5. Витягання селену з шламів

В колчеданах, вживаних для виробництва сірчаної кислоти, міститься 0,002-0,02% селену, що є хімічним аналогом сірки, тому при випаленні колчеданів разом з SО₂ утворюється SеО₂. Оскільки селен зустрічається в природі в дуже малих концентраціях (від десятитисячних до тисячних, рідкісне до сотих часток відсотка) у вигляді з'єднань, супутніх сульфідам металів (Fе, Сu, Zn), то відходи переробки піриту в сірчанокислотному виробництві є одним з основних джерел отримання селену. Основна його частина виділяється з шламами в промивних баштах і мокрих електрофільтрах системи очищення обпалювальних газів.

Механізм виділення селену з обпалювальних газів достатньо складний. При очищенні обпалювального газу SеО₂ поглинається туманом і краплями зрошуючої сірчаної кислоти. Розчинність SеО₂ в сірчаній кислоті висока і збільшується з підвищенням температури. SО₂, що розчиняється в сірчаній кислоті, відновлює SеО₂:

SеО₂ + 2SО₂ + 2Н₂О = Sе + 2Н₂SО₄.

Одночасно відбуваються процеси утворення політіоселенових кислот (на кшталт Н₂SеS₂О₄) і селенистої кислоти:

Селениста кислота і селенополітіонати стійкі при температурах нижче 70°С. При більш високих температурах вони розкладаються.

Відновлення SеО₂ якнайповніше проходить в розбавлених кислотах. Металевий селен, що утворюється, осідає разом з частинками пилу з кислоти промивних башт у відстійниках, збірниках і холодильниках кислоти у вигляді шламу, який називають бідним. Такий шлам містить зазвичай до 5% селену. На нових заводах для виділення селену з шламом передбачено фільтрування кислоти першої промивної башти.

Інша частина металевого селену осідає разом з сірчанокислотним туманом і залишками пилу в мокрих електрофільтрах. Через невеликий вміст пилу осад тут містить багато селену (до 50%) і носить назву багатого шламу. Весь селен, що осідає в процесі очищення газу, приблизно порівну розподіляється між бідним і багатим шламом.

Відомо декілька способів переробки шламів газоочистки сірчанокислотного виробництва з метою виділення селену. Один з найпоширеніших способів полягає в наступному. Збираний при очищенні холодильників, відстійників і збірників кислоти промивних башт бідний шлам розбавляють водою і прогрівають гострою парою для більш повного виділення металевого селену. Пульпу, що утворюється при цьому, фільтрують і одержаний осад промивають водою і 0,5%-м розчином соди. Потім шлам сушать при 90-100°С. Аналогічним чином обробляють і багатий шлам з мокрих електрофільтрів.

Для подальшого випалення з метою отримання технічного селену на основі одержуваних шламів готують усереднену шихту, що містить 10-12% селену. На 1 т спалюваного колчедану виходить 10-50 г селену і витрачається 10-20 г соди, 10-20 г Fе₂SО₄, який додають для прискорення осадження селену при промивці електрофільтрів, і 5-10 кг пари. Ступінь витягання селену з колчедану складає 30-60%.

Питання для самоконтролю:

1. Які методи використовуються в промисловості для отримання сірчаної кислоти?

2. Яка сировина використовується для отримання сірчаної кислоти?

3. Яким методом окислюють SО₂ в SО₃?

4. Які тверді відходи супроводжують виробництво сірчаної кислоти?

5. Дайте характеристику методам витягання кольорових металів з огарків.

6. Що заважає використанню огарків в доменному виробництві?

7. Які пігменти виробляють з огарків і огаркового пилу?

8. Які особливості має витягання селену з шламів?

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Амелин А.Г. Технология серной кислоты. – М.: Химия, 1983. – 340 с.

2. Справочник сернокислотчика/ Под ред. К.М. Малина. – М.: Химия, 1971. – 540 с.

3. Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов. - М.: Химия, 1989. - 512 с.

4. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология и основы промышленной экологии: Учебник для вузов. – М.: Химия, 1999. – 472 с.

5. Общая химическая технология. Под. ред. И.П. Мухлёнова. Изд. 2, переработ. и доп. Учебник для химико-технологических специальностей вузов. М., Высшая школа, 1970.-600с.

6. Равич Б.М. и др. Комплексное использование сырья и отходов. - М.: Химия, 1988. - 288 с.