Производство безводного и десятиводного сульфата натрия

Учреждение  образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ                    ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Факультет ХТиТ

Кафедра ТНВиОХТ

Специальность 1-48 01 01

Специализация 1-48 01 01 01

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет

 

по дисциплине  Учебно-исследовательская работа студента

Тема «Производство безводного и десятиводного сульфата натрия, как ускорителя для затвердения бетона»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

студент 4 курса 6 группы                                                                  Мороз М.Ю.

 

 

Проверил профессор:                                                                      Пинаев Г.Ф.

                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск 2012 

Введение

Тема  ускорителей в современной технологии бетона чрезвычайно скандальна, умышленно  запутанная и заангажированая самими производителями и продавцами хим. добавок.

В первую очередь данное положение вещей  обусловлено тем, что с помощью  ускорителей можно достаточно легко, просто и дешево существенно модифицировать технологическую производственную цепочку. А это деньги, большие  деньги. А так как деньги любят  тишину, продавцы хим. добавок стараются  её соблюдать, особенно не распространяясь  на тему ускорителей. Гораздо охотней  они популяризируют и пропагандируют свои полифункциональные составы вообще, хотя немалую часть успеха следует, по праву, отдать удачно подобранным  в их составах ускорителям.

Так для  тяжелых бетонов весьма критичный  параметр – время оборачиваемости  дорогостоящей формоснастки, становится возможным модифицировать не по пути затратной и энергоемкой тепловлажностной обработки, а «подстегивая» кинетику набора прочности химическим путем.

В легких бетонах, и в частности в пенобетонах, с помощью ускорителей удается  минимизировать влияние минералогии, тонины помола и длительности хранения цемента на качество продукции, «выпередить» осадку свежеприготовленной пенобетонной матрицы ускоренным набором её прочности.

Как это  ни парадоксально, но именно тема ускорителей  – краеугольный камень также и  экономики полифункциональных модификаторов. Простейшая композиция подобного рода состоит как минимум из двух компонентов, - обычно это пластификатор второй (реже третьей) группы эффективности  и какой либо ускоритель, либо специально подобранная смесь ускорителей, обеспечивающих аддитивность (или даже синергизм) компонентов. Элементарный рецептурно-экономический анализ показывает, что стоимость именно ускорителя и является основным ценообразующим фактором таких полифункциональных составов. Иными словами, - кто «сидит»  на дешевых ускорителях – тот  владеет рынком полифункциональных добавок. Даже «легкая техногенность» (а порой и не легкая) некоторых  составов не является преградой для  их массового применения – критерии экономической целесообразности перевешивают.

Одним из ускорителей является сульфат натрия и его разновидности.

 

 

 

1 Литературный обзор

 

1.1 Характеристика сульфата натрия  как ускорителя для затвердевания  бетонов.

В промышленности (СН) сульфат натрия (глауберова соль) очень широко применяется в производстве красителей, стекла и соды. В основном его получают естественным путем - из минерала мираболита. Крупнейшим в  мире поставщиком мираболита является залив Кара-Богаз-Гол на Каспии. Дешевизна  и доступность (СН) сделала его  очень привлекательным для многих отраслей промышленности. В т.ч. и  для строительной индустрии.

Да, давно  гостирован, да применяется, куда ни сунься – все и везде о нем упоминают. Но информация присутствует в форме  отрывочных фрагментов и кусков. Мало того, еще в 1977 – 1978 гг. выдающиеся советские  бетоноведы Баженов и Волженский устроили, что называется, форменную  грызню на страницах журнала «Бетон и железобетон» (ведущего периодического издания страны по строительным технологиям, той поры), - перемыли косточки как  друг другу(культурно и цивилизовано, разумеется), так и сульфату натрия, под горячую руку. Видно утверждение, что некоторые щелочные соли, и в первую очередь сульфат натрия, резко негативно влияют на длительную прочность цементного камня, особенно при малых В/Ц, действительно имеет место – нет дыма без огня. (Негативное влияние сернокислых солей и сульфата натрия, в частности, было доказано еще исследованиями Бутта Ю.М. и Рояка Г.С. в 1956 г.)

Западное  бетоноведение, в большинстве своем, также игнорирует (СН) как ускоритель. Во всяком случае, в знаменитой книге  канадского бетоноведа Рамачандрана «Добавки в бетон» о нём практически  не упоминается.

Механизм  действия сульфата натрия заключается  в том, что реагируя с гидратом окиси кальция, выделяющимся из цемента, он образует гипс по формуле:

Ca(OH)₂ + Na₂SO₄ + nH₂O = CaSO₄ x 2H₂O + 2NaOH + H₂O

Образующийся  мелкодисперсный гипс реагирует  с цементным клинкером и способствует более быстрой выкристализации  новообразований из цементного геля. Наиболее эффективно как ускоритель, сернокислый натрий проявляет себя на шлакопортландцементах и пуццолановых портландцементах. При тепловлажностной обработке его эффективность  увеличивается, хотя следует особо  оговорить влияние сульфата натрия (в той или иной степени данные выводы будут справедливы и для  других сернокислых солей – электролитов) на марочную 28-ми суточную прочность  пропаренных бетонов в реальных диапазонах водо-цементных соотношений. Ведь не секрет, что в производственных условиях В/Ц далеко от оптимальных  значений. [1]

 

1.2 Производство сульфат натрия. Свойства и характеристики.

 

Сульфат натрия — важный химический продукт, потребность в  котором неуклонно растет и до сего дня не полностью удовлетворяется. Задачи ликвидации дефицита сульфата натрия, повышения его качества и улучшения технико-экономических показателей соответствующих производств требуют проведения целого ряда научно-исследовательских работ, расширения и углубления знаний научных работников, заводского персонала и проектантов.

Кристаллогидрат сульфата натрия был описан Р. Глаубером в 1658 г. как  остаток, получаемый в результате взаимодействия поваренной соли с серной кислотой, и был назван им мирабилитом. В 1767 г. мирабилит, который стали также  называть глауберовой солью, был  выделен из природных рассолов, найденных  в Германии в местечке Фридрихсхалле.

В дальнейшем сульфат натрия был обнаружен во многих природных рассолах на разных континентах земного шара, а также в виде твердых соляных отложений, содержащих, в зависимости от места нахождения, мирабилит (декагидрат) или тенардит (безводная соль).

Сульфат натрия занимает одно из важнейших мест среди продуктов химической промышленности большинства развитых стран. Общее производство сульфата натрия в мире росло до 1975 г., в последующие годы производство уменьшилось, одновременно увеличился спрос на продукт высокого качества. Согласно данным зарубежных экономистов к 1980 г. в США производство должно возрасти в 1,5 раза, хотя предсказания роста в 1975—1976 гг. не оправдались.

Сульфат натрия используют во многих производствах, главным образом  в целлюлозно-бумажной и стекольной промышленности, а также в производстве синтетических моющих средств (CMC). Введение сульфата натрия в процессе переработки древесины приводит к получению так называемой «крафт»-целлюлозы. Последняя обладает жесткостью; применяют ее для производства технических сортов бумаги повышенной прочности, используемой в качестве упаковочного материала. В стекольной промышленности сульфат натрия может заменить в случае необходимости соду, но годен также и в качестве самостоятельного компонента шихты.

Порошкообразные CMC содержат значительное количество сульфата натрия, доходящее в отдельных случаях до 70% от общего количества.

Сульфат натрия получают из природного сырья, т. е. природных рассолов, преимущественно морского и сульфат-карбонатного типа, солевых отложений, содержащих мирабилит, астра- ханит, тенардит и различные гидратированные формы сульфата магния. Две из наиболее крупных стран-производителей — Россия и США — получают около половины продукта переработкой природного сырья. Остальная часть сульфата натрия в этих странах — попутный продукт производств синтетических жирных кислот, волокна (главным образом, вискозы), хромсодержащих соединений. В ряде стран (Япония, Франция) используют отходы серной кислоты и сульфата железа; кроме того, сульфат натрия получают в качестве попутного продукта в производстве соляной кислоты конверсионным методом из хлорида натрия.

В некоторых отраслях промышленности, например нефтеперерабатывающей, образуются большие количества низкосортного сульфата натрия, который может быть использован только после соответствующей переработки. Использование таких отходов определяется общими ресурсами и потребностями страны, экспортными возможностями и общим техническим уровнем производства минеральных солей.

Основные природные источники  сульфата натрия расположены в аридной зоне земного шара, главным образом в северном полушарии. К таким источникам относятся: зал. Кара-Богаз-Гол и оз. Кучук (Россия); Большое Соленое Оз., оз. Сёрлз; отложения мирабилита и смеси мирабилита и тенардита в штатах Невада, Ныо-Мехико, Техас и Калифорния (США); рапа и отложения тенардита и мирабилита в провинциях Саскачеван и Альберта (Канада); озерная вода и подземные рассолы в Индии и другие.

Многокомпонентный характер сырья, отчасти находящегося в виде концентрированных растворов или  получаемого в виде таковых в результате подземного выщелачивания, определяет сложный характер переработки его, основанный на использовании различий в физико-химических свойствах солевых систем в зависимости от температуры проведения процесса, а также на различии в кинетике кристаллизации отдельных твердых фаз. Во многих случаях природные рассолы и солевые отложения перерабатывают комплексно с получением нескольких продуктов, что является более сложной задачей, чем выделение одного продукта.

Изучение физико-химических равновесий в данных системах было начато Я. Г. Вант-Гоффом в 1877 г. и продолжено исследователями многих стран. Отечественная наука обогатила мир исследованиями Н. С. Курнакова, В. П. Ильинского, В. И. Николаева, А. В. Николаева, Г. С. Сидельникова, И. Н. Лепешкова, А. Б. Здановского, О. Д. Кашкарова, С. 3. Макарова, И. Г. Дружинина, О. К. Янатьевой. Природные рассолы и их модели — предмет изучения на протяжении столетия, однако все еще остаются вопросы, требующие дальнейшего рассмотрения.

Изучению различных аспектов физической химии и технологии производства сульфата натрия посвящен ряд книг и разделов общетеоретических монографий

Физические свойства

Молекулярная масса сульфата натрия (сернокислого натрия) 142,048. В  виде безводных кристаллов он устойчив выше 32,383 °С, а в интервале 32,4—400 °С образует ряд полиморфных модификаций. Из них в первую очередь следует отметить тенардит, имеющий бипирамидальные кристаллы ромбической сингонии с отношением осей а : b : с = 0,597 : 1 : 1,254 и переходящий при 245 ^СС в призмы моноклинной сингонии. Указанные кристаллические формы отличаются по теплоемкости и растворимости.

Для тенардита, выделенного  из горячих растворов и высушенного при 110 °С, отмечены следующие переходы:

-_т __ 180-200°С „ 240 °С ,, 570-600° С , _

a-Na₂S0₄  P-Na₂S0₄ * Y"Na₂S0₄ » 6-Na₂S0₄

Склонность к связыванию с влагой у |3-формы понижена. Процесс  гидратации протекает по мере перехода Р ->- а [16, 17].

Плотность кристаллов 2,698 г/см³ и может меняться в незначительных пределах в зависимости от условий образования.

Исследования термической  устойчивости показали, что уменьшение массы начинается с 1000 °С [18]. Прокаливание сульфата натрия сопровождается частичным разложением; водный раствор, образующийся при растворении остатка, имеет рН 7.

Термодинамические характеристики сульфата натрия приведены в табл. 1.1. Для расчета гиббсовой энергии образования сульфата натрия при различных температурах предложено уравнение [19]:

AG = —1 368 908 + 38,58Г In Т — 0,005225Г² + 130,12т

Коэффициент преломления  кристаллов, измеренный в спирте и  бензоле, равен:

«_а= 1,471; ng = 1,477; = 1,485

При хранении на воздухе  сульфат натрия поглощает влагу  и цементируется в монолит.

Сульфат натрия диамагнитен. Магнитная восприимчивость составляет 0,643-10"⁶ В.

Температура кипения сульфата натрия 1404 °С. В интервале от —1,2 до 32,4 °С из водных растворов в качестве стабильной формы кристаллизуется  декагидрат сульфита натрия Na₂S0₄ • • ЮН₂0 (мирабилит, глауберова соль).

Мирабилит (М — 322,208) образует бесцветные прозрачные моноклинные  призмы. Плотность кристаллов 1,464 г/см³.

Мирабилит можно рассматривать  как лед, в структуру которого внедрились натрий- и сульфат-ионы; его термодинамические характеристики приведены в табл. 1.1. При обычном давлении мирабилит инконгруэнтно плавится при 32,4 °С, выделяя тенардит и образуя насыщенный раствор сульфата натрия. С повышением давления температура плавления мирабилита незначительно меняется, проходя через максимум при 32,4 °С. Значительное понижение точки перехода вызывают посторонние вещества (например, аммиак, хлорид натрия, едкий натр и др.; см. в последующих главах), так как их присутствие разрушает кристаллическую решетку декагидрата.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ

Na₂S0₄—Н₂0

На политерме системы  Na⁺ || S0₄~, Н₂0 (рис. II. 1). сплошной линией обозначены равновесные составы насыщенных растворов в стабильном состоянии, а штриховой — в метастабильном.

В указанном температурном интервале растворимость испытывает несколько инверсий. В пределах от —1,2 до 32,38 °С в равновесии с жидкой фазой находится мирабилит, растворимость которого возрастает с повышением температуры. В интервале 32,38—102,88 °С (102,88 °С — температура кипения насыщенного раствора сульфата натрия при атмосферном давлении) зависимость растворимости от температуры носит обратный характер. Дальнейшее повышение температуры до 150 °С слабо

* В интервале 0—32,38 °С  равновесная твердая фаза состоит  из дека- гидрата сульфата натрия, а в интервале 32,38 — 241 °С  из ромбоэдрических кристаллов сульфата натрия; выше 241 °С равновесная донная фаза представлена моноклинными кристаллами сульфата натрия. влияет на растворимость. Выше этой температуры наблюдается прямая зависимость между растворимостью и температурой вплоть до точки перехода ромбических кристаллов в моноклинные (около 240 °С). Начиная с 248 °С и до критической температуры воды растворимость резко падает и при 365 °С составляет 0,4%

Na₂SO₄,r/;c0rH₂O

 

 

 

 

 

 

 

Рис. II.1. Политерма растворимости в солевой системе Na₂S0₄—Н₂0.

 

 

 

 

 

В интервале 15—25 °С растворимость сульфата натрия может быть вычислена по уравнению

lg S = 0,66006 + 0,П296Ш + 0,6962 .10~⁴i²

где S — растворимость, г/100 г Н₂0.

В табл. II.1 приведены значения растворимости метастабильной твердой фазы — гепта гидрата сульфата натрия. Отметим, что выше 24,45 °С система переходит в стабильное состояние, для которого равновесной твердой фазой является мирабилит.

Система Na₂S0₄ — Н₂0 характеризуется тремя четверными точками (табл. II.2).

Кроме двух упомянутых кристаллогидратов возможно образование других форм, существующих лишь в специальных условиях (например, в изоморфных кристаллах на основе Na₂Cr0₄ • 4Н₂0 существует Na₂S0₄-4H₂0 [21]). При выветривании кристаллов мирабилита ниже температуры их плавления могут образовываться низшие кристаллогидраты, в частности дигидрат.

Таблица II.1

Содержание сульфата натрия в растворе, находящемся в метастабильном равновесии с твердой фазой Na₂S0₄-7H₂0

 

Из-за наличия метастабильного  гептагидрата при охлаждении растворы сульфата натрия легко переходят  в пересыщенное состояние, которое сохраняется длительное время. [2]

ЗАВОДСКИЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МИРАБИЛИТА

Химические системы, подвергающиеся охладительной кристаллизации, проходят через три области состояний: ненасыщенных, пересыщенных и насыщенных растворов. Область пересыщенных растворов, лежащая выше кривой растворимости, может быть условно разделена на лабильную и метастабильную. Вещества из пересыщенного раствора с концентрацией, соответствующей лабильной области, кристаллизуются практически мгновенно. Из метастабильных же растворов кристаллизация обычно происходит при вмешательстве извне, например при введении затравочных кристаллов или интенсивном перемешивании.

Границы метастабильной области  существования растворов сульфата натрия довольно значительны в интервале  от 5 до —3 °С. Помимо декагидрата из раствора чистого сульфата натрия может  образовываться семиводный кристаллогидрат. Лишь значительное переохлаждение приводит к переходу в область кристаллизации. Кристаллизация при умеренном снижении температуры может идти за счет испарения части растворителя.

При сильном пересыщении  раствора в момент начала кристаллизации образуется большое число зародышей и сравнительно мелкие кристаллы. Для получения оптимального гранулометрического состава рекомендуется довести раствор до состояния умеренно пересыщенного и позволить кристаллизации протекать медленно.

Размер кристаллов также  зависит от присутствия поверхностно-активных веществ и интенсивности перемешивания суспензии. Первый из указанных факторов тормозит рост кристаллов. Во втором случае с увеличением интенсивности движения создаются благоприятные условия для возникновения зародышей, т. е. образования мелкокристаллической твердой фазы.

Один из основных способов снижения скорости кристаллизации — введение затравочных кристаллов в умеренно пересыщенный раствор. В качестве последних можно использовать мелкую фракцию, отделенную на ситах или специально полученную измельчением. Размер кристаллов мирабилита 0,2—1,0 мм считается оптимальным. При размере менее 0,1 мм потери при фильтрации на центрифугах становятся заметными.

Чистота получаемого сырого мирабилита зависит от способа кристаллизации, размера кристаллов, способа фильтрования, промывок, количества посторонних веществ  в исходном растворе.

Примеси могут окклюдироваться  — захватываться внутрь кристаллов, а могут и присутствовать в остаточном маточном растворе. Если последний содержит полезные компоненты, то, как правило, осадок на фильтрующей поверхности промывают (например, при переработке растворов осадительных ванн вискозного производства). Если маточные растворы сбрасывают в канализацию, то необходимость промывки определяется экономическими соображениями (сравнение потерь мирабилита за счет промывки с увеличением потерь сульфата натрия со сбросными растворами, выводящими примеси из системы).

В основе заводского получения  мирабилита путем охлаждения рассолов подходящего состава лежит либо вакуум-кристаллизация, либо охладительная кристаллизация за счет теплообмена с хладоагентом.

Выбор способа кристаллизации определяется технико-экономическими соображениями и назначением маточных растворов.

Охладительная вакуум-кристаллизация позволяет довести температуру охлаждаемой системы до 0—5 °С. Этот способ чаще всего используют тогда, когда маточные рассолы не составляют отходов производства, сбрасываемых в канализацию (например, при регенерации растворов из осадительных ванн вискозного производства).

Вакуум-кристаллизация основана на охлаждении раствора за счет адиабатического  испарения части растворителя при  понижении давления. Одна из схем вакуум-кристаллизационной установки для переработки упомянутых выше растворов приведена на рис. XIV.3, стр. 227. Скорость кристаллизации зависит от скорости перемещения суспензии через камеры кристаллизатора и испарения воды.

Охладительную кристаллизацию путем теплообмена с хладоагентом используют при получении мирабилита из природных рассолов, искусственно приготовленных рассолов морского типа и растворов, получаемых при подземном выщелачивании залежей мирабилита в районах с высокой среднегодичной температурой.

Хладоагентом служит жидкий аммиак, который в результате теплообмена  испаряется, а рассол при этом охлаждается. Температура охлаждения зависит от давления, под которым находится аммиак: при атмосферном давлении аммиак кипит при —34 °С; температура выходящей из кристаллизатора суспензии —30 °С. Обычные кристаллизаторы, однако, работают под давлением и, соответственно, при более высокой температуре (например, в ГДР на предприятии ПО «Калий» рекомендовано охлаждение до —3° С).

С участием хладоагента охладительная  кристаллизация возможна за счет прямого контакта хладоагента и охлаждаемого раствора в аппаратуре колонного типа. Хладоагентом служат вещества, малорастворимые в воде, легко переходящие в газовую фазу или расслаивающиеся на выходе смеси из колонны, например углеводороды, фреоны [57]. В верхнюю часть колонны подается раствор, в нижнюю — хладоагент.

Непосредственный контакт  и большая площадь теплообмена  обеспечивают высокие значения коэффициентов  теплопередачи. Кроме того, стенки теплообменника не зарастают мирабилитом. Недостаток метода — загрязнение мирабилита хладоагентом и необходимость герметичной аппаратуры, если хладоагент летуч.

БЕЗВОДНЫЙ СУЛЬФАТ  НАТРИЯ

БЕЗВОДНЫЙ СУЛЬФАТ НАТРИЯ

Конверсия мирабилита в сульфат  натрия без применения реагентов обычно осуществляется способами плавления, выпаривания, распылительной сушки при различных температурах [18, с. 116; 58].

1. СПОСОБ ПЛАВЛЕНИЯ

Декагидрат сульфата натрия устойчив в химически чистом состоянии ниже температуры 32,4 °С (при Р = 1 ат). Примеси, как правило, понижают температуру его плавления (см. соответствующие системы в Части первой). В процессе плавления мирабилита образуются две фазы: твердая — безводный сульфат натрия, и жидкая — насыщенный раствор сульфата натрия, содержащий растворимые примеси, присутствовавшие в мирабилите; по отношению к последним раствор остается ненасыщенным. Распределение сульфата натрия между твердой и жидкой фазами зависит от температуры процесса, а повышение ее уменьшает долю сульфата, оставшегося в растворе:

Температура, °С 32,4 40 50 60 70 80 90 100 120 150

Распределение сульфата натрия, %

в твердой фазе 37,0 38,2 40,5 42,7 44,2 45,4 46,0 46,4 46,4 46,6

в жидкой фазе 63,0 61,8 59,5 57,3 55,8 54,6 54,0 53,6 53,6 53,4

Из приведенных данных следует, что повышение температуры  до 100 °С приводит к увеличению теоретического выхода продукта в твердую фазу от 37,0 до 46,4%. Однако увеличивается и  расход теплоты на нагревание мирабилита. Технико-зкономическая оценка показывает, что оптимальной является температура 50—80 °С. Выбор температуры определяется затратами на теплоту, а также решением проблемы дальнейшей утилизации растворов.

Расход теплоты на получение 1 т сульфата натрия из химически чистого мирабилита можно представить следующей схемой:

Мирабилит ——Мирабилит  ———-*- Твердая фаза-|-

—A J-f

+ Насыщенный  Твердая-J-Насыщенный

раствор фаза раствор

'„л U

Здесь АН₂ и AHi — изменение энтальпий веществ в процессе их нагревания; АН₃ — изменение энтальпии системы в результате плавления мирабилита.

Общее изменение АН энтальпии  составляет АН = АН ₂ + All-л + А #₄

где АН₂ = С, («_пл - t_t) G_t;

АН4 = С₂ (t₂ - *_пл).10» + С₃ (t₂ - t_D^(G_l - 10») (С₁₅ С₂, С₃ — теплоемкости мирабилита, безводного сульфата натрия и насыщенного раствора; G_t — масса мирабилита, необходимого для получения 1 т сульфата натрия, кг). И окончательно:

Табл. Х.1 позволяет оценить  увеличение расхода теплоты при  получении 1000 кг сульфата натрия из мирабилита теоретического состава способом плавления при различных температурах.

Переработка влажного мирабилита, содержащего примеси (например, полученного  при охладительной кристаллизации в заводских условиях и подаваемого в плавитель непосредственно из машин, разделяющих суспензию на твердую и жидкую фазы), увеличивает расходные коэффициенты по сырью. Обусловлено это тем, что насыщенный при 0—5 °С маточный раствор в условиях плавления переходит в ненасыщенное состояние, увеличивает расход теплоты на нагревание системы до заданной температуры

и плавление избыточного  мирабилита.

Сульфат натрия характеризуется обратной зависимостью растворимости в воде от температуры, поэтому плавление сопровождается образованием твердых отложений на греющих поверхностях, имеющих более высокую температуру, чем прилегающий раствор. Скорости образования инкрустаций и их рост уменьшаются при уменьшении шероховатости поверхности, в присутствии 10—15% твердой фазы и интенсивном перемешивании.

Плавят мирабилит в  оборудовании, различающемся по ап- паратурно - технологическому оформлению. В настоящее время практически не используют аппараты, в которых мирабилит непосредственно соприкасается с теплопередающими стенками греющих камер.

Только за счет плавления  сульфат натрия получают редко. Этот процесс должен быть связан с переработкой маточных растворов в мирабилит в процессе охладительной кристаллизации.

Первоначально такой способ получения сульфата натрия был предложен  в Канаде [59]. Он заключался в том, что мирабилит расплавляли при 32 °С, выпавшую твердую фазу отделяли^ а раствор возвращали на повторную кристаллизацию мирабилита. Маточный раствор, остававшийся после второго цикла, отбрасывали; вместе с ним удалялись примеси, и продукт получался высококачественным.

В СССР был предложен способ, в котором растворы, остающиеся после отделения безводного продукта, утилизируют за счет естественного охлаждения в бассейнах (рис. Х.1) [60, с. 35].

 

Рис. Х.1. Схема обезвоживания мирабилита способом плавления с выделением вторичного мирабилита в бассейне.

Один из современных вариантов  этого способа применительно  к регенерации растворов осадительных ванн вискозного производства описан в [61]. Аппаратурно-технологическая схема включает два каскада вакуум-кристаллизационных аппаратов

 

 

 

 

Оборудование: 1 — плавитель; г — сгуститель; з — центрифуга; 4 — бак; S — сушильный барабан; в — бассейн для кристаллизации мирабилита. Потоки: I — мирабилит; II — суспензия; III — суспензия сгущенная; IV — слив; V — фугат; VI — сырой продукт; VII — сухой продукт; VIII — плавильный раствор; IX — вторичный мирабилит; X — сбрссной раствор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для кристаллизации мирабилита, центрифуги для разделения мпра- билитовой суспензии; плавитель, снабженный высокой греющей камерой и циркуляционным насосом; центрифуги для разделения сульфатной суспензии, поступающей из плавителя. Один из двух каскадов для кристаллизации мирабилита работает только за счет испарения растворителя, во втором кристаллизация сочетается с охлаждением посредством хладоагента. Различие в режиме работы каскадов связано с назначением маточных растворов, отделяемых из суспензий мирабилита.