Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_13646
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_369912.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=369912&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB369912A
[]
Второе издание. ]
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА - Дата подачи заявки: сентябрь. 24, 1930. № 28646/30. 369,912 Полная
спецификация Lefti: 24 июня 1931 г.
Полная спецификация принята 24 марта 1932 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве целлюлозной продукции или связанные с ним.
— Я, Генрих Дрейфус, гражданин Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Геланезе Хаус, 22 и 2!
3, Настоящим заявляем, что изобретение относится к производству целлюлозы и целлюлозных изделий из
древесины, соломы, травы и тому подобного.
До настоящего времени при производстве целлюлозы и целлюлозных изделий из древесины, соломы, травы
и тому подобного применялась практика удаления лигнина и других примесей из целлюлозы путем
растворения. Таким образом, исходное сырье сначала преобразуется в химическую пульпу, например, с
помощью сульфитного, содового или сульфатного процессов. Эти химические пульпы в лучшем случае
представляют собой нечистую целлюлозу и требуют дальнейшей обработки или очистки, прежде чем их
можно будет успешно использовать для производства растворов целлюлозы или производных целлюлозы,
пригодных для использования в производстве таких продуктов, как искусственный шелк, пленки и тому
подобное. Фактически, целлюлозная масса устойчива к ацетилированию или этерификации и требует
проведения определенных специальных обработок, прежде чем ее можно будет успешно использовать для
производства высококачественных ацетатов целлюлозы или сложных эфиров целлюлозы (см., например, мою
предыдущую спецификацию № 249.173).
Кроме того, при промышленном производстве самой целлюлозы (например, сульфитным методом)
значительная часть целлюлозы, первоначально присутствовавшей в древесине, соломе, траве и тому
подобном, обычно разрушается, несмотря на то, что готовая целлюлоза все еще содержит пентозаны.
смолы и другие примеси. Эта доля часто составляет до 20% от количества целлюлозы, первоначально
присутствовавшей в шерсти или подобном материале.
Согласно изобретению, я получаю целлюлозу или целлюлозные материалы путем процесса, включающего
обработку древесины, соломы, латуни или подобных одревеснелых материалов, в результате чего
содержащаяся в таких материалах целлюлоза растворяется и отделяется от лигнина и тому подобного.
Целлюлозу можно растворить из материалов в виде ксантогената (это натриевая соль или другая соль
целлюлозы, например, получаемая в хорошо известном процессе производства искусственного шелка,
вискозы и тому подобного) в виде растворов медно-аммониевой целлюлозы. Целлюлозу можно выделить или
отделить от образовавшихся растворов после фильтрации, центрифугирования или подобных методов для
отделения нерастворимых примесей любым способом, позволяющим извлечь целлюлозу из таких растворов;
растворы ксантогенатов, предпочтительно после созревания, могут быть осаждены, например, действием
кислот, диоксида углерода или нагреванием. Отделенная или осажденная целлюлоза может быть
подвергнута промывке любым удобным способом для удаления солей или других растворимых примесей,
оставшихся в ней после осаждения или разделения.
При реализации изобретения древесина, солома, трава и тому подобное предпочтительно используются в
максимально мелкой форме, например, в виде мелких щепок или кусочков, 7,5 опилок или порошка. При
желании материалы перед обработкой для растворения целлюлозы можно сначала обработать горячей водой
или щелочью, например.
разбавленный раствор каустической соды или другой растворитель смолы 80, чтобы максимально удалить
смолы из материалов.
В случаях, когда целлюлозу необходимо растворить в виде ксантогената, ксантогенирование может быть
проведено любым удобным способом.
Таким образом, материалы, независимо от того, подвергались ли они обработке для извлечения смол, могут
быть обработаны едким щелочным раствором для получения «щелочной целлюлозы», которая впоследствии,
после выдержки или созревания, может быть подвергнута воздействию сероуглерода, а полученный таким
образом ксантогенатный раствор может, при желании, быть подвергнут созреванию. 9,5 Таким образом,
например, материалы могут быть подвергнуты обработке щелочным натрием с концентрацией от 15 до 20%
или, предпочтительно, от 17 до 19%, а полученная сода после желаемого старения или созревания может
быть подвергнута воздействию гиалуроновой кислоты.
Обработка щелочью может заключаться в простом погружении материалов в щелочной раствор, либо
материалы могут быть пропитаны или замешаны в этом растворе. См.: ', в течение любого желаемого
времени, достаточного для обеспечения достаточной пропитки. При желании материалы можно обработать
избытком раствора (например, примерно в 6-10 или более раз большим, чем их собственный вес), а избыток
жидкости впоследствии удалить прессованием или подобным способом, например, таким образом, чтобы на
каждую присутствующую молекулу целлюлозы приходилось около 12 молекул щелочи. Как уже упоминалось
выше, «щелочная целлюлоза», полученная под действием щелочи, может быть подвергнута выдержке или
созреванию перед обработкой сероуглеродом. Такое старение или созревание может быть достигнуто,
например, путем выдерживания всей целлюлозы в течение примерно 2-3 дней при температуре, не
превышающей 300 °C, предпочтительно при температуре от 20 до 250 °C.
Щелочную целлюлозу можно подвергнуть необходимому воздействию сероуглерода, а полученный вязкий
раствор можно дать созреть любым удобным способом, например, тем, который обычно используется в
производстве вязких материалов.
Количество щелочи и дисульфида углерода, используемых при ксантогенировании, может соответствовать
обычно применяемым в вискозной промышленности, например, примерно 2 молекулы щелочи и 1 молекула
дисульфида углерода на каждую молекулу бицеллюлозы. Однако при желании можно использовать меньшие
количества дисульфида щелочного металла и дисульфида углерода, в этом случае ксантогенирование можно
удобно осуществить способом, описанным в моей предыдущей спецификации №.
183,8 с.
Как уже упоминалось выше, целлюлозу можно выделить или отделить от раствора ксантогената любым
удобным способом, например, обработкой кислотами, диоксидом углерода, нагреванием или другими
средствами, способными осадить целлюлозу из растворов ее ксантогенатов.
Перед осаждением или отделением целлюлозы от ее ксантогенатных растворов, эти растворы подвергают
фильтрации, центрифугированию и подобным процедурам для удаления лигнина и других нерастворимых
примесей.
После осаждения или отделения от растворов целлюлозу при желании или необходимости можно промыть
водой или подобным раствором, чтобы максимально удалить соли или растворимые примеси.
- Целлюлоза, выделенная или полученная с помощью изобретения, весьма полезна для производства
ацетата целлюлозы или других целлюлозосодержащих эфиров или простых эфиров, а также растворов
вискозы и медно-аммонийного раствора целлюлозы.
: ции и тому подобное, а также искусственный шелк.
пленок или подобных материалов из производных целлюлозы или растворов, причем изобретение касается
не только производства самой целлюлозы, но и производства из нее производных целлюлозы или
целлюлозных растворов, а также искусственного шелка, пленок и подобных материалов, полученных из таких
производных или растворов. 70 В случаях, когда изобретение должно применяться для производства
искусственного шелка, пленок или подобных материалов вискозным или медно-аммиачным способом, могут
быть использованы растворы, полученные путем ксантогенирования древесины, соломы, травы или подобных
материалов или путем их обработки медно-аммиачным способом, т.е.
После тщательной фильтрации их можно экструдировать в осаждающие ванны способом, аналогичным тому,
который ранее применялся при производстве искусственного шелка, пленок и тому подобного, с помощью
вискозного процесса или медно-аммиачного процесса. Однако я предпочитаю отделять или осаждать
целлюлозу, отделяемую от раствора, а затем повторно растворять отделенную целлюлозу для образования
необходимых растворов вискозы или медно-аммониевой кислоты.
В случаях, когда изобретение должно быть применено к производству сложных эфиров или простых эфиров
целлюлозы, отделенная или осажденная целлюлоза может быть подвергнута этерификации или
этерификации любым удобным способом, например, способом, указанным в моих предыдущих
спецификациях №№ 6463/15, 14101/15, 100009, 101555, 9207562, 263939i, 264937, 08323, 309201, 311790,
312095, 31S09&, 3825822, 164374, 164375, 100164377, 176420, 277721. При ацетилировании или других видах
этерификации целлюлозы часто бывает выгодно подвергать ее предварительной обработке кислотами,
особенно органическими кислотами, хотя следует отметить, что целлюлоза и без того обладает высокой
реакционной способностью. Например, целлюлозу целесообразно подвергнуть предварительной обработке,
описанной в моих предыдущих «Спецификациях №№». 11Г
249,173, 263,938, 288,657, 308,322, 308,848, 812,098. При желании или необходимости целлюлозу, конечно же,
можно подвергнуть любому удобному отбеливанию или аналогичной обработке перед повторным
ксантогенированием, этерификацией или эфирификацией.
Благодаря изобретению целлюлозу или целлюлозные материалы можно получать весьма
удовлетворительным способом из древесины, соломы, травы и подобных одревеснелых материалов; кроме
того, целлюлозу можно отделять от лигнинов, смол и других примесей, присутствующих в исходном
материале, без чрезмерных потерь целлюлозы, которые ранее наблюдались при получении целлюлозы 12.5
методами химической варки. Кроме того, целлюлоза и целлюлозные материалы, получаемые в соответствии
с изобретением, имеют очень высокое качество, поскольку с помощью изобретения, в отличие от ранее
использовавшихся методов химической пульпы369,1912 LZ B69, 12, можно в значительной степени или
полностью избежать воздействия на молекулу целлюлозы или ее деградации.
Дата: 23 сентября 1930 года.
Уайтхед и Стейфенс, дипломированные патентные поверенные, Селанезе Хаус, 22 и 23, Гановер-сквер,
Лондон, W.1.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в производстве целлюлозной продукции или связанные с ним.
1,
Генри Дрефус, гражданин Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Celailese House, 22 & 13,
Hanover Square, London, W.1, настоящим заявляет, что характер данного изобретения и способ его
осуществления будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Изобретение относится к производству целлюлозы и целлюлозных изделий из древесины, соломы, травы и
тому подобного.
До настоящего времени при производстве целлюлозы и целлюлозных изделий из древесины, соломы, травы
и тому подобного применялась практика попытки растворить лигнин и другие примеси из целлюлозы.
Таким образом, исходное сырье сначала преобразуется в химическую пульпу, например, с помощью
сульфитного, содового или сульфатного процессов. Эти химические пульпы в лучшем случае представляют
собой нечистую целлюлозу и требуют дальнейшей обработки или очистки, прежде чем их можно будет
успешно использовать для производства растворов целлюлозы или производных целлюлозы, пригодных для
использования в производстве таких продуктов, как искусственный шелк, пленки и тому подобное. Фактически,
целлюлозная масса устойчива к ацетилированию или этерификации и требует проведения определенных
специальных обработок, прежде чем ее можно будет успешно использовать для производства
высококачественных ацетатов целлюлозы или сложных эфиров целлюлозы (см., например, мою предыдущую
спецификацию № 249173).
Кроме того, при промышленной подготовке самой целлюлозы (например, сульфитным методом) значительная
часть целлюлозы, первоначально присутствовавшей в древесине, соломе, траве и тому подобном, обычно
разрушается, несмотря на то, что готовая целлюлоза все еще содержит пентозаны, смолы и другие примеси.
Эта доля часто составляет до 20% от количества целлюлозы, первоначально присутствовавшей в древесине
или подобных материалах.
Согласно изобретению. Я получаю целлюлозу или целлюлозные материалы путем обработки древесины,
соломы, травы или подобных одревеснелых материалов, в результате которой содержащаяся в таких
материалах целлюлоза растворяется из лигнинов и подобных примесей в виде металлосоединения или
комплекса, отделяя полученный из указанных примесей раствор путем фильтрации, центрифугирования или
тому подобного, а затем регенерируя целлюлозу из полученного раствора. Целлюлозу 6G можно растворить
из материала в виде ксантогената (то есть натриевой или другой соли ксантогеновой кислоты целлюлозы,
например, той, которая образуется в хорошо известном вискозном процессе производства искусственного
шелка, пленок и тому подобного). Целлюлозу можно выделить или отделить от образовавшихся растворов
после фильтрации, центрифугирования или подобных процедур для отделения нерастворимых примесей, и
предпочтительно после созревания любым способом, позволяющим извлечь целлюлозу из растворов
ксантогенатов, например, путем воздействия кислот, диоксида углерода или нагревания.
Отделенная или осажденная целлюлоза может быть подвергнута промывке любым удобным способом для
удаления солей или других растворимых примесей, оставшихся в ней после осаждения или разделения.
Однако следует понимать, что изобретение 80 не ограничивается процессом, включающим
ксантогенирование, и что целлюлоза может быть выведена из древесины, соломы, травы или подобных
лиственных материалов в виде других металлических соединений или комплексов; например, целлюлоза
может быть выведена путем обработки указанных лиственных материалов хорошо известным процессом,
используемым для получения растворов медно-аммонийной целлюлозы. 90 При реализации изобретения
древесина, солома, трава или подобные лиственные материалы предпочтительно используются в
максимально мелкой форме, например, в виде мелких щепок или кусочков, опилок или порошка. 95 При
желании материалы перед обработкой для растворения целлюлозы можно предварительно обработать
горячей водой или щелочью, например, разбавленным раствором каустической соды, или другим
растворителем смол, например, органическими растворителями, чтобы максимально удалить смолы из
материалов.
В случаях, когда целлюлозу необходимо растворить в виде ксантогената, ксантогенирование может быть
проведено любым удобным способом.
Таким образом, материалы, независимо от того, подвергались ли они обработке для извлечения смол, могут
быть обработаны едким щелочным раствором для получения «щелочной целлюлозы», которая впоследствии,
возможно, после созревания, может быть подвергнута воздействию этилового спирта, а полученный таким
образом раствор ксантогената может, при желании, быть подвергнут созреванию.
Таким образом, например, материалы могут быть обработаны едким натром с концентрацией от 15 до 20%
или, предпочтительно, от 17 до 19%, а полученная сода-целлюлоза после незначительного желаемого
старения или созревания может быть подвергнута воздействию сероуглерода.
Обработка щелочью может заключаться в простом погружении материалов в щелочной раствор, либо
материалы могут быть пропитаны или вымешаны в растворе в течение любого желаемого времени,
достаточного для обеспечения тщательной пропитки. Однако предпочтительнее обрабатывать материалы
избытком растворов (например, примерно в 6-10 или более раз больше их веса в растворах), а избыток
жидкости впоследствии удалять прессованием или подобным способом, например, таким образом, чтобы
оставалось около 2 молекул щелочи по отношению к 1 молекуле присутствующей целлюлозы. Как указано
выше, «щелочная целлюлоза», полученная в результате взаимодействия щелочи, может быть подвергнута
старению или созреванию перед обработкой йодисульфидом углерода. Такое созревание или выдержку
можно осуществить, например, оставив щелочную целлюлозу 3а на некоторое время, примерно от 21 до 3
дней, при температуре, существенно не превышающей 80 °C, предпочтительно при температуре от 20 до 2,5
°C.
Щелочную целлюлозу можно подвергнуть необходимому воздействию сероуглерода, а полученный вискозный
раствор можно дать созреть любым удобным способом, например, тем, который обычно используется в
производстве вязких материалов.
Количество щелочи и сероуглерода, используемых при ксантогенизации, может соответствовать количеству,
применяемому только в вискозной промышленности, например, около 2 молекул щелочи и 1 молекулы
сероуглерода на каждую молекулу целлюлозы. Однако при желании можно использовать меньшие количества
щелочи и сероуглерода, в этом случае ксантогенизация может продолжаться:
55Ea может быть выполнено по процессу, описанному в моей предыдущей спецификации № -
183,882. Как упоминалось выше, целлюлозу можно выделить или отделить от раствора ксантогената любым
удобным способом; например, обработкой кислотами, диоксидом углерода, нагреванием или другими
средствами, способными осаждать целлюлозу из растворов ее ксантогенатов; для осаждения или отделения
целлюлозы от растворов ее ксантогенатов растворы подвергают фильтрации, центрифугированию или
подобным процедурам для удаления лигнина и других нерастворимых примесей.
После осаждения или отделения от растворов и после десульфуризации целлюлозу при желании или
необходимости можно промыть водой или аналогичным раствором для максимально возможного удаления
солей или растворимых примесей. 75 Целлюлоза, выделенная или полученная с помощью изобретения,
весьма полезна для производства целлюлозного эфира или других сложных эфиров или простых эфиров
целлюлозы, растворов вискозы, медно-аммонийных растворов целлюлозы и тому подобного, а также для
производства искусственного шелка, пленок и тому подобного из таких производных или растворов
целлюлозы. Изобретение касается не только производства самой целлюлозы, но и производства
производных целлюлозы или целлюлозных растворов, а также производства искусственного шелка, пленок и
тому подобного из таких производных или растворов. В случаях, когда изобретение должно применяться для
производства искусственного шелка, пленок и тому подобного вискозным или медно-аммонийным процессом,
получаемые растворы:
Полученный путем ксантогенеза шерсти, соломы, травы и тому подобного, или путем их обработки
медно-аммиачным процессом с последующим отделением растворов от нерастворенных примесей, может
быть использован, т.е., если он экструдируется в осаждающие ванны, предпочтительно после
дополнительной фильтрации, способом, аналогичным тому, который используется в производстве
искусственного шелка, пленок или чего-либо подобного вязким процессом или медно-аммиачным процессом.
Однако я предпочитаю отделять или осаждать целлюлозу из выделенного раствора, а затем повторно
растворять отделенную целлюлозу для образования необходимых растворов вискозы или
медно-аммонийного соединения 110.
В случаях, когда изобретение должно применяться для производства сложных эфиров или простых эфиров
целлюлозы, отделенная или осажденная целлюлоза может быть подвергнута этерификации или
этерификации любым удобным способом, например, способом, указанным в моих предыдущих
спецификациях. 6463/15, 14.101/1i, 0l0,009, 101X555, 207,562, 263,939, 264,937, 1-20 308,823;- 309,20f1, 31,790,
- 12.095 3121,096, 325,822, 164.374, 104,375, 164,377, 1706,420, -27,71. При этерификации целлюлозы часто
целесообразно подвергать ее предварительной обработке кислотами, особенно органическими кислотами,
поскольку это снижает ее реакционную способность. Например, целлюлозу можно выгодно подвергнуть
предварительной обработке, описанной в моих предыдущих спецификациях №№ 1304:369,91,2.
24.9,173, '263,938, 288,657, 308,322, 308,348, 312,098. При желании или необходимости целлюлозу, конечно
же, можно подвергнуть любому удобному отбеливанию или аналогичной обработке перед рексантогенацией,
этерификацией или эфирификацией.
С помощью данного изобретения можно получать целлюлозу или целлюлозные материалы весьма
удовлетворительным способом из древесины, соломы, трав и подобных одревеснелых материалов; кроме
того, целлюлозу можно отделять от лигнинов, смол и других примесей, присутствующих в исходном
материале, без чрезмерных потерь целлюлозы, которые ранее наблюдались при получении целлюлозы
методами химической варки. Кроме того, целлюлоза и целлюлозные материалы, получаемые с помощью
процесса, описанного в изобретении, имеют очень высокое качество, поскольку, в отличие от ранее
использовавшихся методов химической варки целлюлозы, можно в значительной степени или полностью
избежать воздействия на молекулу целлюлозы или ее деградации.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение:
ПРИМЕР 1.
Лигноцеллюлозный материал, например, древесина в виде мелкой щепы или опилок, сначала
обрабатывается каустической содой с концентрацией около 5% для удаления смолистых компонентов.
Обработка проводится при нормальных температурах, а жидкость, содержащая смолистые компоненты в
растворе, затем удаляется путем фильтрации, центрифугирования или аналогичными методами.
Затем целлюлозные материалы, практически не содержащие смолистых компонентов, замачивают в растворе
едкого натрия концентрацией около 18% в количестве, равном примерно 8-9 весам целлюлозных материалов,
при температуре не выше 15°C до достижения однородной пропитки, после чего избыток раствора отжимают,
оставляя примерно две молекулы щелочи на каждую обработанную молекулу целлюлозы.
Полученный щелочной целлюлозный материал выдерживают при температуре от 23 до 250 °C в течение 2-3
дней, после чего смешивают или взбивают с сероуглеродом в количестве, равном примерно одной молекуле
сероуглерода на каждую молекулу обработанной целлюлозы, в течение примерно 2-3 часов при температуре
от 2 до 27 °C.
Полученный продукт растворяют в 3-4%-ном растворе каустической соды, а затем подвергают фильтрации,
центрифугированию или аналогичным операциям для отделения лигнина и других нерастворенных веществ,
после чего раствор подвергают коагуляции. Коагуляцию предпочтительно осуществляют путем распыления
или распыления раствора в атмосферу пара и/или газообразного хлористого водорода.
Осажденную целлюлозу после промывки и десульфуризации можно с успехом использовать для всех целей,
требующих высокочистой целлюлозы, например, при производстве производных целлюлозы, таких как,
например, ацетат целлюлозы, или при производстве целлюлозных растворов, используемых при
производстве искусственного шелка.
ПРИМЕР 12.
Лигноцеллюлозный материал, например, древесина в виде мелкой щепы или опилок, обрабатывается, как в
Примере 1, для удаления 80 смолистых компонентов.
Целлюлозный материал, практически не содержащий смолистых компонентов, смешивают в сосуде,
снабженном мешалками, с а.
Раствор оксида меди и аммиака, например, 85, обычно используется при производстве растворов меди,
аммония и целлюлозы для изготовления искусственных нитей. Используется раствор с плотностью около
L,0(1;), и на каждый 1,) – 15 частей по весу (в сухом виде) обрабатываемого лигноцеллюлозного материала
используется примерно 100 частей по весу раствора.
Смесь перемешивают или взбалтывают при комнатной температуре или ниже в течение примерно 10-15
часов, после чего подвергают фильтрации, центрифугированию или подобным процедурам для отделения
нерастворенных веществ.
Затем раствор обрабатывается коагулянтом, например, раствором 100% серной кислоты с концентрацией
20-40%, для осаждения целлюлозы, а осажденная целлюлоза тщательно промывается для удаления остатков
меди сначала разбавленной кислотой, а затем водой. 105 Полученная целлюлоза может быть использована
для любых целей, требующих высокочистой целлюлозы.
Мы хотим, чтобы было понятно, что мы не заявляем в широком смысле о ксантогенизации 110
лигнифицированных материалов.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что
я 115
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_369913.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=369913&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB369913A
[]
A L Lu< a H e 'Ik:'
vs._ s t 3
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): сентябрь. 25,1929.
369,913 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): сентябрь. 25, 1930. № 28691/30.
Завершено: 29 марта 1932 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Процесс извлечения серы.
Мы, компания UNITED VEYDE COPPER COMPANY, корпорация, организованная и действующая в
соответствии с законами штата Делавэр, Соединенных Штатов Америки, Кларкдейл, округ Явапай, штат
Аризона, Соединенные Штаты Америки, (правообладатели Оливера Колдуэлла Ралстона и КнЭта МиКоа.Эль
Баума, оба граждане Соединенных Штатов Америки, и оба из Кларкдейла, округ Явапай, штат Аризона,
Соединенные Штаты Америки), настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к извлечению серы и имеет своей целью разработку усовершенствованного
процесса извлечения серы из сульфидных минералов. В частности, изобретение предусматривает разработку
усовершенствованного процесса извлечения серы из пирита, пиритовой медной руды, штейна и тому
подобного.
Согласно некоторым современным методам обработки сульфидных руд, сульфидные минералы
подвергаются плавке, восстановлению и другим видам обработки с целью получения металлов.
Содержащаяся в минералах сера превращается в диоксид серы вместе с некоторым количеством триоксида
серы. Большие объемы этих соединений в виде газов, как правило, теряются, попадая в атмосферу.
Подобные газы представляют угрозу для растительности в непосредственной близости от плавильных печей.
Кроме того, растрата таких газов представляет собой потерю одного из ценных элементов руды.
Настоящее изобретение предусматривает создание процесса, посредством которого значительная часть
серы, содержащейся в товарных сульфидных рудах, может быть извлечена в виде элементарной серы, что
приведет к экономии ценного элемента таких руд и снижению угрозы для жизнедеятельности оборудования со
стороны газов, выделяющихся в процессе плавки.
Ранее используемые методы извлечения элементарной серы из сулигидных руд, как правило, требуют
применения углеродистых топлив или другого дорогостоящего сырья, и, следовательно, такие методы
коммерчески нецелесообразны. 55 Предложенный в данном изобретении процесс адаптирован для
получения элементарной серы из руд, таких как, например, медно-сульфидные руды, с использованием очень
небольшого количества дополнительного топлива и без использования посторонних сырьевых материалов 60
за счет применения промежуточных металлургических продуктов, получаемых в ходе обычной работы.
Согласно способу, описанному в настоящем изобретении, сульфидные минералы плавят с доступом воздуха
для получения диоксида серы и штейна. Штамп обрабатывается для получения сероводорода, а
сероводород, подвергнутый воздействию полученного диоксида серы, доходит до 70% с образованием
элементарной серы. Предлагается катализатор для ускорения реакции между сероводородом и диоксилом
серы. В некоторых случаях обычные процессы плавки контролируются таким образом, чтобы получить
продукт, облегчающий проведение процесса извлечения элементарной серы.
Сульфидная руда, например, медная или медно-цинковая, может быть подвергнута предварительной
обработке с целью концентрации минералов, если это необходимо. Затем минералы могут быть подвергнуты
предварительному обжигу и плавке с подачей воздуха с содержанием кислорода 85%, в результате чего
образуются штейн и шлак, а также выделяется диоксид серы.
Штейн подвергается соответствующей обработке для включения в него определенного количества
элементарного или свободного железа, причем целью свободного железа является активация штейна для
последующей обработки кислотой. Содержание свободного железа может варьироваться, но количество,
равное как минимум двум процентам по весу штейна, обеспечит 95%-ную быструю реакцию штейна с
минеральной кислотой.
Активированному штейну дают остыть и затвердеть, а затем измельчают до размера, позволяющего
обеспечить плотный контакт сульфидов с кислым раствором.
Измельчённый или молотый штейн обрабатывается разбавленной минеральной кислотой для получения
сероводорода.
Кислоту, используемую для обработки штейна 105, можно получить из любого подходящего источника C; i U--"
J 236,1 ". Серная кислота, которую можно относительно дешево производить на обычном плавильном заводе,
перерабатывающем сульфидные руды, является удобным реагентом. Серная кислота может быть получена
из газов диоксида, выделяющихся при плавке, любым из промышленных процессов, например, камерным или
контактным способом. Полученный сульфат железа также может быть нагрет для получения триоксида серы,
который может быть использован для образования серной кислоты.
--- Образовавшийся сероводород соединяется с диоксидом серы, образующимся в процессе плавки, для
получения элементарной серы; - Реакция протекает наиболее выгодно в присутствии катализатора.
Природные и искусственные цеолиты являются подходящими катализаторами. 20- Элементарная сера
осаждается на катализаторе, и смесь серы и катализатора подвергается обработке для осуществления
разделения. Существует несколько методов обработки, среди которых следующие: (1) Смесь может быть
выщелачена сульфидом аммония для растворения серы, а полученный раствор может быть нагрет для
осаждения серы; (2) Смесь может быть выщелачена горячим паром или перегретой водой для расплавления
серы и получения смеси воды и расплавленной серы, из которой расплавленная сера легко отделится; или (3)
Смесь может быть обработана товарным орто-дихлорбензолом при повышенной температуре для
растворения серы, при этом сера осаждается путем охлаждения полученного раствора.
При использовании растворителей SO и HS не требуют столь тщательной очистки от пыли, сажи и других
веществ, которые обесцвечивают серу или делают ее нечистой.
Изобретение будет лучше понято из рассмотрения следующего описания в сочетании с прилагаемой схемой,
на которой изображен полный процесс, который может быть осуществлен в соответствии с изобретением.
Штамп, полученный в результате плавки медно-сульфидной или медно-цинково-сульфидной руды и
содержащий значительное количество сульфида железа и других соединений железа, подвергается действию
восстановителя, такого как измельченный уголь или генераторный газ, впрыскиваемого в расплавленную
ванну штейна с целью восстановления части присутствующих соединений железа для образования
свободного железа. В этой связи следует отметить, что свободное железо может быть добавлено, например,
в расплавленный штейн. Однако в случаях, когда было признано целесообразным подвергнуть штейн
воздействию восстановителей для разделения шлака и штейна или для удаления другого компонента, такого
как цинк, целесообразно продолжать операцию восстановления до получения желаемого количества
свободного железа.
В отсутствие свободного железа штейн очень медленно реагирует с кислотой, но присутствие свободного
железа в количестве, эквивалентном примерно двум процентам или более по весу, вызывает быструю
реакцию. Точное минимальное процентное содержание металлического железа, необходимое для быстрого
протекания реакции, нам неизвестно, поскольку имеющиеся аналитические методы несовершенны.
Штамп, активированный добавлением свободного железа в расплавленную ванну, охлаждается,
затвердевает и затем измельчается до такой степени, что основная его часть проходит через стандартное
сито с размером ячейки 10 меш (серия Тайлер, прямоугольные отверстия 1,65 мм). Первичная дробилка и
один комплект валков обеспечивают необходимые условия для измельчения. 90 Измельченный или
мелкодисперсный активированный штейн подвергают воздействию разбавленного раствора подходящей
кислоты, например, серной кислоты, в любой подходящей закрытой реакционной камере. В качестве реагента
подходит раствор, содержащий примерно 12% серной кислоты по весу. Серная кислота реагирует с
сульфидом железа, содержащимся в штейне, образуя сероводород и сульфат железа(II) в соответствии со
следующей реакцией: HRSO4 + FeS = HI + FeS. eSO.1.
Выделившийся сероводород собирается для последующей обработки. Сульфат железа(II) остается в
растворе в реакционной камере (j05), и его можно отделить и при необходимости извлечь для использования
путем декантации.
Необходимую серную кислоту можно получить путем обработки газообразного диоксида серы 110,
образующегося в результате плавильных операций в камерном или контактном процессе.
- Раствор сульфата железа, полученный в результате кислотной обработки штейна и выщелачивания или
промывки остатка штейна 115, нагревают или продувают воздухом для удаления растворенного
сероводорода и фильтруют для отделения растворенного сульфата железа и любых взвешенных
медно-шламовых частиц. Печь для разложения сульфата железа может эксплуатироваться совместно с
заводом по производству серной кислоты для обеспечения более гибкого управления процессом.
Использование газов, образующихся в такой печи для производства серной кислоты, позволит использовать
для взаимодействия с сероводородом часть или все газы диоксида серы из плавильной печи, которые в
противном случае были бы необходимы для производства серной кислоты, и позволит оставить больше серы
в штейне для образования сероводорода.
Сероводород, полученный в результате кислотной обработки активированного штейна, смешивают с
диоксидом серы, полученным на стадии плавки, и при соответствующих условиях эти два газа реагируют,
образуя воду и элементарную серу в соответствии со следующим уравнением:
2
H28 + SO2 2120.
+ 3S.
Газообразный диоксид серы может быть получен из печей для обжига, конвертеров или другого подходящего
места, но предпочтительно его получать в месте, где имеется газ, содержащий не менее пяти процентов
диоксида серы. Газообразный диоксид серы можно промыть, например, насыщенным водным раствором
диоксида серы и/или сконцентрировать любым желаемым способом.
Реакция между сероводородом и диоксидом серы протекает медленно при атмосферных температурах, и
скорость реакции может быть увеличена за счет повышения температуры без использования катализатора.
Однако в присутствии подходящего катализатора реакция протекает быстро при атмосферной температуре с
выделением достаточного количества тепла для испарения всей воды, образовавшейся в ходе реакции. Для
стимулирования реакций между сероводородом и диоксидом серы предлагалось использовать кремниевую
кислоту, боксит и пористую муху северного оленя, однако не было высказано никаких предположений об
использовании таких материалов в процессе обработки сульфидных минералов для получения диоксида
серы и сероводорода. Более того, не было высказано ни одного предложения об использовании материала,
соответствующего цеолиту.
Природные цеолиты и другие гидратированные двойные силикаты, содержащие алюминий или трехвалентное
железо и щелочной или щелочноземельный металл, такие как глауконит и бентонит, искусственные цеолиты и
силикагель способствуют реакции между сероводородом и диоксидом серы.
Катализатор предпочтительно использовать в гранулированной форме. Подходящий цеолит может быть
получен следующим образом: раствор, содержащий 350 галлонов воды и 89 фунтов алюмината натрия,
содержащего 58% Al2O3, тщательно перемешивают в мешалке с раствором, полученным путем разбавления
53 галлонов жидкого стекла 43Be (анализ соответствует Na12O3SiO2) 300 галлонами воды. Перемешивание
продолжается до завершения реакции и образования жидкой пульпы, содержащей осадок, взвешенный в
маточном растворе. Образовавшийся осадок можно отделить от маточного раствора и высушить при
температуре около 1000 °F (примерно 450 °C) до тех пор, пока он не начнет размягчаться при помещении в
воду. Затем всю массу можно промыть водой для устранения крепитации и удаления растворимых щелочных
Соседние файлы в папке патенты