DE2552899C3

DE2552899C3 - Verfahren zur Aufbereitung der Im Verfahren zur Herstellung von Soda nach dem Solvay-Verfahren anfallenden festen und flüssigen Abfälle für die Herstellung von Soda-Kalkdünger

Info

Publication number: DE2552899C3
Application number: DE19752552899
Authority: DE
Inventors: Wladyslaw Dipl.-Ing.Chem. Inowroclaw Grycza; Andrzej Dipl.Ing.Mech. Krakau Jodlowski; Janusz Dipl.-Ing.Chem. Krakau Skowron
Original assignee: BIURO STUDIOW PROJEKTOW I REALIZACJI INWESTYCJI PRZEMYSLU NIEORGANICZNEGO BIPROKWAS ODDZIAL W KRAKOWIE KRAKAU (POLEN)
Current assignee: BIURO STUDIOW PROJEKTOW I REALIZACJI INWESTYCJI PRZEMYSLU NIEORGANICZNEGO BIPROKWAS ODDZIAL W KRAKOWIE KRAKAU (POLEN)
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DD121919A5; BE837019A; FR2295931B1; FR2295931A1; PL100943B1; DE2552899A1; DE2552899B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung der im Verfahren zur Herstellung von Soda nach dem Solvay-Verfahren anfallenden festen und flüssigen Abfälle, wie der wäßrigen Suspensionen aus der Stufe der Ammoniakregenerierung, der Solereinigung und der wäßrigen Suspension des aus der Stufe des Kalksteinbrennens stammenden sogenannten »Überbrandes« für die Herstellung von Soda-Kalkdünger unter Eindicken dieser anfallenden Suspensionen.

Bei der Herstellung von Soda nach dem bekannten Solvay-Verfahren mit den Schritten Solereinigung (Reinigung der Steinsalzlösung), Einleiten von Ammoniak hi die Sole, Kalzinieren des entstandenen NaHCO₃, Ammoniakregenerierung durch Umsetzen von NH₄Cl mit CaO und Kalksteinbrennen zur Gewinnung des CaO entstehenden Abfälle und zwar die aus der Ammoniakregenerierung und aus der Solereinigung stammenden Suspensionen sowie der beim Kalksteinbrennen anfallende sogenannte »Überbrand«.

In den Soda nach dem Solvay-Verfahren herstel- !enden Anlagen werden die Abfälle üblicherweise in Tiefabsetzbecken zum Absetzen und zur vieljährigen Lagerung von Feststoffanteilen abgeführt. Bei dieser Lagerung werden die in den Abfällen enthaltenen löslichen Chloride z. B. durch Niederschläge ausgewasehen. Die verhältnismäßig klaren Lösungen aus den Tiefabsetzbecken werden in Flüsse abgeführt. Die Tiefabsetzbecken beanspruchen Flächen von mehreren Hektar. Im technischen Schrifttum sowie in der Patentliteratur sind keine Verfahren bekannt, die eine unmittelbare Verwendung dieser Abfälle ais Soda-Kalkdünger gestatten.

Bekannt ist ein Verfahren zur Aufbereitung der wäßrigen Suspensionen aus der Stufte der Ammoniakregenerierung, bei dem diese mit Schlamm aus der Herstellung von Natriumhydroxid nach dem Solvay-Verfahren vermischt werden.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Aufbereitung der wäßrigen Suspensionen aus der Stufe der Ammoniakregenerierung besteht in einem mehrmaligen

jo Eindicken bei gleichzeitigem Vermischen mit Wasser zur Beseitigung des Überschusses an löslichen Chloriden und in einer einstufigen Filtration. Der erhaltene Filtrationsschlamm weist einen Feuchtigkeitsgehalt über 70% auf.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur Aufbereitung der Abfälle nach deren vorherigem Absetzen und einer vieljährigen Lagerung zwecks Austrocknung, das die Erzeugung von Mineraldüngemitteln zum Ziel hat; durch den hohen Restgehalt an Chloriden ist jedoch die Verwendbarkeit der erhaltenen Produkte stark eingeschränkt und das Verfahren hat keine größere Bedeutung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, die auf den verschiedneen Stufen des Solvay-Verfahrens entstehenden festen und flüssigen Abfälle auf wirtschaftliche Weise so aufzuarbeiten, daß ein insbesondere als Soda-Kalkdünger zur Entsäuerung von Böden verwendbares Produkt erhalten wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Niederschläge erhalten, die nicht mehr als 50% Wasser enthalten und insbesondere hinsichtlich des Gehalts an Chloriden den an Soda-Kalk-Dünger (Düngekalk) gestellten Anforderungen entsprechen. Gemäß der polnischen Norm PN-74-C-87007, Blatt 5,

bo muß ein solcher Soda-Kalkdünger eine Gesamtbasizität von mindestens 40% (umgerechnet auf CaO) und einen Chloridgehalt unter 5% (umgerechnet auf Chlor) aufweisen. Der Wasseranteil darf nicht über 25% liegen.

_b5 Die erhaltenen Niederschläge erfüllen nach ihrer Trocknung diese Anforderungen. In Abhängigkeit von den verwendeten Mineralien variiert ihre Zusammensetzung etwas. Eine typische Zusammensetzung

ist jedoch beispielsweise die folgende, wobei auf die Trockensubstanz umgerechnet wurde:
CaCO₃ 24,8%

Ca(OH)₂ + CaO 29,3%

Mg(OH)₂ + MgCO₃ + MgO 6,3%

CaSO₄ 3,6%

19,3%
4,4%

SiO₂

Al₂O₃ + Fe₂O₃
andere Verbindungen
NaCl
CaCl,

4,9%
2,5%
4,9%

100,0%

(Vgl. auch: Z. Rant, Die Erzeugung von Soda nach dem Solvay-Verfahren, Enke-Verlag, Stuttgart 1968, S. 339, 352. - Gesamtarbeit - Technologia sody - PWT - Warszawa 1958, S. 274, 281, 285. - Gesamtarbeit - Soda i produkty towarzyszace - Wyd. Naukowe, Warszawa, 1978, S. 100,110,124. - Te-Pang-hou - Manufacture of Soda, Reinhold Pub. Corp., New York, 1942, S. 237.)

Das erfindungsgemäße- Verfahren zur Aufbereitung der Abfälle des Solvay-Verfahrens zeichnet sich durch Einfachheit der Behandlung und Bedienung aus, wird in bekannten leichten Apparaturen mit relativ geringem Platzbedarf durchgeführt und erfordert außer gegebenenfalls dem Flockungsmittel (Aktivität über 1 m/h) keine zusätzlichen Rohstoffe. Im Verfahrensablauf ist es auch möglich, als chloridfreie Waschflüssigkeiten die mit Staub verunreinigten Abfalllösungen aus der Gasentstaubungs- und der Kesselwasseraufbereitung auszunutzen. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Niederschlag mit einer Orientierungszusammensetzung von 48,4% Festsubstanzen, 3,6% Chloridionen und 48% Wasser zeichnet sich durch einen geringen Feuchtigkeitsgehalt in der Größenordnung von 50% aus und wird durch Trocknen auf sehr kostengünstige Weise zu Kalkdünger verarbeitet. Er kann aber auch bei der Zementherstellung verwendet erden.

Beispiel 1

Die wäßrige Suspension aus der Stufe der Ammoniakregenerierung mit einer Temperatur von etwa 90° C und einer Orientierungszusammensetzung von 1,8% Festsubstanzen, 15% löslichen Chloriden und 83,2% Wasser, die wäßrige Suspension aus der Solereinigung mit einer Temperatur von etwa 20° C und einer Orientierungszusammensetzung von 14,3% Festsubstanzen, 22% löslicher Chloride und 63,7% Wasser sowie die wäßrige Suspension des sogenannten »Uberbrandes« aus dem Kalksteinbrenner mit einer Temperatur von etwa 30° C und einer Orientierungszusammensetzung von 19% Festsubstanzen und 81 % Wasser, die alle als Abfälle der Sodaherstellung nach dem Solvay-Verfahren erhalten wurden, werden mit dem Filtrat der letzten Filtrationsstufe vermischt. Die Suspension mit einer Temperatur von etwa 80° C, einer Konzentration von 1,5 Gewichtsprozent an Festsubstanzen und einem Gehalt an löslichen Chloriden von etwa 12 Gewichtsprozent wird in einem Absetzer bis auf eine Konzentration von etwa 12 Gewichtsprozent eingedickt. Die erhaltene Suspension wird filtriert und der ehaltene Niederschlag mit einem Feuchtigkeitsgehalt von unter 50% Wasser und einer Temperatur von etwa 75° C wird mit Wasser vermischt. Die erhaltene Suspension einer Temperatur von etwa 75° C, einer Konzentration von etwa J 2 Gewichtsprozent an Festsubstanzen und einer Konzentration an löslichen Chloriden von etwa 1,5 Gewichtsprozent wird wiederum filtriert. Der erhaltene Niederschlag weist eine Orientierungszusammensetzung von 48,8% Festsubstanzen, 3,6% löslichen Chloriden und 48% Wasser und eine Temperatür von =70° C auf. Nach dem Trocknen kann der Niederschlag als sogenannter Soda-Kalkdünger verwendet werden.

Beispiel 2

i" Die oben angegebenen wäßrigen Suspensionen aus der Ammoniakregenerierung, der Solereinigung und des sogenannten »Überbrandes« aus dem Kalksteinbrennen werden mit Filtrat aus der Endfiltration vermischt, der Mischung wird ein Flockungsmittel in ei-

ner Menge von etwa 1,5 g/m³ zugegeben, wonach die Mischung in einem Absetzapparat bis auf einen Festsubstanzgehalt von etwa 12 Gewichtsprozent eingedickt wird. Der eingedickten Suspension wird nochmals Flockungsmittel in einer Menge von 3,0 g/m³

μ zugegeben. Die Mischung wird geschleudert und der erhaltene Niederschlag mit einem Wassergehalt von unter 50 Gewichtsprozent und einer Temperatur von etwa 70° C wird mit Heißwasser vermischt. Der erhaltenen Mischung mit einer Temperatur von etwa 80° C und einer Konzentration an Festsubstanz von etwa 25 Gewichtsprozent und einer Konzentration an löslichen Chloriden von etwa 2,5 Gewichtsprozent wird nochmals Flockungsmittel in einer Menge von etwa 40 g/m³ der Suspension zugegeben. Die Mischung wird nochmals geschleudert und der erhaltene Niederschlag mit einem Wassergehalt von unter 50 Gewichtsprozent und einer Temperatur von etwa 75 ° C wird getrocknet. Der erhaltene Niederschlag kann als Soda-Kalkdünger verwendet werden.

Dieses Verfahren erlaubt es, aus der Filtration Lösungen mit niedrigerem Gehalt an Festsubstanzen als im Beispiel 1 zu erhalten.

Beispiel 3

Die aus der Ammoniakregenerierung kommende wäßrige Suspension mit einer Temperatur von etwa 90° C und einer Orientierungszusammensetzung von 1,8% Festsubstanzen, 15% löslichen Chloriden und 83,2% Wasser wird mit dem Filtrat aus der letzten Filtrationsstufe vermischt. Die Suspension mit einer Temperatur von etwa 85 ° C wird im Absetzer bis auf eine Festsubstanzkonzentration von etwa 12 Gewichtsprozent eingedickt. Die eingedickte Suspension wird filtriert, worauf ein Niederschlag mit einem Wassergehalt von etwa 50 Gewichtsprozent erhalten wird. Dieser Niederschlag wird mit der aus der Solereinigung kommenden Suspension mit einer Temperatur von etwa 30° C und der wäßrigen aus dem Kalksteinbrennen stammenden Suspension des sogenannten »Überbrandes« sowie mit Heißwasser vermischt. Die erhaltene Suspension mit einem Festsubstanzgehalt von etwa 25 Gewichtsprozent wird wiederum filtriert, worauf ein Niederschlag mit einer Orientierungszusammensetzung von 48,4% Festsubstanzen, 3,6% Chloriden und 48 % Wasser erhalten wird. Dieser wird anschließend derTrocknung unterworfen. Er kann als Soda-Kalkdünger genutzt werden.

Dieses Verfahren erlaubt es, die Beanspruchungen der Apparatur bei der esten Filtration zu vermindern, erfordert dagegen den Verbrauch einer größeren Wärmemenge, um die gewünschte Temperatur in der zweiten Filtration zu erhalten.

Beispiel 4

Die aus der Ammoniakregenerierung und aus der Solereinigung kommenden wäßrigen Suspinsionen mit orientierenden Zusammensetzungen wie in Beispiel 1 sowie das Filtrat aus dsr letzten Filtrationsstufe werden zusammengemischt und dann in den Absetzer überführt, um die Suspension bis auf eine Festsubstanzkonzentration von etwa 12 Gewichtsprozent einzudicken. Die verdickte Suspension wird filtriert. Der Niederschlag mit einem Wassergehalt von unter 50 Gewichtsprozent und einer Temperatur von etwa 75° C wird mit Heißwasser vermischt, um eine Temperatur von etwa 80° C zu erhalten, und wiederum filtriert. Aus dieser Filtration erhält man einen Niederschlag mit einer Orientierungszusammensetzung von 48,4% Festsubstanzen, 3,6% löslichen Chloriden und 48% Wasser und einer Temperatur von etwa 70° C. Die aus dem Kalksteinorennen anfallende Suspension des sogenannten »Überbrandes« (Orientierungszusammensetzung 19% Festsubstanz, 81 % Wasser) wird getrennt filtriert und der daraus erhaltene Niederschlag mit einem Gehalt von etwa 70Cfc Festsubstanzen und etwa 30% Wasser wird mit dem Niederschlag aus der Endfiltration der übrigen Suspensionen vermischt, wodurch ein Niederschlag mit einem Wassergehalt von unter 45 Gewichtsprozent anfällt.

Das Filtrat aus der Filtration des sogenannten

ίο »Überbrandes« kann zur Hydration der Kalkmilch zurückgeführt werden.

Der Niederschlag wird getrocknet und k ann dann als Soda-Kalkdünger genutzt werden.

Dieses Verfahren erlaubt es, den Wärmeverbrauch bei den Trocknungsoperationen der Niederschläge herabzusetzen, erfordert jedoch einen höherern Verbrauch an chloridionenfreien Lösungsmitteln auf der Stufe des Schlammvermischens vor der zweiten Filtration, um in dem zu trocknenden Niederschlag die gewünschte Chloridionen-Konzentration zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbereitung der im Verfahren zur Herstellung von Soda nach dem Solvayverfahren anfallenden festen und flüssigen Abfälle wie der wäßrigen Suspensionen aus der Stufe der Ammoniakregenerierung, der Solereinigung und der wäßrigen Suspension des aus der Stufe des Kalksteinbrennens stammenden sogenannten »Überbrandes« für die Herstellung von Soda-Kalkdünger unter Eindicken dieser anfallenden Suspensionen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine dieser Suspensionen mit dem FiI-trat der letzten Filtrationsstufe des Aufbereitungsverfahrens vermischt wird, das entstandene Gemisch bis auf eine Konzentration von 8 bis 12 Gewichtsprozent an Festsubstanz eingedickt wird, danach der eingedickte Niederschlag zwei- oder mehrstufig bei einer Temperatur von 70° bis 90 ° C filtriert wird, wobei zwischen den einzelnen Filtrationsstufen der Niederschlag mit chloridionenfreiem Wasser vermischt wird, das Filtrat aus der letzten Filtrationsstufe in die Ausgangsstufe des Aufbereitungsverfahrens zurückgeführt wird und der erhaltene Niederschlag getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eindicken der mit dem Filtrat aus der letzten Filtrationsstufe vermischten Suspensionen Flockungsmittel zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Flockungsmittel Verbindungen vom Polyacrylamid-Typ in einer Menge von 1,5 bis 3 g/m³ der Suspensionen zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension des sogenannten »Überbrandes« erst nach der ersten Filtrationstsufe des Aufbereitungsverfahrens zugemischt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Suspension des sogenannten »Überbrandes« getrennt filtriert und der abfiltrierte Niederschlag mit dem Niederschlag aus der letzten Filtrationsstufe des Gemischs der Suspension aus der Solereinigung und Ammoniakregenerierung mit dem Endfiltrat vermischt wird, wonach abermals filtriert wird und das erhaltene Filtrat dem Niederschlag aus der ersten Filtrationsstufe des Gemischs zugemischt wird.