DD283794A5 - PROCESS FOR PREPARING CALIUM CARBONATE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von * durch Kristallisation aus einer Loesung und Abtrennung des Kristallisates von der Mutterlauge, wobei ein Teilstrom der Mutterlauge zur Vermeidung einer UEbersaettigung an Natriumkarbonat aus dem Prozesz herausgefuehrt wird und der Reststrom der Mutterlauge in die Kaliumkarbonatkristallisationsstufe zurueckgefuehrt wird. Erfindungsgemaesz wird der aus dem Prozesz herausgefuehrte Teilstrom der Mutterlauge einer Eindampfung bei einer gegenueber der Kaliumkarbonatkristallisationsstufe deutlich hoeheren Temperatur, insbesondere einer Temperatur zwischen 363 und 423 K unterworfen und nach Abtrennung des dabei auskristallisierten Doppelsalzes Kaliumnatriumkarbonat die verbleibende Mutterlauge ebenfalls in die Kaliumkarbonatkristallisationsstufe zurueckgefuehrt. Figur{* Kristallisation aus Natriumionen enthaltenden K2CO3-Loesung; Mutterlauge; Teilstrom abtrennen, eindampfen; hohe Temperatur; Doppelsalz; Kaliumnatriumkarbonat}The invention relates to a process for the preparation of * by crystallization from a solution and separation of the crystallizate from the mother liquor, wherein a partial stream of the mother liquor is led out of the Prozesz to avoid Überbersaettigung of sodium carbonate and the residual stream of the mother liquor is returned to the Kaliumkarbonatkristallisationsstufe. According to the invention, the partial stream of the mother liquor discharged from the process is subjected to evaporation at a significantly higher temperature than the potassium carbonate crystallization stage, in particular at a temperature of between 363 and 423 K. After separation of the doubled salt potassium sodium carbonate, the remaining mother liquor is likewise returned to the potassium carbonate crystallization stage. Figure {* Crystallization from sodium ion-containing K2CO3 solution; Mother liquor; Separate partial flow, evaporate; high temperature; Double salt; Kaliumnatriumkarbonat}
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kaliumkarbonat-1,5-Hydrat durch Kristallisation aus einer Natriumionen enthaltenden K2CO3-Lösung und Abtrennung des Kristallisates von der Mutterlauge, wobei ein Teilstrom der Mutterlauge zur Vermeidung einer Übersättigung an Natriumkarbonat aus dem Prozeß herausgeführt wird und der Reststrom der Mutterlauge in die Kaliumkristallisationsstufe zurückgeführt wird.The invention relates to a process for the preparation of potassium carbonate-1,5-hydrate by crystallization from a sodium ion-containing K 2 CO 3 solution and separation of the crystals from the mother liquor, wherein a partial stream of the mother liquor led out to avoid oversaturation of sodium carbonate from the process and the residual stream of the mother liquor is recycled to the potassium crystallization stage.
zum wasserfreien Prodi kt kalziniert. Bei der Herstellung von K2CO3 aus Kalilauge und CO2 nach dem Fließbettverfahren in einemcalcined to anhydrous product. In the production of K 2 CO 3 from potassium hydroxide and CO 2 by the fluidized bed process in one
für die Verunreinigungen existiert und diese in das Produkt eingebunden werden.exists for the contaminants and these are incorporated into the product.
möglichst reines Produkt erzeugen, darf die Löslichkeitsgrenze für die Verunreinigungen nicht überschritten werden. Das bedeutet, daß eine Mutterlauge mit hoher Kaliumkarbonatkonzentration als Abstoß aus dem Prozeß laufend entnommen werden muß. Das darin enthaltene Kaliumkarbonat geht verloren und vermindert die Ausbeute und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Außerdem besteht dabei der Nachteil, daß ein hochreines Kaliumchlorid für die Kalilaugenherstellung verwendet werden muß.produce as pure product as possible, the solubility limit for the impurities must not be exceeded. This means that a mother liquor with high potassium carbonate concentration must be removed continuously as a reject from the process. The potassium carbonate contained therein is lost and reduces the yield and thus the efficiency of the process. In addition, there is the disadvantage that a high purity potassium chloride must be used for Kalilaugenherstellung.
kristallisiert neben dem Kaliumkarbonat-1,5-Hydrat auch das Doppelsalz Kaliumnatrkimkarbonot (K2CO3 · Na2CO3) aus und erhöht damit sprunghaft den Natriumgehalt des Produktes.In addition to the potassium carbonate-1,5-hydrate, the double salt potassium natrium carbonate (K 2 CO 3 · Na 2 CO 3 ) also crystallizes out, thus rapidly increasing the sodium content of the product.
wärmsten Stellen der Anlage, das sind die wärmeübertragenden Flächen, ab und führt neben einer Verschlechterung deswarmest points of the plant, these are the heat-transferring surfaces, and leads besides a deterioration of the
dieser Nachteile muß deshalb ein Teilstrom der Mutterlauge ausgeschleust werden. So liegt bei 40°C die Löslichkeit für dasThese disadvantages must therefore be discharged a partial stream of the mother liquor. So is the solubility for the 40 ° C for the
beschriebene tertiäre System KiCO1-Na2CO3-H2O bei 60,7% K2CO, und 3,8% Na2CO3 und bei 500C bei 62,3% K2CO3 und 3,3% Na2CO3. Zur Vermeidung der beschriebenen Betriebsstörungen muß man unterhalb der angegebenen Na2CO3-Sättlgung bleiben. Bai einer Arbeitstemperatur von 6O0C werden damit pro Gewichtstell Na2CO3 mehr als 16,8 Gewichteteile K2CO3 ausgetragen.described tertiary system KiCO 1 -Na 2 CO 3 -H 2 O at 60.7% K 2 CO, and 3.8% Na 2 CO 3 and at 50 0 C at 62.3% K 2 CO 3 and 3.3 % Na 2 CO 3 . To avoid the described malfunctions you have to stay below the specified Na 2 CO 3 -Settlgung. Bai a working temperature of 6O 0 C are thus discharged per weight Na 2 CO 3 more than 16.8 parts by weight K 2 CO 3 .
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß diese beschriebenen Nachteile nicht auftreten. Es soll Insbesondere ein möglichst reines, d.h. natriumfreies Kailumkarbonat geliefert werden, wobei die Ausbeute möglichst hoch liegen soll.The aim of the invention is to improve a method of the generic type so that these disadvantages do not occur. In particular, as pure as possible, i. Sodium-free Kailumkarbonat be delivered, the yield should be as high as possible.
durch Kristallisation aus einer Natriumionen enthaltenden K2CO3-Lösung und Abtrennung des Krletallisates von derby crystallization from a sodium ion-containing K 2 CO 3 solution and separation of the Krletallisates of the
herausgeführt wird und der Reetstrom der Mutterlauge in die Kaliumkarbonatkristallisationsstufe zurückgeführt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der aus dem Prozeß herausgeführte Teilstrom der Mutterlauge einer Eindampfung, bei einer gegenüber der Kaliumkarbonatkristallisationsstufe deutlich höheren Temperatur, insbesondere einer Temperatur zwischen und 423 K, unterworfen, das Doppelsalz Kaliumnatriumkarbonat auskristallisiert und die verbliebene Mutterlauge ebenfalls in die Kaliumkarbonatkristallisationsstufe zurückgeführt wird.is led out and the reed of the mother liquor is recycled to the Kaliumkarbonatkristallisationsstufe, which is characterized in that the brought out of the process partial stream of the mother liquor of evaporation, at a compared to the Kaliumkarbonatkristallisationsstufe significantly higher temperature, in particular a temperature between 423 K and, subjected Crystallized double salt potassium sodium carbonate and the remaining mother liquor is also recycled to the Kaliumkarbonatkristallisationsstufe.
abgetrennten Doppelsalzes auf 10-30 Gewichts-% angehoben.separated double salt raised to 10-30% by weight.
mehreren Prozeßstufen bei verschiedenen Temperaturen läßt sich damit eine Trennung der Karbonate durch eine gezielteseveral process stages at different temperatures can thus be a separation of the carbonates by a targeted
einen Behälter 1, der als Mischgefäß ausgebildet ist. Von dort wird ein Lösungsstrom i in einen Verdampfer 2 geführt, der gleichzeitig auch als Kristallisator fungiert. Der Strom des bei der Eindampfung der Lösung entzogenen Wassers ist mit b bezeichnet. Die Löslichkeit des Natriumkarbonats in der Mutterlauge bleibt während dieser Eindampfung stets gewährleistet; zweckmäßigerweise wird dessen Konzentration in einem sicheren Abstand unterhalb dere Sättigungsgrenze gehalten. Es empfiehlt sich, dabei im Vakuum zu arbeiten bei Siedetemperaturen im Bereich 30-600C.a container 1, which is designed as a mixing vessel. From there, a solution stream i is passed into an evaporator 2, which also acts as a crystallizer at the same time. The flow of water removed during the evaporation of the solution is denoted by b. The solubility of the sodium carbonate in the mother liquor is always ensured during this evaporation; expediently, its concentration is kept at a safe distance below the saturation limit. It is advisable to work in a vacuum at boiling temperatures in the range 30-60 0 C.
einer Abtrenneinrichtung 3 in eine kristallfreie Mutterlauge m und eine Suspension I mit einem Verhältnis Kristall/Flüssigkeit von I oder größer aufgetreni it.a separation device 3 in a crystal-free mother liquor m and a suspension I with a ratio crystal / liquid of I or greater than it auseni it.
wird zweckmäßig in der Wascheinrichtung 6 im Gegenstrom mit einem Teilstrom g der Frischlösung a zur Verdrängung der an dem Kristallisat haftenden Mutterlauge gewaschen. Dabei wird die Waschlösung fortlaufend als Strom h in den Behälter I zurückgeführt. Das Verhältnis von Waschlösung zur KrisCallmasse liegt typiocherwelse in dem Bereich 0,1-2,0. Dieis suitably washed in the washing device 6 in countercurrent with a partial flow g of the fresh solution a to displace the mother liquor adhering to the crystals. In this case, the washing solution is continuously recycled as stream h in the container I. The ratio of wash solution to KrisCallmasse typiocherwelse in the range 0.1-2.0. The
beispielsweise Hydrozyklon können dazu verwendet werden. Auch eine Kristallwaschung auf der Trenneinrichtung 7 ist möglich. Die aus der Wascheinrichtung 6 entnommene Suspension r wird schließlich mit der Trenneinrichtung 7, welche alsFor example, hydrocyclone can be used. A crystal washing on the separator 7 is possible. The suspension r removed from the washing device 6 is finally filled with the separating device 7, which is referred to as
gleicher Weise wie die Waschlösung h in den Behälter I zurückgeführt (vereinigter Lösungsstrom q).the same way as the washing solution h returned to the container I (combined solution flow q).
eine Kristallisation von Kaliumkarbonat-1,5-Hydrat nicht stattfindet. Der Wasserdampfstrom cwird abgeführt. Bei 1000C liegt dieCrystallization of potassium carbonate-1,5 hydrate does not take place. The water vapor stream c is discharged. At 100 0 C is the
bei 59,3% K2CO3 und 1,9% Na2CO3. Als Folge der sinkenden Löslichkeit von Na2CO3 kristallisiert das Doppelsalz aus. Dieseat 59.3% K 2 CO 3 and 1.9% Na 2 CO 3 . As a result of the decreasing solubility of Na 2 CO 3, the double salt crystallizes out. These
sich ein kontinuierlicher Betrieb. Die entstehende Suspension η wird in einer Trenneinrichtung 5, die als Filter oder als Zentrifuge ausgebildet sein kann, in den Lösungsstrom (Mutterlauge), o, der in den Behälter I zurückgeführt wird, und das Doppelsalz t aufgetrennt.a continuous operation. The resulting suspension η is in a separation device 5, which may be formed as a filter or a centrifuge, in the solution stream (mother liquor), o, which is recycled to the container I, and the double salt t separated.
Zur Anhetiung der Festetoffkonzentration für eine gezielte Kristallisation wird vorteilhaft eine Menge β des abgetrennten Doppelsalzes t In den Kristallisator 4 zurückgeführt. Der restliche Teil e des Doppelsalzes t wird fortlaufend aus dem Prozeß ausgeschleust.To ahetiung the Festetoffkonzentration for a specific crystallization is advantageously an amount β of the separated double salt t returned to the crystallizer 4. The remaining part e of the double salt t is continuously discharged from the process.
Diese Verfahrensweise stellt sicher, daß alles Natriumkarbonat als Doppelsalz KaCOs · Na2CO9 ausgetragen wird. Pro Gewicht« einheit Na2CO1 werden nur noch 1,3 Gewichtstelle K2COj ausgetragen. Damit wird der Verlust an Kailumkarbonat auf wenigor als Vu des Wertes erniedrigt, der ohne diese Doppetealzkristalllsation erreichbar wäre. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, daß auch billige Rohprodukte zum Einsatt kommen könndn, die einen höheren Natriumgehalt aufweisen. Darüber hinaus gewährleistet dieses Verfahren, daß eine ausgezeichnete Kaliumkarbonatqualität erzeugt wird, weil bei der Kristallisation ein genügender Sicherheitsabstand bis zur Ausfallung des Doppelsalzes eingehalten werden kann. In der Eindampfung 2 wird eine so niedrige Na2COyKonzentration eingestellt, daß mit Sicherheit keine K1COj · Na2COj-KristallisatlGn das Produkt verschlechtern oder zu Verkrustungen führen kann. Der Umstand, daß eine größere Löeungsmenge im Kreislauf gefahren wird, verschlechtert die Ausbeute in keiner Weise. Durch die Kristallwäsche mit Frischlösung, d. h. mit der am wenigsten verunreinigten Lösung wird ein zusätzlicher Relnigurigseffekt erzielt.This procedure ensures that all sodium carbonate is discharged as the double salt KaCOs · Na 2 CO 9 . For each weight unit of Na 2 CO 1 , only 1.3 weight K 2 COj are discharged. Thus, the loss of potassium carbonate is reduced to less than Vu of the value that would be achievable without this double-metal solution. Another advantage of the method is the fact that even cheap crude products could come to Einsalt, which have a higher sodium content. In addition, this method ensures that an excellent potassium carbonate quality is produced, because in the crystallization a sufficient safety margin can be maintained until the precipitation of the double salt. In the evaporation 2 such a low Na 2 COyKonzentration is set that certainly no K 1 COj · Na 2 COj crystallizatlGn the product can deteriorate or lead to encrustations. The fact that a larger Löeungsmenge is recycled, does not deteriorate the yield in any way. By washing crystals with fresh solution, ie with the least contaminated solution, an additional Relnigurigseffekt is achieved.
140r.g einer Lösung, die 76kg Kaliumkarbonat, 2,66kg Natriumkarbonat und 62,34kg Wasser enthält, wurden bei 326K im Vakuum eingedampft. Die entstandene Suspension wurde mit einer Zentrifuge getrennt und 36,2 kg feuchtes Produkt erhalten. Die chemische Analyse ergab eine Zusammensetzung von 82,3% K2COj, 0,18% Na2CO3 und 17,52% H2O. Nach Waschung des Produktes mit 10kg der Frischlösung auf der Zentrifuge ergab die Analyse 82,5% K2CO3,0,07% Na2CO3 und 17,43% H2O. Durch Amnaischen mit einer gesättigten, reinen K2COj-Lösung in einem Massenverhältnis von I konnte sogar ein Produkt von 0,04% Na2CO3 erzeugt werden.140g of a solution containing 76kg of potassium carbonate, 2.66kg of sodium carbonate, and 62.34kg of water were evaporated at 326K in vacuo. The resulting suspension was separated by a centrifuge and 36.2 kg of wet product was obtained. The chemical analysis showed a composition of 82.3% K 2 COj, 0.18% Na 2 CO 3 and 17.52% H 2 O. After washing the product with 10 kg of the fresh solution on the centrifuge, the analysis showed 82.5%. K 2 CO 3 , 0.07% Na 2 CO 3, and 17.43% H 2 O. By Amnaic with a saturated, pure K 2 COj solution in a mass ratio of I even a product of 0.04% Na 2 CO 3 are generated.
10kg der bei der Abtrennung des Kaliumkarbonat-1,6-Hydrates erhaltenen Mutterlauge wurden im Vakuum bei 376K eingedampft. Es wurden 1,1 kg Wasser verdampft und 8,9kg Suspension erhalten. Nach Abtrennung des Kristallisates von der Mutterlauge ergab die chemische Analyse des feuchten Kristallisates 56% K2CO3,41,5% Na2CO3 und 2,5% H2O. Die Zusammensetzung der Mutterlauge war 58,8% K2CO3,1,8% Na2CO3 und 39,4% H2O. Die Mutterlauge ist damit zur weiteren Kaliumkarbonat-1,5-Hydrat-Kristallisation geeignet. Der Verlust an K2CO3 betrug damit 1,35 kg je kg Na2CO3.10 kg of the mother liquor obtained in the separation of the potassium carbonate-1,6-hydrate were evaporated in vacuo at 376K. 1.1 kg of water were evaporated and 8.9 kg of suspension were obtained. After separation of the crystals from the mother liquor, the chemical analysis of the wet crystals gave 56% K 2 CO 3 , 41.5% Na 2 CO 3 and 2.5% H 2 O. The composition of the mother liquor was 58.8% K 2 CO 3 , 1.8% Na 2 CO 3 and 39.4% H 2 O. The mother liquor is thus suitable for further potassium carbonate 1.5 hydrate crystallization. The loss of K 2 CO 3 was thus 1.35 kg per kg Na 2 CO 3 .
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