Промышленный способ получения цианида натрия основан на реакции нейтрализации, в результате которой при взаимодействии синильной кислоты и едкого натра образуются цианистый натрий и вода.
Основные этапы технологии:
- прием сырья;
- абсорбция;
- синтез и кристаллизация;
- фильтрация и сушка;
- брикетировка и упаковка;
- дегазация цианистых соединений.
Сырьем для получения цианида натрия брикетированного являются синильная кислота и едкий натр. Синильная кислота по трубопроводу передается на участок приема и дозировки сырья, откуда посредством передавливания азотом подается на стадию кристаллизации. В процессе приема и передачи синильной кислоты образуются абгазы цианистого водорода, которые абсорбируются в скрубберах 0,5%-1% водно-щелочным абсорбентом.
Едкий натр с массовой долей не менее 46% поступает по трубопроводу на участок приема и дозировки сырья, откуда насосом подается в верхнюю часть кристаллизатора. Синильная кислота подается в циркуляционный контур кристаллизатора через специальное дозирующее устройство. Расход раствора едкого натра в кристаллизатор должен превышать расход синильной кислоты в 3,21 раза.
Кристаллизатор предназначен для проведения реакции нейтрализации с образованием суспензии цианистого натрия (маточного раствора). В результате испарения воды происходит образование кристаллов соли, размер которых постоянно увеличивается до заданного среднего размера. Реакция в кристаллизаторе происходит при температуре 63°С-70°С и под вакуумом 8,2-9,0 кПа.
Полученный маточный раствор отводится из циркуляционного контура кристаллизатора на барабанный вакуумный фильтр, где происходит выделение из маточного раствора кристаллического цианистого натрия и его сушка. Осушение выделенного цианистого натрия происходит посредством подачи горячего сушильного воздуха, подогретого в газовой горелке до температуры 350°С.
Осушенный цианид натрия из барабанного вакуумного фильтра подается в компактор, где кристаллы цианистого натрия спрессовываются в брикеты. Спрессованный цианид натрия далее направляется в барабанное сито для сглаживания брикетов и отделения от них пыли и обломков, откуда попадает в сборник и далее на упаковку.
Образовавшиеся в процессе получения брикетированного цианида натрия абгазы синильной кислоты и пыль цианида натрия абсорбируются в скрубберах. Скруббер первой ступени очистки предназначен для предварительной очистки и обеспыливания загрязненного воздуха путем подачи абсорбента - конденсата или химобессоленной воды в противотоке поступающему газу. Скруббер второй ступени очистки предназначен для окончательной очистки и обеспыливания загрязненного воздуха путем впрыска водно-щелочного раствора (абсорбента) в противоток поступающему газу.
Образовавшиеся сточные воды поступают на стадию сбора циансодержащих сточных вод, где в процессе перекачки и перемешивания усредняются и передаются на локальную гипохлоритную очистку.
Технологическая схема производства приведена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 - Принципиальная схема получения цианида натрия
Описание технологического процесса приведено в таблице 3.2, перечень основного оборудования - в таблице 3.3.
Таблица 3.2 - Описание технологического процесса производства цианида натрия
Входной поток | Подпроцесс | Выходной поток | Основное технологическое оборудование | Эмиссии |
Синильная кислота | Прием и дозировка сырья | Синильная кислота | Емкостное оборудование | Цианистый водород |
Синильная кислота | Синтез и кристаллизация | Цианид натрия жидкий | Кристаллизаторы | Диоксид азота, оксид азота, цианистый водород |
Цианид натрия жидкий | Фильтрация и сушка | Цианид натрия твердый | Нагреватель технических газов, барабанные вакуум-фильтры | - |
Цианид натрия твердый | Брикетировка и упаковка | Упакованный цианид натрия | Брикетировочная машина, барабанное сито с транспортировочным шнеком | Цианистый водород |
Абгазы цианистого водорода | Абсорбция абгазов цианистого водорода | Выбросы в атмосферу | Скруббер | - |
Абгазы синильной кислоты | Абсорбция абгазов синильной кислоты | Выбросы в атмосферу | Скрубберы | - |
Сточные воды | Дегазация цианистых соединений | Сточные воды на очистные сооружения | Емкостное оборудование | - |
Таблица 3.3 - Перечень основного оборудования производства цианида натрия
Наименование оборудования | Назначение оборудования | Существенные характеристики технологического оборудования |
Емкость хранения синильной кислоты | Прием и хранение сырья | Горизонтальный цилиндрический аппарат с эллиптическим днищем снабжен охлаждающей рубашкой. Вместимость - 20 м. Давление - 0,6 МПа |
Скрубберы | Абсорбция абгазов | Вертикальные цилиндрические аппараты, диаметр - 800 мм, высота - 6280 мм, давление - 0,07 МПа, насадка - керамические кольца Паля 25х25х3 мм |
Кристаллизаторы | Проведение реакции нейтрализации с образованием суспензии NaCN | Вертикальный цилиндрический аппарат, две тарелки, каплеотделитель, температура - 100°С-120°С, вместимость - 20 м |
Нагреватель технических газов | Нагрев воздуха для сушки NaCN | Газовая горелка, вентилятор, топочная камера, теплообменник. Температура нагрева - 50°С-400°С |
Барабанные вакуум-фильтры | Фильтрация NaCN | Герметичное исполнение, поворотное перемешивающее устройство, транспортировочный шнек с двойными лопастями, площадь фильтрующей поверхности - 10 м, рабочее давление - 0,04 МПа, частота вращения барабана - 0,2-2 об/мин, частота вращения транспортировочного шнека - 206 об/мин |
Брикетировочная машина | Брикетирование NaCN | Диаметр валков - 520 мм, рабочая ширина - 160 мм, частота вращения валков - (5-15-27) мин, усилие гидравлического пресса - 750 кН, частота вращения шнека - (15-86-149) мин |
Барабанное сито с транспортировочным шнеком | Сглаживание брикетов, отделения пыли и обломков | Сито барабанного типа, снабженное транспортировочным шнеком. Размер ячейки сита - 10 мм, толщина нити сита - 2,5 мм, частота вращения барабана - 27 об/мин, частота вращения шнека - 64 об/мин, рабочая температура - 110°С |
Емкости сбора сточных вод | Сбор сточных вод | Горизонтальные цилиндрические аппараты, снабженные наружными змеевиками обогрева, рабочее давление атмосферное, расчетное давление - 0,2 МПа, рабочая температура - 10°С-100°С, диаметр - 2800-3000 мм, вместимость - 47-53 м |
Емкости для приема стоков | Прием стоков | Цилиндрические вертикальные резервуары вместимостью 400 м |