отбросного раствора от предыдущей операции обезвоживани . Температура смеси повышаетс  при этом до 55-70° Ц. в зависимости от степени ректификации спирта и содержани  вод ных паров. Все тепло спиртовых паров утилизируетс  на дегидратацию соли и нагревание смеси. При этом выдел етс  около 130 кгр. безводной соли, которую подвергают центрофугированию и продуванию перегретым вод ным паром дл  освобождени  следов спирта. Полученна  соль содержит около 0,2и воды и ничтожное количество по :торонних примесей . Полученный в количестве 320 литров раствор подвергаетс  ректификации в колонном аппарате дл  отделени  спирта в виде паров, которые, не проход  чрез холодильник, идут непосредственно на обработку новой порции очищенной глауберовой соли, а гор чий водный раствор употребл етс  с целью очищени  ее путем кристаллизации . II. Обезвоживание кристаллогидрата , выделенного из сол ного озера в холодное врем . Получаема  таким образом глауберова соль почти не содержит посторонних примесей и может быть обезвоживаема без особой очистки. Способ oбeзвoживaни i поэтому, почти ничем не отличаетс  от предыдущего случа ; разница заключаетс  лищь в том, что тепло гор чего слабого раствора, полученного после отгонки спирта не находит надлежащего применени . К 20,6 б. кал., потребных на обезвоживание грамм-молекулы соли, необходимо прибавить еще потерю отход щего с раствором тепла в количестве около 106. кал. Но и это тепло может быгь утилизировано , если часть глауберовой соли подвергать очистке путем кристаллизации ее дл  получени  химически-чистого сульфата. III. Очищение технического сульфата. Если технический сульфат содержит мало неразложенной поваренной соли, то очищение его  вл етс  возможным без кристаллизации соли. Пример 2. В 315 литрах гор чего раствора соли, полученного после отгонки спирта, употребленного дл  осаждени  безводной соли при предыдущей операции, раствор ют 110 кгр. технического сульфата; к раствору прибавл ют хлорной извести, необходимой дл  окислени  закиси железа в окись, и затем известкового молока, сколько нужно дл  нейтрализации имеющейс  р сульфате кислоты и осаждени  всего железа в виде гидрата окиси. После отделени  осадка в теплый еще раствор соли пропускают 115 кгр. паров спирта, получаемых при нагревании отбросного раствора от предыдущей операции обезвоживани . При этом получаетс  100 кгр. безводной соли и 455 литров раствора, которые затем перерабатывают , как указано в примере I. Если же технический сульфат содержит много поваренной соли, осаждающейс  при действии спирта вместе с безводной сернонатриевой солью, то сульфат сначала очищают кристаллизацией и затем обезвоживают полученную глауберову соль, как указано в примере I.