DD201019A1 - Verfahren zur entwaesserung von natriumcyanid-kristallbrei - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Entwaesserung von NaCN-Kristallbrei bei Feststoffgehalten groesser 20%. Dabei soll eine geringe Restfeuchte in der Zentrifugenstufe sowie bei den Vorzuegen einer kontinuierlichen Verfahrensweise eine Senkung des Energie- und Bedienungsaufwandes erreicht werden. Erfindungsgemaess wird ein NaCN-Kristallbrei einer mehrstufigen Schubenzentrifuge zugefuehrt und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 3-6% Wasser verringert. Die abgeschleuderte Mutterlauge mit 4-6% Feststoff wird in eine Absetzvorrichtung gegeben, welche diese in eine Kristallbreiphase bei einer Temperatur von 318-333 K trennt. Die beiden Phasen werden in den Prozess zurueckgefuehrt. Die Erfindung findet Anwendung in Verfahren zur Herstellung von NaCN. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung Verfahren zur Entwässerung von NaCN-Kristallbrei

Int. Kl. C 01 c 3/10

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Entwässerung von NaCN-Kristallbrei mit Peststoffgehalten größer 20 <$>, -

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die meisten bekannten Verfahren zur Herstellung von JSaCET-SaIz gliedern sich in die Neutralisationsstufe, in der HCF und Natronlauge miteinander reagieren, die Kristallisation, die Entwässerung zumeist als Zentrifugierung aber auch als Filtration ausgeführt, und die Trocknung. Die in der Entwässerungsstufe abgetrennte Mutterlauge mit einem ca 3 - 5 fo über der löslichkeit liegenden NaCN-Gehalt wird zumeist über die Neutralisation in den Prozeß zurückgeführt.

H¹Ur die Entwässerungsstufe kommen bekannterweise sowohl Zentrifugen als auch Filter zur Anwendung. Um nach dem folgenden Trocknungsprozeß den Gehalt an Verunreinigungen so klein wie möglich zuhalten und Störanfälligkeiten infolge zusammenbackenden Produktes zu vermeiden, muß ein Restfeuchtegehalt von max. 6,5 #> erreicht werden.

Je geringer die Eestfeuchte nach der Entwässerungsstufe ist, um so weniger Verunreinigungen wie

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Katronlauge, Natriumformiat und —carbonat befinden sich, im Endprodukt. Hierfür werden Filtrierzentrifugen eingesetzt. Die geringen Korngrößen des NaCN mit einem Spektrum von. 10 - 80 um ließen-bisher allerdings nur den Einsatz von diskontinuierlichen Filtrierzentrifugen zu, beispielsweise Schälzentrifugen, wobei durch eine sich auf der Filtriervorrichtung (Sieb) ausbildende Filterhilfsschicht der Filtriereffekt erreicht wird. Dabei sind sowohl Zentrifugen mit horizontaler als auch vertikaler Trommel bekannt. Die Entleerung geschieht entweder manuell oder durch Ausschälvorrichtungen.

Diese diskontinuierliche Verfahrensweise hat entscheidende Nachteile gegenüber einer anzustrebenden kontinuierlichen. Die große Zahl der An- und Abfahrvorgänge verlangt einen hohen Energieaufwand und führt zu erhöhtem Verschleiß der Maschinen. Weiterhin wird bei diskontinuierlichen Verfahren mit einer höheren Filterkuchenschicht gearbeitet, wodurch ein größerer Energieaufwand notwendig wird, um das gleiche Volumen an Mutterlauge abzuschleudern und geringe Bestfeuchtewerte zu erreichen. Bei Anwendung einer modernen kontinuierlichen Trocknungstechnologie wird außerdem eine komplizierte Zwischenlagerung von zentrifugenfeuchtem NaCN-SaIz (.3,5 - 7 ⁰Io Wasser) notwendig, da das Salz bei diesen Feuchtewerten und Lagerung stark zum Zusammenbacken und zur Klumpenbildung neigt.

In der DE-OS 1 592 329 wird die Anwendung eines Drehfilters für die Entwässerung von NaCIT erwähnt, wobei das Filter nicht Bestandteil der Erfindung ist. Die Anwendung eines Vakuumtrommelfilters wird in der DE-PS 1 150 367 beschrieben, wobei das Filter eben-

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falls nicht Bestandteil der Erfindung ist. Mit diesem Verfahren werden auch "bei besten technischen Arbeitsbedingungen nur Restfeuchtewerte von 11 - 13,5 # Wasser erreicht, wobei dieses Alkalicyanidsalz allerdings nach dem Faßverfahren, hergestellt wird.

"Filter haben den Nachteil, daß sie einen wesentlich geringeren Trenneffekt in bezug auf die Restfeuchte haben als Filtrierzentrifugen. Mit Filtern sind Restfeuchtewerte von kleiner 11 $ bei NaCN nicht zu erzielen. Dies führt aber zum Zusammenbacken des feuchten Salzes, zur Klumpenbildung und zu Verstopfungen von Leitungen und NaCN-Trocknungsvorrichtungen der bekannten Art.

Die Endproduktqualität, d.h. der Gehalt an Verunreinigungen ist außerordentlich hoch. Bekanntermaßen ist es weiterhin energetisch günstiger, das Wasser im Kristallisator zu verdampfen als im Trockner.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur kontinuierlichen Entwässerung von NaCN-Kristallbrei zu entwickeln, bei dem eine geringe Restfeuchte in der Zentrifugenstufe und die Vorzüge kontinuierlicher Verfahrensweise hinsichtlich Senkung der Energie- und Bedienungsaufwandes erreicht werden, sowie das ein durchgängig kontinuierliches NaCN-Herstellungsverfahren ermöglicht.

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Darlegung des Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrundej die Vorteile der Zentrifugierung bei .der UaCT-Entwässerung und die Vorteile kontinuierlicher Verfahrensweise zu kombinieren.

Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß ein NaCli-Kristallbrei mit mindestens 20 1o Peststoff einer Zentrifuge mit horizontaler Siebtrommel zugeführt wird, in der durch periodische Horizontalbewegung eines Kolbens der sich bildende Filterkuchen auf dem Sieb bis -zum freien Ende der Trommel entlanggeschoben, sowie die abgeschleuderte Mutterlauge in einer nachfolgenden Absetzvorrichtung vom größten Teil des durchgeschlagenen Peststoffes in Form eines Kristallbreies befreit und dieser wiederum der Zentrifuge zugeführt wird. In der Fachliteratur wird dieser Zentrifugentyp als Schubzentrifuge bezeichnet.

Dabei sind auf Grund der geringen Korngröße von UaCN-Kristallen besondere Anforderungen an die Schubzentrifuge in bezug auf Siebspaltweiten, Trommellänge und Ausstoßkraft zu stellen, die sich entscheidend nach der im Kristallisator erzielten Korngröße richten. Es ist zweckmäßig mehrstufige Schubzentrifugeη einzusetzen .

Pur Eestfeuchten des HaCN-Salzes nach der Zentrifuge kleiner als 6,5 % sind Beschleunigungsfaktoren (Verhältnis der Zentrifugalbeschleunigung'zur Erdbeschleunigung) von größer als 650 g notwendig. Mit größer werdendem Beschleunigungsfaktor werden auch die Eestfeuchten geringer, wobei aber ein Grenzwert von ca 3,5 % fasser kaum unterschritten werden kann.

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Die geringen Korngrößen der NaCF-Kristalle "bewirken bei der Zentrifugierung einen Durchschlag bis zu 5 % feststoff in der Mutterlauge. Dieser Feststoffgehalt, der mit der Mutterlauge in den HaCIi-Herstellungsprozeß zurückgeführt wird und wieder die Stufen Neutralisation und Kristallisation durchläuft, führt zu Kapazitätseinbußen und kann Störungen im Kristallisationsprozeß verursachen, wodurch Kristalle mit bis zu 30 <fo geringerer Korngröße entstehen. Srfindungsgemäß wird dies dadurch verhindert, indem die Mutterlauge einer Absetzvorrichtung zugeführt wird und in eine Kristallbreiphase und eine. Mutterlaugenphase mit maximal 1 ⁰Io Feststoff getrennt wird. Die Absetzvorrichtung kann sowohl als Absetzgefäß als auch als Hydrozyklon o.a. ausgeführt sein.

Die geklärte Mutterlaugenphase wird in bekannter Weise der DTeutralisationsstufe zugemischt, während der Kristallbrei in die Einspeisung der Zentrifuge gegeben wird. Dabei wurde überraschenderweise gefunden, daß der in der Zentrifuge durchgeschlagene, und in der Absetzvorrichtung sedimentierte Peststoff eine dem Durchschnitt der Zentrifugeneinspeisung entsprechende Korngröße aufweist, wodurch eine allmähliche .Steigerung des Feststoffgehaltes in der Mutterlauge der Zentrifuge ausgeschlossen werden kann.

Bei relativ grobkörnigen Kristallbrei von 50 - 80/im kann, wenn Kapazitätseinbußen im neutralisations- und Kristallisationsteil in Kauf genommen werden, auf eine Absetzvorrichtung verzichtet werden. Während des Zentrifugier- und Absetzprozesses darf

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die Temperatur nicht unter 308 K sinken und sollte vorzugsweise mindestens 318 K - 333 K "betragen. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Anwendung der kontinuierlichen Fahrweise für die Entwässerungsstufe, wodurch die Effektivität dieser Prozeßstufe "bedeutend erhöht wird. Das drückt sich aus in einer Senkung des Energie- und Bedienungsaufwandes, einer durch die Verringerung des Mutterlaugenkreislaufes möglichen Kapazitätserhöhung der Kristallisationsstufe sowie einer Verminderung der Störanfälligkeit. Da beim Einsatz einer kontinuierlichen Zentrifuge die von Zeit zu Zeit notwendigen Freispülungen der Siebe anfallenden Spülwässer in der Menge weitaus geringer sind als bei diskontinuierlichen -Zentrifugen, werden, hier ebenfalls Kosten eingespart. . _._.„ Dies macht sich, entweder in geringen Abwasserentgiftungskosten bemerkbar oder wenn die Spülwässer im Prozeß verbleiben-, in geringeren Wassermengen, die verdampft werden müssen.

Die Verminderung der Störanfälligkeit zeigt sich e'imal in der Kristallisationsstufe, in der durch die in der Absetzvorrichtung vorgenommene Abtrennung des Feststoffes gleichmäßig große Körnung erzielt werden kann, und·zum zweiten im Wegfall der Zwischenspeicherung von. zentrifugenfeuchtem PTaCiT-SaIz, die bei Anwendung eines diskontinuierlichen Trocknungsverfahrens notwendig wird und sehr kompliziert und störanfällig ist. '

Die kontinuierliche Zentrifugierung ermöglicht erstmals vollkontinuierliche MaCH^--Herstellungsverfahren, in denen die Stufen Neutralisation, Kristallisation, Zentrifugierung und Trocknung in voneinander abgetrennten Apparaten durchgeführt werden.

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Aus f ühruri gsbe isp ie I

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine zu dessen Realisierung vorzugsweise geeignete Vorrichtung sollen hier "beschrieben werden und sind in Figur 1 dargestellt.

Sine im ETeutralisator 1 aus Natronlauge und Cyanwasserstoff gebildete STaCN-Lösung wird im Kristallisator 2 zu einem ca 35 % Peststoff enthaltenden Kristallbrei 6 eingedampft. 1,5 m/h Kristallbrei 6 mit einer Temperatur von 333. K werden einer zweistufigen Schubzentrifuge 3 zugeführt. Die Drehzahl der Zentrifuge entspricht einem Verhältnis der Zentrifugal- zur Erdbeschleunigung von 890. Dabei wird der Kristallbrei 6 in ein STaGN-SaIz 7 mit 4,5% Restfeuchte und eine Mutterlauge 7, die noch 4 % Feststoff enthält, unterteilt. Das FaCIT-SaIz 7 wird' in einem Trockner 5, beispielsweise einem Wirbels chichttrockner oder Hochfrequenztrockner, nachgetrocknet.

Die Mutterlauge 8 mit ca 328 K gelangt in ein

Absetzgefäß 4 mit einer Klärfläche von 6 m . Das Absetzgefäß ist mit Schikanen zur Beruhigung der Strömung ausgerüstet. Die 2 längeren Seitenwände sind zu einer.Rinne zusammengeführt, in der eine Transportschnecke mit geringer Drehzahl den sich sammelnden Kristallbrei zum Austrag befördert. Der Kristallbrei 9 wird in die Zentrifugeneinspeisung 6 zurückgeführt, während die geklärte Flüssigphase mit ca 0,5 % Peststoff über die Feutralisationsstufe wieder in den Prozeß zurückgelangt.

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch

   1. Verfahren zur kontinuierlichen Entwässerung eines UaCH-Kristallbreies von mehr als 20 $, vorzugsweise 30 - 40 %, Peststoff, gekennzeichnet dadurch, daß "der"Kristallbrei einer kontinuierlichen Zentrifuge, vorzugsweise mehrstufige Schubzentrifuge (3), zugeführt wird, die mit einem Verhältnis von Zentrifugalbeschleunigung zu Erdbeschleunigung von größer als 650, vorzugsweise 750 - 1000, arbeitet,, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des NaCT-SaI ζ es (7) auf 3 - 6 ⁰Io Wasser verringert wird, und die abgeschleuderte Mutterlauge (8) mit 4 - 6 °h Feststoff in eine Absetzvorrichtung (4) gegeben wird, welche diese in· eine- Kristallbreiphase (9) und eine Flüssigphase (10) bei einer Temperatur von 318 - 333 K trennt, wobei der Kristallbrei (9) zur Zentrifugeneinspeisung zurückgeführt wird, und die bis auf 0,1 - 1 % Peststoff geklärte Flüssigphase (10) einer vor der Entwässerungsstufe liegenden. . Prozeßstufe des HaOT-Herstellungsverfahrens zugemischt wird.

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   Verfallren nach. Punkt 1 , gekennzeichnet dadurch., daß bei grobkörn igen ITaClT -Krisialibrei (6) von 50 - 80 Aim Korngrößen die Abseilvorrichtung über die Leitung (11.) umfahren werden kann. .

   Hierzu.1 Blatt Zeichnung