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Verfahren zur Gewinnung von weitgehend Natriumchlorid-
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-freiem Natriumsulfit Die technische Herstellung von Natriumsulfit
erfolgt durch Umsatz von Schwefeldioxia mit Alkalien, wobei in der Regel eine wäßrige,
20- bis 50-gewichtsprozentige Natronlauge oder auch Sodalösung verwendet wird. Der
Gesamtprozeß wird meistens in 2 Stufen durchgeführt, wobei in der ersten Stufe Nai{S03-Lösung
hergestellt wird. In einer zweiten Stufe wird durch Zusatz von weiterem Alkali das
wasserfreie Natriumsulfit ausgefällt (vgl. DE-PS 11 30 796).
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Die Abtrennung des ausgefallenen Natriumsulfits von der Mutterlauge
geschieht häufig durch Abschleudern auf Schubzentrifugen oder durch Absaugen auf
Nutschen bzw. Druckdrehfiltern. Nach der Trocknung hat das auf diese Weise hergestellte
Produkt je nach Reinheit des verwendeten Alkalis folgende Zusammensetzung: Na2S°3
98 - 99 Gew.
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Na2S0 - 1 - 2 Ges.% Na2S203 NaCl 10 - 1000 ppm (Gewicht) Der Gebrauchswert
und damit der Handelswert ist um so höher, je niedriger der Gehalt des Natriumsulfits
an Verunreinigungen und je höher der Sulfitgehalt ist. Es gibt sogar eine Reihe
von Anwendungen, z.B. in der Rayonindustrie, Photoindustrie u.a., bei denen der
Natriumchloridgehalt so niedrig wie möglich, d.h. bei maximal etwa 10 ppm, liegen
muß. Bei anderen Anwendungen kann ein Natriumchloridgehalt von bis zu etwa 50 ppm
toleriert werden. Derartige Forderungen sind leicht zu erfüllen, wenn das bei der
Herstellung eingesetzte Alkali selbst nur geringe NaCl-Verunreinigungen aufweist,
wie z.B.
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50-gewichtsprozentige Hatronlauge, wie sie bei der Chloralkali-Elektrolyse
nach dem Amalgamverfahren anfällt. Dort liegen die NaCl-Gehalte in der Regel unter
10 ppm. Anders bei Verwendung von ca. 50-gewichtsprozentiger Natronlauge, wie sie
bei der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Diaphragmaverfahren anfällt, die etwa 1
Gew. l'iaCl enthält, während verschiedene Soda-Qualitäten NaCl-Gehalte von etwa
0,5 Gew.% aufweisen. Natriumsulfit, das aus derartigem Alkali hergestellt wird,
hat einen NaCl-Gehalt von 400 bis 1 000 ppm, stellt somit eine mindere Qualität
dar, die in vielen Bereichen nicht absetzbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
bereitzustellen zur Gewinnung weitgehend Natriumchlorid-freien festem Natriumsulfit
aus Natriumsulfit als Feststoff enthaltenden Maischen, wie sie bei der Herstellung
von Natriumsulfit durch Umsetzung von wäßriger natronlauge und/oder Natriumcarbonat
mit Schwefeldioxid anfallen und Abtrennung des Natriumsulfits von der Mutterlauge.
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Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß
man auf das von der Mutterlauge abgetrennte, auf einer flüssigkeitsdurchlässigen
Unterlage in einer Schichtdicke von 1 bis 6 cm abgeschiedene Natriumsulfit 10- bis
20-gewichtsprozentige Natriumsulfitlösungen aufsprüht, wobei man, bezogen auf wasserfreies
Natriumsulfit, je Tonne Natriumsulfit 100 bis 200 1 Lösung einsetzt, die Lösung
durch die Natriumsulfitschicht durchdrückt und durch Einstellung eines ausreichend
hohen Druckgefälles dafür sorgt, daß die Lösung innerhalb von 0,5 bis 5 Sekunden
die Natriumsulfitschicht passiert.
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jei der Herstellung des Natriumsulfits werden z.B. in üblicher Weise
38- bis 4 40-gewichtsprozentige iiatriumhydrogensulfit-Lösungen mit 5- bis 50-gelfichtsprozentiger
iiatronlauge mit einem NaCl-Gehalt von etwa 1 Gew. /3 versetzt, wobei Natriumsulfit
ausfällt. Die anfallende Maische von festem Natriumsulfit in seiner Mutterlauge
weist einen Na2SO3-Feststoffgehalt von etwa 30 bis 60 Gew.S auf. Das feste Natriumsulfit
wird in üblicher Weise von der Mutterlauge mit in der Technik hierfür üblichen Apparaten
für die Trennung von Fest-Flüssig-Phasen abgetrennt.
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Erfindungsgemäß wird das hierbei erhaltene feste Natriumsulfit vor
seiner Trocknung mit den Natriumsulfit entnaltenden Lösungen behandelt, wobei diese
Behandlung direkt auf der flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage des Trennapparates
erfolgen kann. Hierzu wird auf das in Schichten abgeschiedene Natriumsulfit, deren
Schicht stärke 1 bis 6 cm beträgt, die natriumsulfithaltige Lösung aufgesprüht.
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Wesentlich ist, daß die aufgesprühte Lösung innerhalb von maximal
5 Sekunden die Schicht passiert, da bei längeren Durchströmungszeiten der Effekt
bezüglich der Beseitigung von lXatriunchlorid stark nachläßt. Die angegebenen Zeiten
können bei gegebener Schichtdicke des Natriumsulfits bzw.
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der Durchlässigkeit der Unterlage durch Einstellung des Druckgefälles
zwischen Ober- und Unterseite der Unterlage eingestellt werden. In der Regel ist
hierfür ein Druckgefälle von 5 bis 20 bar erforderlich.
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Ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneter
Apparat ist beispielsweise eine Schubzentrifuge, bei der zwischen Aufgabestelle
der feststoffhaltigen Maische und dem Feststoffaustritt eine oder mehrere Düsen
angeordnet sind, mittels derer die natriumsulfithaltige
Lösung auf
das auf der Siebtrommel in Schichten abgeschiedene Natriurnsulfit aufgesprüht wird.
Durch Änderung der Drehzahl der Siebtrommel läßt sich das erforderliche Druckgefälle
einstellen, um die aufgesprühte Lösung in den oben angegebenen Zeiten die Natriumsulfitschicht
passieren zu lassen.
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Das auf der Schubzentrifuge abgetrennte Natriumsulfit wird in üblicher
Weise, z.B. in einem Wirbeltrockner, getrocknet und weist einen NaCl-Gehalt von
15 bis 35 ppm NaCl auf, d.h. es ist praktisch gleichwertig mit einem Natriumsulfit,
das mit praktisch chloridfreier Natronlauge, die in Amalgamzellen gewonnen wird,
hergestellt worden ist.
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Die abgetrennte Mutterlauge kann in den Prozeß zurückgeführt werden,
wobei durch Behandeln mit frischem S02 zunächst eine iQaHS03-Lösung hergestellt
wird, aus der durch Zusatz von weiterem Alkali wieder Natriumsulfit ausgefällt wird.
Der Natriunchloridgehalt der Mutterlauge kann bis auf 16 bis 20 Gew.% ansteigen,
ohne daß hierdurch eine merkliche Qualitätsverschlechterung des Natriumsulfits eintritt.
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Beispiel A) Stündlich werden 4 000 1 einer 40-gewichtsprozentigen
NaHS03-Lösung im Reaktor mit 3 000 1 einer 50-gewichtsprozentigen wäßrigen Natronlauge
versetzt. Dabei entsteht eine Maische mit etwa 50 Gew.p Feststoffanteil und einem
NaCl-Gehalt im Lösungsanteil von ca.
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1,5 Gew.%. Diese Maische wird auf eine Schubzentrifuge mit einer
Spaltbreite von 0,2 mm gebracht. Dort wird der Flfissig- vom Festanteil getrennt.
In der Schleuder
sind 3 Düsen angebracht, durch die 700 l/h 18-gewichtsprozentige
Na SO -Lösung mit einem NaCl-Gehalt von 23 300 ppm auf den Kristallkuchen (ca. Lt
t Trockensubstanz/h) gesprüht wird. Die Schichtdicke des Kristallkuchens beträgt
36 mm und die Passierzeit der Na2S03-Lösung liegt bei 2,2 sec. Die Sprühbreite beträgt
35 mm. Die Düsen werden so eingebaut, daß zum Restentwässern noch 30 mm Weg bleiben.
Das Produkt wird in einen Wirbeltrockner abgeworfen und dort mit der Luft bis zu
einer Restfeuchte von 100 ppm getrocknet. Der NaCl-Gehalt des trockenen Natriumsulfits
beträgt 20-(gewichts)ppm, gegenüber einem Natriumsulfit, das nicht der erfindungsgemäßen
Behandlung unterzogen worden ist, das einen NaCl-Gehalt von 1 000 ppm aufweist.
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B) Die gemäß Beispiel 1 A) erhaltene Maische wird auf eine Nutsche
gebracht und dort der Flüss-g- vom Feststoffanteil getrennt. Der Kuchen wird mit
180 1 pro t Feststoff, gerechnet als Trockensubstanz, 18-gewichtsprozentiger Na2SO3-Lösüng
gewaschen. Die Schichtdicke des rechens beträgt 600 mm. Die Waschlösung wird mit
einem Druck von 2 bar absolut durch die Schicht gedrückt, wobei sich eine Passierzeit
von 62 sec. ergibt. Nach der Trocknung wird ein NaCl-Gehalt von 280 ppm im getrockneten
Produkt festgestellt.