DE2432808B2

DE2432808B2 - Verfahren zur Konzentrierung einer natriumchlorid- und natriumsulf athaltigen Ätznatronlauge

Info

Publication number: DE2432808B2
Application number: DE19742432808
Authority: DE
Inventors: Bernard Rene Marcel Paris Seguy
Original assignee: FRANCAISE WHITING FERMONT PARIS Ste
Current assignee: Swenson Sa Paris Fr
Priority date: 1973-07-11
Filing date: 1974-07-09
Publication date: 1980-02-21
Also published as: FR2236784B1; DE2432808C3; FR2236784A1; DE2432808A1; IT1024126B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konzentrierung einer natriumchlorid- und natriumsulfathaltigen Ätznatronlauge mit ca. 8 bis 16 Gew.-% NaOH aus einer Diaphragma-EIektrolysierzelle durch kontinuierliche, in wenigstens drei Stufen fortschreitende Verdampfung, so daß eine Lauge mit einem NaOH-Gehalt von 40 bis 55 Gew.-% erhalten wird, aas der durch Kühlung ein Dreifachsalz sich abscheidet.

Bei Verfahren zur Konzentrierung solcher Ätznatronlaugen aus ElektrolysierzeJlen ist die Wiedergewinnung von möglichst reinem Natriumchlorid erwünscht, das als Grundstoff für die Elektrolyse in einer Quecksilber-ElektroIysierzeJle ohne vorherige Reinigung eingesetzt werden kann.

Es sind schon verschiedene Konzentrierverfahren bekannt, die durch Verdampfung einer Natriumchlorid und Natriumsulfat enthaltenden Natronlauge eingesetzt werden. Diese Verfahren erfordern im allgemeinen die kontinuierliche Verdampfung in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen unter Verwendung von

mehrstufigen Verdampfungskristallisatoren.

Bei einem dieser bekannten Verfahren, erfolgt in einer dritten Stufe die Kristallisierung des Natriumchlorids und dann in einer zweiten Stufe eine Kristallisierung des Natriumchlorids sowie des Dreifachsalzes NaCl, Na₂SO₄, NaOH, H₂O; das in der dritten Stufe aufgefangene Natriumchlorid, das praktisch natriumsuffatfrei ist, kann in einer Eiektrolysierzelie zur Gewinnung VGn Natronlauge geführt werden. Jedoch muß die in der zweiten Siufe kristallisierte Mischung aus Natriumchlorid und Dreifachsalz einer komplizierten Behandlung ausgesetzt werden, welche die Zersetzung des Dreifachsalzes in einer Hilfsvorrichtung sowie die nachfolgende Trennung des Natriumchlorids und des sich aus dieser Zersetzung ergebenden Natriumsulfats bedingt, wenn man eine zusätzliche Menge von Natriumchlorid auffangen und die gesamte Ätznatronleistung erhöhen will. Ein derartiges Verfahren weist jedoch folgende Nachtesie auf:

a) Die Natronlaugen, die z. B. mehr als 0,3-0,4% Na₂SO₄ enthalten, können nicht behandelt werden, wenn man bei der in der dritten Stufe erfolgten Ätznatronkonzentrierung die Ausfällung dieses Salzes in der dritten Stufe vermeiden will.

b) Die Behandlung der industriellen Natronlauge, die am Ausgang der Diaphragma-Elemente aufgefangen werden und im allgemeinen mehr als 0,4% Natriumsulfat enthalten, würde mit einem derartigen Verfahren am Ausgang der dritten Stufe zur Erzielung eines unreinen Natriumchlorids führen, welches Natriumsulfat enthält und deswegen in den elektrolytischen Quecksilberzellen nicht unmittelbar wieder verwendet werden kann.

c) Es ist notwendig, eine Hilfsvorrichtung zur Zersetzung des Dreifachsalzes zu verwenden, welche sich außerhalb des Verdampfers befindet und verhältnismäßig komplizier; im Aufbau ist, und deren Abmessungen auf Grund der für eine wirksame Zersetzung zwangsweise langen Aufenthaltsdauer notwendigerweise groß sind; derartige Aufenthaltsdauern sind darauf zurückzuführen, daß die Konzentration der aus der dritten Stufe herkommenden Natronlauge, von welcher ein Anteil mit dem Dreifachsalz vor dessen Zersetzung versetzt wird, verhältnismäßig hoch ist.

d) Die Endphase zur Trennung der hergestellten Natronlauge erstreckt sich auf eine sehr zähflüssige Suspension, welche die gesamten in der zweiten Stufe sowie in der nachgeordneten Kühlstufe ausgefällten Salze enthält, so daß die Trennungsehr schwierig wird unddie Ätznatronergiebigkeit der Anlage erniedrigt wird. Aus diesem Grund enthält das hergestellte Ätznatron Feststoffe, im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Verfahren.

e) Die Menge des zu zersetzenden Dreifachsalzes wird ungewöhnlich dadurch erhöht, daß die gesamte aus der zweiten Stufe herkommende feste Phase in die Kühlstufe mit der flüssigen Phase zurückgeführt wird, so daß in der Kühlstufe eine zusätzliche Ausfällung des Drcifachsaizes erfolgt.

f) Die gesamte Wärmebilanz ist aus verschiedenen Gründen ungünstig, nämlich wegen der hohen Rückführungsrate der festen Phase nach deren Abkühlung am Ausgang der zweiten Stufe.

Weiterhin ist es aus Chem.-Ing.-Techn. 43 (1971),

S. 187-189, bekannt, eine Ätznatronlauge der genannten Art mit einem Gehalt in der Größenordnung von 8 bis 16 Gew.-% NaOH mittels eines Eindampfvorganges in wenigstens drei aufeinanderfolgenden Eindampfstufen zu einer Lauge mit einem Gehalt in der Größenordnung von 40 bis 55 Gew.-% NaOH zu konzentrieren, wobei die konzentrierte Lauge anschließend abgekühlt und der aus dieser Abkühistufe herrührende Feststoff abgetrennt werden. Gegenüber diesem bekannten Verfahren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch in der zwischengeschalteten oder zweiten Stufe (Ib) der aus der Abkühlstufc herrührende Feststoff wieder eingeführt, wobei hier die Zersetzung des eingeführten .sistof fes in Form des Dreifachsalze^ durchgeführt τ-«·α. Wei- r> terhin wird bei dem erfindungsgeniäßc^ V" fahren in die dritte Stufe (la) ein Bruchttü de* Ί - .,tphase zurückgeschickt, die aus der zweite ~'ufe (Ib) abgezogen wird, wodurch es mög!^:ch v»irii, den Gehalt an Natriumsulfat in dem in die-, · -!ritten Stufe (la) ab- ^o gezogenen Natriumchlorid einzuregein. Bei dem vorbekannten Verfahren wird dagegen das» Natriumchlorid nicht in der dritten Stufe (la) abgezogen, 5andern erst nach der Abkühistufe im Anschluß an die drei Stufen umfassende Behandlung im Verdampfer.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren, bei welchem die Nachteile der zuvor beschriebenen Verfahrensweisen vermieden werden können und gleichzeitig eine Höchstmenge an praktisch natriumsulfatfreiem Natriumchlorid erhalten werden kann, welches so beispielsweise unmitelbar in einer Quecksilber-Elektrolysierzelle wieder eingesetzt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren, wie es in dem Patentanspruch 1 näher gekennzeichnet ist. $ϊ

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird in der dritten Stufe (la) nur ein Teil der aus der zweiten Stufe (Ib) entnommenen festen Phase, z. B. in der Größenordnung von 25% bis 75% zurückgeführt, so daß durch die Reinigungswirkung -40 des NaCI in der dritten Stufe (la) ein praktisch Na₂SO₄-freies Natriumchlorid aus dieser Stufe entnommen werden kann, welches z. B. weniger als 0,1 % Na₂SO₄ enthält, während außerdem aus diesem System eine Mischung von NaCl und Na^SO₄, weiche j\ den Rest der aus der zweiten Stufe (\b) entnommenen festen Phase darstellt, abgezogen w^:^d.

Durch die vorliegende Erfindung wird daher eine der Stufen zur Zersetzung des Dreifachsalzes verwendet, während eine andere Stufe zur Reinigung des w NaCI eingesetzt wird.

Die Anmelderin hat die optimalen Bedingungen zur Zersetzung des Dreifachsalzes in der zweiten Stufe des Verdampfers untersucht. Diese Bedingungen bestehen aus einer Aufenthaltsdauer der Lauge in der « zweiten Stufe (16) ir: der Größenordnune von 30 Minuten bis 3 Stunden sowie aus einer Konzentration dieser Lauge von etwa 20 bis 29 Gew.-Prozent NaOH. Daraus ergibt sich, daß man bei einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung unter diesen Bedingungen vorgeht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Reinheitsgrad des aus der dritten Stufe (la) abgezogenen Natriumchlorids dadurch eingesteiir daß das Verhältnis zwischen w-, dem Anteil der festen Phase, die aus der zweiten Stufe (16) entzogen und in die dritte Stufe (Iß) zurückgeführt wird, und der Gesamtheit der genannten festen Phase bestimmt wird. Auf diese Weise kann man wunschgemäß den größten Teil der festen Phase (NaCl und Na₂SO₄) in Richtung der als Verdampfer-Reiniger wirksamen dritten Stufe (la) zurückführen, und zwar in Abhängigkeit von dem in gereinigtem Natriumchlorid zulässigen Höchstgehalt an Na,SO₄. Wenn man z. B. die Erzielung von NaCl-Kristallen mit weniger als 0,1% Natriumsulfatgehalt erfordert, genügt es, das genannte Verhältnis, d. h. die Menge des in die dritte Stufe (la) zurückgeführten Anteiles so einzustellen, daß praktisch das gesamte in diesem Anteil enthaltene Natriumsulfat wieder aufgelöst wird (selbstverständlich mit Ausnahme der Natriumsuifatmenge, die dem vorgenannten Anteil von 0,1 ^ci entspricht). Das heißt, daß die vorgenannte Reinigungswirkung darauf zurückzuführen ist, daß man die Rückführung der festen Phase der zweiten Stufe (I h) in die dritte Stufe (la) derartig festgelegt, daß die konzentration an Natriumsulfat bei der ersten Wirkung niedriger als die Sättigung dieser Substanz in der flüssigen Phase ist.

Gemäß einer weiteren Ausführur.^form der vorliegenden Erfindung wird die gesamte aus einer Stufe ausgezogene feste Phase der Behandlung in i.:indestens einem Eindicker ausgesetzt, um die Menge der mit der festen Phase mitgezogenen flüssigen Phase auf einen Maximalwert zu bringen. Die Anwendung dieser Maßnahme auf die festen Phasen, die aus der ersten und der zweiten Stufe (Ic bzw. Ib) entzogen und jeweils zu der zweiten und dritten Stufe (16 bzw. la) geführt werden, ermöglicht eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrades.

Die Eindicker können außerhalb der entsprechenden Stufen des Verdampfers angeordnet werden und z. B. durch Dekantieren arbeiten oder noch durch Aufschlämmgeräte gebildet werden, die in die genannten Stufen integriert werden und mit Hydrozyklonen zusammenwirken.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das feste, aus der dritten Stufe (la) abgezogene, Natriumchlorid einer Trennung der durch den Fesistoff mitgezogenen flüssigen Phase vorzugsweise durch Schleudern ausgesetzt und diese flüssige Phase wird in die dritte Stufe (la) zurückgeführt bzw. die feste Mischung des Natriumchlorid-S rnd de*· ays der zweiten Stufe (Ib)entnommenen Natriumsulfat wird vorzugsweise durch Schleudern einer Trennung der durch diese feste Mischung mitgenommenen flüssigen Phase ausgesetzt, und diese flüssige Phase wird in die zweite Stufe (Ib) wieder eingespeist.

Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Feststoff, welcher durch die Kühlung der aus der ersten Stufe (Ic) herkommenden Lauge gebildet wird, bevor er in die zweite Stufe (Ib) zurückgespeist wird, entweder mit einem Teil der ursnriiniJÜch 711 hehandelnden !.auee oder mit einem Teil der konzentrierten aus der zweiten Stufe (16) herkommenden Lauge versetzt, so daß dieser Feststoff durch Aufpumpen in Breiform zu der zweiten Stufe geleitet wird.

Obwohl im Rahmen der Erfindung die zur Verdampfung notwendige Wärme zu den verschiedenen Stufen des Verdampfers in jeder beliebigen bekannten Weise geliefert werden kann, wird die Verdampfung im allgemeinen in ier Weise vorgenommen, daß der bei dem Wärmeaustausch mit der in der zweiten Stufe (Ib) enthaltenen Masse eingebrachte Wasserdampf verwendet wird. Auf diese Weise kann von außen her-

kommender Wasserdampf mit einem ausreichenden Druck in alle Stufen unmittelbar geliefert werden. Bei einer bevorzugten Anordnung und um die höchste Wärmeleistung zu erzielen, ird jedoch ein derartiger Wasserdampf vorzugsweise mit einem Druck von 5 ' bis 15 Bar nur für die erste Stufe (Ic) verwendet, während die zweite Stufe (Ib) mit dem Wasserdampf gespeist wird, welcher in der ersten Stufe (Ic) gebildet wird, Während die dritte Stufe (Ια) mit dem in der zweiten Stufe (Ib) gebildeten Wasserdampf beschickt (ö wird. Diese Anordnung entspricht jener eines sogenannte). »Mehrfachverdampfers«, wobei die erste Wirkung in diesem Fall in der ersten Stufe, die zweite Wirkung in der zweiten Stufe und die dritte Wirkung in der dritten Stufe erfolgt. Es ist ebenfalls möglich. die zwei vorgenannten Arbeitsweisen zu kombinieren, indem nur einige Stufen mit von außen herkommendem Wasserdampf unmittelbar beaufschlagt werden, während der sich aus der Verdampfung ergebende Wasserdampf als Wärmeträger für die weiteren Stufen a» verwendet wird.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in den Zeichnungen nur beispielsweise erklärt wird. In den Zeichnung.r zeigt: 2Ί

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage zum Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Einzelheit des verwendeten Eindickers mit den jeweiligen Stufen, wobei dieser Eindicker in ansich bekannter Weise aufgebaut wird und mit einem » Aufschlämmgerät versehen ist, welches mit einem Hydrozyklon zusammenwirkt, und

Fig. 3 eine Variante bzw. eine weitere Art von Eindicker, welcher einen an sich bekannten Dekantierapparat umfaßt, der im Rahmen der Erfindung für jede Stufe des Verdampfers verwendet werden könnte.

Auf der Fig. 1 sind die von der flüssigen Phase durchströmten Rohrleitungen mit einer kontinuierlichen Linie dargestellt, während die Leitungen, die mit zwei kontinuierlichen gleichlaufenden Zügen gezeichnet sind, zur Zufuhr der festen Phase dienen, die mit einer restlichen Flüssigkeitsmenge gemischt ist und aus diesem Grund als Brei vorliegt. Der doppelte von zwei unterbrochenen Linien gebildete Zug zeigt die Ausgange bzw. Anzapfungen der geschleuderten as festen Phase. Die einfachen unterbrochenen Linien bezeichnen die Leitungen, die zur Führung des Dampfes dienen. Die Bezeichnung der Stufen als erste, zweite bzw. dritte Stufe entspricht der Dampfführung.

Wie es die Fig. 1 7^"igt, umfaßt die Anlage zum Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Verdampfer 1, welcher aus drei Stufen la, Ib und Ic besteht, einen Entspannungsbehälter 2, eine durch Wärmeaustausch arbeitende Kühlvorrichtung 3 (die durch eine ganz einfactie Abkühlwanne gebildet werden kann), Zentrifugen 4,5 und 6, Umwälzpumpen 7 und 8 sowie eine Anzahl von Rohrleitungen. Selbstverständlich sind weitere nicht dargestellte Umwälzpumpen vorgesehen, überall dort, wo es notwendig eo ist.

Der Verdampfer 1 wird mit dem durch die Leitung 9 mit einem Druck von 5 bis 15 Bar eingeführten Frischdampf beheizt, welcher die erste Stufe (Ic) beschickt und im kondensierten Zustand durch nicht b5 dargestellte Mittel ausgeführt wird, nachdem er seinen Wärmeinhalt an die in dieser Stufe enthaltene Masse abgegeben hat; der durch Verdampfung ab dieser Masse gebildete Dampf wird in an sich bekannter Weise als Wärmeträger zur Durchführung des Verdampfungsvorganges in der nächsten Stufe verwendet. Aus diesem Grund wird er durch die Leitung 10 in die zweite Stufe (,Ib) eingeführt. Nach erfolgtem Wärmeaustausch ist dieser Dampf kondensiert und wird aus dem System entlassen, während der in der zweiten Stufe (Ib)durch die Verdampfung regenerierte Dampf durch die Leitung 11 in die dritte Stufe (la) zurückgeführt wird, in welcher in ahnlicher Weise Wasserdampf durch einen Verdampfungsvorgang gewonnen und über Leitung 12 in dem in 18a mit einer Vakuumanlage verbundenen Kondensator 18 aufgefangen wird. Der Entspannungsbehälter 2 ist ebenfalls mit der Vakuumanlage durch die Leitung la und den Kondensator 18 verbunden.

Durch die Leitung 13 wird eine Natronlauge A eingeführt, die von den elektrolytischen Diaphragma-Elementen zur Durchführung der Elektrolyse einer wäßrigen Natriumchloridlösung herkommt. Diese Lauge weist z. B. folgende Zusammensetzung auf:

- Ätznatron: 8 bis 16 Gew.-Prozent

- Natriumchlorid: 10 bis 18 Gew.-Prozent

- Natriumsulfat: 0.1 bis 2,5 Gew.-Prozent
Gegebenenfalls vorhandene Spuren von Natriumkarbonat. Kalziumsulfat. Natriumchlorat usw.

- Wasser: Rest

Diese Ls .ge wird gleichzeitig mit der aus der Zentrifuge 4 stammenden Mutterlauge in die Stufe la eingeführt. In dieser Stufe (la) wird die Konzentrierung so vorgenommen, daß die durch die Leitung 14 ausgezogene flüssige Phase einen KaOH-Gehalt von 14 bis 22% aufweist.

Die Lauge B, die durch die Leitung 14 fließt, wird aus der dritten Stufe (la) mit Hilfe eines Dekantiergerätes oder eines Hydrozyklones oder mit Hilfe von jedem beliebigen auf der Fig. 1 nicht dargestellten Gerät entzogen, welches die Trennung der Lauge und des in der dritten Stufe (la) suspendierten kristallisierten Feststoffes ermöglicht, um die in die Flüssigkeit verschleppte Fesistoffmenge auf einem Minimalwert zu halten.

Die Lauge B beaufschlagt die zweite Stufe (Ib), nachdem sie durch wenigstens einen nicht dargestellten Vorerhitzer fließt, welcher als heißes Medium das Kondensat der vorgeschalteten Stufen verwendet, um die Wärmeleistung des Verdampfers zu erhöhen. In der zweiten Stufe Ib, wird die Konzentration der NaOh-Lauge auf 20 bis 29% erhöht. Die so erzielte Lauge C wird von der zweiten Stufe (16) mit ähnlichen Mitteln, die für die dritte Stufe (Ie) beschrieben wurden, abgezapft und danach in die Leitung 15 in die erste Stufe (Ic) geleitet, nachdem sie, wie vorher beschrieben, durch mindestens einen nicht dargestellten ähnlichen Vorerhitzer passiert hat.

In der ersten Stufe (Ic) liegt die Konzentration der Lauge an NaOH zwischen 38 und 53%, und unter Verwendung von ähnlichen Mitteln, die im Zusammenhang mit der dritten Stufe beschrieben wurden, wird die Lauge D durch die Leitung 16 in den unter Vakuum stehenden Entspannungsbehälter 2 und dann durch die Leitung 17 in die Wärmeaustauschvorrichtung 3 geleitet. In dieser Vorrichtung erfolgt die Abkühlung bis zur Raumtemperatur oder bis zu einem annähernden Wert von z. B. 25° C; die Kühlbedingungen ermöglichen im allgemeinen die Erzielung der kleinsten Feststoffmenge, die mit der Erhaltung der Ätznatronlösung vereinbar ist. Für hohe

Konzentrationen könnte es sich notwendig erweisen, bei einer erhöhten Temperatur zu arbeiten, um das Abbinden der Lauge in Form einer Masse zu vermeiden.

Auf Grund dieser Abkühlung entsteht eine feste Phase, die ausschließlich durch dem aus NaCl, Na₂SO₄, NaOH und Wasser bestehenden Dreifachsalz gebildet H, so daß das aus der Wärmeaustauschvorrichtung .5 ausgezogene Produkt ein Brei D' ist, den man in die Schleuder 6 durch die Leitung 19 leitet. Man erhalt auf diese Weise eine konzentrierte Ätznatrcnlaugc E, die z. B. folgende Zusammensetzung aufweist:

- Ätznatron: etwa 50 Gew.-Prozent oder mehr (48 bis 53 Gew.-%)

- Natriumchlorid: 1 bis 1,5 Gew.-Prozent

- Natriumsulfat: 0,02 bis 0,5 Gew.-Prozent

Die in der Schleuder 6 getrennte feste Phase wird in 20 aufgefangen und mit einer Menge von flüssiger Phase versetzt, die ausreicht, damit die Pumpe 8, die breiförmige feste Phase F durch die Leitung 21 in die zweite Stufe (Ib) fördern kann. Die flüssige Phase kann durch einen Anteil der konzentrierten durch die Leitung 22 geförderte Lauge C oder durch einen Anteil der zu behandelnden, durch die Leitung 23 eingeführten Lauge A gebildet werden. Der hauptsächliche Bestandteil der festen Phase G ist das genannte Dreifachsalz, wobei die weiteren Komponenten durch das Natriumchlorid und das Natriumsulfat gebildet werden.

Wä :rend der Konzentrierung der Lauge C in der ersten Stufe (Ic) wird eine feste Phase ausgefällt, die aus einer Mischung von Natriumchlorid, Natriumsulfat und Dreifachsalz besteht. Diese feste Phase H wird, «ach Anreicherung an Feststoff mit Hilfe des Eindickers 32 durch die Leitung 24 in die zweite Stufe (Ib) wieder eingespeist.

In der zweiten Stufe (Ib) findet eine Zersetzung des Dreifachsalzes (Zersetzung, die unter anderem Natriumchlorid und Natriumsulfat liefert) statt und auf Grund des Konzentriervorganges wird eine feste Phase ausgefällt, die aus Natriumchlorid und -sulfat besteht. Die aus der Stufe Ib ausgezogene feste Phase wird der Einwirkung eines Eindickers 25 ausgesetzt, um die Menge der in die vorgeschaltete Stufe wieder eingespeisten Menge der flüssigen Phase zu verringern, wie es für die feste Phase H der Fall ist. Die aus dem Eindicker 25 ausgezogene feste Phase, die die Form eines verdickten Breies aufweist, wird in zwei Teile / und J geteilt; der Teil / wird durch die Leitung 26 in die dritte Stufe (la) wieder eingespeist, während der andere Teil J, der ggf. gleich null sein kann, mit Hilfe der Schleuder 5 (mit /elcher vorzugsweise ein Eindicker Sa integriert wird) geschleudert wird, so daß in 27 unreines rtairiumsulfathaltiges Natriumchlorid sowie eine gewisse Flüssigkeitsmenge erhalten werden, wobei letztere durch die Leitung 28 in die zweite Stufe (Ib) zurückgeführt wird. Die Verteilung zwischen den zwei durch die Teile / und J gebildeten Ströme wird in Abhängigkeit von der in der Lauge A enthaltenen Natriumsulfatrate und von der für das sogenannte reine aus der dritten Stufe (la) abgezogene Natriumchlorid angeforderte Reinheit bestimmt, wobei ein praktisch natriumsulfatfreies Natriumchlorid als rein betrachtet wird.

Die in der dritten Stufe (la) vorhandene feste Phase besteht ausschließlich aus Natriumchlorid, welches in Abhängigkeit von der Einstellung des Verhältnisses I:J von neutralem Natriumsulfat praktisch frei sein kann. Diese Phase wird aus der dritten Stufe (la) entnommen und der Einwirkung eines Eindickers 29 ausgesetzt, wobei letzterer wie die Eindicker 32 und 25 arbeitet; die so erhaltene eingedickte feste Phase K wird mit Hilfe der Schleuder 4 geschleudert, nachdem sie vorteilhaft nochmals mit Hilfe des mit der Schleuder 4 integrierten Eindickers 4fl eingedickt wurde. Man kann auf diese Weise praktisch reines Natrium-

chlorid in 30 (mit weniger als 0,1 % von neutralem Natriumsulfat) sowie eine Flüssigkeit erhalten, die durch die Leitung 31 in die dritte Stufe (la) eingespeist wird.

Demzufolge kann beinahe das mit der Lauge A eingeführte Natriumsulfat in 27 von einer minimalen Menge Natriumchlorids getrennt werden, während eine Höchstmenge an praktisch freiem Natriumchlorid in 30 erhalten und unmittelbar als Grundstoff in einer Quecksilberelektrolysierzelle wieder verwendet werden kann.

Zusätzlich zu den obengenannten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens können noch folgende ausgeführt werden:

- Das durch Extraktion der festen Phase aus der dritten Stufe (la) erhaltene Natriumchlorid enthält nicht nur sehr wenig Natriumsulfat, sondern auch sehr wenig Ätznatron (weniger als 0,2%).

- Weitgespannte Betriebsmöglichkeiten auf Grund der einfachen Einstellung bzw. Regulierung an den drei Ausgängen der verschiedenen Stufen, und zwar unabhängig von dem Natriumsulfatgehalt der Lauge A.

- Minimalverlust an NaOH, wobei die gesamte Ergiebigkeit der Anlage mehr als 99,7% beträgt.

- Höchste Wärmeleistung, die durch den Einsatz eines mehrstufigen Verdampfungsvorganges, durch die Wiedereinspeisung von Breien, die wegen der Verdickungsbehandlung ein Minimum an Lauge enthalten, sowie durch den Verzicht auf getrennte Behälter zur Zersetzung des Dreifachsalzes erhalten wird.
Die Fig. 2 zeigt die verschiedenen Leitungen, die an die erste oder dritte Stufe (la) angeschlossen sind.

Der Eindicker 29 besteht aus einem Aufschlämmgerät, von welchem die eingedickte, breiförmige feste Phase K entzogen wird. Die Wärmezufuhr zu der Stufe (la) findet in dem Wärmeaustauscher 33 statt, in weichen der Dampf durch die Leitung 11 in entgegengesetzter Strömungsrichtung der aus der dritten Stufe (la) entzogenen Masse geleitet wird, wobei ein Teö dieser Masse durch den Wärmeaustauscher 33 fließt, um danach in die dritte Stufe (la) wieder eingespeist zu werden, während der andere Teil dieser

Masse über Leiteng 24 in einen Hydrozyklon 35 geleitet wird, welcher zur Speisung der mit der zweiten Stufe (16) verbundenen Leitung 14 einen Flüssigkeitsausgang sowie einen am Eingang des Wärmeaustauschers 33 angeschlosseren Breiausgang 36 aufweist. Selbstverständlich kann die Anordnung der Fig. 2 zur Eindickung und zum Wärmeaustausch für die Verdampfunggleichgültigfür jedeStufe (la), (Ib) oder (Ic) verwendet werden.

Bei der Ausführungsvariante der Fig. 3 wird ein Eindicker anderer Art dargestellt. Dieser Eindicker besteht aus einem statischen Dekantierapparat 29', welcher mit einem Anteil der aus der Stufe (la) entzogeiien Masse gespeist wird. Dieser Dekantierappa-

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rat umfaßt einen Ausgang für die als eingedickten Brei auftretende feste Phase K sowie einen Ausgang für die flüssige Phase, welche die mit der zweiten Stufe (Ib) verbundene Leitung 14 beaufschlagt. Wie im Beispiel der Fig. 2, ist der zur Ausführung des Verdaittpfungsvorg&nges dienende Wärmeaustauscher 33 gegenüber der Stufe (la), in welcher die Verdampfung stattfindet, abgezweigt angeordnet.

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Zur Information kann man erwähnen, daß die Wärmeleistung einer derartigen Anlage höchstens 2,5 Tonnen Dampf je Tonne lOOprozentiges NaOH beträgt und daß sie unter optimalen Betriebsbedingungen (Lauge A mit einer NaOH-Konzentration von 16% und die Lauge E mit einer NaOH-Konzentration von 40%) 1,2 Tonnen Dampf je lOOprozentige NaOH-Yonne erreichen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

24 32 80? Patentansprüche:

1. Verfahren zur Konzentrierung einer natriumchlorid- und natriumsulfathaltigen Ätznatronlauge mit ca. 8 bis 16 Gew.-% NaOH aus einer Diaphragma-EIektrolysierzelle durch kontinuierliche, in wenigstens drei Stufen fortschreitende Verdampfung, so daß eine Lauge mit einem NaOH-Gehalt von 40 bis 55 Gew.-% erhalten wird, aus der durch Kühlung ein Dreifachsalz sich abscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreifachsalz breiförmig und die in der Stufe (Ic) ausfallende feste Phase, die aus einer Mischung von NaCl, Na₁SO₄ und Dreifachsalz besteht, in die zwischengeschaltete zweite Stufe (1&) eingeführt und dort zersetzt werden, um in dieser Stufe die NaCl- und Na^SCySalze im festen Zustand zu bilden, daß in die dritte Stufe (la) wenigstens ein Anteil der aus der zweiten Stufe entnoiH-menen, fest, η Phase wieder eingespeist wird, wobei dieser Anteil NaCl und Na₂SO₄ enthält, und daß aus der dritten Stufe (la) Natriumchlorid abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die dritte Stufe (la) nur 25—75% der aus der zweiten Stufe (Ib) entnommenen festen Phase wieder eingespeist werden, so daß durch die in der dritten Stufe (la) erfolgte Reinigungswirkung des Natriumchlorids ein praktisch natriumsulfatfreies Natriumchlorid, welches weniger als 0,1 % Natriumsulfat enthält, entnommen werden kann, während eine Mischung aus Natriumchlorid und Nairiumsu/at als Rest der aus der zweiten Stufe entnon.mer ή festen Phase isoliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinheitsgrad des aus der dritten Stufe (la) entnommenen Natriumchlorids durch die Einstellung des Verhältnisses von dem in die dritte Stufe (la) wieder eingespeisten Anteil (/, 26) zu der gesamten aus der zweiten Stufe (16) entnommenen festen Phase (I+ J) bestimmt wird.