DE1567901B1

DE1567901B1 - Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von dichtem kristallinem Natriumcarbonat oder Natriumcarbonat-monohydrat

Info

Publication number: DE1567901B1
Application number: DE1965A0048619
Authority: DE
Inventors: Carlton James Howard; Eugene Baker Port; Peter Sopchak
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1964-03-12
Filing date: 1965-03-12
Publication date: 1970-08-20
Also published as: ES310463A1; GB1070140A; BE661071A; NL6503212A; CH476640A; US3314748A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wird. Der Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß von dichter kristalliner wasserfreier Soda oder Na- man in einer Kristallisierzone eine Aufschlämmung triumcarbonat-monohydrat aus leichter Soda. von a) einer wäßrigen Mutterlauge, die mit Natrium-Dichte Soda wird hauptsächlich für die Glas- carbonat gesättigt ist und 3 bis 17 Gewichtsprozent Industrie hergestellt, die möglichst feinkörnigen Sand 5 und vorzugsweise 10 bis 16 Gewichtsprozent, bezogen verwendet, um ein rasches Schmelzen der Gemenge auf die Mutterlauge, an Natriumchlorid enthält, und zu erzielen und daher auch eine möglichst feinkörnige b) 30 bis 65 Gewichtsprozent und vorzugsweise 40 dichte Soda, die noch ein frei fließendes Pulver dar- bis 55 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtstellt und nicht stäubt, benötigt. gewicht der Aufschlämmung, an festen Natrium-Dagegen benötigt die Metallgießerei grobkörnige io carbonat-monohydratkristallen bei einer Temperatur Soda zur Entschwefelung geschmolzener Metalle, ins- unter, jedoch nicht mehr als 20° C und vorzugsweise besondere Eisen, und auch in der Wasch- und Reini- 3 bis 15°C unter der Umwandlungstemperatur von gungsmittelindustrie wird grobkörnige dichte Soda Natriumcarbonat-monohydrat in Natriumcarbonat verwendet. hält und so bewegt, daß sich in jedem Teil der Auf-Leichte Soda, ein in großen Mengen auf dem Markt 15 schlämmung wenigstens 30 Gewichtsprozent festes befindliches Produkt, ist ein pulverförmiges Material Natriumcarbonat-monohydrat befindet, der Aufgeringer Dichte von etwa 550 g/l, das beträchtliche schlämmung kontinuierlich leichte Soda mit einer Mengen an Verunreinigungen, insbesondere Natrium- Geschwindigkeit von 800 bis 4800 und vorzugsweise chlorid, enthält und sowohl für die Glasindustrie als 1280 bis 3200 g je Stunde je Liter Aufschlämmung auch für die Metallgießerei ungeeignet ist. Die Schutt- 20 zuführt, kontinuierlich einen Teil der Aufschlämmung dichte der technischen leichten Soda variiert, hat abzieht und die abgezogene Aufschlämmung in eine jedoch gewöhnlich einen Wert von etwa 520 bis zweite, kleinere Natriumcarbonat-monohydratkristalle 580 g/l. Dichte Soda wurde früher hergestellt, indem enthaltende und eine dritte, größere Natriumcarbonatman heißes Wasser im Überschuß mit heißer leichter monohydratkristalle enthaltende Aufschlämmung Soda zu einem nassen Gemisch von agglomerierten 25 klassiert, wenigstens einen Teil der zweiten Auf- und einzelnen Kristallen von Natriumcarbonat-mono- schlämmung, die Natriumcarbonat-monohydratkrihydrat vermischte und die Kristalle dann zu wasser- stalle in einer Menge von 3 bis 25 Gewichtsprozent freier dichter Soda trocknete. Chemisch ist die so und vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen erhaltene dichte Soda jedoch nicht reiner und oft sogar auf die Kristalle in der abgezogenen Aufschlämmung, schlechter als die leichte Ausgangssoda. Außerdem 30 enthält, zu der Kristallisierzone zurückführt und von enthält diese dichte Soda Teilchen unerwünscht hoher der dritten Aufschlämmung Natriumcarbonat-mono-Korngröße, und die Teilchen haben zudem eine un- hydratkristalle abtrennt und gewünschtenfalls wäscht regelmäßige Form und bilden kein frei fließendes und dann unter Bildung wasserfreier dichter Soda Pulver. erhitzt oder gewünschtenfalls" wäscht und dann bei Die vorliegende Erfindung besteht nun in einem 35 einer Temperatur, bei der freies Wasser verdampft, Verfahren zur Umwandlung leichter Soda in Natrium- jedoch praktisch kein Hydratwasser abgetrennt wird, carbonatkristalle hoher Reinheit mit Korngrößen in trocknet und wenigstens einen Teil der Mutterlauge verschiedenen, den Anforderungen der Technik ent- zu der Kristallisierzone zurückführt, sprechenden Bereichen. Das Verfahren eignet sich Der Natriumcarbonatgehalt der nach dem Verfahren insbesondere zur Herstellung dichter Soda (beispiels- 40 der Erfindung erhaltenen dichten Soda kann beiweise mit einer Schüttdichte von etwa 920 bis 1050 g/l) spielsweise 99,85%, gegenüber 99,72% für leichte hoher Qualität für die Glasindustrie und von grob- Soda und 99,62% für die derzeit üblicherweise verkörnigerer Soda für die Entschwefelung geschmolzener wendete dichte Soda betragen. Der Gehalt an Natrium-Metalle. Es kann aber auch zur Herstellung von Na- chlorid liegt bei 0,04% und ist damit wesentlich triumcarbonatmonohydratkristallen, die sich bei- 45 niedriger als der üblicher dichter Soda, der 0,25 bis spielsweise für eine Verwendung in Wasserenthär- 0,35% beträgt, und auch der Natriumsulfatgehalt ist tungsmitteln und Reinigungsmitteln eignen, ange- mit unter 0,004% niedriger als der üblicher dichter wandt werden. Soda und leichter Soda, der gewöhnlich 0,01% b^e" Ein Beispiel für ein bekanntes Verfahren ist das in trägt. Die Menge an Magnesiumcarbonat ist in dem der britischen Patentschrift 443101 beschriebene. Bei 50 Produkt des Verfahrens der Erfindung im allgemeinen diesem Verfahren wird wasserfreies Natriumcarbonat etwa halb so groß wie die in üblicher dichter Soda und direkt aus einer wäßrigen Natriumcarbonatlösung, in leichter Soda.

die noch Natriumchlorid enthält, erhalten. Das Na- Die Teilchengrößenverteilung von dichter Soda, die

triumcarbonat wird bei einer Temperatur über der in der Glasindustrie verwendet werden soll, soll der-

Übergangstemperatur von Natriumcarbonat-mono- 55 jemgen des verwendeten Sandes möglichst gleich sein, hydrat in wasserfreies Natriumcarbonat auskristalli- Beträchtliche Mengen an Teilchen über 0,84 mm

siert. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß und unter 0,105 bis 0,074 mm sind in jedem Fall

eine verhältnismäßig unreine dichte Soda erhalten unerwünscht.

wird, daß das wasserfreie Produkt während seiner Dichte Soda mit einer Schüttdichte von etwa 950 Isolierung leicht wieder hydratisiert, daß zu seiner 60 bis 1100 g/l eignet sich ausgezeichnet für eine VerHerstellung eine verhältnismäßig große Menge an Wendung in der Glasindustrie. Die Schüttdichte ist Wärmeenergie erforderlich ist und daß die Teilchen nicht nur von der Dichte der einzelnen Teilchen, des Produktes leicht agglomerieren. sondern auch von deren Form und der mittleren Teil-Gegenstand der Erfindung ist ein kontinuierliches chengröße abhängig. Sie wird durch eine Agglome-Verfahren zur Herstellung von dichtem kristallinem 65 rierung, wie sie während der Kristallisation oder Natriumcarbonat oder von Natriumcarbonat-mono- während des Trocknens erfolgen kann, verringert, hydrat, wobei leichte Soda in einer wäßrigen Auf- durch die Anwesenheit feiner Teilchen mit abgeschlämmung einer Wärmebehandlung unterworfen rundeten Ecken erhöht. Die Qualität der dichten

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Soda hängt aber auch von der geometrischen Form Bei Verwendung eines Paddelrührers können grö-

der Teilchen, d. h. ihrem Aussehen und ihrer Form, ßere Monohydratkristalle erhalten werden als bei ab. Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Verwendung eines Schaufelrad- oder Flügelradrührers. Kristalle von dichter Soda sind dehydratisierte Mono- Bei steigenden Mengen an Natriumchlorid in der hydratkristallgerüste. Die bevorzugten Kristalle glei- 5 Mutterlauge sind jedoch die in der Lösung wachsenden chen rechteckigen Prismen mit intakten Kanten. Ein Kristalle härter.

in einer halbtechnischen Anlage erzeugtes Produkt Es wurde gefunden, daß bei einem hohen Feststoffbestand normalerweise aus Kristallen mit einem Ver- gehalt der Suspension eine hohe Zufuhrgeschwindighältnis von Höhe zu Breite zu Länge von 1:1: 2 bis 3, keit an leichter Soda unter Bildung guter Kristalle mit w(»bei die Länge gewünschtenfalls vergrößert werden 10 einem Dimensionsverhältnis von etwa 1:1: 2,5 und konnte. Ein Gemenge solcher Soda mit einem Ver- nur sehr geringfügiger Agglomeratbildung möglich hältnis der Abmessungen von 1:1: 2 bis 3 mit Sand ist. Wenn andererseits der Feststoffgehalt der Suspenzeigte nur minimale Segregation, und diese dichte sion auf über 65% steigt, wird die Aufschlämmung Soda war hinsichtlich ihres Verhaltens in einem so dick, daß nicht mehr gut gerührt werden kann und solchen Gemenge kubischer Soda vergleichbar. 15 die Qualität der Kristalle schlechter wird. Bei einem

Bei Anwendung des Verfahrens der Erfindung ist Feststoff gehalt unter etwa 30% mußte die Zufuhres möglich, die Teilchengröße der erzeugten Natrium- geschwindigkeit der Soda auf unter etwa 1280 g/h/l carbonat-monohydratkristalle praktisch unter Ver- Aufschlämmung gesenkt werden, um die Bildung zu meldung einer Agglomerierung und Klumpenbildung großer Mengen an Agglomeraten zu vermeiden. Die zu steuern, und es kann eine gute Ausbeute an brauch- ao durch Leitung 1 in das Kristallisiergefäß eintretende barem Produkt, d.h. an einem Produkt, das 15% wäßrige Lösung, die Natriumchlorid und Natriumoder weniger an Teilchen unter 0,15 mm und weniger carbonat enthält, ist normalerweise an Natriumais 5 % an Teilchen über 0,84 mm mit Ausbeuten von carbonat nahezu gesättigt. Durch Leitung 5 wird mehr als 95% an handelsfähigem Produkt erzielt leichte Soda in das Kristallisiergefäß eingeleitet, fällt werden. 25 auf die Oberfläche der Aufschlämmung, und die

Wenn trockene Natriumcarbonat-monohydratkri- Feststoffteilchen werden rasch benetzt und in der stalle, beispielsweise als Wasserenthärtungsmittel für Aufschlämmung dispergiert.

Haushaltszwecke oder als Zusatz zu Waschmitteln Wenn feine Granulate erzeugt werden sollen, kann

erwünscht sind, wird das abgetrennte nasse Mono- die Temperatur nahe an 20⁰C und zur Erzeugung hydrat bei verhältnismäßig niedriger Temperatur, 30 gröberer Granulate näher an 3⁰C unter dieser Umbeispielsweise 50 bis 70⁰C, getrocknet. Wandlungstemperatur liegen. Bei Temperaturen von

Es ist auch möglich, der Kristallisierzone an Stelle weniger als 3°C unter der Umwandlungstemperatur eines Teils der leichten Soda eine Suspension von ist die Umwandlungsgeschwindigkeit unerwünscht wasserfreiem Natriumcarbonat in einer Natrium- langsam, und die erforderlichen Verweilzeiten in dem carbonat und Natriumchlorid enthaltenden Mutter- 35 Kristallisiergefäß sind unerwünscht hoch, so daß die lauge, wie oben beschrieben, zuzuführen, wobei die Kapazität der Anlage sinkt. Bei einer Natriumchlorid-Suspension eine Temperatur an oder wenig unter der konzentration von 3 % beträgt die Umwandlungsübergangstemperatur von Natriumcarbonat-mono- temperatur etwa 107,5° C, und diese Umwandlungshydrat zu Natriumcarbonat hat. Diese Suspension temperatur sinkt proportional der Natriumchloridkann in verschiedener Weise hergestellt werden, bei- 40 konzentration, derart, daß sie bei einer Natriumchlospielsweise indem man a) leichte Soda mit Mutter- ridkonzentration von etwa 17% etwa 102⁰C beträgt, lauge von dieser Temperatur vermischt oder b) Lö- In besonders vorteilhafter Weise kann die Tem-

sungen von Natriumcarbonat oder von Natrium- peratur gesteuert werden, indem man die Äufschlämcarbonat und Natriumchlorid bei Temperaturen über mung über Leitungen 6 und 7 durch einen bei einem der Übergangstemperatur eindampft oder c) in einer 45 Druck unter dem des Kristallisiergefäßes 2 gehaltenen wäßrigen Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat und Tank 8 und von dort durch Leitung 9 umlaufen läßt. Natriumchlorid enthaltenden Lösung suspendiertes Durch ein in der Leitung 11 aufrecht erhaltenes Natriumbicarbonat zersetzt. Vakuum wird eine ausreichende Menge an Dampf

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der abgezogen, um die Aufschlämmung so weit zu kühlen, F i g. 1 der Zeichnung, die ein Fließschema einer be- 50 daß sie, wenn sie wieder in das Kristallisiergefäß gevorzugten Durchführungsform des Verfahrens der langt, den Hauptteil der Aufschlämmung auf die geErfindung ist, näher erläutert. wünschte Temperatur kühlt. Durch Eindringen von

Eine wäßrige Lösung von Natriumchlorid und Wasserdampf in die Sodabeschickungsleitung 5 kann Natriumcarbonat wird durch Leitung 1 in das zy- es zu einem Verstopfen dieser Leitung 5 kommen, lindrische Kristallisiergefäß 2 mit Prallblechen 3 ein- 55 Das kann dadurch verhindert werden, daß durch geleitet und mit einem Rührer 4 gerührt. Der Rührer 4 Leitung 12 eine Saugwirkung in dem Kristallisierist so angeordnet und wird mit solcher Geschwindig- gefäß 2 erhalten wird. Erforderlichenfalls kann in keit angetrieben, daß sich in jedem Teil des Kristalli- Leitung 12 etwas Wasser versprüht werden, um zu sierbehälters wenigstens 30% suspendierte Mono- verhindern, daß diese Leitung durch Mitreißen von hydratkristalle befinden. In einer halbtechnischen 60 etwas Staub aus leichter Soda verstopft. Die Tem-Anlage kann beispielsweise ein Schaufelradrührer mit peratur der durch Leitung 5 eintretenden leichten zwei Sätzen Schaufelrädern an einer gemeinsamen Soda ist nicht von wesentlicher Bedeutung und kann Welle verwendet werden. Gewünschtenfalls kann zwischen 30 und 18O⁰C liegen. Das ist für die prakschneller gerührt werden als erforderlich, damit die tische Durchführung des Verfahrens wichtig, weil es Konzentration an Monohydratkristallen wenigstens 65 die Verwendung von leichter Soda verschiedener Her-30 % beträgt, damit die Kristallgröße in dem aus kunft mit verschiedenen Temperaturen zuläßt, dem Kristallisiergefäß austretenden Produkt ver- Ein Teil der durch Leitung 6 aus dem Kristallisier-

ringert wird. gefäß 2 austretenden Aufschlämmung mit dem suspen-

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dierten Natriumcarbonat-monohydrat wird nach Küh- des Betriebs Natriumchlorid in der gewünschten len in dem Tank 8 zurückgeführt, während der Rest Menge zugegeben. Während des Betriebs und insdurch Leitung 13 in den Klassierer 14 geleitet wird. besondere wenn die leichte Soda eine beträchtliche Hier wird die Aufschlämmung in eine die gröberen Menge an Natriumchlorid enthält, kann die Konzen-Teilchen und eine die feineren Teilchen enthaltende 5 tration an Natriumchlorid in der Mutterlauge sogar Aufschlämmung aufgeteilt. Zweckmäßigerweise wird auf einen zu hohen Wert ansteigen, und die gewünschte ein Klassierer verwendet, der die Rückführung einer Konzentration kann dann dadurch eingestellt werden, klaren Mutterlauge ermöglicht, indem er eine aus- daß man eine geringe Menge von verhältnismäßig reichende Klärung zuläßt, so daß Feinteilchen in klarer Lösung über Leitung 39 von dem Absetzdem erforderlichen Ausmaß abgetrennt werden kön- 10 behälter abzieht. Feststoffe oder Verunreinigungen, nen. Vom oberen Ende des Absetzbehälters 15 wird die sich im Bodenteil des Auffangbehälters 23 abüber Leitung 16 und 17 Klärflüssigkeit zu dem setzen können, können durch Leitung 32 entfernt Klassierer 14 gepumpt. Die Beschickungsaufschläm- werden. Florierende unlösliche Materiahen, wie Öle mung wird mit klarer Mutterlauge aus Leitung 18 und Schaum, können von der Oberfläche dieses Aufverdünnt. Die Aufschlämmung der Feinteilchen tritt i_S fangbehälters durch Leitung 33 abgezogen werden, durch Leitung 19 aus dem Klassierer aus und wird in Durch Leitung 34 wird Wasser zugeleitet, um einen den Absetzbehälter 15 geführt, in dem die feinen Fest- Teil oder das gesamte feste Natriumcarbonat-monostoffteilchen sich zum Boden hin absetzen und klare hydrat, das durch Leitung 22 in der Mutterlauge in Mutterlauge vom oberen Ende durch Leitung 16 als den Auffangbehälter gelangt, aufzulösen und aus dem Klärflüssigkeit für den Klassierer 14 abgezogen werden 20 System ausgetretenes Wasser zu ergänzen. Die mit kann. Die Aufschlämmung, die sich im unteren Teil diesem Frischwasser vereinigte Mutterlauge kann . des Absetzbehälters 15 sammelt, wird durch die Lei- nitriert werden, um etwa anwesende Feststoffe abzutungen 21 und 22 abgezogen. Die Aufschlämmung in trennen. Vor dem Filtrieren kann ein Adsorbens zu-^ Leitung 21 wird in das Kristallisiergefäß zurückge- gesetzt werden, um den Gehalt an organischem Maführt, um weitere Kerne für das kontinuierliche Kri- 25 terial herabzusetzen. Die mit dem Frischwasser verstallwachstum zu liefern und die Menge an spontan einigte Mutterlauge strömt dann durch Leitung 35 darin gebildeten Keimen zu vermindern. Diese Auf- in die Heizvorrichtung 36, die ein einfacher Wärmeschlämmung enthält Natriumcarbonat-monohydrat- austauscher sein kann, in dem die Flüssigkeit durch teilchen mit einer Korngröße von unter etwa 0,25 mm, indirekten Kontakt mit Dampf von 0,7 bis 2,1 kg/cm², wenn gröbere Produkte erzeugt werden, bis unter 30 der durch Leitung 37 ein-und durch Leitung 38 ausetwa 0,15 mm, wenn feinere Produkte erzeugt werden. tritt, aufgeheizt wird. Wenn die dem Kristalhsiergefäß Der Rest der Aufschlämmung im unteren Teil des zugeführte leichte Soda eine höhere Temperatur hat, Absetzbehälters, der nicht in dem Kristallisiergefäß so ist diese Heizvorrichtung nicht notwendig. Die vorverwendet werden kann, weil er das Produkt feiner gewärmte Flüssigkeit strömt dann durch Leitung 1 in als erwünscht machen würde, wird durch Leitung 22 35 das Kristallisiergefäß 2.

dem Auffangbehälter 23 zugeführt. Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Er-Die Abtrennung von Natriumcarbonat-monohydrat- findung. Angaben in Teilen und Prozent beziehen sich kristallen von der durch Leitung 24 strömenden Mutter- auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben, lauge erfolgt in einer üblichen Zentrifuge 25. Durch . -I₁ Leitung 20 wird Wasser zum Waschen der Kristalle, 40 B e 1 s ρ 1 e 1 1 vorzugsweise heißes Wasser, mit einer Temperatur In einer halbtechnischen Anlage, die dem Fließvon W bis 90⁰C, eingeleitet. Die erforderliche Menge schema von F i g. 1 entsprach, wurden kontinuierlich an Waschwasser ist sehr gering und beträgt gewöhn- 124,7 kg/Min, einer wäbrigen Flüssigkeit mit einem lieh etwa 0,1 bis 0,2 Gewichtsteile Wasser je Ge- Gehalt von 12% NaCl und 19% Na₂CO₃, in der wichtsteil Kristallkuchen und ergibt Kristalle mit 45 etwa 8,1 kg/Min. Natriumcarbonat-monohydrat suseinem NaCl-Gehalt von weniger als 0,05%· Die pendiert waren, in ein Kristalhsiergefäß mit einer abzentrifugierten und gewaschenen Natriumcarbonat- Kapazität von 34201 eingeleitet und mittels zwei an monohydratkristalle, die weniger als 5% freies einer gemeinsamen Welle sitzenden Schaufelrad-Wasser enthalten, werden durch Leitung 26 in den f ührern mit flachen Schaufeln so kräftig gerührt, daß Trockner 27 geführt, der irgendein Dampfrohrtrockner 5° die Monohydratkristalle im ganzen Kristallisiergefäß, üblicher Bauart sein kann. Für die Erzeugung wasser- einschließlich insbesondere des Gebietes an und unter freier dichter Soda arbeitet der Dampftrockner op- der Oberfläche der Flüssigkeit, in wirbelnder Suspentimal, wenn die Austrittstemperatur 150 bis 18O⁰C, sion gehalten wurden. Handelsübliche leichte Soda die Austrittsgastrockentemperatür mehr als 98° C, die mit einem Natriumchloridgehalt von etwa 0,3% Umfangsgeschwindigkeit im Trockner mehr als 22,9 m/ 55 wurde in das obere Ende des Kristallisiergefäßes mit Min., die Verweilzeit mehr als 22 Minuten, der freie einer Geschwindigkeit von 83,7 kg/Min, eingeleitet. Feuchtigkeitsgehalt der Beschickung weniger als 3% Die in der Aufscnlämmung in dem Kristalhsiergefäß und die Beschickungstemperatur mehr als 60°C be- suspendierte Menge an Natriumcarbonatkristallen trägt. Die dichte wasserfreie Soda wird durch Leitung betrug etwa 55%· Die Temperatur der Aufschlämvon dem Trockner abgezogen. 60 mung wurde bei 100°C, d. h. bei 3°C unter der Um-

Die in der Zentrifuge abgetrennte Mutterlauge wird wandlungstemperatur gehalten.

über Leitung 29 zu dem Absetzbehälter 15 zurück- In den Klassierer wurde eine Aufschlämmung aus

geführt, in den durch Leitung 19 auch Flüssigkeit 55% suspendiertem festem Na₂CO₃-H₂O und 45%

von der Feinteilchenauf schlämmung aus dem Klas- Mutterlauge mit einem Gehalt von 15% Na₂CO₃

siererl4 geleitet wird. 65 und 16% NaCl eingeführt. Die Mutterlauge von

In den Auffangbehälter 23 kann durch Leitung 31 einem Absetzbehälter wurde zur Unterstützung der

Natriumchlorid oder vorzugsweise Kochsalzlösung Klassierung in solcher Menge zugeführt, daß der

eingeleitet werden. Normalerweise wird nur zu Beginn Gehalt an suspendierten Feststoffen auf 25 % gesenkt

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wurde. Von dem Klassierer wurde eine Aufschläm- gestattet. Das Gefäß hatte ferner eine aus einem mung aus 60% suspendiertem festem Na₂CO₃-H₂O 8-mm-Rohr bestehende Abzugsleitung, die mittels und 40 % Mutterlauge abgezogen und einer Zentrifuge eines elektrischen Zeitmessers so betätigt wurde, daß zugeführt, in der Mutterlauge von den Na₂CO₃ · H₂O- etwa alle 30 Sekunden Aufschlämmung abgezogen Kristallen abgetrennt wurde. Die Kristalle wurden 5 wurde, und bis zu ein Viertel der Tiefe der Aufschlämmit Wasser von 70⁰C mit einem Gehalt von 1,4% mung in diese tauchte, ein Thermometer in der Nähe Natriumcarbonat, das mit einer Geschwindigkeit von der Gefäßwand, einen Kunststoffdeckel, einen Trichter 9,45 kg/Min, zugeführt wurde, gewaschen. Die Mutter- zur kontinuierlichen Zufuhr leichter Soda mittels einer lauge und das Waschwasser wurden miteinander ver- kleinen Förderschnecke sowie ein geheiztes Rohr zur einigt und dem Absetzbehälter zugeführt. io Zuführung rückgeführter Mutterlauge Über einen

Die in Mutterlauge suspendierten feinen Kristalle Strömungsmesser.

aus dem Klassierer wurden in der Form einer ver- 760 g Mutterlauge aus 17 % Na₂CO₃, 13 % NaCl

hältnismäßig dünnen 5%igen Aufschlämmung mit und 70 % H₂O wurden in das Gefäß eingebracht und einer Geschwindigkeit von 14,9 kg/Min, an Fest- auf etwa 90⁰C erwärmt 540 g Impfkristalle aus Nastoffen in etwa 285 kg/Min. Mutterlauge zu dem 15 triumcarbonat-monohydrat, die 18% Teilchen über Absetzbehälter geleitet, in dem sie eingedickt wurde. 0,42 mm, 45% Teilchen von 0,42 bis 0,25 mm, 19% 8,1 kg/Min, dieser Feinteilchen in 81,5 kg/Min. Mut- Teilchen von 0,25 bis 0,15 mm und 18% Teilchen terlauge suspendiert, wurden in das Kristallisiergefäß unter 0,15 mm enthielten, wurden zugesetzt, und die zurückgeleitet. Der Rest der Feinteilchen wurde zu- gesamte Aufschlämmung wurde auf eine Temperatur sammen mit Mutterlauge in einen Auffangbehälter 20 von 100⁰C gebracht, während der Rührer mit einer geführt, wo er in 13,5 kg/Min. Frischwasser gelöst Geschwindigkeit von 800 UpM umlief. Auf etwa wurde. Etwa 43,7 kg/Min. Flüssigkeit mit einem 120⁰C vorgeheizte leichte Soda wurde mit einer Gehalt von 23 % Na₂CO₃ und 8 % NaCl wurden vom Geschwindigkeit von 25 g/Min, und vorgewärmte Auffangbehälter in das Kristallisiergefäß zurück- Mutterlauge mit einem Gehalt von 17% Na₂CO₃ geleitet. 25 und 13 % NaCl mit einer Geschwindigkeit von 46 g/

Vom Absetzbehälter wurden je Minute ein aus Min. zugeführt. Außerdem wurden 2 g/Min. Mono-0,31 kg Na₂CO₃, 0,27 kg NaCl und 13,1 kg Wasser hydratfeinteilchen mit folgender Größenverteilung bestehendes Material abgezogen.

Die Kristalle von der Zentrifuge, die noch etwa 0 4°/ über 0 25 mm

3% freies Wasser enthielten, wurden dann in einem 3° ' °

Dampfrohrtrockner getrocknet. Diesem Trockner 33,4% über 0,25 bis 0,18 mm

wurden 83,3 kg/Min, wasserfreier Soda von der Form 23,0% über 0,18 bis 0,15 mm

der ursprünglichen Monohydratkristalle, d.h. recht- iaäoi «wniui^mi™«

eckige oder bootförmige Teilchen mit einem mittleren ³⁶'⁴ Λ» über 0,15 bis 0,074 mm

Abmessungsverhältnis von 1:1:2,5, die einen 35 6,8 % unter 0,074 mm

NaCl-Gehalt von 0,02 Gewichtsprozent und eine
Schüttdichte von 1085 g/l hatten, abgezogen. Die zugesetzt.

Korngrößenverteilung dieses Produktes direkt nach Der Zeitmesser wurde so eingestellt, daß das Proder Entnahme aus dem Trockner war: dukt mit ausreichender Geschwindigkeit, um im

40 Kristallisiergefäß ein konstantes Niveau zu erhalten, Gewichtsprozent durch die Abzugsleitung abgezogen wurde.

_ Die abgesaugte Aufschlämmung wurde gesammelt,

über 0,84 mm 0,5 bis eine Menge entsprechend etwa 200 g Monohydrat-

0,84 bis 0,6 mm 0,5 teilchen angesammelt war, auf einem Büchner-Saug-

0 6 bis 0 42 mm 4 5 ^{45 tr}i^cnter filtriert, der Filterkuchen zweimal mit je

' ' " ' 100 ml denaturiertem Alkohol gewaschen, auf Papier

0,42 bis 0,25 mm 35,5 ausgebreitet und bei Zimmertemperatur luftgetrocknet.

0 25 bis 015 mm 44 0 I^Q der Tabelle ist die Korngrößenverteilung in der

als Produkt erhaltenen Aufschlämmung in Abhängigunter 0,15 mm 15,0 _{50 keit von der Zeit} zusammengestellt, und in F i g. 2

unter 0,074 mm 0,3 der Zeichnung sind diese Werte graphisch dargestellt.

Auf der horizontalen Achse von F i g. 2 ist die Zeit in Minuten und auf der vertikalen Achse die Menge

Dieses Produkt eignet sich, ohne daß es gesiebt an Produkt bestimmter Teilchengröße in Gewichtsoder vermählen werden muß, gut zur Herstellung 55 prozent aufgetragen. Die untere Kurve gibt die proeines Gemenges mit Sand für die Glasindustrie. Ein zentuale Menge an Teilchen über 0,6 mm und die Absieben der Feinteilchen war nicht notwendig, und obere die prozentuale Menge an Teilchen unter die Menge an zu großen Teilchen von über 0,84 mm 0,25 mm in dem Produkt an.
betrug weniger als 1% des Trocknerproduktes. Das nach 176 Minuten gesammelte Monohydrat

60 wurde kalziniert, wonach die Korngrößenverteilung

Beispiel 2 ^etwa die gleiche war wie die des ursprünglichen Mono-

hydrats. Die Dichte des kalzinierten Produktes betrug

Ein 2-1-Gefäß wurde mit vier 2,5-cm-Prallblechen 1090 g/l. Dieses Produkt enthielt weniger als 5% aus rostfreiem Stahl in gleichmäßigen Abständen rund Teilchen über 0,84 mm und weniger als 5 % Teilchen um die Wand verteilt und mit einem in der Mitte des 65 unter 0,15 mm. Diese verhältnismäßig grobkörnige Gefäßes 0,62 cm vom Boden entfernt angebrachten dichte Soda eignet sich gut zur Herstellung eines Flügelradrührer mit drei Flügeln, deren Außenkanten Gemenges für die Glaserzeugung mit entsprechend einen Kreis mit 5 cm Durchmesser beschrieben, aus- grobkörnigem Sand.

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Claims

Korngröße des Monohydrats und Zeit — Beispiel 2 Korngröße, % 325680Zeit in Minuten12013615216817600,61043,44,64,44,54,2.8,516,216,53,715,014,513,414,013,50,829,125,129,216,622,323,322,321,821,921,338,840,931,322,034,533,434,535,436,049,019,714,315,532,719,418,719,719,719,620,83,92,94,718,95,45,55,74,64,88,16,1 1,41 ,bis 0,84 mm .. 0,84 bis 0,60mm .. 0,60 bis 0,42.mm .. 0,42 bis 0,25 mm .., 0,25 bis. 0,15 mm ... kleiner als 0,15 mm. Eine feinkörnigere dichte Soda kann erhalten werden, wenn man die Menge an rückgeführten Monohydratfeinteilchen erhöht und die mittlere Teilchengröße der rückgeführten Feinteilchen senkt, beispielsweise indem man sie durch eine Zentrifugalpumpe mit eng eingepaßtem Impeller führt und bzw. oder die Geschwindigkeit des Flügelradrührers erhöht. Noch grobkörnigere Produkte können erhalten werden, wenn man einen Päddelrührer· verwendet und die Menge an rückgeführten Monohydratfeinteilchen senkt. ..-'■_.. Patentansprüche:

1. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von- dichtem kristallinem Natriumcarbonat oder Natriumcarbonat-monohydrat, wobei leichte Soda in einer wäßrigen Aufschlämmung: einer Wärmebehandlung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Kristallisierzone eine Aufschlämmung von a) einer wäßrigen Mutterlauge, die mit Natriumcarbonat gesättigt ist und 3 bis 17 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mutterlauge, an Natriumchlorid enthält, und b) 30 bis 65 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Aufschlämmung, an festen Natriumcarbonat-monohydratkristallen bei einer Temperatur unter, jedoch nicht mehr als 20⁰C

. unter der Umwandlungstemperatur von Natriumcarbonat-moriohydrat in Natriumcarbonat hält und so bewegt, daß sich in jedem Teil der Auf-

-■'- schlämmung wenigstens 30 Gewichtsprozent festes Natriumcarbonat-monohydrat befindet, der Aufschlämmung kontinuierlich leichte Soda mit einer Geschwindigkeit von 800 bis 4800 g je Stunde je · Liter Aufschlämmung zuführt, kontinuierlich' einen Teil der Aufschlämmung abzieht und die abgezogene Aufschlämmung in eine zweite, kleinere"

■ · Natriumcarbonat-monohydratkristalle' enthaltende 5V und eine dritte, größere Natriumcarbonat-monohydratkristalle enthaltende Aufschlämmung klassiert, wenigstens einen Teil der zweiten Aufschlämmung, die Natriumcarbonat-monohydratkristalle in einer Menge von 3 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die Kristalle in der abgezogenen Aufschlämmung, enthält, zu der Kristallisierzone zurückführt und von der dritten Aufschlämmung Natriumcarbonat - monohydratkristalle abtrennt und gewünschtenfalls wäscht und dann unter Bildung wasserfreier dichter Soda erhitzt· oder gewünschtenfalls wäscht und dann bei einer Temperatur, bei der freies Wasser verdampft, jedoch praktisch kein Hydratwasser abgetrennt wird,=-, trocknet und wenigstens einen Teil der Mutterlauge zu der Kristallisierzone zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Aufschlämmung der Kristallisierzone aus dieser Zone in eine unter geringerem Druck als dem in der Kristallisierzone gehaltene Zone geführt wird, so daß ein Teil des Wassers verdampft und die Aufschlämmung dadurch gekühlt wird, und daß diese gekühlte Aufschlämmung in die Kristallisierzone zurückgeführt wird.

• 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leichte Soda durch eine Öffnung im oberen Teil der Kristallisierzone der Aufschlämmung zugeführt wird und im oberen Teil der Kristallisierzone ein verminderter Druck aufrechterhalten wird, um. die. Diffusion von Wasser in die Beschickungsöffnung für die leichte Soda zu verhindern. .

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallisierzone an Stelle eines Teils der Soda eine äquivalente Menge einer Suspension von wasserfreiem Natriumcarbonat in einer Mutterlauge a) zugeführt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen