DE2628062A1 - Verfahren zur gewinnung von calciumcarbonat - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von calciumcarbonatInfo
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Description
"Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat"
Beanspruchte
Priorität: 25. Juni 1975 - V.St.A. - Nr. 590,230
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat
aus Calciumhypochlprit-Lösungen.
Es ist eine Reihe von Verfahren und Ausführungsformen zur Herstellung
von Calciumhypochlorit bekannt.
Die US-PS 1 713 669 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine wässrige
Kalkaufschlämmung chloriert wird, dann die festen Verunreinigungen
entfernt und Ätzalkali und Chlor zur Herstellung von Calciumhypochlorit und Alkalichlorid zugesetzt werden. Die Konzentration
des Calciumhypochlorit-Alkalichlorid-Gemisches muß so verdünnt gehalten v/erden, daß das Alkalichlorid in Lösung bleibt,
während Calciumhypochlorit-Dihydrat ausfällt. Nach dem Abtrennen des festen Calciumhypochlorit-Dihydrats kann das Piltrat mit Kalk
behandelt und basisches Calciumhypochlorit hergestellt oder als
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Bleichlauge verwendet werden.
In der US-PS 1 718 284 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem
Kalk und ätznatron zu einer eutektischen Lösung von Natriumchlorid und Calciumhypochlorit zugesetzt werden. Das Gemisch wird
dann chloriert und das Natriumchlorid schnell ausgefällt und von einer instabilen Calciumhypochloritlosung abgetrennt. Dann wird
das Calciumhypochlorit-Dihydrat ausgefällt. Bei einer anderen Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens werden Natriumhypochlorit
und Kalk in einer eutektischen Lösung von Natriumchlorid und Calciumhypoehlorit chloriert, das Natriumchlorid und das Calciumhypochlorit-Dihydrat
ausgefällt und - wie vorstehend beschrieben - nacheinander abgetrennt.
Die US-PS 1 718 285 beschreibt ein Verfahren zur Chlorierung
einer wässrigen Kalkaufschlämmung in Gegenwart einer Natriumhypochloritlösung,
wobei eine Aufschlämmung von Calciumhypochlorit-Dihydrat gebildet wird. Das Calciumhypoehlorit wird durch Eindampfen
der Aufschlämmung bis zur Trockne gewonnen, oder es wird
das Calciumhypoehlorit aus einer verdünnten Natriumchloridlösung ausgefällt und dann abgetrennt und getrocknet.
In der US-PS 3 572 989 wird ein Verfahren zur Herstellung von
Calciurahypoehlorit-Dihydrat beschrieben^ bei dem konzentrierte
Natronlauge zur einer wässrigen mit Calciurahypochlorit und Natriumchlorid
gesättigten Lösung zugesetzt wird«, In einer ersten
Stufe wird das auf diese Meise erhaltene Gemisch chloriert^ und danach werden die Natriumchloridkristalle abgetrennt. In einer
zweiten Stufe werden gelöschter Kalk und Wasser dem Reaktionsge-
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misoh -zugesetzt, und das erhaltene Gemisch wird chloriert. Die
erhaltenen Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle werden abgetrennt, und die Mutterlauge wird zur ersten Stufe zurückgeführt.
Bei allen vorgenannten Verfahren wird eine Abtrennung des Calciumhypochlorits
vom Natriumchlorid durchgeführt, indem entweder
(a) das Natriumchlorid aus einer metastabilen Lösung von Calciumhypochlorit
ausgefällt wird, wobei die Abtrennung zur Ge-
. ■ währleistung ihrer Wirksamkeit schnell durchgeführt werden
muß oder indem
(b) das Calciumhypochlorit-Dihydrat aus" einer Natriumchloridlösung
ausgefällt wird, die, um das Natriumchlorid in Lösung zu halten, sehr verdünnt sein muß.
Beide Verfahrensstufen (a) und (b) weisen den Nachteil auf, daß
ein Mitreißen bei der Ausfällung oder eine unvollständige Ausfällung zu einem Verlust an dem gewünschten Produkt führen und daß
bei der Abtrennung gemäß (b) große Volumina verdünnter Natriumchloridlösung
behandelt oder abgeführt werden müssen, die erhebliehe Mengen an Calciumhypochlorit enthalten.
In der DT-OS 2 327 658 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung
von Calciumhypochlorit beschrieben, wobei das Piltrat nach dem Entfernen der Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle mit einem
Alkalimetallhydroxid unter Bildung einer Kalkaufschlämmung umgesetzt,
der Kalk abgetrennt und dem Calciumhypochlorit-Reaktionsgefäß wieder zugeführt wird. Obwohl dieses Verfahren die Gewinnung
von zusätzlichen Mengen an Calciumverbindungen gestattet, die gewöhnlich bei den früheren bekannten Calciumhypoehlorit-Ver-
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fahren verlorengehen, besteht jedoch eine besondere Schwierigkeit
darin, die Kalkteilchen aus der erhaltenen Ka.lkauf schlämmung abzutrennen.
Es besteht gegenwärtig ein starkes Bedürfnis, die Gewinnung von
weiteren Mengen an Calciumverbindungen bei den Calciumhypochlorit-Verfahren und auch das Ausmaß der Abtrennung von Kalk aus der
Kalkaufschiämmung zu verbessern, die sich beim Bestreben, weitere
Mengen an Calciumverbindungen zu gewinnen, bildet.
Aufgabe bei vorliegender Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren zum Abtrennen von Kalk aus Kalkaufschlämmungen zur Verfügung
zu stellen. Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von Calciumhypochlorit
aus Kalk, Alkalimetallhydroxid und Chlor. Des weiteren lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung von Calciumhypochlorit zu schaffen, wobei der Anteil an Verunreinigungen in den Abwassern wesentlich herabgesetzt"
ist. Die Erfindung löst diese Aufgaben.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat aus einer, durch Umsetzen von
Alkalimetallhydroxid mit einer wässrigen Calciumhypochloritlosung in einer Reaktionszone ausgefälltes Calciumcarbonat enthaltenden
wässrigen Calciumhypochloritlosung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Alkalimetallhydroxid der wässrigen Lösung in
solchen Anteilen zusetzt, daß ein pH-Wert von etwa 11 bis etwa 13,5 aufrechterhalten bleibt und daß sich kristalline Teilchen
von halbbasischem Calciumhypochlorit und Calciumcarbonat bilden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Kalkteilchen
zum Entfernen von Verunreinigungen gewaschen werden, was in einfacher Weise wegen eines verbesserten Kontakts zwischen der
Waschflüssigkeit und den Kalkteilchen vollbracht wird, wobei die Leichtigkeit der Abtrennung der Waschflüssigkeit von den Kalkteilchen
durch die Anwesenheit der halbbasischen Caleiumhypochlorit-Kristalle in den Kalkteilchen bewirkt wird.
Ausführlicher dargestellt, kann jede beliebige wässrige Lösung mit einem Gehalt an Calciumhypochlorit nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren verarbeitet werden. Filtrate, die bei Calciumhypochlorit-Verfahren nach der Abtrennung des Calciumhypochlorits anfallen,
sind als Ausgangsmaterial beim Verfahren vorliegender Erfindung besonders vorteilhaft. Gewöhnlich stellen diese Filtrate wässrige
Lösungen mit einem Gehalt an gelöstem Calciumhypochlorit sowie an Nebenprodukten bei der Umsetzung, wie Natriumchlorid und Natriumhypochlorit
oder Calciumchlorid,dar. Charakteristische Filtrate,
die bei gewerblich angewendeten Calciumhypochlorit-Verfahren erhältlich sind, zeigen die nachstehenden Analysen:
Gewichtsprozent Bestandteile
Calciumhypochlorit Natriumhypochlorit Natriumchlorid Calciumchlorid
Wasser
weiterer Bereich |
engerer Bereich |
- 0,5 |
5-12 | 9,5-10,5 | -18 |
O- 3,0 | 0 | - 0,5 |
16-20 | 17 | -73 |
0- 2 | 0 | |
68-75 | 69 |
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Obwohl die vorgenannte Analyse eine charakteristische Analyse einer Calciumhypochlorit-Ausgangslösung darstellt, ist es für
einen Fachmann jedoch erkennbar, daß die Zusammensetzung des Calciumhypochlorit-Filtrats von der Art des bei der Herstellung
von Calciumhypochlorit angewendeten Verfahrens abhängt. Bei eini
gen industriell angewendeten Verfahren beispielsweise wird Natri umchlorid als Feststoff vor dem Calciumhypochlorit abgetrennt,
so daß das erhaltene Filtrat bedeutend weniger Natriumchlorid enthält. Bei anderen Verfahren werden keine Natriumverbindungen
eingesetzt, und die Hauptverunreinigung ist daher Calciumchlorid anstelle von Natriumchlorid. Bei diesen Calcium-Systemen zeigen
charakteristische Filtrate die nachstehende Analyse:
breiter Bestandteile
Calciumhypochlorit Calciumchlorid Calciumhydroxid VJasser
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehen sich auch auf derartige Filtrate.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können beliebige alkalische Verbindungen
verwendet werden, die zur Ausfällung von Calcium als Kalk aus wässrigen Lösungen von Calciumhypochlorit geeignet sind.
Charakteristische Beispiele alkalischer Verbindungen sind Alkalimetallhydroxide,
wie Natriumhydroxid, Kaiiumhydroxid, Lithiumhydroxid
und deren Gemische. Jedoch können auch ändere alkalische
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breiterer Bereich |
engerer Bereich |
1-10 | 1-8 |
15 - 40 | 18 - 35 |
0,1- 1,0 | 0,4 - o,6 |
50 - 85 | 60 - 80 |
Hydroxide, einschließlich Bariumhydroxid, Cäsiumhydroxid, Rubidiumhydroxid
und Strontiumhydroxid, eingesetzt werden.
Es wird eine ausreichende Menge alkalisches Hydroxid zur wässrigen
Lösung des Calciumhypochlorits zugegeben, um den pH-Wert auf einen Wert von etwa 11 bis etwa 13*5, vorzugsweise von etwa 12
bis etwa 12,5, einzustellen. Wenn eine ausreichende Menge alkalisches Hydroxid zur Einstellung des pH-Wertes innerhalb des vorgenannten
Bereiches bei der Calciumhypochloritlosung zugegeben worden ist, fällt ein erheblicher Teil des gelösten Calciums als
Kalk aus. Eine derartige Ausfällung kann absatzweise oder auch kontinuierlich erfolgen, wobei die letztgenannte Technik bevorzugt
wird. Außerdem wird ein Teil des Kalk- und Calciumhypochlorit-Gehalts
mit ausgefällt als halbbasische Calciumhypochlorit-Kristalle der empirischen Formel
Ca(OCl)2 · 1/2Ca(OH)2
Die. halbbasischen Kristalle zeigen Durchmesser von etwa 2 bis etwa ^O um und sind deshalb erheblich größer als die Kalkteilchen.
Im Gegensatz hierzu haben nämlich die Kalkteilchen eine Größe unter etwa 2 um und im allgemeinen unter etwa 1 um im Durchmesser.
Die kristalline Struktur und die Teilchengröße der halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristalle unterstützen die Abtrennung
der Kalkteilchen aus der erhaltenen Aufschlämmung. Die Filtrationsgeschwindigkeiten
werden dadurch um einen Faktor von etwa
10 bis 20 erhöht, im Vergleich zu der Filtrationsgeschwindigkeit von Kalkaufschlämmungen, die keine halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristalle
nach dem Verfahren vorliegender Erfindung enthalten,
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Wenn zu der wässrigen Calciumhypochloritlösung ein alkalisches Hydroxid in ausreichenden Anteilen zugegeben.wird, um den pH-Viert
auf über et v/a 14 einzustellen, was bei etwa 4 bis etwa 5 ^o überschüssigem
Alkali der Fall ist, zersetzt das überschüssige alkalische Hydroxid die halbbasischen Kristalle, wodurch die Filtrationsgeschwindigkeit
der Kalkaufschlämmung in ganz erheblichem Maße herabgesetzt wird. Wenn der Anteil der der Calciumhypochloritlösung
zugesetzten alkalischen Verbindungen nicht ausreicht, um einen pH-Wert oberhalb etwa 11,0 zu bilden, tritt eine verminderte
Ausfällung von löslichem Calcium als Kalk auf, so daß ein erheblicher Anteil an Calcium im FiItrat verbleibt, was wiederum
erhebliche Calciummengen ergibt, die in das Natriumhypochlorit-System eingehen.
Bei einer Ausführungsform vorliegender Erfindung wird ein alkalisches
Hydroxid - im allgemeinen in Form einer 50gewichtsprozentigen wässrigen Natriumhydroxidlösung - in einen Verdünnungsbehälter
eingespeist, wobei ein zurückgeführter Strom der von einem Niederschlag befreiten Pastenflüssigkeit verwendet wird, um die
Natriumhydroxidlösung auf etwa 10 bis 20 % Natriumhydroxid zu
verdünnen. Diese verdünnte Natronlauge fließt in das Reaktionsgefäß, in dem es mit der Calciumhypochlorit enthaltenden einströmenden
Pastenflüssigkeit reagiert. Mit einer stärker konzentrierten Natronlauge wird die Steuerung der Reaktion schwierig, und die
Filtrierbarkeit ändert sich in erheblichem Maße. Wenn man zur Verdünnung
des Ätzalkalis auf 10 bis 20 % Natriumhydroxid Wasser verwenden
würde, würde zuviel V/asser zudem Verfahren zugegeben werden, was einen stärkeren Aufwand bei der Verdampfung in der Verdampf
ungs -Chlorierungsanlage erforderlich macht. Beispielsweise
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enthält eine 50prozentige Natronlauge nur 1 Gewichtsteil Wasser je Gewichtsteil Natriumhydroxid im Vergleich.zu 9 Gewichtsteilen
Wasser auf 1 Gewichtsteil Natriumhydroxid bei einer lOprozentigen Natronlauge.
Die Reaktion zwischen der alkalischen Verbindung und der CaIciumhypochloritlösung
wird bei einer Temperatur von etwa 10 bis etwa 500C, vorzugsweise von etwa 27 bis j52°C, durchgeführt. Gewöhnlich
findet die Reaktion in einem kontinuierlichen Reaktionsgefäß bei Atmosphärendruck statt, doch können auch etwas erhöhte oder verminderte
Drücke gegebenenfalls angewendet werden.
Die Verweilzeit in der'Reaktionszone oder in einer geeigneten
Lagerungszone vor der Gewinnung oder Abtrennung des Gemisches aus Kalk und halbbasischem Hypochlorit aus dem Reaktionsgemisch beträgt
im allgemeinen etwa 20 bis etwa l80 Minuten, vorzugsweise etwa 25 bis etwa 45 Minuten. Ausgedehnte Lagerungszeiten der
Reaktionsgemische, insbesondere bei hohen Ätzalkalikonzentrationen, wirken sich nachteilig auf die Piltrationsgeschwindigkeit
aus.
Nach Beendigung der Reaktion findet eine geeignete Abtrennung, wie durch Filtrieren, Zentrifugieren oder dergleichen, statt, um
das Calciumcarbonat von den mitausgefallten halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristallen
aus der erhaltenen Aufschlämmung abzutrennen. Wenn man Vakuumfilter anwendet, werden gewöhnlich FiI-
trationsgeschwindigkeiten von etwa 100 bis 200 Liter/Stunde/m
FiIteroberfläche erhalten. Ein Waschen des Filterkuchens zum
Entfernen anhaftender Flüssigkeit mit einem Gehalt an Verunreini-
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gungen wird wegen der verbesserten Filtrationsgeschwindigkeit , die durch die halbbasischen Cälciumhypochlorit-Kristalle verursacht
wird, in einfacher Weise bewirkt.
Der gewaschene Filterkuchen setzt sich im allgemeinen aus den folgenden
Bestandteilen zusammen:
Calciumhypochlori t
Calciumhydroxid (Gesamtalkali) Natriumhypochlorit
Natriumchlorid Wasser
halbbasisches Calciumhypochlorit freies CaIciumcarbonat
breiterer Bereich |
,5 | engerer Bereich |
0,5- 8 | ,0 | 1-3 |
25 -40 | 30-34 | |
0,1- 2} | ,0 | 0,4-0,8 |
0,2- 2: | 0,5-1,0 | |
50 ■ -75 | 60-70 | |
0,5-10, | 1-4 | |
25 -35 | 28-34 | |
Aus der vorstehenden Analyse ist ersichtlich, daß das Gewichtsverhältnis von Calciurncarbonat zu kristallinem halbbasischen
Calciumhypochlorit beim Filterkuchen im allgemeinen von etwa 2,5 : 1 bis etwa 50 : 1, vorzugsweise von etwa 7 : 1 bis etwa
30 : 1, beträgt.
Die nach der Abtrennung des Calciumcarbonats aus der Aufschlämmung
erhaltene Flüssigkeit enthält gewöhnlich die nachstehenden Bestandteile in den angegebenen Anteilen:
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0-2,0 | 0 | 0-0,1 | |
ο, | 01-1,0 | 0,02-0,05 | |
8, | 50-12, | 9,5-10,0 | |
15 | ,0-18 | 16,5-17*0 | |
70-77 | 5 | 72-75 | |
0-1,0 | 0,1-0,4 | ||
11-13, | 12,1-12,5 | ||
- li -
"breiterer # engerer Bestandteile Bereich ' Bereich
Calciumhypochlorit
Calciumhydroxid
Natriumhypochlorit
Natriumchlorid
Wasser
Natriumhydroxid
Der feuchte Calciumearbonatkuchen kann, insbesondere wenn er nach
einem kontinuierlichen Calciumhypochlorit-Verfahren hergestellt worden ist, der Mischzone und dann der Zone zur Chlorierung der
Aufschlämmung zugeführt werden. Wegen des Waschens findet im wesentlichen keine Rückführung von Natriumchlorid oder anderen
Verunreinigungen im Calcium-carbonat statt, wodurch sich die Menge
an Zurückgeführtem vermindert und die Ausbeute an Caleiumhypochlorit, bezogen auf die der Reaktion zugeführte, anfängliche
Kalkmenge, verbessert. Die nach der Abtrennung des Calciumcarbonats gewonnene Flüssigkeit kann weiter aufgearbeitet werden, um
weiteres Salz durch Eindampfen, Kaustizieren und Chlorieren zu gewinnen. Die Flüssigkeit kann auch zur Herstellung von Bleichlösungen
verwendet werden.
VJie vorstehend ausgeführt worden ist, kann das Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat aus wässrigen Lösungen von Calciumhypochlorit
nach vorliegender Erfindung auf tatsächlich alle beliebigen bekannten Verfahren zur Herstellung von Calciumhypochlorit
angewendet werden, bei denen früher Calcium nach der Abtren-
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nung von Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristallen verlorengegangen
ist. Das neue erfindungsgemäße Verfahren ist -besonders zweckmässig
anzuwenden beim Verfahren zur Herstellung von Calciumhypochlorit nach der DT-OS 2 327 658.6.
Die Fig. 1 zeigt ein Fließdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung, in der die Abtrennung des Calciumhypochlorits
und die Ausfällung von Calciumcarbonat aus der Pastenflüssigkeit
gezeigt wird.
Nachstehend wird das Verfahren gemäß der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform
eingehender beschrieben. In der Mischzone 1 werden Kalk (sowohl frischer Kalk als auch zurückgeführter Kalk der
nachstehend eingehender beschriebenen Art), Wasser und Natriumhypochlorit
unter Bildung einer Mischzonenaufschlammung vermischt. Die Mischzone 1 besteht aus einem Mischtank oder einem anderen
geeigneten Behälter mit einem Rührwerk zum Vermischen der verschiedenen in die Mischzone eingespeisten Komponenten. Zwischen
den verschiedenen, in die Mischzone 1 eingespeisten Komponenten kann in gewissem Ausmaß eine Reaktion stattfinden. Da jedoch eine
wichtige Funktion der Mischzone 1 im Zusammenmischen der Komponenten besteht, wird sie als "Mischzone" bezeichnet, obwohl bei einigen
Ausführungsformen der Erfindung in gewissem Ausmaß "Reaktionen"
zwischen den Komponenten stattfinden.
Die erhaltene Mischzonenaufschlammung wird in die Zone zur Chlorierung
der Aufschlämmung 2 überführt und mit Chlor umgesetzt. Die Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 besteht aus einer
beliebigen geeigneten Chlorierungsanlage, die zur Herbeiführung
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eines größtmöglichen Kontakts zwischen dem Chlor und der Aufschlämmung
mit einem Rührwerk ausgestattet ist. Vorzugsweise wird als Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 eine Verdampfungs-Chlorierungsarilage
verwendet, die gemäß dom in der US-PS
3 241 912 beschriebenen Verfahren arbeitet. In der Zone zur Chlorierung
der Aufschlämmung 2 werden Temperaturen von etwa O bis etwa 50 C und vorzugsweise von etwa 20 bis etwa p2 C aufrechterhalten.
Während der Chlorierung der Aufschlämmung in der Zone zur Chlorierung
der Aufschlämmung 2 wird Kalk mit Chlor zu Calciumhypochlorit gemäß der Gleichung (1) umgesetzt:
(1) Ca(OH)2 + Cl2 >
1/2Ca(ClO)2 + H3O + 1/2CaCl
Die Mischzonenaufschlämmung kann wegen der (nicht gezeigten)
Zuspeisung von Natriumhydroxid zur Mischzone 1 oder des zur Mischzone 1 zurückgeführten Kalks eine geringe Menge an Natriumhydroxid
enthalten. Gegebenenfalls in der Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 vorhandenes Natriumhydroxid wird gemäß der Gleichung
(2)
(2) 2NaOH + Cl2 >
NaClO + NaCl +
mit Chlor zu Natriumhypochlorit umgesetzt.
In der Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 vorhandenes Natriumhypochlorit wird gemäß der Gleichung (j5)
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O) . NaClO + 1/2CaCl2 ^ 1/2Ca(ClO)2 + NaCl
mit Calciumchlorid zu Natriumchlorid und zusätzlichem Calciumhypochlorit
urngesetzt.
Die in der Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 gebildeten Hauptprodukte sind Calciumhypochlorit, Natriumchlorid und Wasser.
Zu Beginn des Verfahrens wird die Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, mit
einer Aufschlämmung oder "Paste" aus in einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid und Calciumhypochlorit suspendiertem festen
Calciumhypochlorit gefüllt, die höchstens etwa 1,0 und vorzugsweise weniger als etwa 0,5~Gewichtsprozent Alkali enthält. Die
Zuspeisungsgeschwindigkeit an Mischzonenaufschlämraung und Chlor
in die Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 und die Geschwindigkeit der gegebenenfalls stattfindenden Wass er verdampfung v/erden
so eingestellt, daß die Konzentration an nicht umgesetztem Alkali während der Reaktion unterhalb etwa 1,0 Gewichtsprozent
bleibt. Die auf diese Weise durchgeführte kontinuierliche Chlorierung der Aufschlämmung führt zur Bildung grober Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle,
die in der Zone j5 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kuchens von der Pastenflüssigkeit
erheblich leichter abgetrennt werden können als die in einem herkömmlichen Dreifach-Salzverfahren oder einem absatzweisen Verfahren
hergestellten Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle.
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Ein Teil der erhaltenen, sieh aus festem Calciumhypochlorit-Dihydrat
und einer hauptsächlich aus einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid und Calciumhypochlorit bestehenden "Pastenflüssigkeit"
zusammensetzenden "Paste" wird kontinuierlich aus der Zone zur Chlorierung der Aufschlämmung 2 abgezogen und in die
Zone 3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kuchens
von der Pastenflüssigkeit überführt.
Die Zone J> zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kuchens
von der Pastenflüssigkeit besteht aus einer Filter, einer Zentrifuge
oder einer anderen geeigneten Anlage zur Trennung von festen und flüssigen Stoffen, die in der Lage ist, einen feuchten Kuchen
aus Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristallen von der wässrigen Lösung von Natriumchlorid und Calciumhypochlorit abzutrennen.
Der feuchte Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kuchen aus der Zone 3>
zur Abtrennung des Kuchens von der Pastenflüssigkeit enthält im allgemeinen 4-0 bis βθ Gewichtsprozent Calciurnhypochlorit-Dihydrat,
etwa 2 bis 15 Gewichtsprozent Natriumchlorid und etwa 38
bis 52 Gewichtsprozent V/asser. Der feuchte Kuchen wird im allgemeinen
in einen Trockner 4 überführt, in dem er zur Entfernung des größten Teils des Wassers erhitzt wird. Als Trockner4kann man
Jede geeignete Trockenanlage oder alle Anlagen verwenden, mit denen sich der Feuchtigkeitsgehalt des Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kuchens
ohne Verursachung eines übermäßigen Abbaus der Calciumhypochlorit-Teilchen auf den gewünschten Wert herabsetzen
läßt.
Im allgemeinen wird der Wassergehalt des Calciumhypochlorits im
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Trockner 4 auf unter etwa 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise auf
etwa 0,5 bis etwa 7,5 Gewichtsprozent herabgesetzt. Der Calciumhypochloritgehalt
des getrockneten Calciumhypochlorits liegt im allgemeinen bei etwa 65 bis etwa 85* vorzugsweise bei etwa TO bis
etwa 80 Gewichtsprozent. Der Rest des getrockneten Calciumhypochlorits besteht hauptsächlich aus Natriumchlorid. Das getrocknete
Produkt wird dann, gegebenenfalls nach Klassierung nach der Teilchengröße oder anderen Verarbeitungsstufen, wie einer Pelletisierung,
vor seiner Verwendung, z.B. zur Wasserbehandlung, in geeignete Behälter überführt.
Die "Pastenflüssigkeit" (oder das "Pastenfiltrat", sofern ein
Filter als Zone 3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens
verwendet wird) besteht aus einer wässrigen Natriumchloridlösung aus der Zone 3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens, die
außerdem lösliches Calciumhypochlorit enthält. Diese Pastenflüssigkeit wird in das Ä'tzalkali-Reakt ions gefäß 5 überführt, das aus
einem beliebigen, mit einem Rührer ausgerüsteten, geeigneten Mischtank-Reaktionsgefäß·besteht, in dem die Flüssigkeit mit
einer wässrigen Lösung eines löslichen Metallhydroxids, vorzugsweise Natriumhydroxid, unter Bildung einer Kalkaufschlämmung,
umgesetzt wird.
Die wässrige Lösung von Natriumhydroxid wird durch Vermischen von Natriumhydroxid ader einer anderen alkalischen Verbindung in dem
Verdünnungsbehalter 6 mit einem Anteil der Kalkaufs chi ämrnung aus
dem Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 hergestellt. Die Kalkaufschläramung
wird aus dem Ätzalkali-Rea.ktionsgefäß 5 dem Verdünnungsbehälter 6
mittels der Pumpe 7 zugeführt. Es wird eine ausreichende Menge
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Kalkaufschlämmung dem Verdünnungsbehalter zur Bildung einer alkalischen
wässrigen Aufschlämmung zugeführt, in der der Anteil an
Natriumhydroxid oder einem anderen löslichen Metallhydroxid im Bereich von etwa 10 bis etwa 20 Gewichtsprozent liegt.
Der zurückgeleitete Strom der Kalkaufschlämmung wird vorzugsweise auf einer gleichmäßigen Geschwindigkeit gehalten, und je nach dem,
ob die Reaktion mehr oder weniger Alkali erfordert, um den erwünschten pH-Wert im Ä'tzaikali-Reaktionsgefäß 5 aufrecht zu erhalten,
fügt das Kontrollsystem mehr oder weniger Hydroxid dem Verdünnungsbehalter zu, wodurch sich eine Veränderung bei der Natriumhydroxidkonzentration
in dem Verdünnungssystem ergibt. Die Aufschlämmung
in dem Ä'tzaikali-Reaktionsgefäß 5 wird auf einen pH-Wert von etwa 11Λ0 bis etwa Ij5,5* vorzugsweise von etwa 12 bis
12,5* gehalten, indem der Zustrom von Ätzlauge zum Verdünnungsbehalter
β erhöht oder vermindert wird.
Ein Teil der Kalkaufschlämmung wird zur Zone der Abtrennung des Kalks 8, beispielsweise einem Filter, zugeführt, wo die festen
Kalkteilchen und die erhaltenen halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristalle aus der wässrigen Mutterlauge abgetrennt werden, die
hauptsächlich Natriumchlorid enthält.
Die Reaktion zwischen der alkalischen Verbindung, wie Natriumhydroxid,
und dem Calciumhypochlorit in der Pastenflüssigkeit verläuft nach den Gleichungen (4) und (5)
2NaOH + Ca(ClO)2 ^Ca(OH)2 + 2NaClO
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- 18 (55 1/2Ca(OE)2 + Ca(OCl)2) ^ Ca(OCl)2 · 1/2Ca(OH)2.
Die Kristalle von Calciumcarbonat und halbbasischem Caiciumhypochlorit
in dem in der Zone zur Abtrennung des Kalks 8 gebildeten Kuchen werden einfach mit V/asser gewaschen, um überschüssiges
Salz von dem Kalkkuchen zu entfernen. Der gewaschene Kuchen wird zur Mischzone 1 zurückgeführt.
Die Mutterlauge, d.h. die wässrige in der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks erhaltene Lösung von Natriumchlorid und Natriumhypochlorit,
kann als Bleichlauge verwendet werden. Diese Mutterlauge weist praktisch keinen Calciumhypochloritgehalt auf. Deshalb wird
ein erheblich größerer Prozentsatz des zum System zugespeisten Kalks als große Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle gewonnen
und gelangt nicht als Verunreinigung in die Ablauge oder wird als weniger kostspielige Bleichlauge verkauft. Die Mutterlauge aus
der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks wird jedoch vorzugsweise, wie nachstehend eingehender beschrieben wird, zum Verfahren zurückgeführt.
Bei einer zweiten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird
eine wässrige Lösung von Natriumchlorid und Natriumhypochlorit aus der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks in eine (nicht gezeigte)
Verdampfungs-Chlorierungsanlage überführt, in der die wässrige Lösung durch Verdampfen konzentriert und mit Natriumhydroxid und
Chlor zu einer Aufschlämmung aus festem Natriumchlorid in einer wässrigen Natriumhypochloritiösung umgesetzt wird.
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Die Verdampfung und die Reaktion werden in einer beliebigen geeigneten Verdampfungsanlage und in einem beliebigen geeigneten
Chlorierungs-Reaktionsgefäß, das mit einem Rührwerk ausgestattet ist, durchgeführt. Verdampfen und Chlorieren können in einer Verdampfungs-Chlorierungsanlage
unter Nutzbarmachung des in der schon vorstehend beschriebenen US-PS J5 241 912 verwendeten Verfahrens
durchgeführt werden.
Bei einer vorzugsweise angewendeten Ausführungsform der Erfindung
wird die Mutterlauge zuerst durch Verdampfen mit Dampf in einem (nicht gezeigten) Verdampfer konzentriert und die erhaltene
konzentrierte Mutterlauge dann mit Chlor und Natriumhydroxid in einer Verdampfungs-Chlorierungsanlage umgesetzt, wobei die
Reaktionswärme der Chlorierungsreaktion zur vollständigen Verdampfung der Mutterlauge und zum Ausfällen von Salz in der Mutterlauge
"ausgenutzt wird.
Das Verdampfen vor der Reaktion in der Verdampfungs-Chlorierungsanlage
ist im allgemeinen wirtschaftlicher, da die Verdampfungsgeschwindigkeit
aus der verdünnten Mutterlauge vor der Reaktion größer ist und deshalb kleinere, weniger kostspielige Verdampfungsanlagen eingesetzt werden können, als sie beim Verdampfen des Wassers
aus der konzentrierteren Salzaufschlämmung in der Mutterlauge
erforderlich wären.
Bei einer anderen Ausführungsform vorliegender Erfindung findet in der Verdampfungs-Chlorierungsanlage nur eine Verdampfung zur
Ausfällung des Salzes in der Mutterlauge, jedoch kein Chloroder Natriumhydroxid-Zusatz statt. Der Verdampfungsgrad hängt
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- 20 von der anfänglichen Konzentration der Mutterlauge ab.
Wenn die Chlorierung durchgeführt wird, werden dabei im allgemeinen
Temperaburen von etwa O bis etwa 50 C, vorzugsweise von
etwa 20 bis etwa 32°C, aufrechterhalten.
Bei dieser Ausführungsform werden zu der in die Verdampfnngs-Chlorierungsanlage
zugespeisten Mutterlauge ausreichende Mengen an Chlor und Natriumhydroxid zugegeben und aus ihr eine ausreichende
Wassermenge entfernt, um im Lösungsteil der erhaltenen Aufschlämmung eine Natriumhypochloritkonzentration von etwa 15
bis etwa 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise von etwa 25 bis etwa 35 Gewichtsprozent, aufrecht zu erhalten. Außerdem wird in Lösungsteil
der Aufschlämmung aus der Verdampfungs-Chlorierungsanlage
eine Konzentration an löslichem Natriumchlorid von etwa 4 bis etwa 14 und vorzugsweise von etwa 4,8 bis etwa 7*7 Gewichtsprozent
aufrechterhalten. Die Konzentration des festen Natriumchlorids in der Aufschlämmung aus der Verdampfungs-Chlorierungsanlage
weist Werte von etwa 15 bis etwa 35 und vorzugsweise von
etwa l8 bis etwa 28 Gewichtsprozent auf. Die erhaltene Aufschlämmung wird in die (nicht gezeigte) Zone zur Abtrennung des Salzes
überführt, die aus einem geeigneten Filter, einer Zentrifuge oder einer ähnlichen Anlage zur Trennung von Peststoffen und Flüssigkeiten
bestehen kann. In der Zone zur Abtrennung des Salzes werden verhältnismäßig reine Natriumchloridkristalle von der wässrigen
Natriumhypochloritlösung abgetrennt. Diese Kristalle können zur Herstellung einer Lauge verwendet werden, die als Zuspeisungsmaterial
für elektrolytische Zellen zur Herstellung von Chlor und Natriumhydroxid verwendet v/erden kann.
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Die wässrige Natriumhypochloritlösung, die ebenfalls in der Zone
zur Abtrennung des Salzes abgetrennt wird, wird zur Mischzone 1 zurückgeführt und dort mit dem frischen und zurückgeführten Kalk
vermischt.
Diese Ausführungsform vorliegender Erfindung führt nicht nur zu
einem leicht filtrierbaren Calciumcarbonat, zu großen Kristallen von halbbasischen Calciumhypochlorit und zu einer wirksameren
Nutzbarmachung des Calciumgehalts als Calciumhypochlorit als in der Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben, sondern liefert auch
verhältnismäßig reines Natriumchlorid in fester Form, das für die
Herstellung von Zuspeisungslauge für elektrolytische Zellen verwendet
werden kann. Es entstehen keine unreinen wässrigen Lösungen von Natriumchlorid, Calciumhypochlorit oder dergleichen, die
bei der letztgenannten Ausffihrungsform gegebenenfalls entfernt
werden müssen, wodurch ernste Verunreinigungsproblerne vermieden werden.
Eine dritte Ausführungsform vorliegender Erfindung schließt die vorgenannte zweite Ausführungsform sowie ein Verfahren zur Reinigung
von zumindest einem Teil der frischen Kalkzuspeisung zum Verfahren vor dem Vermischen mit dem Natriumhypochlocit in der
Mischzone 1 und das Zurückführen von zumindest einem Teil der Pastenflüssigkeit in die Mischzone 1 mit ein.
Bei dieser dritten Ausführungsform wird eine wässrige Aufschlämmung
aus frischem Kalk in der (nicht gezeigten) Zone zur Chlorierung des Kalks chloriert und auf diese V/eise eine wässrige Lösung
von Calciumhypochlorit und Calciumchlorid gemäß Reaktionsglei-
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chung (1) hergestellt. Die Verunreinigungen im frischen Kalk enthalten
u.a. unlösliche Verunreinigungen, wie.Siliciumdioxid,
Aluminiumsalze, Eisensalze, Magnesiumsalze, Magnesiumoxid und ungebrannten Kalkstein (Calciumcarbonat und Magnesiumearbonat)
in Spurenmengen. Diese im frischen Kalk enthaltenen Verunreinigungen bleiben auch in der in der Zone zur Chlorierung des Kalks
gebildeten wässrigen Lösung unlöslich und bilden eine Aufschlämmung mit der wässrigen Lösung aus Calciumhypoehlorit und Calciumchlorid.
Diese Aufschlämmung wird in eine (nicht gezeigte) Zone zur Entfernung der Verunreinigungen überführt, die aus einer geeigneten
Anlage zur Trennung von Peststoffen und Flüssigkeiten, wie einem Filter oder einer Zentrifuge oder dergleichen, besteht,in
der die festen Verunreinigungen abgetrennt werden. Die festen in der Zone zur Abtrennung der Verunreinigungen abgetrennten Verunreinigungen
werden im allgemeinen als fester Abfall, z.B. zur Bodenauffüllung, verwendet. Die wässrige in der Zone zur Abtrennung
der Verunreinigungen erhaltene Lösung von Calciumhypoehlorit und Calciumchlorid wird in die Mischzone 1 zurückgeführt. Wie
vorstehend erläutert worden ist, besteht die Hauptfunktion der Mischzone 1 im Vermischen der in dieser Zone eingespeisten Zuspeisungsmaterialien.
Bei der dritten Ausführungsform jedoch wird die
Calciumchlorid-Komponente der wässrigen Lösung aus der Zone zur Abtrennung der Verunreinigungen in der Mischzone 1 mit Natriumhypochlorit
zu einer wässrigen Lösung von Calciumhypoehlorit und
Natriumchlorid gemäß Reaktionsgleichung (J) umgesetzt.
Bei der dritten Ausführungsform wird in der Zone zur Chlorierung
des Kalks und in der Zone zur Abtrennung der Verunreinigungen zu mindest ein Teil des frischen Kalks vor der Zuspeisung in die
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Mischzone 1 gereinigt, ein Teil der frischen Kalkzuspeisung zur
Mischzone 1 kann jedoch unbehandelt bleiben. Der Anteil an frischem Kalk in jedem dieser ZuspeisungsstrÖme hängt vom anfänglichen
Reinheitsgrad und von der anfänglichen Aktivität des frischen zum Verfahren zugespeisten Kalks sowie von den Reinheitsanforderungen
für das Calciumhypochloritprodukt ab. Demgemäß muß bei Verwendung eines frischen Kalks mit verhältnismäßig hohem Reinheitsgrad
und - sofern die Reinheitsanforderungen für das hergestellte Calciumhypochlorit nicht zu hoch sind - nur wenig oder kein frischer
Kalk vor der Einspeisung in die Mischzone 1 gereinigt werden. Wird jedoch ein verhältnismäßig unreiner Kalk verwendet, so
muß ein großer Teil des frischen Kalks oder der gesamte frische Kalk in der Zone zur Chlorierung des Kalks und in der Zone zur
Abtrennung der Verunreinigungen gereinigt werden, bevor der in die Mischzone 1 eingespeist wird.
Um bei all den vorgenannten Ausführungsformen die erwünschten
Konzentrationen von Kalk (sowohl gegebenenfalls zugespeister frischer'
Kalk als auch zurückgeführter Kalk) und Natriumhypochlorit in der Mischzonenaufschlämmung aufrecht zu erhalten, kann man in
die Mischzone 1 zusätzliches Natriumhydroxid einspeisen. Um ferner die Steuerung der Chlorierung und den Wärmeübergang in der Zone
zur Chlorierung der Aufschlämmung zu verbessern, kann man einen Teil der Pastenflüssigkeit aus der Zone J5 zur Abtrennung des CaI-ciumhypochlorit-Kuchens
in die Mischzone 1 zurückführen.
Die Hauptausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Verfahren sind Kalk, Natriumhydroxid, Chlor und V/asser.
B 0 9 8 8 3 / Q B 2 7
- 2k -
Der Zusatz von frischem Kalk bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt in der Mischzone 1 und/oder in der Zone zur Chlorierung des Kalks. Ein Vorteil der bevorzugten Ausfuhrungsform vorliegender
Erfindung besteht darin, daß man unter Verwendung eines verhältnismäßig unreinen Kalks ein verhältnismäßig reines Calciumhypochloritprodukt
herstellen kann. Beispielsweise kann nach der dritten Ausführungsform vorliegender Erfindung ein Kalk mit einem
Gehalt an aktivem Kalk von nur 85 Gewichtsprozent oder weniger in die Zone zur Chlorierung des Kalks eingespeist und dennoch ein
verhältnismäßig reines Calciumhypochloritprodukt hergestellt werden. Die Kalkzuspeisung zur Zone zur Chlorierung des Kalks und/oder
zur Mischzone 1 weist im allgemeinen einen Gehalt an aktivem Kalk von etwa 85 bis etwa 100 Gewichtsprozent und vorzugsweise von etwa
90 bis etwa 97 Gewichtsprozent auf. Die Kalkzuspeisung kann von etwa 0 bis etwa I5 Gewichtsprozent und im allgemeinen von etwa J>
bis etwa 10 Gewichtsprozent an Verunreinigungen des vorstehend beschriebenen Typs enthalten.
Zur Erläuterung werden nachstehend typische Zusammensetzungen für eine bevorzugte und eine annehmbare frische Kalkzuspeisung aufgeführt:
frische Kalkzuspeisung
Bestandteile bevorzugt annehmbar
Ca(OH)2, mindestens CaCO^,, höchstens
MgO, höchstens SiOp, höchstens Pe2O^ + AIpCU, höchstens
CaSOi1, höchstens
95,0 | Gew |
1,0 | tt |
0,5 | Il |
0,5 | It |
0,5 | It |
0,5 | ti |
85 G | ew$ |
5,0 | tt |
VjJ Ul |
Il |
2,5 | It |
1,5 | tt |
1,5 | It |
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Gewöhnlich braucht man nur höchstens bis zur Hälfte der Kalkzuspeisung
mit den vorgenannten bevorzugten Kriterien beim Verfahren der dritten Aus führ ungs form zu reinigen. Bei Verwendung
einer Kalkeinspeisung mit den vorgenannten annehmbaren Kriterien kann jedoch ein größerer Teil und gegebenenfalls die Gesamtmenge
der Zuspeisung nach dem Verfahren der dritten Ausführungsform
der Kalkkreinigungsstufe unterworfen werden. Die Teilchen des
zum Verfahren zugespeisten frischen Kalks weisen eine solche mittlere
Größe auf, daß sie im wesentlichen Siebe mit einer Maschenweite von 0,044 mm (nasse Siebanalyse) passieren, doch können
auch Teilchen bis zu einer solchen Größe verwendet werden, die Siebe mit einer lichten Maschenweite von 0,074 mm passieren.
Wenn der Gehalt an Kalkverunreinigungen in der Kalkzuspeisung
über etwa 5 Gewichtsprozent liegt, kann man in die Zone zur Chlorierung
des Kalks ein Carbonisierungsmittel, wie Kohlendioxid oder Natriumcarbonat, einführen, um das Ausfällen und Entfernen
von Verunreinigungen in fester Form aus der Zone zur Abtrennung der Verunreinigungen zu fördern.
Wie vorstehend ausgeführt worden ist, wird der frische Kalk entweder
in die Zone zur Chlorierung des Kalks oder in die Mischzone bzw. in beide Zonen in das System eingespeist. Vorzugsweise werden
etwa 25 bis etwa 100 % des frischen Kalks in die Zone zur Chlorierung des Kalks und der Rest in die Mischzone 1 eingespeist.
Wird der gesamte frische Kalk in die Zone zur Chlorierung des Kalks eingespeist, so wird in die Mischzone 1 im wesentlichen
nur eine konzentrierte Aufschlämmung des ausgefällten Kalks, d.h.
die zurückgeführte Kalkaufschlämmung, eingespeist. Der frische
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Kalk wird in die Zone zur Chlorierung des Kalks als eine etwa 10 bis etwa 30 Gewichtsprozent, vorzugsweise^etwa 15 bis etwa
Gev/ichtsprozent aktiven Kalk enthaltende wässrige Aufschlämmung
eingespeist. In die Mischzone 1 kann man den Kalk entweder in trockener Form oder in Form einer Aufschlämmung mit einem Gehalt
bis zu etwa 50 Gewichtsprozent Kalk zufügen.
Bei dem in die Mischzone 1 als zurückgeführte Kalkaufschlämmung
aus der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks eingespeiste Kalk handelt es sich um einen im wesentlichen reinen Kalk, der einen Gehalt an
aktivem Kalk von etwa 85 bis etwa 100 Gewichtsprozent aufweist. Der Feststoffgehalt der zurückgeführten Kalkaufschlämmung beträgt
im allgemeinen etwa 20 bis- etwa 50, vorzugsweise etwa 25 bis etwa
35 Gewichtsprozent und besteht hauptsächlich aus Kalk mit einem geringen Anteil an Kristallen von halbbasischem Calciumhypochlorit.
Natriumhydroxid wird in den Verdünnungsbehälter 6, in die Verdampf
ungs -Chlorierungsanlage und gegebenenfalls in die Mischzone als konzentrierte wässrige Lösung, die im allgemeinen einen Natriumhydroxidgehalt
von etwa A0 bis etwa 60 Gewichtsprozent aufweist, eingespeist. Natriumhydroxid kann jedoch auch in wasserfreier
Form in den Verdünnungsbehälter 6 und in die Verdampfungs-Chlorierungsanlage
und gegebenenfalls in die Mischzone 1 eingespeist werden.
Außerdem kann man das gemäß Fig. 1 in die Mischzone 1 eingespeiste
Katriumhypochlorit durch Chlorierung einer wässrigen Natriumhydroxidlö'sung
in einem geeigneten, mit einem Rührwerk ausge-
609883/08 2?
statteten (nicht gezeigten) Chlorierungs-Reaktionsgefäß hergestellt
werden. Die verwendete wässrige Lösung- weist eine solche Natriumhydroxidkonzentration auf, daß die Zuspeisung in die Mischzone
1 von Fig. 1 eine Natriumhypochloritkonzentration von etwa 20 bis etwa 75, vorzugsweise von etwa 35 Ms etwa 55, Gewichtsprozent
besitzt. Bei der zweiten und der dritten Ausführungsform
wird die Natriumhypochloritlösung in die Mischzone als ein Rückführstrom aus der Zone zur Abtrennung des Salzes eingespeist. Dieser
Rückführstrom weist aufgrund der Verdampfung in der Verdampfungs-Chlorierungsanlage
im allgemeinen eine für die Aufrechterhaltung der erwünschten Natriumhypochloritkonzentration in der
Mischzone 1 ausreichende Konzentration auf. Gegebenenfalls kann man jedoch zusätzliches Natriumhydroxid direkt in die Mischzone 1
einspeisen oder zusätzliches Natriumhypochlorit durch Chlorierung einer wässrigen Natriumhydroxidlösung herstellen und dann - wie
vorstehend- in Fig. 1 angegeben - in die Mischzone 1 einspeisen und vor oder bei der Chlorierung in der Verdampfungs-Chlorierungsanlage
zur Mutterlauge zusetzen.
Die nachstehende Gesamtreaktionsgleichung (6) veranschaulicht
das erfindungsgemäße Verfahren:
(6) Ca(OH)2 + 2Cl2 + 2NaOH >
Ca(ClO)2 + 2NaCl +
Nach dieser Gleichung sind stöchiometrisch 2 Mol Natriumhydroxid je Mol aktiven, in der frischen Kalkzuspeisung zum Verfahren enthaltenen
Kalks erforderlich. Wie in der Ausführungsform von Fig. 1
erläutert worden ist, wird Natriumhydroxid in das Ätzalkali-Real·: tionsgefäß 5 eingespeist und kann zur Herstellung der Natriumhypo-
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chloritzuspeisung zur Mischzone 1 verwendet werden. Bei der zweiten
Ausführungsform wird Natriumhydroxid dem Ätzalkali-Reaktionsgefäß
5 und der (nicht gezeigten) Verdampfungs~Chlorie1u1gsa.nla.2e
zugegeben. Bei der dritten Ausführungsform wird Natriumhydroxid
in das Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 und entweder in die Verdampfungs-Chlorierungsanlage
oder in die Mischzone 1 oder in "beide eingespeist. Die relativen in die verschiedenen Zonen der verschiedenen
Ausführungsformen eingespeisten Natriumhydroxidmengen können in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen werden über etwa 20,
vorzugsweise etwa 22 bis etwa 35 % der stöchiometrisch nach der
Reaktionsgleichung (6) erforderlichen Natriumhydroxidmenge zur Ausfällung des Kalks und der halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristalle
aus der Pastenflüssigkeit in das Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 eingespeist. Der Rest der stöchiometrisch erforderlichen
Natriumhydroxidmenge wird gemäß der Ausführungsform von Fig. 1
als Natriumhypochlorit in die Mischzone 1 eingespeist. Nach der zweiten Ausführungsform wird der Rest der stöchiometrisch erforderlichen
Natriumhydroxidmenge in die Verdampfungs-Chlorierungsanlage 'eingeführt. Bei der dritten Ausführungsform wird der Rest
der Natriumhydroxidmenge entweder vollständig in die Verdampfungs-Chlor ierungsanlage eingespeist oder in einer Menge bis zu etwa
70 $ in die Mischzone 1 eingeführt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und bei der zweiten Ausführungsform,
in denen Kalk-(sowohl frischer als auch zurückgeführter Kalk) und Natriumhypochloritlösung in die Mischzone 1 eingespeist
werden, weist die erhaltene Mischzonenaufschlämmung eine Kalkkonzentration von etwa 1 bis etwa 25, vorzugsweise von etv.a
2 bis etwa 20, Gewichtsprozent und eine Nctriumhypochloritkonzen-
H 0 9 Γ .ί Ά Ι 0 8 2 7
tration von etwa 1,5 bis etwa 30, vorzugsweise von etwa 2 bis etwa 26, Gewichtsprozent auf. Wenn nach der dritten Ausführungsform der frische Kalk vollständig oder zumindest teilweise in der
Zone zur Chlorierung dos ?ralks und in der Zone zur Abtrennung dar
Verunreinigungen unter Bildung einer wässrigen Lösung von Calciumhypochlorit und Calciumchlorid gereinigt worden ist, weichletztere
dann in die Mischzone 1 eingespeist wird, weist die erhaltene Mischzonenaufschlämmung eine Kalkkonzentration und eine Natriumhypochloritkonzentration
innerhalb der vorgenannten Bereiche, sowie eine Calciumhypochloritkonzentration von etwa 0 bis etwa 30,
vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 2β, Gewichtsprozent auf. Das
gesamte, in die Mischzone 1 eingespeiste Calciumchlorid reagiert mit Natriumhypochlorit gemäß Gleichung (3) unter Bildung von CaI-ciumhypochlorit
und Natriumchlorid.
Der End was, sergehalt der Mischzonenaufschlämmung wird durch Einregelung
des Wassergehalts der verschiedenen Zuspeisungsströ'me zur Mischzone 1 kontrolliert. Beispielsweise werden der Wassergehalt
der wässrigen Lösung von Calciumhypochlorit und Calciumchlorid (bei Anwendung der Reinigungsbehandlung des Kalks nach der dritten
Ausführungsform), der Wassergehalt von gegebenenfalls zugesetzter
Kalkaufschlämmung,(sowohl frischer als auch zurückgeführter Kalk), der Wassergehalt des Natriumhypochlorits (sowohl frisches
als auch zurückgeführtes Natriumhypochlorit) und gegebenenfalls die Menge an zurückgeführter Pastenflüssigkeit aus der Zone
3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens kontrolliert, um eine Mischzonenaufschiämmung mit den erwünschten, vorstehend beschriebenen
Konzentrationen zu erhalten.
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Wie vorstehend erläutert worden ist, wird die Zone 2 zur Chlorierung
der Aufschlämmung zu Beginn des Verfahrens vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, mit einer Aufschlämmung von in
einer wässrigen Natriumchloridlösung suspendierten Calciurr.hypochlorit-Feststoffteilchen
gefüllt. Der Kalküberschuß oder der Überschuß an anderem Alkali in der Aufschlämmung wird auf Werte
unterhalb etwa 1,0, vorzugsweise unter etwa 0,5* Gewichtsprozent
der Aufschlämmung gehalten. Die Zuspeisungsgeschwindigkeit der Mischzonenaufschlämmung und des Chlors in die Zone 2 zur Chlorierung
der Aufschlämmung und die Abzugsgeschwindigkeit der erhaltenen
Calciumhypochloritpaste werden so eingeregelt, daß praktisch der gesamte Calciumhydroxidgehalt der in die Zone 2 zur Chlorierung
der Aufschlämmung eingespeisten Mischzonenaufschlämmung chloriert wird, wobei die Konzentration an freiem Kalk oder Alkali
in der Zone 2 zur Chlorierung der Aufschlämmung auf vorzugsweise unte-r etwa 1,0 Gewichtsprozent der Aufschlämmung gehalten
wird.
Chlor'wird sowohl in die Zone 2 zur Chlorierung der Aufschlämmung
als auch in die Verdampfungs-Chlorierungsanlage und in die Zone zur Chlorierung des Kalks entweder in gasförmiger oder in flüssiger
Form eingeleitet. Die Chlorierungsreaktionen werden vorzugsweise kontinuierlich in einer Verdampfungs-Chlorierungsanlage des
vorstehend beschriebenen Typs durchgeführt.
Die Paste aus der Zone 2 zur Chlorierung der Aufschlämmung besteht
hauptsächlich aus einer Aufschlämmung von Calciumhypochlorit-Dihydrat
in einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid und Calciumhypochlorit. Die Paste enthält Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle
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in einer Konzentration von etwa 10 bis etwa 35 Gewichtsprozent und vorzugsweise von etwa 15 bis etwa 30 Gewichtsprozent. Diese
Kristalle bestehen hauptsächlich aus rechteckigen Plättchen mit einer Dicke von mehreren Mikron und weisen praktisch gleiche Seiten
mit einer Länge von etwa 50 bis etwa 300 μΐη und größtenteils
mit einer Länge von etwa 100 bis etwa 250 um auf. Im allgemeinen
bestehen weniger als 5 % der Kristalle aus "Zwillingskristallen"
mit eingeschlossener Pastenflüssigkeit, die schwierig von der Pastenflüssigkeit abzutrennen und zu trocknen sind. Da mehr als
etwa 95 % der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen
Caleiurnhypochlorit-Dihydrat-Kristalle aus großen Plättchen oder zusammenhängenden Agglomeraten bestehen, wird in der Zone 3 zur
Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens, auch beim Filtrieren in einem Trommelfilter, nur eine sehr kleine Menge Pastenflüssigkeit
in den Kristallen mitgeschleppt. Die Kristalle sind in der Zone 3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens leichter von
der Pastenflüssigkeit zu trennen und im Trockner 4 einfacher zu trocknen als die auf herkömmliche Weise hergestellten Calciumhypochlorit-Kristalle.
Bei den bisher bekannten Verfahren war es erforderlich, zur Herstellung von ausreichend reinen Kristallen sehr
kostspielige Hochgeschwindigkeit-Titanzentrifugen zu verwenden.
Der feuchte Kuchen aus der Zone 3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens
enthält etwa 4-0 bis etwa 60 Gewichtsprozent Ca(OCl)2 · 2HpO, etwa 2 bis etwa 15 Gewichtsprozent NaCl und etwa
40 bis etwa 50 Gewichtsprozent Wasser. Der feuchte Kuchen kann
als solcher zur Behandlung von Wassersystemen, wie dem V/asser von Schwimmbädern, verwendet v/erden, wird jedoch im allgemeinen vor
seiner Verwendung getrocknet und gelagert. Der feuchte Kuchen
6 0 « ί- '■ 'U 0 8 7 7
wird mittels bekannter Verfahren, z.B. unter Verwendung' eines
Sprühtrockners, Turbotrockners oder Vakuumtrocknen, getrocknet s
wobei zur Herabsetzung des Wassergehalts auf die gewünschte Konzentration entsprechende Temperaturen angewendet werden. Beim
erfindungsgemäßen Verfahren wird der Kuchen beispielsweise in einem Turbotrockner mit heißer Luft getrocknet und dabei eine
Produkttemperatur von etwa 35 bis etwa 1100C, vorzugsweise von
etwa 40 bis etwa 95 C, aufrechterhalten, wodurch man ein Produkt
mit einem Calciumhy pochlori tgehalt von et v/a 65 bis etwa 85 Gewichtsprozent,
einem Wassergehalt unter etwa 10 Gewichtsprozent und einem hauptsächlich aus Natriumchlorid bestehenden Rest erhält.
Die Pastenflüssigkeit aus der Zone 3 zur Abtrennung des Calciumhypochlorit-Kuchens
v/eist im allgemeinen eine" Natriumchloridkorizentration
von etwa I5 bis etwa 22, vorzugsweise etwa I7 bis etwa
20, Gewichtsprozent, eine Calciumhypochloritkonzentration von etwa 7 bis etwa I5, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 12 Gewichtsprozent
und eine Viasserkonzentration von etwa 60 bis etwa 75* vorzugsweise
etwa 68 bis etwa 73 Gewichtsprozent auf.
Wie bei der dritten Ausführungsform angegeben worden ist, kann ein Teil der Pastenflüssigkeit gewünschtenfalls in die Mischzone
zurückgeführt werden, um dadurch eine besser kontrollierte Chlorierung und einen besser kontrollierten Wärmetransport in der
Zone 2 zur Chlorierung der Aufschlämmung zu erzielen. Im allgemeinen werden von 0 bis etwa 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise von
etwa O bis etwa 10 Gewichtsprozent der Fastenflüssigkeit in die Mischzone 1 zurückgeführt und der Rest in das Ätzalkali-Reakti-
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- 25 -
onsgefäß 5 geleitet.
Wie vorstehend ausgeführt worden ist, wird in dem Verdünnungsbehälter
6 das konzentrier te. Alkali auf et v/a 10 bis 20 $ mit der
Kalkaufsohlämmung aus dem Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 verdünnt.
Dann wird die Pastenflüssigkeit mit dieser alkalischen Aufschlämmung in dem Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 umgesetzt, um Kalk und
einen geringen Anteil an halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristallen
auszufällen. Die erhaltene Kalkaufschiämmung wird in die
Zone 8 zur Abtrennung des Kalks überführt. Die Kalkaufschlämmung
wird in der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks separiert, um einen feuchten Kalkkuchen und eine Mutterlauge zu bilden, die etwa 7
bis etwa 20, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 15'Gewichtsprozent
Natriumhypochlorit und etwa 15 bis etwa 22, vorzugsweise etwa 17 bis etwa 20 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält. Diese Mutterlauge
kann als Bleichlauge verkauft werden, doch "wird sie - wie
vorstehend beschrieben - vorzugsweise in die Verdampfungs-Chlorierungsanlage
überführt, in der sie mit Chlor und Natriumhydroxid umgesetzt und in der das Natriumchlorid durch Eindampfen ausgefällt
wird. Das Natriumchlorid wird von der erhaltenen Lösung in der Zone zur Abtrennung des Salzes abgetrennt und kann zur Herstellung
einer Zuspeisungslauge für elektrolytische Zellen verwendet werden. Die erhaltene wässrige Lösung aus der Zone zur Abtrennung
des Salzes enthält etwa 15 bis etwa 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 18 bis etwa 35 Gewichtsprozent, Natriumhypochlorit und
etwa 4 bis etwa 14, vorzugsweise etwa 4 bis etwa 8 Gewichtsprozent Natriumchlorid.
Nach dem Waschen wird der erhaltene Kalkkuchen aus der Zone 8 zur
609883/08 2 7
Abtrennung des Kalks als zurückgeführte Kalkaufschiämmung in die
Misehzone 1 zurückgeführt. Die zurückgeführte Kalkaufschlämrnung
enthält etwa 25 bis etwa 50, vorzugsweise etwa 35 bis etwa 45
Gewichtsprozent festen Kalk mit einer Reinheit von etwa 85 bis etwa 100 Gewichtsprozent aktivem Kalk. Den unteren Wert dieses
Reinheitsgrads erhält man, wenn größere Anteil von Kristallen von halbbasischem Calciumhypochlorit mit ausgefällt werden. Gewünschtenfalls
kann man jedoch auch konzentriertere Kalkaufschlämmungen
oder Kuchen aus der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks gewinnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise kontinuierlich durchgeführt, was größere Chlorierungsgeschwindigkeiten und demgemäß
eine größere Produktionsgeschwindigkeit erlaubt. Die kontinuierliche
Chlorierung führt außerdem zu Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristallen,
die sich leichter mittels des angewendeten Verfahrens zur Trennung der Peststoffe und der Flüssigkeit trennen lassen
und die ohne Mühe getrocknet werden können.
Die in den Chlorierungsstufen angewendeten Reaktionsbedingungen.
sind schon vorstehend beschrieben worden. Im allgemeinen werden die Verdampfungsstufen bei Temperaturen von etwa 18 bis etwa 45 C
und Drücken von etwa 15 bis etwa 35 Torr durchgeführt. Alle anderen
Verfahrensstufen werden bei Normaldruck und Raumtemperatur durchgeführt.
Zahlreiche Betriebsschwierigkeiten, die während einer absatzweisen
Chlorierung auftreten können, v/erden ausgeschaltet. Der Kalk
für das vorliegende Verfahren braucht nicht notwendigerweise einen hohen Reinheitsgrad aufzuweisen, wie er für die meisten bekannten
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wirtschaftlich verwerteten Verfahren erforderlich ist, so daß deshalb
Kalk tatsächlich jeder beliebigen Herkunft eingesetzt v/erden kann.
Das Beispiel erläutert die Erfindung, wobei sich alle Teil- und Prozentangaben auf das Gewicht beziehen, wenn nichts anderes
erwähnt ist.
Unter Anwendung des in Pig. I dargestellten Verfahrens werden je
Stunde 5146 Teile einer Lösung mit einem Gehalt von 27,97 % NaOCl
in der aus einem mit einem -Rührwerk ausgestatteten Behälter bestehenden
Mischzone 1 unter Rühren mit 4058 Teilen einer 30,2 fo
aktiven Kalk enthaltenden wässrigen Kalkaufschlämmung vermischt. Die Kalkauf schlämmung wird aus 1270 Teilen Rohkalk, der 9β,5 fo
Calciumhydroxid enthält.(der Rest besteht aus Siliciumdioxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid und ähnlichen Substanzen), und 3^9 Teilen
zurückgeführten, ausgefällten Kalks aus der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks in Form eines 35 $ Kalk enthaltenden Kuchens je
Stunde hergestellt. Das Gemisch wird in der Mischzone 1 zur einer Aufschlämmung verrührt, die in die Zone 2 zur Chlorierung der
Aufschlämmung überführt wird, in der stündlich I56I Teile flüssiges
Chlor unter kräftigem Rühren der Aufschlämmung zugesetzt werden, wobei die Temperatur auf etwa 30°C gehalten wird. Die in der
Zone 2 zur Chlorierung der Aufschlämmung gebildete Calciumhypochloritpaste enthält Calciumhypochlorit-Dihydrat-Kristalle in
einer wässrigen Natriumchloridlösung. Die Paste wird aus der Zcne
2 zur Chlorierung der Aufschlämmung mit einer Geschwindigkeit von
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etwa II38I Teilen je Stunde abgezogen. Die Paste enthält 26,05 %
Ca(OCl2)2, 15,16 % NaCl und 56,67 # H3O. Den Rest bilden Chlorat
(0,54 <p) und inerte Substanzen (1,08 fo).
Die Zuspeisungsgeschwindigkeit der Mischzonenaufschlämmung und des Chlors und die Abzugsgeschwindigkeit der Paste in der Zone 2
zur Chlorierung der Aufschlämmung werden so eingestellt, daß in der Zone 2 zur Chlorierung der Aufschlämmung eine Konzentration
an freiem Alkali von unter etwa 0,5 % aufrechterhalten wird.
Die erhaltene Paste wird in die einen Filter darstellende Zone J5
in einen feuchten Calciumhypochlorit-Kuchen und in die Pastenflüssigkeit aufgetrennt. Die in dem feuchten Kuchen enthaltenen
Kristalle aus Calciumhypochlorit-Dihydrat sind flache Plättchen mit einer Dicke von wenigen Mikron und Seitenlängen von etwa 50
bis etwa 500 um, wobei etwa 70 bis etwa 90 fo der Kristalle langer
als 100 pm sind.
Der feuchte Kuchen wird vom Filter mit einer Geschwindigkeit von 4762 Teilen je Stunde entfernt. Der feuchte Kuchen mit einem
Gehalt von 46,26 % Ca(OCl)2, 9,4^ % NaCl und 42,82 <fo Η£0 und einem
Rest von Chlorat en (O,j54 fo) und inerten Substanzen (0,67 fo) wird
in einen Trockner überführt und mit heißer Luft getrocknet, wobei das Produkt auf einer Temperatur von 45 bis 90 C gehalten wird.
Aus dem Trockner wird das getrocknete Caleiumhypochloritprodukt, das etwa 74,7 % Ca(OCl)2, 3.8,6 % NaCl und V/asser von unter 1 %
enthält, wobei der Rest aus Calciumchlorid (0<,5 $)» Calciumchlorat
(0,9 £), Calciumhydroxid (2,1 fo) und Calciumcarbonat (2,2 )o)
besteht, mit einer Geschwindigkeit von 2451 Teilen je Stunde abge-
6098H3/0827
zogen. Als Filtrat erhält man je Stunde 6369 Teile Pastenflüssigkeit,
die etwa 10,15 fo Ca(OCl)2, 19,68 £ NaCl und 67,57 H3O enthält
und die in das Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 überführt wird.
Im A'tzalkali-Reaktionsgefäß 5 wird dio Pastenflüssigkeit je Stunde mit 28OO Teilen einer wässrigen alkalischen Kalkaufschiämmung umgesetzt. Diese alkalische Kalkaufschiämmung wird durch Rückführen von stündlich 19^3 Teilen der im Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 gebildeten Kalkaufschiämmung in den Verdünnungsbehälter 6 hergestellt, in welchem sie stündlich mit 857 Teilen einer 50prozentigen wässrigen Natriumhydroxidlösung unter Bildung einer alkalischen KaIkaufschlämmung vermischt wird, in der die Lösungskomponente der
Aufschlämmung etwa 15*3 Gewichtsprozent Natriumhydroxid enthält,
Es wird eine ausreichende Menge alkalischer Kalkaufschiämmung aus dem Verdünnungsbehälter 6 zum Ä'tzalkali-Reaktionsgefäß 5 mittels
der Pastenflüssigkeit zugeführt, um einen pH-Wert von 12,07 in dem Lösungsbestandteil der Kalkaufschlämmung und im Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 aufrecht zu erhalten.
Im A'tzalkali-Reaktionsgefäß 5 wird dio Pastenflüssigkeit je Stunde mit 28OO Teilen einer wässrigen alkalischen Kalkaufschiämmung umgesetzt. Diese alkalische Kalkaufschiämmung wird durch Rückführen von stündlich 19^3 Teilen der im Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 gebildeten Kalkaufschiämmung in den Verdünnungsbehälter 6 hergestellt, in welchem sie stündlich mit 857 Teilen einer 50prozentigen wässrigen Natriumhydroxidlösung unter Bildung einer alkalischen KaIkaufschlämmung vermischt wird, in der die Lösungskomponente der
Aufschlämmung etwa 15*3 Gewichtsprozent Natriumhydroxid enthält,
Es wird eine ausreichende Menge alkalischer Kalkaufschiämmung aus dem Verdünnungsbehälter 6 zum Ä'tzalkali-Reaktionsgefäß 5 mittels
der Pastenflüssigkeit zugeführt, um einen pH-Wert von 12,07 in dem Lösungsbestandteil der Kalkaufschlämmung und im Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 aufrecht zu erhalten.
Die Kalkaufschlämmung aus dem Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 wird mit
einer Geschwindigkeit von 7264 Teilen je Stunde dem Filter zugeführt,
der als Zone 8 zur Abtrennung des Kalks dient und wo die
Aufschlämmung in die Mutterlauge und den Calciumhypochlorit-Kuchen aufgetrennt wird, der einige Kristalle des halbbasischen Calciumhypochlorits enthält. Der Calciumhypochlorit-Kuchen wird mit Wasser gewaschen und zur Mischzone 1 zurückgeführt. Die Analysen von Mutterlauge, dem ungewaschenen Kalkkuchen und dem gewaschenen
Kalkkuchen lauten wie folgt:
Aufschlämmung in die Mutterlauge und den Calciumhypochlorit-Kuchen aufgetrennt wird, der einige Kristalle des halbbasischen Calciumhypochlorits enthält. Der Calciumhypochlorit-Kuchen wird mit Wasser gewaschen und zur Mischzone 1 zurückgeführt. Die Analysen von Mutterlauge, dem ungewaschenen Kalkkuchen und dem gewaschenen
Kalkkuchen lauten wie folgt:
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- 38 - | Gewichtsprozent | 2623062 | 0 | |
ungewaschener | 0,07 | |||
Bestandteile | Kalkkuchen | gewaschener Mutfcer- | 9,5 | |
3,84 | Kalkkuchen lauge | 16,67 | ||
Ca(OCl)2 | 30,41 | 4,23 | 73,63 | |
Ca(OH) | 6,96 | 32,85 | 0,13 | |
NaOCl | 11,44 | 0,16 | 12,07 | |
NaCl | 47,35 | 1,25 | ||
H2O | 61,50 | |||
NaOH | ||||
pH |
Wenn man 3OO cnr der in dem Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 erzeugten
Kalkaufschlämmung mittels eines Glasfrittenfilters unter einem
Druck von etwa 585 Torr filtriert, sind 2 Minuten und 26 Sekunden zum vollständigen Filtrieren erforderlich, was einem Filtrieren
von stündlich etwa 100 Liter/m entspricht.
Zu Vergleichszwecken wird das Verfahren des Beispiels wiederholt,
jedoch mit der Ausnahme, daß der pH-Wert im Ätzalkali-Reaktionsgefäß 5 auf oberhalb etwa 14 gehalten wird, was einem Überschuß an
einer Ätzalkalikonzentration von 1,63$ NaOH entspricht. Dadurch
wird die Bildung von halbbasischen Calciumhypochlorit-Kristallen in der Kalkaufschlämmung verhindert. Das Filtrieren von 300 cur
der erhaltenen Kalkaufs chlämmung mittels des gleichen G-lasfrittenfiltersystems
erfordert 39 Minuten und 10 Sekunden bis zur vollständigen Filtrierung, was einer Filtriergeschwindigkeit von etwa
stündlich 6 Liter/m entspricht.
Der feuchte Kalkkuchen aus der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks.
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wird in die Mischzone 1 zurückgeführt.
Aus der Zone 8 zur Abtrennung des Kalks wird geklärte Mutterlauge mit einer Geschwindigkeit von etwa 66^9 Teilen je Stunde
abgezogen, die zur Verwendung als Bleichlauge gelagert wird.
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Claims (16)
1.; Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbonat aus einer durch
Umsetzen von Alkalimetallhydroxid mit einer wässrigen Calciumhypochloritlösung
in einer Reaktionszone ausgefälltes Calciumcarbonat enthaltenden wässrigen Calciumhypochloritlösung, dadurch
gekennzeichnet, daß man das Alkalimetallhydroxid der wässrigen Lösung in solchen Anteilen zusetzt, daß ein pH-Wert
von etwa 11 bis etwa 13*5 aufrechterhalten bleibt und daß sich
kristalline Teilchen von halbbasischem Calciumhypochlorit und Calciumcarbonat bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallhydroxid Natriumhydroxid verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lösung verwendet, die ein alkalisches Salz enthält.
H-. ' Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß man
als alkalisches Salz ein Alkalimetallsalz verwendet.
5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkalimetallsalz Natriumchlorid verwendet.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch
gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lösung verwendet, die etwa 5 bis etwa 12 Gewichtsprozent Calciumhypochlorit und etwa
l6 bis etwa 20 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält.
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7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man
eine wässrige Lösung verwendet, die etwa 9*5 -bis etwa 10,5 Gewichtsprozent
Calciumhypochlorit und etwa YJ bis etwa l8 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 1J3 dadurch
gekennzeichnet, daß man einen pH-V/ert irn Bereich von. etwa
12 bis etwa 12,5 aufrechterhält.
9· Verfahren nach Anspruch 3>
dadurch gekennzeichnet, daß man als alkalisches Salz ein Erdalkalimetallsalz verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß man
als Erdalkalimetallsalz Calciumchlorid verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lösung verwendet, die etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent
Calciumhypochlorit und etwa 15 bis etwa H-O Gewichtsprozent
Calciumchlorid enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man
eine wässrige Lösung verwendet, die etwa 1 bis etwa 8 Gewichtspro-
-chlorit n
zent Calciumhypo/ und etwa Io bis etwa 35 Gewichtsprozent Calciumchlorid
enthält.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man einen Teil der erhaltenen Kalkaufschiämmung mit
Natriumhydroxid vor dem Umsetzen mit der wässrigen Lösung versetzt,
eine alkalische Kalkaufschlämnr.ung mit einem Feststoffan-
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teil und einem Flüssigkeitsanteil bildet, in welcher der Flüssigkeitsanteil
etwa 10 bis etwa 20 Gewichtsprozent Natriumhydroxid enthält, und diese alkalische Kalkaufschlämmung mit dieser wässrigen
Lösung umsetzt.
14. Verfahren nach Anspruch Ij5, dadurch gekennzeichnet, daß man
aus einem Flüssigkeitsbestandteil und einem Feststoffbestandteil eine wässrige, bei dieser Umsetzung gebildeten Kalkaufschlämmung
bildet, in welcher der Feststoffanteil aus einem Gemisch 7on Kalk und Kristallen aus halbbasischem Calciumhypochlorit in einem Verhältnis
im Bereich von etwa 2,5 : 1 bis etwa 50 : 1 besteht.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wässrige Lösung verwendet, die etwa 5 bis etwa 12 Gewichtsprozent
Calciumhypochlorit und etwa 16 bis etwa 20 Gewichtsprozent Natriumchlorid enthält.
16. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 15*
dadurch gekennzeichnet, daß man dieses Gemisch in der Reaktionszone vor der Gewinnung der Feststoffe etwa 20 bis etwa I80 Minuten
beläßt.
17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch etwa 25 bis etwa 45 Minuten in der Reakfcionszone
beläßt.
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BR (1) | BR7604051A (de) |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4196184A (en) * | 1972-05-30 | 1980-04-01 | Olin Corporation | Lime recovery process |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5418238B2 (de) * | 1973-11-28 | 1979-07-05 |
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1976
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- 1976-06-24 JP JP51074962A patent/JPS524497A/ja active Granted
- 1976-06-24 FR FR7619280A patent/FR2317228A1/fr active Granted
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US4196184A (en) * | 1972-05-30 | 1980-04-01 | Olin Corporation | Lime recovery process |
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GB1524119A (en) | 1978-09-06 |
BR7604051A (pt) | 1977-07-05 |
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