PL164372B1

PL164372B1 - The method of preparation of the solution for the production of chlorine and sodium hydroxide by the diaphragm method

Info

Publication number: PL164372B1
Application number: PL28633690A
Authority: PL
Inventors: Marian Turek; Witold Gnot; Julita Mrowiec; Antoni Magdziorz; Ignacy Motyka; Henryk Szczypa
Original assignee: Glowny Instytut Gornictwa; Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1994-07-29
Also published as: PL286336A1

Abstract

Sposób przygotowania roztworu do wytwarzania chloru i wodorotlenku sodowego metodą przeponową polegający na dosycaniu roztworu do stężeń bliskich 200 kg/m3 solą zwłaszcza wypadową, uzyskiwaną z zatężania katolitu, znamienny tym, że po dosyceniu roztworu zatęża się go termicznie do stężenia chlorku sodowgo co najmniej 270 kg/m3 i następnie oczyszcza chemicznie z jonów wapniowych.A method of preparing a solution for producing chlorine and sodium hydroxide by the diaphragm method, consisting in saturating the solution to a concentration close to 200 kg/m3 with salt, especially with the salt obtained from the concentration of catholyte, characterized in that after saturating the solution, it is thermally concentrated to a sodium chloride concentration of at least 270 kg/m3 and then chemically purified from calcium ions.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania roztworu do wytwarzania chloru i wodorotlenku sodowego metodą przeponową.The subject of the invention is a method of preparing a solution for the production of chlorine and sodium hydroxide by the membrane method.

Znany jest sposób elektrolitycznego wytwarzania chloru i wodorotlenku sodowego metodą przeponową, w którym jako surowiec stosuje się solankę, będącą roztworem chlorku sodowego o stężeniu około 310 kg/m3, zanieczyszczoną jonami wapniowymi, magnezowymi i siarczanowymi oraz innymi związkami. W procesie przygotowania solanki do elektrolizy usuwa się z niej jony wapniowe i magnezowe, a jony siarczanowe mogą być usuwane zarówno z solanki w procesie jej przygotowania jak i z soli wypadowej uzyskanej w wyniku zatężania katolitu otrzymywanego w procesie elektrolizy. W przypadku oczyszczania solanki z jonów siarczanowych stosuje się do ich usuwania chlorek barowy. Ze względu na wysoką cenę chlorku barowego odchodzi się obecnie od tego sposobu usuwania jonów siarczanowych i usuwa się je z soli wypadowej. Usuwanie siarczanów z soli wypadowej polega na wypłukiwaniu siarczanu sodowego z tej soli w warunkach największej rozpuszczalności tego związku w nasyconym roztworze chlorku sodowego. W wyniku płukania uzyskuje się chlorek sodowy o małej zawartości siarczanów i odpadowy roztwór siarczanu sodowego nasycony chlorkiem sodowym. Sposób ten jest powodem znacznych strat soli.There is a known method of electrolytic production of chlorine and sodium hydroxide by the diaphragm method, in which the raw material is brine, which is a sodium chloride solution with a concentration of about 310 kg / m3, contaminated with calcium, magnesium and sulphate ions and other compounds. In the process of preparing brine for electrolysis, calcium and magnesium ions are removed from it, and sulphate ions can be removed both from the brine in the process of its preparation and from the resultant salt obtained as a result of concentration of the catholyte obtained in the electrolysis process. Barium chloride is used to remove sulfate ions from the brine. Due to the high price of barium chloride, this method of removing sulfate ions is now being abandoned and removed from the waste salt. The removal of sulphates from the base salt consists in rinsing out sodium sulphate from this salt under the conditions of the highest solubility of this compound in a saturated solution of sodium chloride. The rinsing produces sodium chloride with a low sulfate content and a waste sodium sulfate solution saturated with sodium chloride. This method causes significant salt losses.

Znany jest również z polskiego opisu patnetowego nr 124 732 sposób przygotowania roztworu do elektrolitycznego wytwarzania chloru i wodorotlenku sodowego, w którym rozcieńczony roztwór chlorku sodowego o stężeniu mniejszym niż 130 kg/m3 zatęża się termicznie, oczyszcza z jonów wapniowych, magnezowych i siarczanowych, a następnie dosyca się solą wypadową uzyskaną z termicznego zatężania katolitu.There is also known from the Polish patent description No. 124 732 a method of preparing a solution for electrolytic production of chlorine and sodium hydroxide, in which a dilute sodium chloride solution with a concentration of less than 130 kg / m3 is thermally concentrated, purified from calcium, magnesium and sulphate ions, and then saturated with the base salt obtained from the thermal concentration of the catholyte.

W sposobie według wynalazku rozcieńczony roztwór chlorku sodowego, zawierający jony wapniowe i siarczanowe, dosyca się do stężeń bliskich 200 kg/m3 solą, zwłaszcza wypadową, uzyskaną w wyniku zatężania katolitu a następnie zatęża się termicznie do stężenia chlorku sodowego co najmniej 270 kg/m³ i następnie oczyszcza chemicznie z jonów wapniowych. W sposobie prowadzenia procesu według wynalazku nie jest konieczne usuwanie jonów siarczanowych z solanki ani z soli wypadowej i można zawracać całą ilość soli wypadowej.According to the invention a dilute sodium chloride solution containing ions of calcium and sulfate, enough to concentrations near to 200 kg / m3 salt, especially the base, obtained by concentration of the catholyte and then concentrated heat to the sodium chloride concentration of at least 270 kg / m ³ and then chemically purifies from calcium ions. In the process according to the invention, it is not necessary to remove sulfate ions from the brine or from the base salt, and the entire amount of the base salt can be recycled.

W trakcie termicznego zatężania roztworu dosyconego solą, następuje wytrącanie siarczanu wapniowego i w tej postaci siarczany wyprowadzane są z obiegu. Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że stężenie jonów siarczanowych w solance poddawanej elektrolizie i w katolicie jest małe co jest korzystne z punktu widzenia oddzielania soli wypadowej, gdyż w przypadku dużej zawartości siarczanów sól jest drobnokrystaliczna co utrudnia jej filtrację. Duże stężenie jonów siarczanowych wpływa również niekorzystnie na trwałość anod stosowanych w elektrolizie. Ponadto wyprowadzanie siarczanu wapniowego zmniejsza zawartość jonów wapniowych co obniża zużycie węglanu sodowego, stosowanego do ich usuwania.During the thermal concentration of a solution saturated with salt, calcium sulphate is precipitated and in this form sulphates are recycled. An advantage of the process according to the invention is that the concentration of sulphate ions in the electrolysed brine and in the catholyte is low, which is advantageous from the standpoint of separating the resultant salt, since in the case of a high sulphate content, the salt is finely crystalline which makes its filtration difficult. The high concentration of sulphate ions also adversely affects the durability of the anodes used in electrolysis. In addition, the discharge of calcium sulphate reduces the calcium ion content which lowers the consumption of sodium carbonate used for their removal.

Przykład . Solankę kopalnianą o stężeniu /kg/m3/: NaCL-125; Ca²⁺-3,03; Mg²⁺-3,30; SO^2_4-3,26 oczyszcza się z jonów magnezowych, a następnie dosyca się solą wypadową do stężenia NaCl 204 kg/m³ i zatęża się termicznie do stężenia NaCl 318 kg/m³. W trakcie zatężania wypada z solanki 5,30 kg siarczanu wapniowego w przeliczeniu na 1m³ solanki zatężonej). W solanceAn example. Mine brine with a concentration of / kg / m3 /: NaCL-125; Ca ²⁺ -3.03; Mg ²⁺ -3.30; SO ^2_ 4-3.26 is purified from magnesium ions and then saturated with base salt to NaCl concentration of 204 kg / m ³ and thermally concentrated to NaCl concentration of 318 kg / m ³ . During this concentration falls out of the saline 5.30 kg of calcium sulfate per 1 ^m3 of the concentrated brine). In brine

164 372 zatężonej stężenie Ca²* wynosi 2,30 kg/m3, a SO²% 1,61 kg/m3. Tak otrzymaną solankę oczyszcza się następnie chemicznie z jonów wapniowych przez dodanie węglanu sodowego i po oddzieleniu osadu poddaje elektrolizie przeponowej. Katolit z elektrolizy poddaje się zatężeniu, a uzyskaną w trkkcie zatężania sól wypadową, zawierającą 1,6% Na2SO4, zawraca się do dosycania solanki.In the concentrated concentration, the Ca ² * concentration is 2.30 kg / m3 and the SO ² % is 1.61 kg / m3. The brine thus obtained is then chemically purified from calcium ions by adding sodium carbonate and, after separating the precipitate, it is subjected to diaphragm electrolysis. The electrolysis catholyte is concentrated, and the resultant salt obtained during the concentration, containing 1.6% Na2SO4, is returned to the brine saturation.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claim

The method of preparing a solution for the production of chlorine and sodium hydroxide by the diaphragm method, consisting in saturating the solution to concentrations close to 200 kg / m ^3, especially with the resultant salt, obtained from the concentration of the catholyte, characterized in that after saturating the solution, it is thermally concentrated to a sodium chloride concentration of at least 270 kg / m3 and then chemically cleanses calcium ions.