ПРОИЗВОДСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ХИМИКАТОВ (ИТС 33-2020)

Выходящий из аппаратов ИТН 89-92%-ный раствор NH4NO3 имеет избыток азот-

ной кислоты, обеспечивающий полноту поглощения аммиака.

Соковый пар, выходящий из реакционной зоны аппарата ИТН, отмывается от

примесей аммиака, аммиачной селитры и азотной кислоты в сепарационной части ап-

парата ИТН или в скруббере (промывателе) сокового пара закисленным раствором ам-

миачной селитры и конденсатом сокового пара.

После стадии нейтрализации раствор аммиачной селитры поступает в донейтра-

лизатор, предназначенный для нейтрализации избытка азотной кислоты в растворе и

его подщелачивания перед подачей на упаривание.

Упаривание раствора аммиачной селитры до состояния высококонцентрирован-

ного плава в зависимости от применяемой технологии осуществляется:

- в одну ступень в выпарном аппарате с падающей пленкой под избыточным дав-

лением, близким к атмосферному, за счет использования теплоты конденсации насы-

щенного пара и противоточной продувки горячим воздухом; греющий пар подается в

межтрубное пространство кожухотрубчатой части выпарного аппарата;

- в выпарном аппарате пленочного типа под вакуумом с получением 96%-ного

раствора аммиачной селитры и последующим упариванием в финальном концентра-

торе.

В плав аммиачной селитры перед смесителем-реактором вводится порообразу-

ющая добавка. В смесителе-реакторе происходит перемешивание порообразующей

добавки и плава аммиачной селитры.

Процесс гранулирования плава осуществляется в железобетонной или металли-

ческой башне. В верхней части гранбашни установлен (-ы) гранулятор (-ы), предназна-

ченный (-ые) для разбрызгивания плава аммиачной селитры по всему сечению полого

объема башни. Встречным потоком воздуха, поднимающегося вверх по стволу башни,

падающие капли плава охлаждаются и кристаллизуются в виде гранул.

Образовавшиеся гранулы аммиачной селитры из конуса гранбашни через течку

поступают на сушку, после чего направляются в аппарат охлаждения гранул аммиач-

ной селитры в кипящем слое (аппарат «КС») или сразу направляются на охлаждение в

аппарат «КС». В аппарате «КС» гранулы охлаждаются воздухом, подаваемым под ре-

шетки аппарата вентиляторами.

После охлаждения в аппарате «КС» гранулы пористой аммиачной селитры об-

рабатываются антислеживающей добавкой в барабане. В качестве антислеживающей

добавки для обработки гранул применяется смесь высших алифатических аминов с ин-

дустриальным маслом. Из барабана гранулы по течке через выгрузочный клапан по-

ступают на охлаждение в односекционный аппарат «КС» или в систему транспортного

тракта. По транспортному тракту готовый продукт поступает на упаковку и погрузку.

Схема производства приведена на рисунке 6.1.

115

Паровой

NH₃

НNО ₃

конденсат

Прием и нагрев

аммиака

азотной кислоты

НNО3

КСП

NH3

ПК

Соковый пар

Нейтрализация азотной

кислоты

Раствор аммиачной

селитры

Донейтрализация

Mg(NO3)2

раствора аммиачной

раств.

селитры

Раствор аммиачной

селитры с избытком NH3

селитры

Водяной пар

Очистка сокового

Упаривание раствора

ПВС

пара, ПВС и

Воздух

аммиачной селитры

воздуха

ПК

Плав аммиачной селитры

Введение

Порошкообразующие

парообразующих

добавки

добавок в плав

Плав аммиачной селитры с

порообразующими добавками

Атмосферный

Отработанный воздух

Гранулирование плава

воздух

Гранулированный

Воздух

продукт

Атмосферный

Охлаждение гранул

воздух

воздухом

Охлажденные

гранулы

Антислеживатель

Обработка гранул

антислеживателем

Пористая аммиачная

селитра

Рисунок 6.1 - Блок-схема получения специальных видов аммиачной

селитры

Описание технологического процесса приведено в таблице 6.1, перечень основ-

ного оборудования - в таблицах 6.2 и 6.3.

116

Т а б л и ц а 6.1 - Описание технологического процесса производства специальных

видов аммиачной селитры

Выходной поток

Природо-

Стадия техноло-

Основное тех-

охранное

Входной поток

гического

нологическое

Продукты и по-

оборудо-

Эмиссии

процесса

оборудование

лупродукты

вание)

Жидкий или га-

Отделитель-

зообразный

Прием и нагрев

испаритель,

аммиак

аммиака

Подогрева-

Паровой кон-

тель аммиака

денсат

54 % - 60 %

Нагретая азот-

Подогрева-

азотная кис-

Прием и нагрев

ная кислота,

тель азотной

лота

азотной кислоты

конденсат со-

кислоты

Соковый пар

кового пара

Аппарат ИТН

(использова-

Нейтрализация

Газообразный

ние тепла

азотной кислоты

Раствор амми-

аммиак

Соковый

нейтрализа-

и получение рас-

ачной селитры

Азотная кис-

пар

ции)

твора аммиачной

Соковый пар

лота

Реактор

селитры

нейтрали-за-

ции

Донейтрализация

Раствор АС

раствора аммиач-

Раствор АС с

Аммиак

ной селитры до

избытком NH3

Донейтрали-

Добавка рас-

pH=5,5-6 и сме-

в выпарной ап-

затор

твора Mg

шение с кондици-

парат

(NO3)2

онирующей до-

Соковый пар

бавкой

Выпарной ап-

парат пленоч-

ного типа,

Плав АС

нагнетатель

Упаривание рас-

Раствор АС

Смесь воздуха

воздуха, подо-

твора АС до со-

Паровоз-

Атмосферный

и сокового

греватель воз-

стояния высоко-

душная

воздух

пара (ПВС)

духа, насос

концентрирован-

смесь

Водяной пар

Паровой кон-

для перекачи-

ного плава

денсат

вания плава

на гранбашню

(в агрегатах

АС-72)

Плав АС с по-

Емкости, сме-

Плав АС

Подготовка и вве-

рообразую-

сители, дози-

Порообразую-

дение порообра-

щими добав-

ровочные

щие добавки

зующих добавок

ками

насосы

117

Окончание таблицы 6.1

Природо-

Стадия техноло-

Выходной поток

Основное тех-

охранное

Входной поток

гического

нологическое

оборудо-

Продукты и по-

процесса

оборудование

Эмиссии

вание)

лупродукты

Атмосферный

Аппараты

Охлажденный

воздух

Воздух с

охлаждения в

Охлаждение гра-

поток гранул

Гранулирован-

примесями

«кипящем

нул

Нагретый воз-

ный продукт из

NH4NO3

слое», венти-

дух

башни

ляторы

Барабан для

обработки

гранул, Транс-

портеры пере-

сыпочные

Классифика-

Обработка гранул

Охлажденные

тор

антислеживаю-

гранулы

Продукт на от-

Складское

щими добавками

Антислежива-

грузку

оборудование

перед упаковкой

ющие добавки

Вентиляцион-

в тару

ные отсосы

Циклоны для

улавливания

пыли перед

выбросом в

атмосферу

Отработанный

воздух из гран-

башни,

Очистка сокового

Выхлопные

ПВС из выпар-

пара, паровоз-

Скруббер-

газы в атмо-

NH3,

ного аппарата

душной смеси и

промыва-

сферу

NH4NO3

Соковый пар

воздуха из гран-

тель

Раствор АС

из отделения

башни

нейтрализации

Раствор АС

Т а б л и ц а 6.2 ― Основное технологическое оборудование производства специаль-

ных видов аммиачной селитры

Наименование

Технологические

Назначение оборудования

оборудования

характеристики

Вертикальный или горизонталь-

ный кожухотрубчатый теплооб-

менник

Подогреватель азотной

Нагрев азотной кислоты

В трубное пространство посту-

кислоты

пает азотная кислота, в

межтрубное - соковый пар из

ИТН

118

ИТС 33 - 2020

Продолжение таблицы 6.2

Наименование

Технологические

Назначение оборудования

оборудования

характеристики

Тип ― кожухотрубчатый

Внутренний диаметр кожуха ―

1700 мм, длина труб ―

6096 мм,

Испаритель аммиака

Испарение жидкого аммиака

диаметр труб ― 25,4х2,1 мм

Количество труб ― 84 шт.

Поверхность теплообмена ―

8,3 м²

Длина трубок ― 6888 мм

Вертикальный одноходовой теп-

лообменник

Подогреватель газообраз-

Нагрев аммиака

В трубное пространство посту-

ного аммиака

пает аммиак, в межтрубное -

паровой конденсат

Получение раствора аммиач-

Состоит из реактора с барботе-

Нейтрализатор с исполь-

ной селитры нейтрализацией

рами HNO3 и NH3 и промыва-

зованием тепла реакции с

азотной кислоты.

теля сокового пара с 4 барбо-

предварительной очисткой

Предварительная очистка со-

тажными тарелками. Тип таре-

сокового пара

кового пара

лок - колпачковый

Получение раствора аммиач-

Общая высота ― 11705 мм

Реактор нейтрализации

ной селитры нейтрализацией

Внутренний диаметр ―

азотной кислоты

4000/2000 мм

Донейтрализация избытка

азотной кислоты и создание

Вертикальный сосуд с барботе-

Донейтрализатор

избытка аммиака перед вы-

ром NH3

паркой раствора АС

Подача атмосферного воздуха

Производительность - 20 000-

Нагнетатель воздуха

в выпарной аппарат

24 000 м³/ч

Горизонтальный теплообменник

В трубное пространство посту-

Подогреватель воздуха

Нагрев атмосферного воздуха

пает воздух, в межтрубное -

насыщенный водяной пар

Вертикальный, цилиндрической

Выпаривание воды из рас-

формы. Состоит из 3 частей: се-

Выпарной аппарат

твора АС до состояния высо-

парационная, трубчатая, та-

коконцентрированного плава

рельчатая части.

Аппарат пленочного типа

Общая высота ― 15,735 м

Получение высококонцентри-

Объем труб ― 32 м

Концентратор

рованного плава АС

Объем кожуха ― 12,25 м³

Внутренний диаметр ― 1900 мм

Нейтрализация плава после

Вертикальный сосуд с барботе-

Донейтрализатор

выпарки с созданием избытка

ром NH3

аммиака

119

Окончание таблицы 6.2

Наименование

Технологические

Назначение оборудования

оборудования

характеристики

Разбрызгивание плава в

Производительность грануля-

Гранулятор плава АС

башне с узким факелом

тора - 27-65 т/ч

Разбрызгивание плава в

Производительность грануля-

Гранулятор плава АС

башне с узким факелом

тора - 15-30 т/ч

Разбрызгивание плава в

Производительность грануля-

Гранулятор плава АС

башне с узким факелом

тора - 15-30 т/ч

Аппарат прямоугольной или ци-

Аппарат для охлаждения

Охлаждение горячих гранул из

линдрической формы с воздухо-

гранул в КС

башни

распределительными решет-

ками.

Подача атмосферного воздуха

Производительность -

Вентиляторы

в аппарат охлаждения гранул

70-120 тыс. м³/ч

Аппарат для обработки

Обработка гранул антислежи-

Барабан диаметром 1200 мм

гранул антислеживателем

вателем

Т а б л и ц а 6.3 ― Природоохранное оборудование производства специальных видов

аммиачной селитры

Существенные характеристики

Наименование

Назначение оборудования

технологического оборудова-

оборудования

ния

Глубокая очистка ПВС от NH3 и

Скруббер с ситчатыми тарел-

Скруббер-промыватель

NH4NO3 перед сбросом в атмо-

ками, фильтрующие элементы

сферу

на основе фторина

6.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в

окружающую среду при производстве специальных видов

аммиачной селитры

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве по-

ристой и водоустойчивой аммиачной селитры приведены в таблицах 6.4 и 6.5 соответ-

ственно.

Т а б л и ц а 6.4 - Показатели потребления сырья, материальных и энергетических

ресурсов при производстве пористой аммиачной селитры

Расход

Наименование

Единицы измерения

минимальный

максимальный

Аммиак (100% NH3)

кг/т

213

215

Кислота азотная не-

концентрированная

кг/т

787

795

(100% HNO3)

Электроэнергия

кВт·ч/т

24,6

43,0

Пар

Гкал/т

0,08

0,165

120

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а 6.5 - Показатели потребления сырья, материалов и энергетических

ресурсов при производстве водоустойчивой аммиачной селитры

Расход

Наименование

Единицы измерения

минимальный

максимальный

Аммиак газообразный

кг/т

215

(100% NH3)

Кислота азотная не-

концентрированная

кг/т

794

(100% HNO3)

Электроэнергия

кВт·ч/т

24,7

Пар

Гкал/т

0,167

Характеристика выбросов, сбросов при производстве специальных видов амми-

ачной селитры приведены в таблицах 6.6 и 6.7. Отходы производства представлены

отработанными фильтровальными материалами, которые утилизируются или разме-

щаются на специализированных полигонах.

Т а б л и ц а 6.6 - Выбросы в атмосферу при производстве специальных видов амми-

ачной селитры

Масса выбросов загрязняющих веществ

в расчете на 1 т продукции, кг/т

Наименова-

Метод очистки,

ние

повторного использования

Минималь-

Максимальное

Среднее

ное

Мокрая очистка слабым раство-

NH4NO3

0,01

2,27

1,14

ром аммиачной селитры, филь-

NH3

трующие элементы, циклоны

0,0009

0,13

0,07

Т а б л и ц а 6.7 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве специальных ви-

дов аммиачной селитры

Объем и (или) масса сбросов загрязняющих

Направление сбро-

веществ после очистки в расчете на 1 т продукции,

сов (в водный

Наименование

кг/т

объект, в системы

канализации)

Минимальное

Максимальное

Среднее

Аммоний-ион

0,00005

0,09

0,045

(NH4+)

Канализационная

Нитрат-анион

сеть предприятия

0,009

0,46

0,235

(NO3-)

121

Раздел 7 Производство технических солей и реактивов

7.1 Производство алюминия азотнокислого 9-водного

Алюминий азотнокислый 9-водный (нонагидрат нитрата алюминия, химическая

формула Al(NO3)3·9H2O) выпускается промышленностью в виде бесцветных кристал-

лов ромбовидной формы, обладающих высокой гигроскопичностью.

Алюминий азотнокислый 9-водный имеет широкую область применения:

- в текстильной промышленности водный раствор и нонагидрат используются в

качестве протравы в процессе окрашивания тканей;

- в нефтяной отрасли используется в качестве катализатора при очистке нефти;

- в литейной промышленности в процессе приготовления смеси для формова-

ния;

- как реагент для защиты от коррозии;

- в экстрактно-кожевенной промышленности, в ядерной физике и при производ-

стве изоляционных бумажных материалов, нагревательных элементов, антиперспи-

рантов и нитей накаливания.

Азотнокислый алюминий получают следующими способами:

- растворением гидроксида алюминия (оксида алюминия) в азотной кислоте;

- обменным разложением сульфата алюминия;

- обменным разложением квасцов с цитратом свинца.

7.1.1 Описание технологических процессов, применяемых при производ-

стве алюминия азотнокислого 9-водного

Процесс производства алюминия азотнокислого 9-водного состоит из следую-

щих основных стадий (см. таблицу 7.1):

- растворение песка тригидрата оксида алюминия в азотной кислоте, фильтра-

ция раствора;

- упаривание раствора азотнокислого алюминия;

 - кристаллизация алюминия азотнокислого 9-водного;

 - центрифугирование кристаллов алюминия азотнокислого 9-водного;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и утилизация стоков.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.1.

Перечень основного технологического оборудования производства алюминия

азотнокислого 9-водного приведен в таблице 7.2.

122

ИТС 33 - 2020

Песок тригидрата

Маточные растворы

оксида алюминия

алюминия азотнокислого

НNО3 конц

Растворение песка тригидрата

Отходящие газы

оксида алюминия в азотной

кислоте, фильтрация раствора

Раствор нитрата

алюминия

Упаривание раствора

нитрата алюминия

Раствор нитрата

алюминия

Сбор и утилизация

Кристаллизация

стоков

нитрата алюминия 9-водного

Суспензия нитрата

алюминия

Отходящие газы

Центрифугирование кристаллов

нитрата алюминия 9-водного

Кристаллы нитрата алюминия

9-водного

Отходящие газы

Фасовка и упаковка

Нитрат алюминия

9-водного

Рисунок 7.1 ― Производство алюминия азотнокислого 9-водного

Растворение песка тригидрата оксида алюминия в азотной кислоте

Получение раствора нитрата алюминия основано на обработке тригидрата ок-

сида алюминия азотной кислотой:

Al2O3·3Н2О + 6HNO3 → 2Al(NO3)3 + 3Н2О.

Растворение песка тригидрата окиси алюминия в растворе азотной кислоты про-

водят в реакторе из нержавеющей стали в течение 6 часов при температуре 80÷90 °С

до определенных показателей раствора: массовая концентрация алюминия азотнокис-

лого 9-водного должна составлять 700÷800 г/дм³, массовая концентрация свободной

азотной кислоты ― 10÷15 г/дм³. Полученный раствор фильтруют с помощью вакуума

на нутч-фильтре.

Упаривание раствора азотнокислого алюминия

Упаривание раствора проводят при кипячении и последующей его подпиткой до

достижения плотности раствора 1420÷1430 кг/м³, замеряемой при температуре

90÷100 °С. Упаренный раствор поступает на стадию кристаллизации.

Кристаллизация алюминия азотнокислого 9-водного

Кристаллизацию алюминия азотнокислого 9-водного из упаренного раствора

проводят в кристаллизаторе, снабженном мешалкой, барабаном водяного охлаждения

и прибором измерения температуры.

Упаренный раствор сначала охлаждают естественным путем, затем охлаждают

до температуры 20÷25 °С.

123

Центрифугирование кристаллов алюминия азотнокислого 9-водного

Суспензию алюминия азотнокислого разделяют на центрифуге, маточный рас-

твор направляют в начало технологического процесса ― на стадию получения рас-

твора нитрата алюминия.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Отделенные при помощи центрифуги кристаллы алюминия азотнокислого 9-вод-

ного фасуют, анализируют и упаковывают.

Сбор и утилизация стоков

Замывные воды от замывки фильтровальных полотен, от мытья полов и лабора-

торной посуды, избыток конденсата из замывной емкости самотеком сливаются в от-

стойник, а из него осветленные алюминийсодержащие сточные воды самотеком посту-

пают на локальную установку по обработке алюминийсодержащих сточных вод.

Т а б л и ц а

7.1

― Описание технологического процесса производства алюминия

азотнокислого 9-водного

Выходной поток

Природо-

Основное тех-

Входной

Стадия технологи-

Основные,

Эмиссии

охранное

нологическое

поток

ческого процесса

побочные и

оборудова-

оборудование

промежуточ-

ние

ные продукты

3.1

3.2

Песок тригид-

рата окиси

Растворение песка

алюминия,

Оксиды

тригидрата оксида

Раствор алю-

Емкостное

кислота азот-

азота,

алюминия в азот-

миния азотно-

оборудование

ная, маточные

пыль соли

ной кислоте, филь-

кислого

растворы

алюминия

трация раствора

алюминия

азотнокислого

Раствор алю-

Упаривание рас-

Раствор алю-

Емкостное

миния азот-

твора азотнокис-

миния азотно-

оборудование

нокислого

лого алюминия

кислого

Суспензия

Емкостное,

Раствор алю-

Кристаллизация

алюминия

теплообмен-

миния азот-

алюминия азотно-

азотнокис-

ное оборудо-

нокислого

кислого 9-водного

лого

вание

Кристаллы

алюминия

Суспензия

Центрифугирова-

азотнокислого

Пыль со-

алюминия

ние кристаллов

9-водного, ма-

лей алю-

Центрифуга

азотнокис-

алюминия азотно-

точный рас-

миния

лого

кислого 9-водного

твор алюми-

ния азотнокис-

лого

124

ИТС 33 - 2020

Окончание таблицы 7.1

Выходной поток

Основное

Природо-

Входной

Стадия технологи-

технологиче-

охранное

Основные,

Эмиссии

поток

ческого процесса

ское оборудо-

оборудова-

побочные и

вание

ние

промежуточ-

ные продукты

3.1

3.2

Кристаллы

Фасовка, контроль

алюминия

Пыль со-

ОТК и анализ, упа-

Готовый про-

Фасовочная

азотнокис-

лей алю-

ковка и марки-

дукт

машина

лого 9-вод-

миния

ровка

ного

Осветленные

алюминий со-

Замывные

Сбор и утилизация

Емкостное

держащие

воды

стоков

оборудование

сточные

воды, осадок

Т а б л и ц а

7.2 ― Основное технологическое оборудование производства алюминия

азотнокислого 9-водного

Наименование

Назначение

Существенные характеристики техно-

оборудования

логического оборудования

Мерник

V=1,0 м³, чугун, эмаль

Сборник

V=5,0 м³, нерж. сталь

Реактор

V=2,0 м³, нерж. сталь, Nдв. = 3 кВт

Нутч-фильтр

F=0,6-1,5 м², нерж. сталь

Сборник

V=5,0-6,0 м³, нерж. сталь

Реактор

V=2,0 м³, нерж. сталь, Nдв. = 3 кВт

Вакуум-насос ВВН-3

Q=3 м³/мин, сборный

Теплообменник

F=22,0 м², сталь 3

Сборник конденсата

Производство

V= 3,0-6,3 м³, нерж. сталь

Вакуум-ловушка

алюминия

V=0,63 м³, нерж. сталь

азотнокислого

Кристаллизатор

V=1,0 м³, нерж. сталь

9-водного

Вакуум-насос ВВН-6

Q=6 м³/мин, сборный

Вакуум-ловушка

V=1,6 м³, нерж. сталь

Центрифуга ФНГ-633К-01

Р=40-140 кг, нерж. сталь

Сборник стоков

V=6,3 м³, нерж. сталь

Теплообменник

F=4-40 м², нерж. сталь

Замывная емкость

V=0,4-0,8 м³, нерж. сталь

Отстойник

V=0,15 м³, нерж. сталь

Вентиляционная система

Энергопотребление 25,7-110,8 кВт·ч/т

(вентилятор)

продукции

125

7.1.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве алюминия азотнокис-

лого 9-водного приведены в таблице 7.3.

Т а б л и ц а 7.3 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресур-

сов при производстве алюминия азотнокислого 9-водного

Единицы

Расход

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Песок тригидрата оксида алюминия (влажный)

233,8

кг/т

в перерасчете на алюминий тригидрат оксид

210,9

Кислота азотная неконцентрированная

кг/т

964,6

Сода кальцинированная техническая

кг/т

5,4

Вода обессоленная

м³/т

0,45

Электроэнергия

кВт·ч/т

688

Пар

Гкал/т

9,4

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве алюминия азотнокислого 9-водного, приведена в таблице 7.4. Сброса сточных вод

во внешнюю среду производство алюминия азотнокислого 9-водного не имеет. Очи-

щенные на локальных установках сточные воды передаются на станцию нейтрализа-

ции стороннего предприятия. Отходы, образующиеся при производстве алюминия

азотнокислого 9-водного, приведены в таблице 7.5.

Т а б л и ц а 7.4 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

алюминия азотнокислого 9-водного

Масса выбросов загрязняющих ве-

Метод

ществ после очистки в расчете на 1 т

Наименование

очистки, обра-

продукции, кг/т

Источники

загрязняющего

ботки, повтор-

Диапазон

Сред-

выбросов

вещества

ного использо-

нее

минимальное

макси-

вания

значение

мальное

значе-

значение

ние

Реактора, нутч-

Азота диоксид

0,0776

фильтры

Реактора, нутч-

Азота оксид

0,0126

фильтры

Реактора, цен-

Соли алюминия

трифуги, фа-

(в пересчете на

0,0453

совка

алюминий)

126

ИТС 33 - 2020

Таблица 7.5 ― Отходы, образующиеся при производстве алюминия азотнокислого 9-

водного

Масса образующихся

отходов производства

в расчете

Источ-

Способ ути-

на 1 т продукции, кг/т

Класс

ник

лизации,

Диапазон

Сред-

Наименование

опас-

обра-

обезврежи-

нее

ности

зова-

вания, раз-

Мини-

Макси-

значе-

ния

мещения

мальное

маль-

ние

ное зна-

значение

чение

Ткани фильтровальные из

разнородных материалов в

смеси, загрязненные не-

Захороне-

0,000770

растворимыми или мало-

ние

растворимыми минераль-

ными веществами

7.2 Производство висмута (III) хромовокислого основного вод-

ного

Висмут (III) хромовокислый основной водный (гидрат гидроксида хромата вис-

мута (III), химическая формула BiCrO4OH·nН2О), выпускается промышленностью в

виде кристаллического желтого порошка с оранжевым или коричневым оттенком, рас-

творимого в кислотах.

Висмут (III) хромовокислый основной водный применяется в лабораторной прак-

тике и для спеццелей.

7.2.1 Описание

технологических

процессов,

применяемых

при

производстве висмута (III) хромовокислого основного водного

Процесс производства висмута (III) хромовокислого основного водного состоит

из следующих основных стадий (см. таблицу 7.6):

- грануляция висмута металлического (получение висмута в виде губки);

- приготовление исходного раствора висмута азотнокислого и его фильтрация;

- приготовление исходного раствора бихромата калия и его фильтрация;

- синтез висмута (III) хромовокислого основного водного;

- отмывка и отжим осадка висмута (III) хромовокислого основного водного;

- сушка и измельчение висмута (III) хромовокислого основного водного;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и утилизация стоков.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.2.

Основное технологическое оборудование производства висмута (III) хромовокис-

лого основного водного приведено в таблице 7.7.

127

Металлический

Обессоленная вода

висмут

Грануляция висмута

Бихромат

Обессоленная вода

Висмут гран.

калия

Отходящие газы

Обессоленная

Приготовление

Приготовление раствора

вода

раствора бихромата

азотнокислого висмута

НNО3 конц

калия

Раствор

азотнокислого висмута

бихромата калия

Синтез висмута (III)

хромокислого основного

водного

Пульпа висмута (III)

хромокислого осн. вод.

Отмывка и отжим осадка

Обессоленная

висмута (III) хромокислого

вода

основного водного

Сушка и измельчение висмута (III)

хромокислого осн. вод.

Сушка и измельчение

Сухие кристаллы висмута (III)

хромокислого осн. вод.

Сбор и утилизация

Фасовка и упаковка

стоков

Висмут (III)

хромовокислый

основный водный

Рисунок 7.2 ― Производство висмута (III) хромовокислого основного водного

Грануляция висмута металлического (получение висмута в виде губки)

Гранулированный висмут получают путем плавления висмута металлического в

муфельной электропечи при температуре 350 °С и подачи расплава в чашу, заполнен-

ную водой.

Приготовление исходного раствора висмута азотнокислого и его

фильтрация

Приготовление исходного раствора висмута азотнокислого осуществляют путем

растворения висмута гранулированного в азотной кислоте при температуре 75±5 °С до

достижения плотности 1500-1650 кг/м³с последующей фильтрацией.

128

ИТС 33 - 2020

Приготовление исходного раствора бихромата калия и его фильтрация

Расчетное количество бихромата калия растворяют в обессоленной воде при

температуре 55±5 °С с последующей фильтрацией.

Синтез висмута (III) хромовокислого основного водного

Висмут (III) хромовокислый основной водный получают при температуре 45±5 °С

путем подачи раствора висмута азотнокислого в раствор бихромата калия. Синтез про-

водят до достижения полноты осаждения висмута (III) хромовокислого основного вод-

ного.

Отмывка и отжим осадка висмута (III) хромовокислого основного

водного

Пульпу висмута (III) хромовокислого основного водного фильтруют, осадок отмы-

вают обессоленной водой до рН = 5-6, от отмытого и отжатого осадка висмута (III) хро-

мовокислого основного водного отбирают среднюю пробу и проверяют величину рН

водной вытяжки. Маточный раствор и промывные воды направляют на установку обез-

вреживания хромсодержащих стоков.

Сушка и измельчение висмута (III) хромовокислого основного водного

Отмытый и отжатый осадок висмута (III) хромовокислого основного водного су-

шат на противнях в паровой сушилке при температуре 105±5 °С, сушку продолжают до

достижения требуемых норм, затем его просеивают через сито.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт, сухие кристаллы висмута (III) хромовокислого основного вод-

ного, фасуют, анализируют и упаковывают.

Сбор и утилизация стоков

Маточный раствор, промывные и замывные воды поступают на локальную уста-

новку по обработке хромсодержащих сточных вод.

Т а б л и ц а 7.6 ― Описание технологического процесса производства висмута (III)

хромовокислого основного водного

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

охранное

Основные, побоч-

технологи-

логического

Эмис-

поток

ческое обо-

оборудо-

ные и промежуточ-

процесса

сии

рудование

вание

ные продукты

3.1

3.2

Грануляция вис-

Висмут металли-

мута металличе-

Емкостное

Гранулированный

ческий, вода

ского (получение

оборудова-

висмут

обессоленная

висмута в виде

ние

губки)

129

Окончание таблицы 7.6

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

технологи-

охранное

Основные, побоч-

логического

Эмис-

поток

ческое обо-

оборудо-

ные и промежуточ-

процесса

сии

рудование

вание

ные продукты

3.1

3.2

Гранулирован-

Приготовление

Емкостное

ный висмут, азот-

исходного рас-

Отфильтрованный

Оксиды

оборудова-

ная кислота,

твора висмута

раствор висмута

азота

ние, друк-

вода обессолен-

азотнокислого и

азотнокислого

фильтр

ная

его фильтрация

Приготовление

Бихромат калия,

исходного рас-

Емкостное

Раствор бихромата

вода обессолен-

твора бихромата

оборудова-

калия

ная

калия и его

ние

фильтрация

Отфильтрован-

Синтез висмута

ный раствор вис-

Пульпа висмута (III)

Емкостное

(III) хромовокис-

мута азотнокис-

хромовокислого ос-

оборудова-

лого основного

лого, раствор би-

новного водного

ние

водного

хромата калия

Влажные кристаллы

Отмывка и от-

Пульпа висмута

висмута (III) хромо-

жим осадка вис-

(III) хромовокис-

вокислого основного

мута (III) хромо-

Нутч-фильтр

лого основного

водного, маточный

вокислого основ-

водного

раствор, промывные

ного водного

воды

Влажные кри-

Сушка и измель-

Сухие кристаллы

сталлы висмута

чение висмута

висмута (III) хромо-

Паровая су-

(III) хромовокис-

вокислого основного

шилка

лого основного

водного

Сухие кристаллы

Фасовка, кон-

висмута (III) хро-

троль ОТК и ана-

Фасовочная

Готовый продукт

мовокислого ос-

лиз, упаковка и

машина

новного водного

маркировка

Замывные воды,

маточный рас-

Сбор и утилиза-

Осветленные сточ-

Отстойник

твор, промывные

ция стоков

ные воды

воды

130

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а 7.7 ― Основное технологическое оборудование производства висмута (III)

хромовокислого основного водного

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Реактор

Сталь, эмаль V=0,063 м³

Друк-фильтр

F=0,06 м²

Мерник

Сталь, эмаль V= 0,03-0,063 м³

Сборник

Чугун, эмаль V=0,63 м³

Реактор

Сталь/чугун, эмаль V=0,4 м³

Нутч-фильтр

Производство

Нерж. сталь/сталь, эмаль F=0,4 м², V = 0,2 м²

Сборник

висмута (III)

Сталь, эмаль V = 0,16 м³

Вакуум-насос ВВН-1,5м хромовокислого

Сборн. Q = 1,5 м³/ч

Сушилка ШСВ

основного водного

Q=50 кг

Печь муфельная

Нестанд. сталь огнеупор. кирпич

Чаша

Чугун, эмаль V = 0,1 м³

Мерник воды обессолен-

Сталь, эмаль V = 0,04 м³

ной

Сборник-ловушка

Чугун, эмаль V = 0,063 м³

7.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве висмута (III) хромово-

кислого основного водного приведены в таблице 7.8.

Т а б л и ц а 7.8 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресур-

сов при производстве висмута (III) хромовокислого основного водного

Единицы

Расход

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Висмут

кг/т

708,2

Бихромат калия технический

кг/т

440

Кислота азотная неконцентрированная

кг/т

1996

Бумага фильтровальная

кг/т

18,2

Бязь

м/т

7,8

Ткань хлориновая

м/т

Вода обессоленная

м³/т

27,8

Электроэнергия

кВт·ч/т

516

Пар

Гкал/т

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство висмута (III) хромовокис-

лого основного водного не имеет. Очищенные на локальных установках сточные воды

передаются на станцию нейтрализации стороннего предприятия.

131

7.3 Производство соединений железа

В данном разделе описано производство железа (II) сернокислого 7-водного, же-

леза (III) азотнокислого 9-водного, соли Мора. Характеристики этих солей приведены в

таблице 7.9

Т а б л и ц а 7.9 ― Характеристики соединений железа

Наимено-

Железо (II) сер-

Железо (III) азотнокис-

Соль закиси железа и аммония двойная

вание

нокислое

7-вод-

лое 9-водное

сернокислая (соль Мора)

продукта

ное

Альтерна-

Гептагидрат

Нонагидрат

нитрата

Гексагидрат сульфата аммония-железа (II)

тивное

сульфата

же-

железа (III)

наимено-

леза (II)

вание

продукта

Химиче-

FeSO4·7H2O

Fe(NO3)3·9H2O

FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O

ская фор-

мула

Внешний

Зеленовато-го-

Бесцветные и светло-

Кристаллы или кристаллический порошок

вид

лубые

кри-

фиолетовые прозрач-

бледно-голубовато-зеленого цвета

сталлы

ные кристаллы

Область

Применяется в

Применяется для изго-

Применяется в:

примене-

качестве

до-

товления фотоматери-

- химических и научно-исследовательских

ния

бавки в пищевой

алов, синтеза оксидных

лабораториях как удобная форма железа

промышленно-

катализаторов и в ла-

для определения перманганата калия, а

сти

бораторной практике

также некоторых веществ в больших коли-

чествах, например, хрома, ванадия в рас-

творах эфира и этилового спирта;

- медицине и фармакологии для восполне-

ния дефицита железа в организме, а также

при определении уробилина;

- пищевой промышленности в виде пище-

вой добавки соли для восполнения железа

в организме;

- деревообрабатывающей промышленно-

сти в качестве концентрированного рас-

твора для обработки древесины от гниения.

7.3.1 Описание

технологических

процессов,

применяемых

при

производстве соединений железа

7.3.1.1 Описание

технологических процессов, применяемых при

производстве железа (II) сернокислого 7-водного

Процесс производства железа (II) сернокислого 7-водного состоит из следующих

основных стадий (см. таблицу 7.10):

- растворение железного купороса в воде и фильтрация полученного раствора;

- упаривание раствора железа (II) сернокислого;

- кристаллизация железа (II) сернокислого 7-водного;

- центрифугирование суспензии кристаллов железа (II) сернокислого 7-водного;

- сушка кристаллов железа (II) сернокислого 7-водного;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и обработка железосодержащих стоков.

132

ИТС 33 - 2020

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.3.

Основное технологическое оборудование производства железа (II) сернокислого

7-водного приведено в таблице 7.11.

Маточные растворы

Железный купорос

железа (II) сернокислого

Отходящие газы

Обессоленная вода

Растворение железного

купороса

Раствор

железа

(II) сернокислого

Отходящие газы

Упаривание раствора

железа (II) сернокислого

Упаренный раствор

железа (II) сернокислого

Кристаллизация

железа (II) сернокислого

Суспензия кристаллов

железа (II) сернокислого

Центрифугирование суспензии

кристаллов железа (II)

сернокислого

Влажные кристаллы

железа (II) сернокислого

Сушка

Сточные воды

Сбор и утилизация

Сухие кристаллы

стоков

железа (II) сернокислого

Сточные воды

Фасовка и упаковка

Отходящие газы

Железо (II) сернокислое 7-водное

Рисунок 7.3 ― Производство железа (II) сернокислого 7-водного

Растворение железного купороса в воде и фильтрация полученного

раствора

Растворение железного купороса технического проводят в маточном растворе

железа (II) сернокислого и обессоленной воде при рН не более 1, при температуре

95±5 °С до полного растворения кристаллов, полученный раствор фильтруют.

133

Упаривание раствора железа (II) сернокислого

Упаривание отфильтрованного раствора железа (II) сернокислого ведут до появ-

ления пленки кристаллов.

Кристаллизация железа (II) сернокислого 7-водного

Кристаллизацию железа (II) сернокислого 7-водного осуществляют за счет охла-

ждения суспензии при перемешивании до температуры 20±5 °С.

Центрифугирование суспензии кристаллов железа (II) сернокислого 7-

водного

Отделение кристаллов железа (II) сернокислого 7-водного от маточного раствора

осуществляют путем отжима на центрифуге. Маточный раствор направляют в начало

процесса ― на стадию растворения железного купороса технического.

По окончании центрифугирования отбирают пробу для определения массовой

доли основного вещества, если массовая доля основного вещества менее нормы, то

продукт сушат при комнатной температуре или в сушильном шкафу. Если массовая

доля основного вещества соответствует требуемой норме, то пробу готового продукта

сдают на определение массовой доли примесей и нерастворимых в воде веществ, в

случае несоответствия требованиям проводят повторную перекристаллизацию.

Сушка кристаллов железа (II) сернокислого 7-водного

Сушку кристаллов осуществляют при комнатной температуре либо в сушильном

шкафу.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт ― кристаллы железа (II) сернокислого 7-водного ― фасуют,

контролируют ОТК, анализируют и упаковывают.

Сбор и обработка железосодержащих стоков

Железосодержащие стоки подают на локальную установку очистки стоков для

последующей обработки.

134

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а

7.10 ― Описание технологического процесса производства железа (II)

сернокислого 7-водного

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

технологиче-

охранное

логического

поток

Основные, побоч-

ское обору-

оборудо-

процесса

ные и промежуточ-

Эмиссии

дование

вание

ные продукты

3.1

3.2

Растворение

Железный купо-

Пары сер-

железного купо-

Отфильтрованный

рос техниче-

ной кис-

Емкостное

роса в воде и

раствор железа (II)

ский, вода обес-

лоты, пыль

оборудова-

фильтрация по-

сернокислого 7-

соленная, ма-

сульфата

ние

лученного рас-

водного

точный раствор

железа

твора

Отфильтрован-

Упаривание

Упаренный рас-

ный раствор же-

Пары сер-

Емкостное

раствора же-

твор железа (II)

леза (II) серно-

ной кис-

оборудова-

леза (II) серно-

сернокислого 7-

кислого 7-вод-

лоты

ние

кислого

водного

ного

Упаренный рас-

Кристаллизация

Суспензия кристал-

Емкостное

твор железа (II)

железа (II) сер-

лов железа (II) сер-

оборудова-

сернокислого 7-

нокислого 7-

нокислого 7-вод-

ние

водного

ного

Центрифугиро-

Влажные кри-

Суспензия кри-

вание суспензии

сталлы железа (II)

сталлов железа

кристаллов же-

сернокислого 7-

Центрифуга

(II) сернокис-

леза (II) серно-

водного, маточный

лого 7-водного

кислого 7-вод-

раствор железа (II)

ного

сернокислого

Влажные кри-

Сушка кристал-

Сухие кристаллы

Пыль суль-

сталлы железа

лов железа (II)

Сушильный

железа (II) серно-

фата же-

(II) сернокис-

сернокислого 7-

шкаф

кислого 7-водного

леза

лого 7-водного

водного

Фасовка, кон-

Сухие кри-

троль ОТК и

Пыль суль-

сталлы железа

Фасовочная

анализ, упа-

Готовый продукт

фата же-

(II) сернокис-

машина

ковка и марки-

леза

лого 7-водного

ровка

Сбор и обра-

Емкостное

ботка железосо-

Обработанные

оборудова-

Замывные воды

держащих сто-

сточные воды

ние, нутч-

ков

фильтр

135

Т а б л и ц а 7.11 ― Основное технологическое оборудование производства железа (II)

сернокислого 7-водного

Существенные характери-

Наименование

Назначение оборудования

стики технологического обору-

оборудования

дования

Чаша

Сталь, эмаль V = 0,25 м³

Вакуум-насос ВВН-3

Сборн. Q = 3 м³/мин

Ловушка

Сталь, эмаль V = 0,4 м³

Производство железа (II) серно-

Нутч-фильтр

Керамика, F = 0,15 м²

кислого 7-водного

Центрифуга ФМБ-60

Сборн.

Чаша

Сталь, эмаль V = 0,15 м³

Котел

Фарфор V = 0,15 м³

7.3.1.2 Описание

технологических

процессов, применяемых при

производстве железа (III) азотнокислого 9-водного

Процесс производства железа (III) азотнокислого 9-водного состоит из следую-

щих основных стадий (см. таблицу 7.12):

- растворение металлического железа в азотной кислоте и фильтрация раствора

железа (III) азотнокислого;

- упаривание раствора железа (III) азотнокислого;

- кристаллизация железа (III) азотнокислого 9-водного;

- центрифугирование кристаллов железа (III) азотнокислого 9-водного;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и очистка железосодержащих сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.4.

Основное технологическое оборудование производства железа (III) азотнокис-

лого 9-водного приведено в таблице 7.13.

136

ИТС 33 - 2020

Металлическое

Кислый конденсат от

железо

упарки

Обессоленная вода

Отходящие газы

Растворение металлического

НNО

железа

Раствор

железа (III) азотнокислого

Отходящие газы

Упаривание раствора

железа (III) азотнокислого

Упаренный раствор

железа (III)

азотнокислого

Кристаллизация

железа (III) азотнокислого

9-водного

Суспензия кристаллов

железа (III) азотнокислого

9-водного

Отходящие газы

Центрифугирование

кристаллов железа (III)

азотнокислого 9-водного

Кристаллы

железа (III)

азотнокислого 9-водного

Сточные воды

Отходящие газы

Сбор и утилизация

Фасовка и упаковка

стоков

Раствор

кальцинированной соды

Железо (III) азотнокислое 9-водное

Рисунок 7.4 ― Производство железа (III) азотнокислого 9-водного

Растворение металлического железа в азотной кислоте и фильтрация

раствора железа (III) азотнокислого

Раствор железа (III) азотнокислого получают путем растворения металлического

железа в растворе азотной кислоты в замкнутом объеме при подаче сжатого воздуха

при температуре 80±5 °С до достижения плотности раствора 1300±1350 кг/м³, измерен-

ной при температуре 20-25 °С, полученный раствор фильтруют.

Упаривание раствора железа (III) азотнокислого

Раствор железа (III) азотнокислого нагревают до температуры 95±10 °С и ведут

упаривание при этой температуре до достижения плотности раствора 1460-1470 кг/м³

при температуре 85-95 °С.

Кристаллизация железа (III) азотнокислого 9-водного

Кристаллизацию железа (III) азотнокислого 9-водного осуществляют с помощью

принудительного охлаждения упаренного раствора до температуры 20±2 °С.

Центрифугирование кристаллов железа (III) азотнокислого 9-водного

Отделение кристаллов железа (III) азотнокислого 9-водного от маточного рас-

твора проводят с помощью центрифуги. Маточный раствор направляют на стадию упа-

ривания раствора железа азотнокислого.

137

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт ― кристаллы железа (III) азотнокислого 9-водного― фасуют,

контролируют ОТК, анализируют и упаковывают.

Сбор и очистка железосодержащих сточных вод

Железосодержащие стоки собирают, обрабатывают с помощью кальцинирован-

ной соды и фильтруют, железосодержащий шлам складируют, а очищенные стоки сли-

вают в промканализацию.

Т а б л и ц а 7.12 ― Описание технологического процесса производства железа (III)

азотнокислого 9-водного

Выходной поток

Основное

Природо-

Входной

Стадия технологи-

Основные, по-

технологи-

охранное

поток

ческого процесса

бочные и про-

ческое обо-

оборудо-

Эмиссии

межуточные

рудование

вание

продукты

3.1

3.2

Растворение ме-

Железо металличе-

таллического же-

Отфильтро-

ское, вода обессо-

Оксиды

Емкостное

леза в азотной

ванный рас-

ленная, кислота

азота,

оборудова-

кислоте и филь-

твор железа

азотная, кислый кон-

азотная

ние, нутч-

трация раствора

(III) азотнокис-

денсат со стадии

кислота

фильтр

железа (III) азот-

лого

упарки

нокислого

Упаренный

раствор же-

Оксиды

Отфильтрованный

Упаривание рас-

Емкостное

леза (III) азот-

азота,

раствор железа (III)

твора железа (III)

оборудова-

нокислого,

азотная

азотнокислого

ние

кислый кон-

кислота

денсат

Кристаллизация

Суспензия

Упаренный раствор

Емкостное

железа (III) азот-

кристаллов

железа (III) азотно-

оборудова-

нокислого 9-вод-

железа (III)

кислого

ние

ного

азотнокислого

Центрифугирова-

Кристаллы же-

Суспензия кристал-

ние кристаллов

леза (III) азот-

Оксиды

лов железа (III) азот-

железа (III) азот-

нокислого, ма-

Центрифуга

азота

нокислого

нокислого 9-вод-

точный рас-

ного

твор

Фасовка, контроль

Кристаллы железа

ОТК и анализ, упа-

Готовый про-

Фасовочная

(III) азотнокислого

ковка и марки-

дукт

машина

ровка

Очищенные

Емкостное

Замывные воды, р-р

Сбор и очистка

стоки, железо-

Оксиды

оборудова-

соды кальцинирован-

железосодержа-

содержащий

азота

ние, нутч-

ной

щих сточных вод

шлам

фильтр

138

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а 7.13 ― Основное технологическое оборудование производства железа (III)

азотнокислого 9-водного

Наименование

Назначение

Существенные характеристики тех-

оборудования

нологического оборудования

Мерник азотной кислоты

Чугун, эмаль V= 0,63 м³

Реактор растворения

Нерж. сталь V= 2 м³

Гидрозатвор

Нерж. сталь Н= 6 м

Сборник-ловушка

Нерж. сталь V= 0,3 м³

Сборник промвод

Сталь, эмаль V= 4 м³

Реактор-сборник маточных раство-

Нерж. сталь V= 2 м³

ров

Нутч-фильтр

Нерж. сталь F= 0,5 м²

Сборник раствора железа (III) азот-

Нерж. сталь V= 1 м³

нокислого

Производство

Теплообменник

железа (III)

Графит

Сборник конденсата

азотнокислого

Нерж. сталь V=1 м³

Центрифуга

9-водного

Сборн.

Сборник маточного раствора

Нерж. сталь V=0,03 м³

Вакуум-ловушка

Нерж. сталь V= 1,5 м³

Вакуум-насос

Сборн. Q= 6 м³/мин

Теплообменник

Нерж. сталь F= 0,4 м²

Реактор-осадитель

Сталь, эмаль V= 1,6 м³

Нутч-фильтр

Нерж. сталь F= 2 м²

Сборник фильтрованного раствора

Сталь, эмаль V= 4 м³

Вакуум-ловушка

Нерж. сталь V= 0,63 м³

Вакуум-насос

Сборн. Q= 3,33 м³/мин

7.3.1.3 Описание

технологических

процессов, применяемых при

производстве соли Мора

Процесс производства соли Мора состоит из следующих основных стадий (см.

таблицу 7.14):

- растворение железа (II) сернокислого 7-водного и аммония сернокислого в

воде, фильтрация полученного раствора;

- упаривание раствора сернокислого аммония и железа (II) и кристаллизация

соли Мора;

- фильтрование суспензии на нутч-фильтре;

- центрифугирование влажных кристаллов соли Мора;

- сушка кристаллов соли Мора;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и обработка сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.5.

Основное технологическое оборудование производства соли Мора приведено в

таблице 7.15.

139

Железо (II)

Аммоний сернокислый

сернокислое

7-водное

Растворение железа (II)

Обессоленная вода

сернокислого 7-водного и

аммония сернокислого

Замывные воды

Раствор

соли Мора

Отходящие газы

Упаривание раствора и

кристаллизация

соли Мора

Суспензия кристаллов

соли Мора

Фильтрование

Влажные кристаллы

Соли Мора

Этанол

Центрифугирование

Влажные кристаллы

Соли Мора

Отходящие газы

Сушка

Сточные воды

Сбор и утилизация

Сухие кристаллы

стоков

соли Мора

Сточные воды

Фасовка и упаковка

Соль Мора

Рисунок 7.5 ― Производство соли Мора

Растворение железа (II) сернокислого 7-водного и аммония сернокислого

в воде, фильтрация полученного раствора

Соль Мора получают растворением железа (II) сернокислого 7-водного и аммо-

ния сернокислого в воде при температуре 70-75 °С. Проводят контроль рН, величина

рН должна составлять 1,5-2,5. Если рН более 2,5, то добавляют серную кислоту и по-

вторяют контроль рН. Если рН соответствует норме, то раствор фильтруют на нутч-

фильтре.

Упаривание раствора сернокислого аммония и железа (II)

Раствор соли Мора упаривают до плотности 1320-1360 кг/м³.

140

ИТС 33 - 2020

Кристаллизация соли Мора

Упаренный раствор соли Мора поступает на кристаллизацию, где первоначально

ведут естественное охлаждение до температуры 25-30 °С, затем осуществляют охла-

ждение суспензии оборотной водой до температуры 15-20 °С. Полученную суспензию

перемешивают еще 2-3 часа.

Фильтрование суспензии на нутч-фильтре

Суспензию кристаллов соли Мора отжимают на нутч-фильтре с помощью ваку-

ума. Маточный раствор сливают в полиэтиленовые канистры.

Центрифугирование влажных кристаллов соли Мора

Влажные кристаллы соли Мора отжимают на центрифуге, затем отбирают сред-

нюю пробу и сдают на анализ для определения массовой доли двойной сернокислой

соли закиси железа и аммония. Если массовая доля основного вещества менее 99,7%,

то центрифугирование продолжают. Отжатые кристаллы заливают этиловым спиртом,

выдерживают 0,5 часа, а затем отжимают.

Сушка кристаллов соли Мора

После центрифугирования кристаллов соли Мора отбирают среднюю пробу,

если массовая доля основного вещества меньше нормы, то кристаллы сушат на воз-

духе до достижения требуемой нормы.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт, кристаллы соли Мора, фасуют, контролируют ОТК, анализи-

руют и упаковывают.

Сбор и обработка сточных вод

Железосодержащие стоки собирают, обрабатывают с помощью кальцинирован-

ной соды и фильтруют, железосодержащий шлам складируют, а очищенные стоки сли-

вают в промканализацию.

Т а б л и ц а 7.14 ― Описание технологического процесса производства соли Мора

Выходной поток

Основное

Природо-

Основные,

Входной

Стадия технологи-

охранное

технологиче-

побочные и

поток

ческого процесса

ское оборудо-

оборудо-

промежуточ-

Эмиссии

вание

ные про-

дукты

3.1

3.2

Растворение же-

Емкостное обо-

Аммоний сернокис-

леза (II) сернокис-

Отфильтро-

рудование,

лый, железо (II) сер-

лого 7-водного и

ванный рас-

нутч-фильтр,

нокислое 7-водное,

аммония сернокис-

твор соли

вакуум-ло-

серная кислота,

лого в воде, филь-

Мора

вушка, вакуум-

вода обессоленная

трация получен-

насос

ного раствора

141

Окончание таблицы 7.14

Выходной поток

Основное

Природо-

Основные,

Входной

Стадия технологи-

технологиче-

охранное

побочные и

поток

ческого процесса

ское оборудо-

оборудо-

промежуточ-

Эмиссии

вание

ные про-

дукты

3.1

3.2

Пыль

Упаривание рас-

Упаренный

сульфа-

Отфильтрованный

твора сернокис-

Емкостное обо-

раствор соли

тов аммо-

раствор соли Мора

лого аммония и

рудование

Мора

ния, же-

железа (II)

леза

Суспензия

Упаренный раствор

Кристаллизация

Емкостное обо-

кристаллов

соли Мора

рудование

соли Мора

Влажные

Нутч-фильтр,

Фильтрование сус-

кристаллы

Суспензия кристал-

вакуум-ло-

пензии на нутч-

соли Мора,

лов соли Мора

вушка, вакуум-

фильтре

маточный

насос

раствор

Центрифугирова-

Влажные кристаллы

Влажные

ние влажных кри-

соли Мора, этило-

кристаллы

Центрифуга

сталлов соли

вый спирт

соли Мора

Мора

Пыль

Нутч-фильтр,

Сухие

сульфа-

Влажные кристаллы

Сушка кристаллов

вакуум-ло-

кристаллы

тов аммо-

соли Мора

вушка, вакуум-

соли Мора

ния, же-

насос

леза

Фасовка, контроль

Сухие

ОТК и анализ, упа-

Готовый про-

Фасовочная

кристаллы соли

ковка и марки-

дукт

машина

Мора

ровка

Очищенные

Замывные воды, р-р

Сбор и очистка же-

Емкостное обо-

стоки, желе-

соды кальциниро-

лезосодержащих

рудование,

зосодержа-

ванной

сточных вод

нутч-фильтр

щий шлам

142

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а 7.15 ― Основное технологическое оборудование производства соли Мора

Существенные характери-

Наименование

Назначение оборудования

стики технологического обору-

оборудования

дования

Чаша

Сталь, эмаль V = 0,4 м³

Нутч-фильтр

Фарфор V = 50 дм³

Вакуум-насос ВВН-1-3

Производство солей Мора

Q = 3,3 м³/мин

Вакуум-ловушка

Сталь, эмаль V=0,63 м³

Центрифуга ФМБ 633

Сборн.

7.3.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве соединений железа

7.3.2.1 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве железа (II) сернокислого 7-водного

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве железа (II) сернокис-

лого 7-водного приведены в таблице 7.16.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве железа (II) сернокислого 7-водного, приведена в таблице 7.17.

Т а б л и ц а 7.16 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве железа (II) сернокислого 7-водного

Расход

Единицы

Наименование

измере-

минималь-

максималь-

ния

ный

Купорос железный технический

кг/т

683

Кислота серная техническая

кг/т

Сода кальцинированная техническая

кг/т

Пар

Гкал/т

Электроэнергия

кВт·ч/т

1060

Вода обессоленная

м³/т

143

Т а б л и ц а 7.17 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

железа (II) сернокислого 7-водного

Масса выбросов загрязняющих ве-

ществ после очистки в расчете на 1 т

Наименование

Метод очистки, об-

продукции, кг/т

Источники

загрязняющего

работки, повторного

Диапазон

выбросов

вещества

использования

минималь-

максималь-

Среднее

ное значе-

значение

ние

Железо суль-

Выбросы ор-

фат (в пере-

0,538

ганизован-

счете на же-

ные

лезо)

Серная кислота

0,088

7.3.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве железа (III) азотнокислого 9-водного

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве железа (III) азотнокис-

лого 9-водного приведены в таблице 7.18.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве железа (III) азотнокислого 9-водного, приведена в таблице 7.19.

Т а б л и ц а 7.18 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве железа (III) азотнокислого 9-водного

Расход на 1 т продукции

Единицы

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Железо в виде отходов из стали

кг/т

142

Кислота азотная неконцентрированная с. в.

кг/т

1050

Сода кальцинированная техническая

кг/т

Фильтродиагональ

м/т

0,5

Полотно лавсановое

м/т

0,5

Пар

Гкал/т

8,3

Электроэнергия

кВт·ч/т

1532

Вода обессоленная

м³/т

144

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а

7.19 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

железа (III) азотнокислого 9-водного

Масса выбросов загрязняющих ве-

Метод

ществ после очистки в расчете на 1 т

Наименование

очистки, об-

продукции, кг/т

Источники

загрязняющего

работки, по-

Диапазон

Сред-

выбросов

вещества

вторного ис-

нее

минимальное

максималь-

пользования

значе-

значение

ное значение

ние

Азота диоксид

1,03

Азота оксид

0,258

Азотная кислота

0,104

Выбросы орга-

Дижелезо триок-

низованные

сид (железо ок-

сид) (в пере-

0,00016

счете на же-

лезо)

7.3.2.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве соли Мора

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве соли Мора приведены

в таблице 7.20.

Т а б л и ц а 7.20 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве соли Мора

Единицы

Расход

Наименование

измере-

ния

минималь-

максималь-

ный

Железо (II) сернокислое 7-водное, ч. д. а.

кг/т

742

Аммоний сернокислый, ч. д. а.

кг/т

356

Кислота серная реактивная

кг/т

Спирт этиловый технический

дм³/т

Сода кальцинированная техническая

кг/т

30,4

Пар

Гкал

Электроэнергия

кВт·ч

1831

Вода обессоленная

3,5

м³

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство соединений железа не

имеет. Очищенные на локальных установках сточные воды передаются на станцию

нейтрализации стороннего предприятия. Отходы, образующиеся при производстве со-

единений железа, приведены в таблице 7.21.

145

Т а б л и ц а 7.21 ― Отходы, образующиеся при производстве соединений железа

Масса образующихся отхо-

дов производства в расчете

Источ-

Способ ути-

на 1 т продукции, кг/т

Класс

ник

лизации,

Диапазон

Сред-

Наименование

опас-

обра-

обезврежи-

нее

Мини-

Макси-

ности

зова-

вания, раз-

значе-

маль-

мальное

ния

мещения

ние

ное зна-

значе-

чение

ние

Ткани фильтровальные из

разнородных материалов в

смеси, загрязненные нерас-

0,11

творимыми или малорас-

творимыми минеральными

веществами

7.4 Производство реактива Несслера

Реактив Несслера представляет собой раствор в щелочной среде дигидрата

тетраиодомеркурата (II) калия (химическая формула K2[HgI4]·2H2O), выпускается

промышленностью в виде жидкости бледно-желтого цвета, разлагающейся под

воздействием света.

Реактив Несслера используется в качественном обнаружении аммиака и гуади-

нинов, при этом образуется осадок яркого красно-коричневого цвета, для обнаружения

альдегидов, первичных и вторичных спиртов - осадок черный. Также вещество приме-

няется в колориметрическом определении минимального содержания аммиака. Реак-

тив также обладает способностью образования ртути в металлической форме, в ре-

зультате чего он широко применяется в обнаружении спиртов и альдегидов, а также в

хроматографии тонкослойной и бумажной для того, чтобы идентифицировать такие хи-

мические вещества, как гидроксиаминокислоты.

7.4.1 Описание технологических процессов, применяемых при

производстве реактива Несслера

Процесс производства реактива Несслера состоит из следующих основных ста-

дий (см. таблицу 7.22):

- приготовление раствора натрия гидроксида;

- приготовление раствора калия тетраиодомеркурата (II);

- получение реактива Несслера;

- отстаивание реактива Несслера;

- фасовка, контроль ОТК, анализ, упаковка и маркировка;

- демеркуризация ртутьсодержащих сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.6.

Основное технологическое оборудование производства реактива Несслера при-

ведено в таблице 7.23.

146

ИТС 33 - 2020

Йодистый

Оксид

Гидроксид

Обессоленная

калий

ртути (II)

натрия

вода

Отходящие газы

Приготовление раствора

калия тетраиодомеркурата

гидроксида натрия

Раствор

Отходящие

тетраиодомеркурата

Раствор гидроксида

газы

калия

натрия

Получение

реактива Несслера

Суспензия

реактива Несслера

Сточные воды

Очищенные

Демеркуризация

Отстаивание

стоки

ртутьсодержащих

реактива Несслера

Сточные воды

сточных вод

Сточные воды

Готовый продукт на

фасовку

Рисунок 7.6 ― Производство реактива Несслера

Приготовление раствора натрия гидроксида

Расчетное количество натра едкого растворяют в обессоленной воде при темпе-

ратуре не более 50 °С до полного растворения, далее раствор натрия гидроксида охла-

ждают до температуры 20±5 °С и отстаивают до полноты осветления. Полученный рас-

твор разбавляют обессоленной водой до достижения плотности 1120÷1140 кг/м³при

температуре 20±2 °С.

Приготовление раствора калия тетраиодомеркурата (II)

Раствор тетраиодомеркурата калия готовят растворением ртути (II) оксида в рас-

творе калия йодистого при температуре 75±5 °С при помощи сжатого воздуха.

Получение реактива Несслера

Реактив Несслера получают путем смешивания раствора натрия гидроксида с

плотностью 1120÷1140 кг/м³и раствора калия тетраиодомеркурата.

Отстаивание реактива Несслера

Отстаивание реактива Несслера проводят на слое илистого осадка (шлама) до

достижения требуемых норм: прозрачность, чувствительность к иону аммония и плот-

ность, которая должна составлять 1160÷1170 кг/м³при температуре 20±2 °С.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт фасуют, упаковывают, анализируют, сдают на склад готовой

продукции.

Демеркуризация ртутьсодержащих сточных вод

Демеркуризацию производственных помещений и оборудования проводят мето-

дом химической обработки 7÷10%-ным раствором уксусной кислоты и 2÷4%-ным рас-

твором калия йодистого. Обработку ртутьсодержащих сточных вод проводят методом

осаждения сульфида ртути сернистым натрием до рН=7,0÷7,5 и достижения полноты

147

осаждения ртути. Обработанные ртутьсодержащие сточные воды отстаивают в тече-

ние 20 часов и фильтруют с помощью вакуума, фильтрацию и обработку повторяют до

достижения требуемых норм, обработанные и отфильтрованные сточные воды сли-

вают в промканализацию. Ртутьсодержащие отходы в виде шлама сульфида ртути су-

шат при температуре 90±10 °С, затем по мере накопления фасуют, упаковывают, ана-

лизируют и хранят на производстве реактива Несслера. Отмытые отработанные филь-

тровальные полотна и фильтровальную бумагу упаковывают и хранят на производстве

реактива Несслера.

Т а б л и ц а 7.22 ― Стадии производства реактива Несслера

Выходной поток

Основное

Приро-

Стадия техно-

технологи-

доохран-

Входной

Основные, побочные

логического

ческое

ное обо-

поток

и промежуточные

Эмиссии

процесса

оборудо-

рудова-

продукты

вание

ние

3.1

3.2

Приготовление

Натрия гидрок-

Натрий

Емкостное

раствора

Раствор натрия гид-

сид, вода обес-

гидрок-

оборудо-

натрия гидрок-

роксида

соленная

сид

вание

сида

Калий йоди-

Приготовление

Оксид

Емкостное

стый, ртуть (II)

раствора калия

Раствор тетраиодо-

ртути

оборудо-

оксид, вода

тетраиодомер-

меркурата (II)

вание

обессоленная

курата (II)

Раствор тет-

Получение ре-

раиодомерку-

Суспензия реактива

Емкостное

актива

рата (II), рас-

Несслера

оборудо-

Несслера

твор натрия гид-

вание

роксида

Суспензия реак-

Отстаивание

тива Несслера,

Раствор реактива

Нутч-

реактива

вода обессолен-

Несслера

фильтр

Несслера

ная

Фасовка, кон-

троль ОТК,

Ртуть

Раствор реак-

анализ, упа-

Готовый продукт

двуйоди-

тива Несслера

ковка и марки-

стая

ровка

Демеркуриза-

Сточные воды,

Ртутьсодержащие

Емкостное

ция ртутьсо-

сернистый

отходы, очищенные

оборудо-

держащих

натрий

стоки

вание

сточных вод

148

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а

7.23 ― Основное технологическое оборудование производства реактива

Несслера

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Вакуум-насос ВВН-3

Сборн. Q=3,2 м³/мин

Реактор синтеза

Чугун, эмаль V=0,63 м³

Сборник

Сталь, эмаль V=0,63 м³

Мерник

Сталь, эмаль V= 0,125-0,63 м³

Реактор

Производство

Чугун, эмаль V=0,16 м³

Емкость

реактива

Винипласт, V=0,2 м³

Нутч-фильтр

Несслера

Сталь, эмаль F=0,2 м²

Сборник

Сталь, эмаль V=0,4 - 1,6 м³

Шкаф сушильный СНОЛ-3,5

Сборн.

Ловушка

Сталь, эмаль V= 0,025-0,063 м³

Мерник щелочи

Сталь, эмаль V=1,25 м³

7.4.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве реактива Несслера

приведены в таблице 7.24.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве реактива Несселера, приведена в таблице 7.25.

Т а б л и ц а 7.24 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов в производстве реактива Несслера

Расход

Единицы

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Натр едкий технический

кг/т

105,5

Калий йодистый

кг/т

51,5

Ртуть (II) окись

кг/т

16,9

Натрий сернистый технический (натрия

кг/т

0,6394

сульфид)

Кислота серная техническая

кг/т

0,7

Кислота уксусная

кг/т

1,1

Вода обессоленная

м³/т

0,9

Бязь

м/т

0,6

Фильтродиагональ

м/т

0,5

Бумага фильтровальная

кг/т

0,7

Клей Na-КМЦ

кг/т

0,3

Полотно нетканое

м/т

0,3

Электроэнергия

кВт·ч/т

329

Пар

Гкал/т

0,0596

149

Т а б л и ц а 7.25 - Выбросы загрязняющих веществ атмосферу при производстве реак-

тива Несслера

Масса выбросов загрязняющих ве-

ществ после очистки в расчете на 1 т

Метод очистки,

Наименование за-

продукции, кг/т

Источники

обработки, по-

грязняющего ве-

Диапазон

выбросов

вторного исполь-

щества

минималь-

максималь-

Среднее

зования

ное значе-

ное

значение

ние

значение

Ртуть (II) оксид,

Выбросы

ртуть двуйоди-

0,0097

организо-

стая (в пересчете

ванные

на ртуть)

Натрия гидроксид

0,000707

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство реактива Несслера не

имеет. Очищенные на локальных установках сточные воды передаются на станцию

нейтрализации стороннего предприятия.

Отходы, которые образуются со стадий технологического процесса, возвра-

щают в начало процесса.

7.5 Производство соединений кадмия

Производство кадмия оксида

Окись кадмия (оксид кадмия, химическая формула CdO) выпускается промыш-

ленностью в виде коричнево-бурого кристаллического неплавкого порошка, который на

воздухе постепенно бледнеет, поглощая углекислоту с переходом в углекислый кад-

мий.

Окись кадмия применяется в гальванотехнике, является компонентом щелочных

никель-кадмиевых аккумуляторов, в качестве сырья для производства других соедине-

ний кадмия, в органическом синтезе для получения термостабилизаторов.

Производство кадмия сернокислого

Кадмий сернокислый (сульфат кадмия, химическая формула 3CdSO4·8H2O) вы-

пускается промышленностью в виде бесцветных кристаллов в массе белого цвета, ко-

торые в сухом воздухе частично выветриваются.

Сернокислый кадмий применяется в гальванотехнике, в производстве аккумуля-

торов, люминесцентных материалов, как промежуточный продукт при получении других

соединений кадмия, в лабораторной практике.

Производство кадмия углекислого

Кадмий углекислый (карбонат кадмия, химическая формула CdCO3) выпускается

промышленностью в виде пасты белого цвета.

Паста карбоната кадмия применяется для получения высококачественных пиг-

ментов и изготовления керамических изделий

150

ИТС 33 - 2020

Производство кадмия хлористого 2,5-водного

Кадмий хлористый 2,5-водный (хлорид кадмия 2,5-водный, химическая формула

CdCl2·2,5H2O) выпускается промышленностью в виде бесцветных полупрозрачных кри-

сталлов или белого кристаллического порошка, который на воздухе выветривается.

Кадмий хлористый 2,5-водный применяется в качестве компонента электролита

в кадмиевых гальванических элементах в отечественной гальванике, катализатора в

органическом синтезе, исходного сырья для получения кадмийорганических соедине-

ний, в исследовательской и лабораторной практике.

7.5.1 Описание

технологических

процессов,

применяемых

при

производстве соединений кадмия

7.5.1.1 Описание

технологических

процессов, применяемых при

производстве кадмия оксида

Процесс производства оксида кадмия состоит из следующих основных стадий

(см. таблицу 7.26):

- расплавление металлического кадмия и его испарение;

- окисление паров кадмия до оксида кадмия;

- выгрузка кадмия оксида из окислительных и осадительных камер, из циклонов

и рукавных фильтров;

- смешение и усреднение кадмия оксида;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.7.

Основное технологическое оборудование производства оксида кадмия приве-

дено в таблице 7.27.

151

Металлический

Кислород воздуха

кадмий

Расплавление

Отходящие газы

металлического кадмия и

его испарение

Расплав

металлического кадмия

Отходящие газы

Окисление паров

металлического кадмия

до оксида кадмия

Оксид кадмия

Отходящие газы

Выгрузка оксида кадмия

Оксид кадмия

Сточные воды

Отходящие газы

Смешение и усредние

Сбор и утилизация

оксида кадмия

стоков

Готовый продукт на

фасовку

Натр едкий техн.

Рисунок 7.7 ― Производство оксида кадмия

Расплавление металлического кадмия и его испарение

Кадмий металлический расплавляют в электропечи при температуре

800÷900 °С.

Окисление паров кадмия до оксида кадмия

Пары кадмия в окислительной камере взаимодействуют с кислородом воздуха,

образуя мелкодисперсный порошок кадмия оксида:

2Cd + O2 → 2CdO.

Температура в окислительных камерах составляет 200÷450 °С. Доокисление па-

ров кадмия происходит в осадительных камерах.

Выгрузка кадмия оксида из окислительных и осадительных камер, из

циклонов и рукавных фильтров

Уловленный оксид кадмия из окислительных, осадительных камер, циклонов и

рукавных фильтров выгружают и направляют на усреднение.

Смешение и усреднение оксида кадмия

Усреднение оксида кадмия осуществляют в смесителе путем перемешивания.

152

ИТС 33 - 2020

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт кадмия оксида фасуют, контролируют ОТК, анализируют и упа-

ковывают.

Сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод

Замывные воды от мытья полов собирают и направляют на локальную установку

по обработке кадмийсодержащих стоков.

Т а б л и ц а 7.26 ― Стадии производства оксида кадмия

Выходной поток

Природо-

Основные,

Основное тех-

Входной по-

Стадия технологи-

охранное

побочные и

нологическое

ток

ческого процесса

оборудо-

промежуточ-

Эмиссии

оборудование

вание

ные про-

дукты

3.1

3.2

Кадмий ме-

Расплавление ме-

Расплав кад-

Кадмий оксид,

Камерная элек-

талличе-

таллического кад-

мия металли-

оксиды азота

тропечь

ский, кисло-

мия и его испаре-

ческого, кис-

род воздуха

ние

лород воз-

духа

Расплав

Окисление паров

Оксид кад-

Кадмий оксид,

Окислительная

кадмия ме-

кадмия до оксида

мия

оксиды азота,

камера

талличе-

кадмия

сера диоксид,

ского, кисло-

углерод оксид,

род воздуха

3,4-Бензпирен

Оксид кад-

Выгрузка кадмия

Оксид кад-

Кадмий оксид

Окислительная

мия

оксида из окисли-

мия

и осадительная

тельных и осади-

камеры, цик-

тельных камер, из

лоны и рукав-

циклонов и рукав-

ные фильтры

ных фильтров

Оксид кад-

Смешение и

Оксид кад-

Кадмий оксид

Смеситель

мия

усреднение ок-

мия

сида кадмия

Оксид кад-

Фасовка, контроль

Готовый про-

Кадмий оксид

Фасовочная ма-

мия

ОТК и анализ,

дукт

шина

упаковка и марки-

ровка

Замывные

Сбор и обработка

Осветленные

Натрий гидрок-

Реактор, нутч-

воды, натр

кадмийсодержа-

сточные

сид, динатрий

фильтр

едкий техни-

щих сточных вод

воды, осадок

карбонат

ческий

153

Т а б л и ц а 7.27 ― Основное технологическое оборудование производства оксида кад-

мия

Существенные характери-

Наименование

Назначение оборудования

стики технологического обору-

оборудования

дования

Камерная электропечь

N=58 кВт·ч, сборная

Окислительная камера

ст.3 Х18Н10Т, V = 2 м³

Осадительная камера

ст.3 Х18Н10Т, V = 2 м³

ст.3 Х18Н10Т,

Циклон

Производство оксида кадмия

Q = 4000-8000 м³/час

Рукавный фильтр

ст.3, F = 60 м²

ФВК-60

Установка компрессорная

Q = 30 м³/час

7.5.1.2 Описание

технологических

процессов, применяемых при

производстве кадмия сернокислого

Процесс производства сернокислого кадмия состоит из следующих основных

стадий (см. таблицу 7.28):

- приготовление раствора кадмия сернокислого;

- обработка раствора кадмия сернокислого от примесей и его фильтрация рас-

твора.

- упаривание раствора кадмия сернокислого;

- кристаллизация кадмия сернокислого из упаренного раствора с гидратацией;

- центрифугирование;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.8.

Основное технологическое оборудование производства сернокислого кадмия

приведено в таблице 7.29.

154

ИТС 33 - 2020

Серная

Оксид

кислота

кадмия

Обессоленная

Приготовление раствора

Отходящие газы

вода

сернокислого кадмия и

его фильтрация

Раствор

сернокислого кадмия

Приготовление раствора

Отходящие газы

сернокислого кадмия и

его фильтрация

Упаренный раствор

сернокислого кадмия

Отходящие газы

Кристаллизация

Суспензия кристаллов

сернокислого кадмия

Отходящие газы

Маточный

Центрифугирование

Сточные воды

раствор

Сбор и утилизация

стоков

Готовый

продукт на

фасовку

Натр едкий техн.

Рисунок 7.8 ― Производство кадмия сернокислого

Приготовление раствора кадмия сернокислого, обработка раствора от

примесей, фильтрация раствора

Кадмий сернокислый получают путем растворения кадмия оксида в растворе

серной кислоты при температуре 95÷100 °С до полноты растворения и достижения

плотности раствора 1400 кг/м³при температуре 60÷80 °С. Полученный раствор прове-

ряют по специальным методикам на содержание примесей железа, меди, никеля и

свинца. Если массовые концентрации примесей выше допустимых, то раствор обраба-

тывают до контрольных показателей, в том числе и по рН. Обработанный раствор

фильтруют на нутч-фильтре с помощью вакуума.

Упаривание раствора кадмия сернокислого

Раствор кадмия сернокислого упаривают при температуре 105 °С до массовой

концентрации кадмия сернокислого 520÷560 г/дм³.

Кристаллизация кадмия сернокислого из упаренного раствора с

гидратацией

Кристаллизацию кадмия сернокислого осуществляют путем естественного охла-

ждения упаренного раствора в течение часа, затем с помощью принудительного охла-

ждения до достижения реакционной массой температуры 43 °С. Для затравки кри-

155

сталла с нужной водностью на стадию кристаллизации подают определенное количе-

ство кристаллов 3CdSO4·8H2O и обессоленную воду для гидратации кадмия сернокис-

лого одноводного.

Центрифугирование

Кристаллы сернокислого кадмия 3CdSO4·8H2O отделяют на центрифуге от ма-

точного раствора. Маточный раствор направляется на стадию приготовления раствора

сернокислого кадмия.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт ― кристаллы сернокислого кадмия ― фасуют, контролируют

ОТК, анализируют и упаковывают.

Сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод

Замывные воды от мытья полов собирают и направляют на локальную установку

по обработке кадмийсодержащих стоков.

Т а б л и ц а 7.28 ― Описание технологического процесса производства сернокислого

кадмия

Выходной поток

Приро-

до-

Стадия техно-

Основные,

Основное тех-

Входной

охран-

логического

побочные и

нологическое

поток

ное обо-

процесса

промежуточ-

Эмиссии

оборудование

рудова-

ные про-

ние

дукты

3.1

3.2

Оксид кадмия, сер-

Приготовление

Раствор сер-

ная кислота, вода

раствора сер-

Кадмий

Емкостное

нокислого

обессоленная, ма-

нокислого кад-

сульфат

оборудование

кадмия

точный раствор

мия

Обработка рас-

Очищенный

Емкостное

твора кадмия

раствор сер-

оборудование,

сернокислого

нокислого

Раствор сернокис-

нутч-фильтр,

от примесей

кадмия, не-

лого кадмия

вакуум-ло-

Fe, Cu, Ni, Pb.

раств. оса-

вушка, вакуум-

Фильтрация

док

насос

раствора.

Упаренный

Упаривание

Кадмий

Очищенный рас-

раствор сер-

раствора кад-

сульфат,

Емкостное

твор сернокислого

нокислого

мия сернокис-

серная кис-

оборудование

кадмия

кадмия, соко-

лого

лота

вый пар

Упаренный раствор

Суспензия

Емкостное

Кристаллиза-

сернокислого кад-

кристаллов

оборудование,

ция кадмия

мия, затравка, вода

кадмия сер-

теплообмен-

сернокислого

обессоленная

нокислого

ники

156

ИТС 33 - 2020

Окончание таблицы 7.28

Выходной поток

Приро-

до-

Стадия техно-

Основные,

Основное тех-

Входной

охран-

логического

побочные и

нологическое

поток

ное обо-

процесса

промежуточ-

Эмиссии

оборудование

рудова-

ные про-

ние

дукты

3.1

3.2

Кристаллы

Суспензия кристал-

сернокислого

Центрифугиро-

Кадмий

лов кадмия серно-

кадмия, ма-

Центрифуга

вание

сульфат

кислого

точный рас-

твор

Фасовка, кон-

троль ОТК и

Кристаллы серно-

Готовый про-

Кадмий

Фасовочная

анализ, упа-

кислого кадмия

дукт

сульфат

машина

ковка и марки-

ровка

Сбор и обра-

Натрий

Замывные воды,

Осветлен-

ботка кадмий-

гидроксид,

Реактор, нутч-

натр едкий техниче-

ные сточные

содержащих

динатрий

фильтр

ский

воды, осадок

сточных вод

карбонат

Т а б л и ц а 7.29 ― Основное технологическое оборудование производства сернокис-

лого кадмия

Существенные характери-

Наименование

Назначение оборудования

стики технологического обору-

оборудования

дования

Мерник серной кислоты

Фторопласт, V = 0,4 м³

Реактор

Нерж. сталь V = 1 м³

Нутч-фильтр

Нерж. сталь Fф = 0,95 м²

Теплообменник

Нерж. сталь Fт = 15 м²

Сборник

Нерж. сталь V= 1 м³

Реактор

Нерж. сталь V= 1 м³

Производство сернокислого кад-

Центрифуга ФМБ-633К

Nдв.= 4 кВт

мия

Сборник маточного рас-

Нерж. сталь V = 0,63 м³

твора

Теплообменник

Нерж. сталь Fт = 17 м²

Вакуум-ловушка

Нерж. сталь V = 1,25 м³

Вакуум-насос ВВН-6

Q = 6 м³/мин, сборный

Вентилятор

Сборный

157

7.5.1.3 Описание

технологических

процессов, применяемых при

производстве кадмия углекислого

Процесс производства углекислого кадмия состоит из следующих основных ста-

дий (см. таблицу 7.30):

- приготовление раствора кадмия азотнокислого, обработка раствора от приме-

сей, фильтрация раствора;

- получение пульпы углекислого кадмия;

- отжим и отмывка пасты углекислого кадмия;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.9.

Основное технологическое оборудование производства пасты углекислого кад-

мия приведено в таблице 7.31.

Азотная

Оксид

кислота

кадмия

Отходящие газы

Обессоленная

Приготовление раствора

вода

азотнокислого кадмия и

его фильтрация

Раствор

азотнокислого кадмия

Отходящие газы

Обессоленная

вода

Получение пульпы

Углеаммонийные

соли

Пульпа углекислого

кадмия

Отходящие газы

Отжим пульпы и отмывка

пасты

Сточные воды

Сбор и утилизация

стоков

Готовый продукт на

фасовку

Натр едкий техн.

Рисунок 7.9 ― Производство пасты кадмия углекислого

158

ИТС 33 - 2020

Приготовление раствора кадмия азотнокислого, обработка раствора

от примесей, фильтрация раствора

Приготовление раствора кадмия азотнокислого проводят путем растворения кад-

мия оксида в растворе азотной кислоты при температуре 95÷100 ° С в течение 3-4 ча-

сов до определенных контрольных показателей, затем обрабатывают раствор от при-

месей до допустимых показателей по сульфатам, железу и свинцу, раствор фильтруют.

Получение пульпы углекислого кадмия

Пульпу углекислого кадмия получают методом взаимодействия раствора кадмия

азотнокислого с углеаммонийными солями (УАС) при температуре 40-50 °С. Оконча-

ние синтеза проверяют специальными методиками производства.

Отжим и отмывка пасты углекислого кадмия

Полученную пульпу углекислого кадмия разделяют и отмывают от маточного

раствора на нутч-фильтре с помощью вакуума.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт ― пасту карбоната кадмия ― фасуют, контролируют ОТК, ана-

лизируют и упаковывают.

Сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод

Маточные растворы, замывные воды собирают и направляют на локальную уста-

новку по обработке кадмийсодержащих стоков.

Т а б л и ц а 7.30 ― Описание технологического процесса производства пасты кадмия

углекислого

Выходной поток

Природо-

Основное

Входной

Стадия технологи-

Основные, по-

Эмиссии

охранное

технологическое

ческого процесса

бочные и про-

оборудо-

поток

оборудование

межуточные

вание

продукты

3.1

3.2

Оксид кадмия,

Приготовление

Раствор азот-

Кадмий ок-

азотная кис-

Емкостное обо-

раствора кадмия

нокислого кад-

сид, оксиды

лота, вода

рудование

азотнокислого

мия

азота

обессоленная

Обработка рас-

Очищенный

Емкостное обо-

твора кадмия

раствор азот-

Раствор азот-

Оксиды

рудование,

азотнокислого от

нокислого кад-

азота, азот-

нутч-фильтр, ва-

примесей сульфа-

мия, нераств.

мия

ная кислота

куум-ловушка,

тов, Fe, Pb. Филь-

осадок

вакуум-насос

трация раствора

Очищенный

раствор азот-

Получение пульпы

Пульпа кад-

нокислого кад-

Емкостное обо-

углекислого кад-

мия углекис-

Аммиак

мия,

рудование

мия

лого

УАС, вода

обессоленная

159

Окончание таблицы 7.30

Выходной поток

Природо-

Основное

Входной

Стадия технологи-

Основные, по-

Эмиссии

охранное

технологическое

ческого процесса

бочные и про-

оборудо-

поток

оборудование

межуточные

вание

продукты

3.1

3.2

Паста кадмия

Отжим и отмывка

Нутч-фильтр,

Пульпа кадмия

углекислого,

пасты углекислого

вакуум-ловушка,

углекислого

маточный рас-

кадмия

вакуум-насос

твор

Фасовка, контроль

Кристаллы

ОТК и анализ, упа-

Готовый про-

Фасовочная ма-

сернокислого

ковка и марки-

дукт

шина

кадмия

ровка

Замывные

Натрий гид-

воды, маточ-

Сбор и обработка

Осветленные

роксид, ди-

Реактор, нутч-

ный раствор,

кадмийсодержа-

сточные воды,

натрий кар-

фильтр

натр едкий

щих сточных вод

осадок

бонат

технический

Т а б л и ц а 7.31 ― Основное технологическое оборудование производства пасты угле-

кислого кадмия

Существенные характери-

Наименование

Назначение оборудования

стики технологического обору-

оборудования

дования

Сборник обессоленной воды

V= 0,4 м³, алюминиевый

Сборник обессоленной воды

V = 1,25 м³, нерж. сталь

Нутч-фильтр

Производства

F = 1,5 м², нерж. сталь

Реактор

пасты углекислого кадмия

V = 2 м³, нерж. сталь

Вакуум-насос ВВН-6

Q = 6 м³/мин, сборный

Вакуум-ловушка

V = 0,63 м³, чугун-эмаль

7.5.1.4 Описание

технологических

процессов, применяемых при

производстве кадмия хлористого 2,5-водного

Процесс производства сернокислого кадмия состоит из следующих основных

стадий (см. таблицу 7.32):

- приготовление раствора кадмия хлористого;

- обработка раствора кадмия хлористого от примесей;

- фильтрация раствора;

- упаривание раствора кадмия хлористого под вакуумом;

- кристаллизация кадмия хлористого 2,5-водного из упаренного раствора;

- центрифугирование;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

160

ИТС 33 - 2020

- сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.10.

Основное технологическое оборудование производства кадмия хлористого 2,5-

водного приведено в таблице 7.33.

Диметилглиоксим

Вода обессоленная

Перекись водорода

Барий хлористый

Кислота соляная

Выхлопные газы

Оксид кадмия

Уголь

Приготовление и

Отходы кадмия

фильтрация раствора

кадмия хлористого

Раствор хлористого кадмия

Упаривание

Упаренный раствор

хлористого кадмия

Кристаллизация

Натр едкий

Замывные воды

Суспензия кристаллов кадмия

хлористого 2,5-водного

Выхлопные

Сбор и обработка

газы

Центрифугирование

кадмийсодержащих

Маточный

сточных вод

раствор

Замывные воды

Готовый продукт

на фасовку

Рисунок 7.10 ― Производство кадмия хлористого 2,5-водного

Приготовление раствора кадмия хлористого, обработка раствора от

примесей, фильтрация раствора

Раствор хлористого кадмия получают путем растворения окиси кадмия в соляной

кислоте при температуре 95÷100 °С до полноты растворения при рН=1÷2, затем пода-

чей кадмия оксида доводят раствор кадмия хлористого до рН=3÷4. Затем проводят об-

работку раствора от примесей до допустимых показателей по сульфатам, железу и ни-

келю. Обработанный раствор фильтруют.

Упаривание раствора кадмия хлористого под вакуумом

Отфильтрованный раствор упаривают под вакуумом при температуре 80÷90 °С

до достижения плотности раствора 1600÷1700 кг/м³.

Кристаллизация кадмия хлористого 2,5-водного

Упаренный раствор направляют в кристаллизатор, где его продолжают упари-

вать до достижения плотности 1820÷1840 кг/м³при температуре 90÷100 °С. Получен-

ный раствор выдерживают в режиме естественного охлаждения в течение 1 часа, за-

тем принудительно охлаждают до температуры 20 °С.

161

Центрифугирование

Кристаллы кадмия хлористого 2,5-водного отделяют на центрифуге от маточного

раствора. Маточный раствор направляется на стадию приготовления раствора хлори-

стого кадмия.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт ― кристаллы кадмия хлористого 2,5-водного ― фасуют, контро-

лируют ОТК, анализируют и упаковывают.

Сбор и обработка кадмийсодержащих сточных вод

Замывные воды от мытья полов собирают и направляют на локальную установку

по обработке кадмийсодержащих стоков.

Таблица 7.32 ― Описание технологического процесса производства кадмия хлористого

2,5-водного

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

Основные,

технологиче-

охранное

логического

поток

побочные и

ское оборудо-

оборудо-

процесса

Эмиссии

промежуточ-

вание

ные продукты

3.1

3.2

Оксид кадмия, соля-

Приготовление

Раствор хло-

Кадмий ок-

ная кислота, вода

Емкостное обо-

раствора хло-

ристого кад-

сид, гидро-

обессоленная, ма-

рудование

ристого кадмия

мия

хлорид

точный раствор

Обработка рас-

Емкостное обо-

Раствор хлористого

твора кадмия

Очищенный

Кадмий ди-

рудование,

кадмия, барий хло-

хлористого от

раствор хло-

хлорид,

нутч-фильтр,

ристый, перекись

примесей суль-

ристого кад-

гидрохло-

вакуум-ло-

водорода, диме-

фатов, Fe, Ni.

мия, нераств.

рид

вушка, вакуум-

тилглиоксим, уголь

Фильтрация

осадок

насос

раствора.

Упаренный

Упаривание

Кадмий ди-

раствор хло-

Очищенный раствор

раствора кад-

хлорид,

Емкостное обо-

ристого кад-

хлористого кадмия

мия хлористого

гидрохло-

рудование

мия, соковый

под вакуумом

рид

пар

Суспензия

Кристаллиза-

Кадмий ди-

Емкостное обо-

кристаллов

Упаренный раствор

ция кадмия хло-

хлорид,

рудование,

кадмия хло-

хлористого кадмия

ристого 2,5-вод-

гидрохло-

теплообмен-

ристого 2,5-

ного

рид

ники

водного

Кристаллы

кадмия хло-

Суспензия кристал-

Центрифугиро-

ристого 2,5-

Кадмий ди-

лов кадмия хлори-

Центрифуга

вание

водного, ма-

хлорид

стого 2,5-водного

точный рас-

твор

162

ИТС 33 - 2020

Окончание таблицы 7.32

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

Основные,

технологиче-

охранное

логического

поток

побочные и

ское оборудо-

оборудо-

процесса

Эмиссии

промежуточ-

вание

ные продукты

3.1

3.2

Фасовка, кон-

Кристаллы кадмия

троль ОТК и

Готовый про-

Кадмий ди-

Фасовочная

хлористого 2,5-вод-

анализ, упа-

дукт

хлорид

машина

ного

ковка и марки-

ровка

Сбор и обра-

Натрий гид-

Замывные воды,

Осветленные

ботка кадмий-

роксид, ди-

Реактор, нутч-

натр едкий техниче-

сточные

содержащих

натрий кар-

фильтр

ский

воды, осадок

сточных вод

бонат

Т а б л и ц а 7.33 ― Основное технологическое оборудование производства кадмия хло-

ристого 2,5-водного

Существенные характери-

Наименование

Назначение оборудования

стики технологического обору-

оборудования

дования

Реактор

Фторопласт, V=2 м³

Мерник соляной кислоты

Сталь, эмаль V = 0,63 м³

Нутч-фильтр

Титан Fф= 0,8 м²

Конденсатор

Фарфор F= 0,7 м²

Сборник

Сталь, эмаль V= 1 м³

Кристаллизатор

Основное

Сталь, эмаль V = 0,4 м³

Конденсатор

технологическое

Сталь, эмаль V = 4 м³

Сборник конденсата

оборудование

Чугун, эмаль, V = 0,63 м³

Реактор-упарочник

производства

Чугун, эмаль, V = 0,63 м³

Центрифуга ФМБ-633К

V = 0,63 м³

Сборник маточных растворов

Сталь, эмаль V=0,4 м³

Вакуум-насос

Q= 3-6 м³/мин, сборный

Энергопотребление 0,8

Вентиляционная система

кВт·ч/т продукции

7.5.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве соединений кадмия

7.5.2.1 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве кадмия оксида

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве кадмия оксида приве-

дены в таблице 7.34. Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся

при производстве оксида кадмия, приведены в таблице 7.35.

163

Таблица 7.34 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ресур-

сов при производстве кадмия оксида

Расход

Единицы

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Кадмий

кг/т

887

Кислота азотная неконцентрированная

кг/т

2,2

Уголь активный древесный дробленый

кг/т

0,02

Натр едкий технический чешуированный

кг/т

1,2

Бязь

м/т

0,0104

Полотно фильтровальное

м/т

0,0299

Стеклоткань

м/т

0,0104

Вода техническая

м³/т

0,149

Электроэнергия

кВт·ч/т

1456

Пар

Гкал/т

0,119

Газ природный

нм³/т

Т а б л и ц а 7.35 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

кадмия оксида

Масса выбросов загрязняющих веществ

после очистки в расчете

Метод очистки,

Наименование

на 1 т продукции, кг/т

Источники

обработки, по-

загрязняющего

Диапазон

выбросов

вторного ис-

вещества

Среднее

минималь-

максималь-

пользования

ное значе-

ное

значение

ние

значение

Кадмий оксид (в

пересчете на

0,912

кадмий)

Выбросы

Азота диоксид

0,630

организо-

Азота оксид

0,102

ванные

Сера диоксид

2,188

Углерода оксид

2,393

3,4-Бензпирен

0,00000328

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство кадмия оксида не имеет.

Очищенные на локальных установках сточные воды передаются на станцию нейтрали-

зации стороннего предприятия.

7.5.2.2 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве кадмия сернокислого

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве кадмия сернокислого

приведены в таблице 7.36.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве сернокислого кадмия, приведена в таблице 7.37.

164

ИТС 33 - 2020

Т а б л и ц а 7.36 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве кадмия сернокислого

Расход

Единицы

Наименование

измерения

минимальный

максимальный

Кадмия оксид

кг/т

506,1

Водорода перекись техн.

кг/т

4,5

Кислота серная контактная улучшен. техн.

кг/т

407,1

Кислота серная ч

кг/т

Уголь активный древесный дробленый

кг/т

0,23

Диметилглиоксим ч

кг/т

0,01

Натр едкий технический чешуированный

кг/т

13,2

Бязь

м/т

Ткань бельтинг

м/т

0,167

Полотно фильтровальное

м/т

0,7

Бумага фильтровальная

кг/т

0,7

Хром (IV) оксид

кг/т

0,133

Уголь активный осветляющий древесный по-

кг/т

0,133

рошкообразный

Тепловая энергия (пар)

Гкал/т

Электроэнергия

кВт·ч/т

992

Вода обессоленная

м³/т

2,67

Т а б л и ц а 7.37 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

кадмия сернокислого

Метод

Масса выбросов загрязняющих ве-

очистки,

ществ после очистки в расчете на 1 т

Наименование

обра-

продукции, кг/т

Источники

загрязняющего

ботки, по-

Диапазон

Сред-

выбросов

вещества

вторного

нее

минимальное

максимальное

использо-

значе-

значение

вания

ние

Выбросы орга-

Кадмий сернокислый (в

9,93

низованные

пересчете на кадмий)

Серная кислота (100%

6,37

H2SO4)

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство кадмия сернокислого не

имеет. Очищенные на локальных установках сточные воды передаются на станцию

нейтрализации стороннего предприятия.

7.5.2.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве кадмия углекислого

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве кадмия углекислого

приведены в таблице 7.38.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве углекислого кадмия, приведены в таблице 7.39.

165

Т а б л и ц а 7.38 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве кадмия углекислого

Расход

Единицы

Наименование

измере-

минималь-

максималь-

ния

ный

Кадмия оксид

кг/т

542,6

Водорода перекись техн.

кг/т

5,5

Кислота азотная неконцентрированная

кг/т

987,4

Соли углеаммонийные

кг/т

744,6

Уголь активный древесный дробленый

кг/т

0,48

Барий азотнокислый техн.

кг/т

1,2

Натр едкий технический чешуированный

кг/т

Бязь

м/т

3,6

Ткань бельтинг

м/т

Полотно фильтровальное

м/т

0,4

Бумага фильтровальная

кг/т

Тепловая энергия (пар)

Гкал/т

6,2

Электроэнергия

кВт·ч/т

904

Вода техническая

м³/т

10,2

Т а б л и ц а

7.39 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

кадмия углекислого

Масса выбросов загрязняющих ве-

ществ после очистки в расчете на 1 т

Наименование

Метод очистки, об-

продукции, кг/т

Источники

загрязняющего

работки, повтор-

Диапазон

выбросов

Среднее

вещества

ного использования

макси-

минимальное

значе-

мальное

значение

ние

значение

Кадмий оксид

(в пересчете на

1,920

кадмий)

Выбросы

Азота диоксид

53,74

организо-

Азот оксид

8,732

ванные

Азотная кис-

лота (100%

149,97

HNO3)

Аммиак

33,58

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство кадмия углекислого не

имеет. Очищенные на локальных установках сточные воды передаются на станцию

нейтрализации стороннего предприятия.

166

ИТС 33 - 2020

7.5.2.4 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую

среду при производстве кадмия хлористого 2,5-водного

Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве кадмия хлористого

2,5-водного приведены в таблице 7.40.

Характеристика выбросов загрязняющих веществ, образующихся при производ-

стве кадмия хлористого 2,5-водного, приведены в таблице 7.41. Отходы производства

кадмия хлористого 2,5-водного приведены в таблице 7.42.

Т а б л и ц а 7.40 ― Показатели потребления сырья, материалов и энергетических ре-

сурсов при производстве кадмия хлористого 2,5-водного

Единицы

Расход

Наименование

измере-

минималь-

максималь-

ния

ный

Кадмия оксид

кг/т

576,6

Водорода перекись техн.

кг/т

4,20

Кислота соляная, техн.

кг/т

963

Кислота соляная, ч

кг/т

Уголь активный древесный дробленый

кг/т

0,510

Диметилглиоксим, ч

кг/т

0,00980

Натр едкий технический чешуированный

кг/т

39,7

Бязь

м/т

2,745

Ткань бельтинг

м/т

0,314

Полотно фильтровальное

кг/т

3,922

Бумага фильтровальная

кг/т

13,53

Барий хлорид 2-водный

кг/т

0,0294

Уголь активный осветляющий древесный по-

кг/т

0,0980

рошкообразный

Тепловая энергия (пар)

Гкал/т

22,94

Электроэнергия

кВт·ч/т

2821,96

Вода обессоленная

м³/т

2,608

167

Т а б л и ц а 7.41 ― Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве

кадмия хлористого 2,5-водного

Источники

Наименование

Метод очистки, об-

Масса выбросов загрязняющих ве-

выбросов

загрязняющего

работки, повтор-

ществ после очистки в расчете на 1 т

вещества

ного использова-

продукции, кг/т

ния

Диапазон

Среднее

значение

минималь-

макси-

ное значе-

мальное

ние

значение

Кадмий хлори-

стый (в пере-

0,595

счете на кадмий)

Выбросы ор-

Кадмий оксид (в

ганизован-

пересчете на

0,645

ные

кадмий)

Хлористый водо-

10,23

род (100% HCl)

Сброса сточных вод во внешнюю среду производство кадмия хлористого 2,5-вод-

ного не имеет. Очищенные на локальных установках сточные воды передаются на

станцию нейтрализации стороннего предприятия.

Производство соединений кадмия имеет единую локальную установку очистки

сточных вод с образованием твердых отходов.

Т а б л и ц а 7.42 ― Отходы, образующиеся при производстве соединений кадмия

Масса образующихся

отходов производства в

Способ

расчете

утилиза-

Класс

на 1 т продукции, кг/т

Источник образо-

ции, обез-

Наименование

опас-

Диапазон

Сред-

вания

врежива-

ности

нее зна-

Мини-

ния, раз-

Макси-

чение

мальное

мещения

мальное

значе-

значение

ние

Осадок нейтрализации

Обработка кад-

кадмийсодержащих

мийсодержа-

11,49

стоков гидроксидом

щих сточных

натрия, обезвоженный

вод

Ткани фильтроваль-

Фильтрация

ные из разнородных

раствора кад-

материалов в смеси,

мия сернокис-

загрязненные нерас-

лого, кадмия

0,0116

творимыми или мало-

хлористого 2,5-

растворимыми мине-

водного, кад-

ральными веществами

мия карбоната

168

ИТС 33 - 2020

7.6 Производство соединений кобальта

Производство кобальта азотнокислого 6-водного

Кобальт азотнокислый 6-водный (гексагидрат нитрата кобальта, химическая

формула Co(NO3)2·6H2O) выпускается промышленностью в виде буро-красных кристал-

лов, расплывающихся во влажном воздухе.

Кобальт азотнокислый 6-водный применяется в электротехнической промыш-

ленности, для получения катализаторов, в производстве сиккативов, в аналитической

химии.

Производство кобальта сернокислого 7-водного

Кобальт сернокислый 7-водный (гептагидрат сульфата кобальта, химическая

формула CoSO4·7H2O) выпускается промышленностью в виде розово-красных кристал-

лов, медленно растворимых в воде.

Кобальт сернокислый 7-водный применяется в качестве пигмента для стекла и

керамики, компонента электролитов для нанесения покрытий кобальта на металлы,

для получения других кобальтсодержащих соединений, для комбикормов.

Производство кобальта углекислого основного водного

Кобальт углекислый основной водный (водный гидроксид карбонат кобальта, хи-

мическая формула CoCO3·mCo(OH)2·nH2O) выпускается промышленностью в виде по-

рошка розово-сиреневого цвета, нерастворимого в воде, растворимого в кислотах.

Кобальт углекислый основной водный применяется для получения пигментов и

кобальтосодержащих катализаторов, как компонент шихты для цветной керамики, тер-

мочувствительных красок, в качестве кормовой микродобавки.

7.6.1 Описание технологических процессов, применяемых при

производстве соединений кобальта

7.6.1.1 Описание технологических процессов, применяемых при

производстве кобальта азотнокислого 6-водного

Процесс производства кобальта азотнокислого 6-водного состоит из следующих

основных стадий (см. таблицу 7.43):

- получение раствора кобальта азотнокислого;

- обработка раствора кобальта азотнокислого от примесей и его фильтрация;

- упаривание раствора кобальта азотнокислого;

- кристаллизация кобальта азотнокислого 6-водного;

- центрифугирование суспензии кристаллов кобальта азотнокислого 6-водного;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

- очистка кобальтсодержащих стоков;

- утилизация фильтровальной бумаги.

Принципиальная технологическая схема приведена на рисунке 7.11.

169

Никель металлический

Кислота азотная

Вода обессоленная

Отходящие газы

Отходящиегазы

Получение раствора

кобальта

Отработанные

азотнокислого

филь

тровальные

Барий

Раствор кобальта

полотна

азотнокислый

азотнокислого

Утилизация

Плавиковая

фильтровальной

Обработка и

Co содерж.

кислота

полуфабрикат

бумаги

фильтрация

Кобальт

Отфильтрованный раствор

гидроксид

кобальта азотнокислого

Кобальтсодержащий

карбонат

полуфабрикат

Упаривание

Упаренный раствор кобальта

азотнокислого

Кристаллизация

Сода

Замывные

кальцинированная

Суспензия кристаллов кобальта воды

Отходящие

азотнокислого 6-водного

газы

Очистка

Центрифугирование

кобальтсодержащих

Маточный

стоков

раствор

Отработанные

Замывные воды

сточные воды

Готовый продукт

Кобальтсодержащий

на фасовку

полуфабрикат

Рисунок 7.11 ― Производство кобальта азотнокислого 6-водного

Получение раствора кобальта азотнокислого

Раствор кобальта азотнокислого получают путем растворения кобальта метал-

лического в растворе азотной кислоты в замкнутом объеме при повышенном давлении,

температура реакции поддерживается в пределах 105÷125 °С. Растворение продолжа-

ется 810 часов до достижения плотности раствора кобальта азотнокислого не менее

1550 кг/м³.

Обработка раствора кобальта азотнокислого от примесей и его

фильтрация

В зависимости от назначения раствора кобальта азотнокислого проводят его об-

работку от примесей кальция, магния, меди, железа, сульфатов.

Упаривание раствора кобальта азотнокислого

Упаривание раствора кобальта азотнокислого проводят в выпарном аппарате

трубчатого типа при температуре 125 °С. Плотность полученного раствора должна со-

ставлять 1640÷1650 кг/м³при температуре 90÷100 °С.

Кристаллизация кобальта азотнокислого 6-водного

Кристаллизацию упаренного раствора проводят в кристаллизаторе барабанного

типа, охлаждая раствор до температуры 47÷50 °С при помощи подачи оборотной воды

в рубашку кристаллизатора. Затем охлаждение проводят естественным путем до тем-

пературы 36÷38 °С и повторяют водяное охлаждение до температуры 24÷27 °С.

170

ИТС 33 - 2020

Центрифугирование суспензии кристаллов кобальта азотнокислого 6-

водного

Отделение кристаллов от маточного раствора кобальта азотнокислого проводят

с помощью центрифуги. Маточный раствор направляют в начало процесса ― на ста-

дию получения раствора кобальта азотнокислого.

Фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка

Готовый продукт ― кристаллы кобальта азотнокислого 6-водного, фасуют, кон-

тролируют ОТК, анализируют и упаковывают.

Очистка кобальт содержащих стоков

Сбор вод от замывки оборудования, полов и т. д. происходит на локальной уста-

новке по обработке кобальтсодержащих стоков. В результате обработки замывных вод

кальцинированной содой получают осадок ― кобальтсодержащий полуфабрикат и об-

работанные сточные воды.

Утилизация фильтровальной бумаги

Фильтровальную бумагу от фильтрации растворов сжигают в электропечи при

температуре 250÷300 °С. Полученная зола ― кобальтсодержащий полуфабрикат ―

далее используется в качестве исходного сырья для производства кобальта сернокис-

лого.

Т а б л и ц а

7.43

― Описание технологического процесса производства кобальта

азотнокислого 6-водного

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

охранное

технологи-

логического

Основные, побоч-

поток

ческое обо-

оборудо-

ные и промежуточ-

Эмиссии

процесса

рудование

вание

ные продукты

3.1

3.2

Кобальт металличе-

Оксиды

ский, кислота азот-

Получение рас-

Емкостное

Раствор кобальта

азота,

ная, вода обессо-

твора кобальта

оборудова-

азотнокислого

азотная

ленная, маточный

азотнокислого

ние

кислота

раствор

Отфильтрованный

Обработка рас-

раствор кобальта

твора кобальта

Емкостное

азотнокислого, ко-

Раствор кобальта

азотнокислого

Оксиды

оборудова-

бальтсодержащий

азотнокислого

от примесей и

азота

ние, нутч-

полуфабрикат,

его

фильтр

фильтровальные

фильтрация

полотна

Упаривание

Оксиды

Выпарной

Отфильтрованный

Упаренный рас-

раствора ко-

азота,

аппарат

раствор кобальта

твор кобальта

бальта азотно-

азотная

трубчатого

азотнокислого

кислого

кислота

типа

Кристаллизация

Суспензия кри-

Кристалли-

Упаренный раствор

Оксиды

кобальта азот-

сталлов кобальта

затор бара-

кобальта азотнокис-

азота, ам-

нокислого 6-

азотнокислого 6-

банного

лого

миак

водного

типа

171

Окончание таблицы 7.43

Выходной поток

Основное

Природо-

Стадия техно-

Входной

технологи-

охранное

логического

Основные, побоч-

поток

ческое обо-

оборудо-

ные и промежуточ-

Эмиссии

процесса

рудование

вание

ные продукты

3.1

3.2

Центрифугиро-

Кристаллы ко-

вание суспен-

бальта азотнокис-

Оксиды

Суспензия кристал-

зии кристаллов

лого 6-водного,

азота,

лов кобальта азот-

Центрифуга

кобальта азот-

маточный раствор

азотная

нокислого 6-водного

нокислого 6-

кобальта азотно-

кислота

водного

кислого

Фасовка, кон-

Кристаллы ко-

троль ОТК и

Фасовочная

бальта азотнокис-

анализ, упа-

Готовый продукт

машина

лого 6-водного

ковка и марки-

ровка

Обработанные

Емкостное

Замывные воды,

Очистка ко-

сточные воды, ко-

оборудова-

сода кальциниро-

бальт содержа-

бальтсодержащий

ние, нутч-

ванная

щих стоков

полуфабрикат

фильтр

Утилизация

Зола ― кобальтсо-

Фильтровальная бу-

Электро-

фильтроваль-

держащий полу-

мага

печь

ной бумаги

фабрикат

Т а б л и ц а

7.44 ― Основное технологическое оборудование производства кобальта

азотнокислого 6-водного

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Нерж.сталь, V=1 м³. Вертикальный цилин-

Мерник азотной кислоты

дрический аппарат с плоской крышкой и

днищем, снабженный мерным стеклом

Нерж. сталь, V=0,5 м³. Вертикальный ци-

линдрический аппарат с эллиптическими

Мерник

днищем и крышкой, снабженный мерным

стеклом

Производство

Сталь, эмаль V=2 м³. Вертикальный ци-

кобальта

линдрический аппарат с эллиптическими

Ловушка

азотнокислого

днищем и крышкой, снабженный мерным

6-водного

стеклом

Нутч-фильтр

Чугун, эмаль F=0,2 м²

Вакуумный насос

Ст.3 Nдв.=30 кВт

Нерж. сталь, V=3,2 м³. Вертикальный ци-

линдрический аппарат с эллиптическим

Реактор

днищем, съемной крышкой, рубашкой

пропеллерной мешалкой

172

ИТС 33 - 2020

Окончание таблицы 7.44

Наименование

Назначение

Существенные характеристики

оборудования

технологического оборудования

Нерж. сталь, V= 2 м³. Вертикальный цилин-

Сборник

дрический аппарат с эллиптической крышкой

Нерж. сталь. Фильтр ваккумный нестандарт-

Нутч-фильтр

ный F=0,8 м²

Нерж. сталь, V=2 м³. Вертикальный цельно-

Реактор

сварной сосуд с эллиптическим днищем, ру-

башкой

Влюминий, V=0,7 м³. Вертикальный цилиндри-

Мерник раствора соды

ческий аппарат с плоской крышкой и днищем,

кальцинированной

снабженный мерным стеклом

Нерж. сталь, F=49 м². Вертикальный цилин-

Теплообменник

дрический аппарат

Алюминий, V=0,4 м³. Вертикальный цилиндри-

Гидрозатвор

ческий аппарат с плоской крышкой и эллепти-

ческим днищем

Центробежный насос

Производство

Нерж. сталь, тип АХ-8/18-КС-Д Nдв.=4 кВт

кобальта

Нерж. сталь, V=6,3 м³. Вертикальный цельно-

Сборник промвод

азотнокислого

сварной аппарат с эллиптическим днищем

6-водного

Нерж. сталь, V=5 м³. Вертикальный цельно-

Сборник отфильтрован-

сварной аппарат, снабженный мерным стек-

ных промстоков

лом

Нерж. сталь, V=2 м³. Вертикальный цельно-

Сборник маточного рас-

сварной аппарат, снабженный мерным стек-

твора

лом

Центробежный насос

Нерж. сталь, тип АХ-8/30-КС-Д Nдв.=4 кВт

Нерж. сталь. Аппарат трубчатого типа, F=50

Выпарной аппрат

м²

Сталь углеродистая, Тип Ц10-28 N3.15

Вентилятор

Nдв.=4 кВт (ВР-11,В-129,ВР-12,В-107)

Кристаллизатор

Нерж. сталь, барабанного типа. Тип КВК-6,5

Нерж. сталь, V=1 м³. Вертикальный цилиндри-

Кристаллоприемник

ческий аппарат с эллиптическим днищем,

нижним спуском, мешалкой, рубашкой

Центрифуга

Тип ФГП-401-04, Nдв.= 11кВт

7.6.1.2 Описание технологических процессов, применяемых при

производстве кобальта сернокислого 7-водного

Процесс производства кобальта сернокислого 7-водного состоит из следующих

основных стадий (см. таблицу 7.45):

- приготовление раствора кобальта сернокислого и его фильтрация;

- упаривание раствора кобальта сернокислого;

- кристаллизация кобальта сернокислого 7-водного;

- центрифугирование суспензии кристаллов кобальта сернокислого 7-водного;

- фасовка, контроль ОТК и анализ, упаковка и маркировка;

173

ПРОИЗВОДСТВО СПЕЦИАЛЬНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ХИМИКАТОВ (ИТС 33-2020) - часть 3