АО «ВНИИХТ», Москва, Россия:

И. Д. Акимова, ведущий научный сотрудник, эл. почта: akimid@rambler.ru
Т. В. Молчанова, начальник лаборатории, эл. почта: molchanovatv@vniiht.ru
Р. С. Щипанова, ведущий инженер

ООО «Титановые инвестиции», Москва, Россия:
В. В. Головко, заместитель руководителя химического департамента по новым проектам, эл. почта: golovko@tioinvest.ru

В работе принимала участие старший научный сотрудник АО «ВНИИХТ» Г. М. Чумакова.

Приведены результаты исследований по разработке технологии утилизации серной кислоты из стоков текущей переработки ильменита на заводе ООО «Титановые инвестиции» в г. Армянске. Предложена экстракционная технология с применением в качестве экстрагента третичных аминов симметричного строения. Выбран оптимальный состав смеси экстрагентов — 30 % триалкиламина + 20 % трибутилфосфата в керосине. Установлено, что в условиях стандартной многоступенчатой противоточной экстракции при снижении концентрации H₂SO₄ до сбросных значений выпадают осадки гидроксидов металлов-примесей, что затрудняет ведение процесса. Для обеспечения стабильных показателей разработана схема двухступенчатой противоточной экстракции серной кислоты с раздельной подачей потоков экстрагента на каждую стадию, что позволяет регулировать концентрацию кислоты по стадиям процесса. Одновременно происходит донасыщение и вытеснение примесей при промывке экстракта раствором серной кислоты концентрацией 300 г/дм³. Схема обеспечивает уровень рН в выводных растворах, не превышающий рН осаждения гидроксидов металлов-примесей. Концентрация серной кислоты в стоках снижается с 300 до 1–10 г/дм³. Рафинат экстракции с концентрацией серной кислоты ~10 г/дм³ является отходом производства, и его направляют на утилизацию. Извлечение H₂SO₄ из раствора составляет 97–98 %. Разработаны условия реэкстракции серной кислоты аммиачной водой с получением сульфата аммо ния сельскохозяйственного назначения. Установлено, что переработка 1 м3 раствора гидролизной серной кислоты позволяет получить 280 кг сухой соли (NH₄)₂SO₄.

1. Акимова И. Д., Чумакова Г. М., Молчанова Т. В., Головко В. В. Получение концентрата скандия методом жидкостной экстракции из стоков гидролизной серной кислоты производства диоксида титана // Цветные металлы. 2017. № 3. С. 63–68.
2. Pat. 3211526 A US. Recovery of sulfuric acid from an aqueous solution containing metal values by extraction with tertiary amines / Crouse D. J. Jr ; publ. 10.12.1965.
3. Pat. 4440734 А US. Process for the recovery of sulfuric acid / Gouvernement du Quebec ; publ. 04.03.1984.
4. Qifeng W., Xiulian R., Jingjing G., Yongxing C. Recovery and separation of sulfuric acid and iron from dilute acidic sulfate effluent and waste sulfuric acid by solvent extraction and stripping // Journal of Hazardous Materials. 2016. Vol. 304. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2015.10.049
5. El-Sayed A. Manaa, Taysser A. Lasheen. Liquid-Liquid Extraction of Sulfuric Acid from Aqueous Sulfate Waste Solution using Alamine 336/Kerosene/TBP Solvent // Journal of Dispersion Science and Technology. 2016. Vol. 37, Iss. 2. P. 137–143.
6. Kesieme U. K., Aral H., Duke M., Milne N., Cheng C. Y. Recovery of sulphuric acid from waste and process solutions using solvent extraction // Hydrometallurgy. 2013. Vol. 138. P. 14–20.
7. Xiao Yang, Yimin Zhang, Shenxu Bao. Separation and recovery of sulfuric acid from acidic vanadium leaching solution of stone coal via solvent extraction // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2016. Vol. 4, Iss. 1. P. 1399–1405.
8. Ntengwe F. W. Removal of Sulphuric Acid from Electrowin Solutions by Reactive Extraction Using Alamine 336 in Isodecanol-Shell sol 2325 Solvent Mixture // International Journal of Chemical Technology Research. 2010. Vol. 2, No. 4. P. 2131–2139.
9. Voogt K., Sole K. C., Bryson L. J. Pilot-plant study of sulfuric acid extraction from a nickel electrolyte using Olamin 308 // Proceeding of «The Southern African Institute of Mining and Metallurgy Base Metals Conference». 2009. P. 171–184.
10. Kesieme U. K., Aral H., Duke M., Milne N., Cheng C. Y. Recovery of acid by solvent extraction from mining waste and process solutions // Proceedings of ALTA Nickel-Cobalt-Copper Conference. — Perth, Australia, 25 May – 1 June 2013. P. 137.
11. ТУ 2435-305-05763458–2001. Трибутилфосфат технический. Технические условия. — Введ. 01–01–2001.
12. ТУ 6-09-3331–78. 1-Нонанол (нониловый спирт). — Введ. 15.01.1979.
13. ТУ 38.401-58-10–01. Керосин осветительный КО-25. Технические условия.
14. ГОСТ 9–92. Аммиак водный технический. Технические условия. — Введ. 01–01–1993.
15. Шереметьев М. Ф., Шаталов В. В., Никонов В. И. Состояние и перспективы развития сорбционной технологии переработки продуктивных растворов подземного и кучного выщелачивания // Подземное и кучное выщелачивание урана, золота и других металлов. Т. 1. Уран. — М. : Руда и металлы, 2005. С. 242–248.
16. Пат. 021530 ЕA. Способ экстракции / Нюман Брор, Паатеро Еркки, Хультхольм Стиг-Эрик, Экман Эро ; опубл. 30.07.2015.
17. ГОСТ 9097–82. Сульфат аммония. Технические условия. — Введ. 01–01–1984.