Раздел 10. Производство сульфата натрия

Раздел 10. Производство сульфата натрия

10.1 Общая информация

Сульфат натрия (натрий сернокислый, химическая формула Na₂SO₄) выпускается промышленностью в виде белого кристаллического порошка. По [80] продукт должен иметь следующие показатели (см. таблицу 10.1).

Таблица 10.1 - Технические характеристики сульфата натрия [80]

Наименование показателя	Высший сорт	1-й сорт	2-й сорт
Массовая доля сульфата натрия, %, не менее	99,6	98,5	97,4
Общая щелочность в пересчете на Na2CO3, %, не более	0,15	0,6	0,6
Потери массы при прокаливании, %, не более	0,2	0,3	0,3
Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более	0,15	1,0	1,0
Содержание серной кислоты	Должен выдерживать испытания по ГОСТ 21458-75 (пункт 3.8)
Массовая доля кальция и магния в пересчете на CаSO4, %, не более	0,01	0,05	0,05
Массовая доля железа (Fe3+), %, не более	0,003	0,008	0,010
Массовая доля цинка (Zn2+), %, не более	0,04	0,3	0,7
Массовая доля хлоридов (Сl-1), %, не более	0,01	0,06	0,06
Массовая доля воды, %, не более	0,04	0,05	0,05

Сульфат натрия применяется в производстве моющих средств, в цветной металлургии, в стекольной, целлюлозно-бумажной, текстильной, кожевенной промышленности, в медицине и ветеринарии. В качестве сырья получения сульфата натрия используется сульфат натрия - сырец, образующийся при производстве валового бихромата натрия, а также галургическое природное сырье - мирабилит.

10.2 Описание технологических процессов, используемых в производстве сульфата натрия

Промышленный способ получения сульфата натрия - растворение сульфата натрия - сырца с последующей очисткой от примесей, упариванием, отделением кристаллов сульфата натрия и сушкой. Технологическая схема производства приведена на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 - Принципиальная схема получения раствора сульфата натрия

Сырьем для производства сульфата натрия является сульфат натрия - сырец, образующийся на одном из переделов производства валового бихромата натрия. Сульфат натрия - сырец растворяют в баках для приготовления раствора сульфата натрия. Шестивалентный хром восстанавливают в растворе сульфата натрия - сырца раствором бисульфита или сульфита натрия до нерастворимой трехвалентной формы с последующей фильтрацией для отделения примесей. Очищенный раствор сульфата натрия упаривают с последующим отделением кристаллов сульфата натрия от маточного раствора на центрифугах и удалением влаги из кристаллов при сушке.

Описание технологического процесса приведено в таблице 10.2, перечень основного оборудования - в таблице 10.3.

Таблица 10.2 - Описание технологического процесса производства сульфата натрия

Входной поток	Подпроцесс	Выходной поток	Основное технологическое оборудование	Эмиссии
Сульфат натрия - сырец	Прием и складирование сырья	Сульфат натрия - сырец	Бункер, дробилка, транспортер	-
Сульфат натрия - сырец	Растворение сульфата натрия - сырца	Шихта	Бак	-
Шихта	Очистка сульфата натрия от примесей	Спек	Бак-реактор, фильтр-сгуститель, отстойник	-
Спек	Упаривание раствора сульфата натрия	Раствор монохромата натрия	Аппарат выпарной	-
Раствор монохромата натрия	Отделение кристаллов сульфата натрия	Кристаллы сульфата натрия. Сухой шлам (рудный остаток)	Центрифуга	-
Кристаллы сульфата натрия	Сушка и упаковка готового продукта	Готовый продукт	Сушилка барабанная	Серы диоксид; углерода оксид

Таблица 10.3 - Перечень основного оборудования производства сульфата натрия

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Кран мостовой электрический грейферный	Прием и складирование сырья	Грузоподъемность 5 т, высота подъема 16 м, емкость грейфера 1,5 м3
Дробилка	Приготовление шихты	Производительность 40 т/ч
Бункер сульфата-сырца	Подача сырья	Высота 3500 мм, длина 4000 мм, ширина 3000 мм
Транспортер скребковый	Подача сырья	Длина ленты 18 000 мм, ширина скребка 200 мм, производительность 20 т/ч
Бак растворения	Приготовление раствора сульфата натрия	Диаметр 2600 мм, высота 2400 мм, оборудован мешалкой
Бак-реактор	Очистка сульфата натрия от примесей	Диаметр 2600 мм, высота 2400 мм, оборудован мешалкой
Фильтр-сгуститель	Очистка сульфата натрия от примесей	Диаметр 1670 мм, высота 4730 мм, поверхность фильтрации 56,5 м2
Отстойник	Очистка сульфата натрия от примесей	Диаметр 6500 мм, высота 5500 мм
Аппарат выпарной	Упаривание раствора сульфата натрия	Однокорпусной, диаметр кипятильника 1400 мм, высота кипятильника 4990 мм, поверхность нагрева 315 м2, диаметр сепаратора 2600 мм, высота сепаратора 8900 мм, оборудован циркуляционным насосом производительностью 3550 м3/мин, напор 3,6 м
Центрифуга	Отделение кристаллов сульфата натрия	Диаметр барабана 2600 мм, объем 1250 л, поверхность фильтрации 4,5 м2
Сушилка барабанная	Сушка сульфата натрия	Диаметр барабана 1200 мм, длина 10 000 мм, производительность 12 т/ч, обогрев природным газом

10.3 Нормы расхода сырья и энергоресурсов

Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов приведены в таблице 10.4.

Таблица 10.4 - Нормы расходов материальных и энергетических ресурсов при производстве сульфата натрия

Наименование ресурсов	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Сульфат натрия - сырец	т	1,05	1,05
Бисульфит натрия, 100 %	т	0,012	0,012
Сульфит натрия, 100 %	т	0,01	0,01
Кислота серная техническая, 100 %	т	0,01	0,01
Сода кальцинированная, 100 %	т	0,004	0,004
Электроэнергия		61	65
Теплоэнергия	Гкал/т	2,05	2,15
Топливо (газ природный)	м3/т	5,0	5,2
Техническая вода	м3/т	0,62	0,62

10.4 Текущие уровни эмиссий при производстве сульфата натрия

10.4.1 Выбросы в атмосферу при производстве сульфата натрия

Выбросы в атмосферу при производстве сульфата натрия приведены в таблице 10.5.

Таблица 10.5 - Выбросы в атмосферу при производстве сульфата натрия

Источники выброса	Наименование	Метод очистки, повторного использования	Объем и (или) масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
			Минимальное	Максимальное	Среднее
Производство в целом	Серы диоксид	Циклон, скруббер, мокрый циклон, каплеуловитель	-	-	0,02
	Углерода оксид		-	-	0,25
	Динатрий сульфат (натрия сульфат)		-	-	0,069
	Натрий гидросульфит		-	-	0,00076

10.4.2 Отходы производства сульфата натрия

В процессе производства сульфата натрия образуются отходы минеральных масел индустриальных (частично используется в качестве смазочных материалов, а также передается сторонней организации), отходы тары (передается сторонней организации или направляются на полигон захоронения промышленных отходов).