ООО «Институт Гипроникель», Санкт-Петербург, Россия

П. М. Салтыков, cтарший научный сотрудник лаборатории готовой продукции, эл. адрес: SaltykovPM@nornik.ru
Ю. Н. Лисаков, заведующий лабораторией готовой продукции, канд. техн. наук, эл. адрес: lisakovYuN@nornik.ru
Е. Г. Салтыкова, ведущий инженер лаборатории готовой продукции, эл. адрес: SaltykovaEG@nornik.ru
Н. П. Чупрынин, научный сотрудник лаборатории готовой продукции, эл. адрес: chupryninNP@nornik.ru

Представлены результаты экспериментального исследования процесса нейтрализации технической серной кислоты природным известняком при разных режимах организации процесса. Для проведения исследований исходный известняк с размером кусков до 60 мм измельчали в лабораторной щековой дробилке до крупности 1–5 мм. Дробленый материал подвергали мокрому помолу в лабораторной шаровой мельнице до крупности –150 мкм. Содержание класса –70 мкм в измельченном известняке составляло 86,9 %. Для каждого из режимов организации процесса нейтрализации определяли технологические параметры
устойчивости течения процесса. При проведении экспериментов варьировали расход известняка (1,10–1,50 кг/кг серной кислоты), содержание твердого в исходной пульпе известняка (125–200 г/л), скорость перемешивания пульпы (400, 800 мин^–1). Для подтверждения технологических показателей, полученных на лабораторной установке, был проведен эксперимент по нейтрализации серной кислоты пульпой известняка в непрерывном режиме на пилотной установке. Установка представляет собой три последовательно установленных реактора рабочим объемом 57–59 дм³ каждый. Установка реакторов каскадом обеспечивает перетекание пульпы из каждого реактора в последующий через перетоки. Установлено, что процесс нейтрализации серной кислоты может быть реализован как в периодическом, так и в непрерывном режиме. Представлены возможные безопасные режимы ведения процесса нейтрализации, а также оценка объемов реакторного оборудования, требуемого для реализации предлагаемого режима. Наиболее предпочтительным режимом ведения процесса нейтрализации без обильного пенообразования в условиях высокой производительности по серной кислоте является непрерывный режим, характеризующийся пониженным риском выброса пульпы из-за вспенивания, меньшим объемом требуемого реакторного и перемешивающего оборудования. Непрерывный режим ведения процесса позволяет увеличить крупность гипсовых частиц, что, в свою очередь, приводит к улучшению седи ментационных свойств осадка.

1. Владимир Потанин открыл «Серный проект»: крупнейшая экологическая инициатива «Норникеля». – URL: https://www.mk.ru/economics/2018/09/10/vladimir-potanin-otkrylsernyy-proekt-krupneyshaya-ekologicheskaya-iniciativanornikelya.html?ysclid=lxxa87trlq357319659 (дата обращения: 01.07.2024).
2. Будников П. П. Гипс, его исследование и применение. – М. : Госстройиздат, 1943. – 373 с.
3. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение) : справочник / под общ. ред. А. В. Ферронской. – М. : Издательство АСВ, 2004. – 488 с.
4. Брюкнер Х., Дейлер Е., Фитч Г. и др. Гипс: изготовление и применение гипсовых строительных материалов; пер. с нем. В. Ф. Гончарова и др. – М. : Стройиздат, 1981. – 223 с.
5. Jarnerud T., Karasev A. V., Jönsson P. G. Neutralization of acidic wastewater from a steel plant by using CaO-containing waste materials from pulp and paper industries // Materials. 2021. Vol. 14, Iss. 10. 2653. DOI: 10.3390/ma14102653
6. Бурьянов А. Ф., Гальцева Н. А., Грунина И. А. Использование отходов пирометаллургической промышленности в производстве материалов для закладки горных выработок // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2019. № 2. С. 21–26.
7. Прокудина Е. В., Тропников Д. Л., Каратаева А. В., Шукшина О. В. Нейтрализация технической серной кислоты природным известняком на ОАО «Святогор» // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2016. № 8. C. 340–345.
8. Кузьменков Д. М., Сакович А. А. Структурно-управляемый синтез дигидрата сульфата кальция // Ресурсо- и энергосберегающие технологии и оборудование, экологически безопасные технологии : материалы Междунар. научно-техн. конф., Минск, 24–26 ноября 2010 г. – Минск, 2010. С. 42–46.
9. ГОСТ 4204–77. Реактивы. Кислота серная. Технические условия. – Введ. 01.07.1978.
10. Здановский А. Б., Власов Г. А., Сотникова Л. И. О дегидратации гипса в растворах серной кислоты // Журнал неорганической химии. 1968. Т. 13, Вып. 10. С. 2754–2757.
11. Zinck J., Aubé B. Optimization of lime treatment processes // CIM Bulletin. 2000 Vol. 93, No. 1043. P. 98–105.
12. Kamarou M., Kuzmenkov M., Korob N., Kwapinski W., Romanovski V. Structurally controlled synthesis of calcium sulphate dihydrate from industrial wastes of spent sulphuric acid and limestone // Environmental Technology & Innovation. 2020. Vol. 17. 100582. DOI: 10.1016/j.eti.2019.100582
13. Kamarou M., Korob N., Hil A., Moskovskikh D., Romanovski V. Low-energy technology for producing anhydrite in the CaCO₃–H₂SO₄–H₂O system derived from industrial wastes // Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 2021. Vol. 96, Iss. 7. P. 2065–2071.
14. Romanovski V., Lijuan Zhang, Xintai Su, Smorokov A., Kamarou M. Gypsum and high quality binders derived from water treatment sediments and spent sulfuric acid: chemical engineering and environmental aspects // Chemical Engineering Research and Design. 2022. Vol. 184. P. 224–232.