CS257665B1 - Způsob čištění surového siřičitanů horečnatého - Google Patents

Abstract

Čištění surového siřičitanů hořečnatého oddělením pevných nečistot od metastabilního roztoku hexahydrátu siřičitanů hořečnatého o vysoké konoentraoi až 10 hmot. %, z něhož ee krystalizaci získá velmi čistá sůl až 99,8 hmot. & siřičitanu hořečnatého se provádí rychlým ohřevem celého objemu suspenze siřičitanů ho­ řečnatého ve vodě nebo v síranu hořečnatém provedeným tak, aby se v době kratší než 10 sekund, nejlépe kratší než Z sekundy, překročila teplota 80 °C.

Description

Vynález řeší čistění surového hexahydrátu siřičitanu hořečnatého, eventuelně i s příměsí trihydrátu siřiěitanu horečnatého.

Siřičitan hořečnatý je důležitý mezistupeň.u některých velkoobjemových chemických procesů, například u odsiřování plynů magnezitovým způsobem. Takový siřičitan horečnatý je však často značně znečištěn nečistotami z přírodního magnezitu a nečistotami ze spalin. drůtnyslové aplikace vyžadují čistý siřičitan hořečnatý a za tímto Účelem byly vyvinuty čisticí metody. Hydráty siřičitanu horečnatého jsou ve stabilní rovnováze se svým roztokem málo roz- pustné, proto se podle čs. autorského osvědčení 209 952 a 251 456 využí.vá schopnosti hexahydrátu siřičitanu horečnatého tvořit ' raetastabilní roztok o vysoké koncentraci až 10 '/<- hmot. , z kterého po oddělení pevných nečistot krystalizuje velmi čistá sůl /99,8 5» hmot. siřičitanu horečnatého - počítáno na bezvodý stav/, a to buď hexahydrát ochlazením,nebo trihydrát udržováním roztoku na zvýšené teplotě, rodle těchto postupů se hexahydrát siřičitanu horečnatého převede do metastabilního roztoku homogenním ohřevem celého objemu suspenze siřičitanu horečnatého.

Trihydrát siřičitanu horečnatého inetastabilní roztok nevytváří, proto známé postupy předpokládají nepřítomnost'trihydrátu siřičitanu hořečn-tého ve výchozím surovém hexahydrátu jako nutnou .

podmínku -ro proběh procesu. Je-li zde totiž trihydrát přítomen, znemožňuje vyloužení hexahydrátu v důsledku svého očkovacího účinku, který způsobí, že se při ohřevu systému na teplotu 60 - 120°C, nutnou pro vznik metastabilního roztoku, v průmyslových zařízeních vytvoří málo rozpustný trihydrát siřičitanu hořečnatého, nebo , metastabilní roztok sice vznikne, ale jen na krátkou dobu, a zařízení zaroste Inkrůsty krystalů trihydrátu siřičitanu horečnatého.

Při reálných průmyslových procesech podle těchto známých postupů se hexahydrát siřiěitanu hořečnatého mění na trihydrát vždy, kdy se pracuje za vyšších teplot /například při odsiřování spalin/ nad 42°C, kdy je již trihydrát siřiěitanu horečnatého termodynamicky stabilní fází. Hexahydrát siřiěitanu hořečnatého,vzniklý po překrystalizaci tohoto trihydrátu,však obsahuje téměř vždy příměs nežádoucího trihydrátu.

Uvedené nedostatky odstraňuje řešení podle vynálezu, jehož podstatou je rychlý ohřev suspenze surového hexahydrátu ve vodě nebo v roztoku síranu hořečnatého provedený tak, aby se v době kratší než 10 sekund, nejlépe kratší než 2 sekundy, překročila teplota 80°C. Rychlého překročení teploty 80°C je možné dosáhnout například náhlým smísením proudu nebo proudů přinášejících teplo s proudem suspenze surového hexahydrátu siřičitanu hořečnatého.

S výhodou se použije jako teplonosného proudu vodní páry, která má vysokou entalpii. Také lze k tomu použít roztoku po krystalizaci čistého- hexahydrátu nebo trihydrátu Siřičitanu hořečnatého. Roztok po krystalizaci hexahydrátu je studený a musí se proto proudem ohřát. Roztok po krystalizaci trihydrátu je teplý á jeho ohřev již vyžaduje málo tepla, takže v tomto případě se uspoří energie.

Obsahuje-li kal nečistot vysoký obsah trihydrátu siřičitanu hořečnatého, podrobí se trihydrát hydrataci ve vodné suspenzi nebo v suspenzi síranu hořečnatého a vzniklé krystaly znečistěného hexahydrátu siřičitanu hořečnatého' po oddělení od kalu pevných nečistot sedimentací nebo jinými úpravenskými raetodgmi se znovu vyluhují postupem podle vynálezu. Tím se docílí celkového stupně využití siřičitanu hořečnatého 95 až 98

Postup podle vynálezu využívá skutečnosti, že známá krystalická forma trihydrátu siřičitanu hořečnatého je stabilní do teploty 80°C, kdežto nad touto teplotou je stabilní jiný hydrát siřičitanu hořečnatého. Přítomná příměs trihydrátu se nemůže při rychlém překročení teploty 80°C uplatnit jako nukleační Činidlo.

Způsob podle vynálezu umožňuje čistit surový hexahydrát siřičitanu hořečnatého i s příměsí jeho trihydrátu, který byl podle známých postupů považován za nezpracovatelný. Například je možno čistit surový hexahydrát s obsahem až 40 ‘,ó mol. trihydrátu z celkového obsahu siřičitanu hořečnatého.

Způsob podle vynálezu je ovšem významný i pro čistění surového hexahydrátu siřičitanu hořečnatého neobsahujícího -trihydrát, protože náhlé smísení suspenze hexahydrátu s proudem nebo s proudy přinášejícími teplo a tím dasažené rychlé překročení fceploty 80 °C zde zvětšuje životnost metastabilního roztoku a separaci pevných neČistotjod tohoto roztoku lze pak bezpe-čně provést na technických zařízeních. Výhodou je také snížení poruchovosti procesu v důsledku tvorby úsad trihydrátu siřičitanu hořečnatého v potrubích a aparátech.

i

Příklad ¹

Suspenze surového hexahydrátu, která vznikla 4 hodinovou překrystalizací surového trihydrátu při 30°C, obsahovala 26,3 %. hmot. pevných fází suspendovaných v roztoku obsahujícím 11 hmot.síranp hořečnatého a 1 hmot. siřičitanu hořečnatého. Pevné fáze obsahovaly

71,9 /<* hexahydrátu, 17,4 > hmot. trihydrátu a 10,7 hmot, v meta( stabilním roztoku siřičitanu hořečnatého nerozpustných sloučenin Ca, Fe, Mg, Si a jiných prvků pocházejících z přírodního magnezitu.

Z celkového obsahu siřičitanu hořečnatého bylo 24,5 % mol. trihydrátu. Suspenze byla míšena v kontinuálním směšovači s roztokem obsahujícím 9 % hmot. síranu horečnatého a 1 >ί> hmot, siřičitanu hořečnatého a s vodní parou rychlostí 15 litrů/min suspenze a 10 litrů/min roztoku. Směšovač byla vertikální trubka délky 1 OOOmm o vnitřním průměru 50rom, ve spodní části ukončená dnem a opatřená třémi tangenciálními nátrubky pro přívod suspenze, roztoku a páry. Na druhém konci směšovače, 25 cm nad dnem trubky, byl do vystupujícího proudu zabudován teploměr. Průtok páry byl automaticky regulován tak, aby.'teplota vystupujícího proudu byla 89 až 91°C. Vzniklá suspenze pevných nečistot v metaetabilním roztoku hexahydrátu siřičitanu horečnatého byla ze směšovače vedena do odstředivky, kde byl oddělen kal. iletastabilní roztok obsahoval 5,5 % hmot. siřičitanu hořečnatého. Z celkového siřičitanu hořečnatého ve vstupní suspenzi bylo převedeno do metastabilního roztoku 68 $>, zbytek zůstal s nerozpustnými látkami v kalů jako trihydrát.

Postup podle vynálezu se může použít při výrobě celulózy a při výrobě čistého oxidu hořečnatého, protože rekrystalovaný siřičitan horečnatý postupem podle vynálezu je velmi čistý, maximální obsah hlavních nečistot je v $ hmot.: Ca 0,1; Fe 0,05; Vin 0,05. Nabízí se tak použití u magneziumbistulfitového způsobu výroby celulózy a pro čistění siřičitanu hořečnatého vznikajícího při magnezitovéra . způsobu o isiřování spalin v tepelných elektrárnách,

Claims (1)

1. Způsob čistění surového siřičitanu hořečnatého oddělením pevných nečistot od roztoku hexahydrátu siřičitanu hořečnatého v metastabilním stavu, vyznačený tím, že se ohřev suspenze surového hexahydrátu siřičitanu hořečnatého nebo jeho směsi s trihydrátem siřičitanu hořečnatého ve vodě nebo v roztoku sítanu hořečnatého provede tak rychle, aby se v době kratší než 10 sekund, 'výhodně; kratší než 2 sekundy, překročila teplota 80°C.