CS223280B1

CS223280B1 - Method of continuous production of the anhydrous crystallic zinc dichloride

Info

Publication number: CS223280B1
Application number: CS744481A
Authority: CS
Inventors: Ivan Holeci; Jaroslav Zabensky; Frantisek Solta; Vladislav Zuk; Oldrich Vyskovsky
Original assignee: Ivan Holeci; Jaroslav Zabensky; Frantisek Solta; Vladislav Zuk; Oldrich Vyskovsky
Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1981-10-12
Publication date: 1983-09-15

Abstract

Způsob kontinuální výroby krystalického chloridu zinečnatého. Vynález se týká způsobu kontinuální výroby bezvodého krystalického chloridu zinečnatého odpařováním jeho roztoků za normálního nebo sníženého tlaku a následující adiahatickou krystalizací. Tímto· způsobem se zabrání teplotnímu rozkladu chloridu zinečnatého a získá se vysoce čistý produkt. Spotřeba tepla je nižší než u jiných procesů.A method of continuous crystalline production zinc chloride. The invention relates to a process for continuous production of anhydrous crystalline zinc chloride evaporating its solutions normal or reduced pressure and following adiahatic crystallization. In this manner thermal decomposition of the chloride is prevented zinc and a highly pure product is obtained. Heat consumption is lower than others processes.

Description

Způsob kontinuální výroby krystalického chloridu zinečnatého.Process for the continuous production of crystalline zinc chloride.

Vynález se týká způsobu kontinuální výroby bezvodého krystalického chloridu zinečnatého odpařováním jeho roztoků za normálního nebo sníženého tlaku a následující adiahatickou krystalizací. Tímto· způsobem se zabrání teplotnímu rozkladu chloridu zinečnatého a získá se vysoce čistý produkt. Spotřeba tepla je nižší než u jiných procesů.The invention relates to a process for the continuous production of anhydrous crystalline zinc chloride by evaporating its solutions under normal or reduced pressure, followed by adiahatic crystallization. In this way, thermal decomposition of zinc chloride is avoided and a highly pure product is obtained. Heat consumption is lower than other processes.

Vynález se týká způsobu kontinuální výroby bezvodého krystalického chloridu zinečnatého odpařováním jeho roztoků a následující adiabatickou krystalizací.The invention relates to a process for the continuous production of anhydrous crystalline zinc chloride by evaporation of its solutions and subsequent adiabatic crystallization.

Bezvodého chloridu zínečnatého se používá jako katalyzátoru řady chemických reakcí, pro přípravu solných lázní, v zubním lékařství, v celulózovém průmyslu, pro přípravu suchých článků.Anhydrous zinc chloride is used as a catalyst for a number of chemical reactions, for the preparation of salt baths, in dentistry, in the cellulose industry, for the preparation of dry cells.

V průmyslové praxi se bezvodý chlorid zinečnatý připravuje odpařováním jeho roztoků v litinových kotlech, vytápěných spalinami tuhých, kapalných nebo plynných paliv, až se získá tavenina o teplotě 340 °C, která se granuluje na šupinkový produkt na chlazených šupinkovacích válcích, nebo se nalévá do ocelových barelů, které se hermetizují. Pro snížení spotřeby tepla se vyrábí také tavenina chloridu zínečnatého s obsahem 9 až 12 % hmotnosti vody. Při tomto způsobu výroby je teplota taveniny 220 ° až 250 °C. Následkem rozkladu chloridu- zínečnatého při jeho zahřívání na vyšší teploty dochází působením vznikajícího chlorovodíku ke korozi litinových kotlů a ke znečišťování taveniny trojimocným železem a také nerozpustnými sloučeninami zinku. Z tohoto důvodu se tímto způsobem nezíská chemicky čistý produkt.In industrial practice, anhydrous zinc chloride is prepared by evaporating its solutions in cast iron boilers fired with flue gases of solid, liquid or gaseous fuels until a melt of 340 ° C is obtained which is granulated to a scale product on chilled flake rolls or poured into steel barrels that are hermetized. A zinc chloride melt containing 9 to 12% by weight of water is also produced to reduce heat consumption. In this method, the melt temperature is 220 ° C to 250 ° C. Due to the decomposition of zinc chloride when heated to higher temperatures, the resulting hydrogen chloride causes corrosion of cast iron boilers and contamination of the melt with trivalent iron and also with insoluble zinc compounds. Therefore, a chemically pure product is not obtained in this way.

Chlorid zinečnatý lze připravit sušením jeho roztoků na různých sušicích zařízeních, např. rozprašovacích a fluidních sušárnách, ovšem získaný produkt je jemný prášek se sypnou hmotností 1 kg/1. Sypná hmotnost produktu se nezvýší ani při sušení na fluidních sušárnách s inertní fluidní vrstvou. Tato zařízení jsou kromě toho investičně drahá, protože musí být zhotovena z ušlechtilých materiálů, např. chromniklových slitin. Vysoké jsou také specifické spotřeby tepla a vznikají problémy s čištěním odpadních sušicích plynů.Zinc chloride can be prepared by drying its solutions in various drying equipment such as spray driers and fluid driers, but the product obtained is a fine powder with a bulk density of 1 kg / l. The bulk density of the product does not increase even when drying in fluidized bed dryers. In addition, these devices are expensive to invest because they have to be made of noble materials such as chrome-nickel alloys. The specific heat consumption is also high and there are problems with the cleaning of the waste drying gases.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob kontinuální výroby bezvodého krystalického chloridu zínečnatého odpařováním vodného roztoku chloridu zínečnatého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se vodný roztok chloridu zínečnatého odpařuje při teplotě od 60 do 300 °C na koncentraci 85 až 95 procent hmotnosti, takto zahuštěný roztok se přivádí do promíchávané masy krystalického chloridu zínečnatého o teplotě 100 až 160 °C a bezvodý krystalický chlorid zinečnatý se ochlazuje a krystalizuje.The disadvantages of the above are eliminated by a process for the continuous production of anhydrous crystalline zinc chloride by evaporation of the aqueous zinc chloride solution according to the invention, characterized in that the aqueous zinc chloride solution is evaporated at a temperature of from 60 to 300 ° C to a concentration of 85 to 95 percent by weight. is fed to a stirred mass of crystalline zinc chloride at a temperature of 100 to 160 ° C and the anhydrous crystalline zinc chloride is cooled and crystallized.

Odpařováním se získá roztok s obsahem 5 až 15 % hmotnosti vody, který se převede na krystalický produkt adiabatickou krystalizací, při které se voda odpaří uvolněným krystalizačním teplem a tepelným obsahem krystalického chloridu zínečnatého. Proces se provádí za normálního, nebo za sníženého tlaku. Podle vynálezu se získá bílý produkt s obsahem 99 až 101 % hmotnosti chloridu Zínečnatého stanoveného chelatometricky a s obsahem nerozpustných zinečnatých sloučenin nižším než 2 % hmotnosti.Evaporation gave a solution containing 5 to 15% by weight of water, which was converted to a crystalline product by adiabatic crystallization in which water was evaporated by the liberated crystallization heat and the thermal content of crystalline zinc chloride. The process is carried out under normal or reduced pressure. According to the invention, a white product is obtained having a content of 99 to 101% by weight of zinc chloride determined by chelatometry and an insoluble zinc compound content of less than 2% by weight.

Nepřetržité odpařování roztoku chloridu zinečnatého snižuje jeho rozklad na minimum. Pro zabránění rozkladu zinečnatého lze přidávat k roztoku o vyšší koncentraci při odpařování, nebo také při adiabatické krystalizací kyselinu solnou vi množství 0,5 až 5,0 procent hmotnosti na i hmotnost ? chloridu zinečnatého. Při nepřetržitém způsobu’ výroby krystalického chloridu zinečnatého podle vynálezu je sypná hmotnost prodhktu vyšší než 1,5 kg/1 a produkt má dobré <fyzikálně-mechanické vlastnosti.Continuous evaporation of the zinc chloride solution reduces its decomposition to a minimum. In order to prevent zinc decomposition, it is possible to add to the solution of higher concentration during evaporation or also by adiabatic crystallization hydrochloric acid in an amount of 0.5 to 5.0 percent by weight per weight. zinc chloride. In the continuous process for producing the crystalline zinc chloride according to the invention, the bulk density of the product is greater than 1.5 kg / l and the product has good physico-mechanical properties.

Výhodou vynálezu je, že odpařování roztoku chloridu zinečnatého lze provádět na libovolné nepřetržitě pracující odparce zhotovené z inertního materiálu, například titanu, chromniklových slitin a podobně, například na kaskádě míchaných odparek a blánových odparkách. Adiabatickou krystalizací koncentrovaných roztoků chloridu zinečnatého lze provádět na různých míchaných krystalizačních zařízeních, v nichž se neustále udržuje dobře promíchávaná vrstva krystalického chloridu zinečnatého, materiálem krystalizátoru může být nerezavějící ocel.It is an advantage of the invention that the evaporation of the zinc chloride solution can be carried out on any continuously operating evaporator made of an inert material, for example titanium, chromium-nickel alloys and the like, for example a cascade of stirred evaporators and membrane evaporators. The adiabatic crystallization of concentrated zinc chloride solutions can be carried out on various stirred crystallization apparatuses in which a well-stirred layer of crystalline zinc chloride is constantly maintained, the crystallizer material being stainless steel.

PříkladExample

Příklad ilustruje způsob kontinuální výroby krystalického chloridu zinečnatého po, dle vynálezu na. baterii dvou stejných odparek tvaru U,. zhotovených z titanu. Odparka představuje vertikální válec o průměru 84 mm, který je ve vzdálenosti od stěny 15 mm rozdělen vertikální přepážkou zasahující 10 mm nad dno na dvě části, širší a užší, čímž vzniká odparka tvaru U. Válec je v užším rameni ve výšce 90 mm nade dnem opatřen přepadem. Vnější stěny válce jsou vytápěné elektrickým odporovým topením s regulovatelným příkonemdo 2,2 kWh. Odparka je opatřena Rushtonovým míchadlem, zhotoveným z titanu, které je Umístěno v širší části odparky ve vzdálenosti 25 mm ode dna. Průměr disku .míchadla, je 20 mm, počet lopatek je 4.The example illustrates a process for the continuous production of crystalline zinc chloride according to the invention into. a battery of two identical U-shaped evaporators. made of titanium. The evaporator is a vertical cylinder with a diameter of 84 mm, which is separated from the wall by 15 mm by a vertical partition extending 10 mm above the bottom into two parts, wider and narrower, creating a U-shaped evaporator. The cylinder is 90 mm above the bottom equipped with an overflow. The outer walls of the cylinder are heated by electric resistance heating with adjustable power input up to 2.2 kWh. The evaporator is equipped with a Rushton stirrer made of titanium, which is placed in the wider part of the evaporator at a distance of 25 mm from the bottom. The diameter of the stirrer disk is 20 mm, the number of blades is 4.

Roztok chloridu zinečnatého z první odparky přepadá samospádem přes přepad do širší části druhé odparky. Adiabatická krystalizace chloridu zinečnatého byla prováděna v třecí porcelánové misce o průměru 150 mm, která před zahájením odpařování spolu s 200 g krystalického chloridu zinečnatého vyhřátá na 110 °C. Po naplnění obsahu třecí misky byla třecí miska vyměněna. Ze zásobníku se přivádí konstantní rychlostí 9,6 kg/h roztok chloridu zinečnatého o koncentraci 46,6 % hmotnosti do míchané širší části první titanové odparky, v níž se udržuje teplota roztoku 160 °C regulací napětí přiváděného na elektrické odporové topení. Z odparky přepadá samospádem roztok o koncentraci 75,7 % hmotnosti rychlostí 5,95 kg/h do širší druhé odparky,The zinc chloride solution from the first evaporator falls by gravity through the overflow into the wider portion of the second evaporator. Adiabatic crystallization of zinc chloride was carried out in a 150 mm diameter porcelain mortar, which was heated to 110 ° C together with 200 g of crystalline zinc chloride prior to evaporation. After filling the contents of the mortar, the mortar was replaced. A 46.6% zinc chloride solution is fed from the tank at a constant rate of 9.6 kg / h to the stirred wider portion of the first titanium evaporator, maintaining the solution temperature at 160 ° C by controlling the voltage applied to the electric resistance heater. A 75.7% by weight solution falls from the evaporator by gravity at a rate of 5.95 kg / h into the wider second evaporator,

S v níž se udržuje stejným způsobem jako ,na první odparce teplota roztoku 230 °C.In which the solution temperature of 230 ° C was maintained in the same way as on the first evaporator.

Z druhé odparky přepadá 5 kg roztoku chloridu zinečnatého o koncentraci 90 % hmotnosti na vrstvu krystalického chloridu zinečnatého, který je promícháván. V třecí misce se získá 4,5 kg/h bílého krystalického produktu o teplotě 130 °C s obsahem 100,3 procenta hmotnosti chloridu zinečnatého, stanoveno chelatometricky a s obsahem oxichloridů, přepočteno na ZnO, 1,22 % hmotnosti. Sypná hmotnost produktu je 1,55 kg/1. Páry z odparek a krystalizátoru se odsávají ventilátorem ke kondezaci.From the second evaporator, 5 kg of a 90% by weight zinc chloride solution falls onto a crystalline zinc chloride layer which is stirred. 4.5 kg / h of white crystalline product having a temperature of 130 ° C containing 100.3 percent by weight of zinc chloride, determined by chelatometry and containing oxichlorides, calculated as ZnO, 1.22% by weight, is obtained in a mortar. The bulk density of the product is 1.55 kg / l. The vapors from the evaporators and crystallizer are sucked off by a condenser fan.

PŘEDMĚTSUBJECT

1. Způsob kontinuální výroby bezvodého krystalického chloridu zinečnatého odpařováním vodného roztoku chloridu zinečnatého, vyznačený tím, že se vodný roztok chloridu zinečnatého odpařuje při teplotě od 60 do 300 °C na koncentraci 85 až 95 % hmotnosti, takto zahuštěný roztok se přivádí do promíchávané masy krystalického chloridu zinečnatého o teplotě 100 až 160 °C aA process for the continuous production of anhydrous crystalline zinc chloride by evaporation of an aqueous zinc chloride solution, characterized in that the aqueous zinc chloride solution is evaporated at a temperature of from 60 to 300 ° C to a concentration of 85 to 95% by weight. Zinc chloride at 100 to 160 ° C; and

Claims

BACKGROUND OF THE INVENTION Anhydrous crystalline zinc chloride is cooled and crystallized.

2. A process according to claim 1, wherein 0.5 to 5% by weight of concentrated hydrochloric acid, based on the total weight of zinc chloride, is added to the concentrated solution or to the stirred mass of crystalline zinc chloride.