DE3010501C2 - Verfahren zur Gewinnung von weitgehend Natriumchlorid-freiem Natriumsulfit - Google Patents

Description

Die technische Herstellung von Natriumsulfit erfolgt durch Umsatz von Schwefeldioxid mit Alkalien, wobei in der Regel eine wäßrige, 20- bis 50gewichtsprozentige Natronlauge oder auch Sodalösung verwendet wird. Der Gesamtprozeß wird meistens in 2 Stufen durchgeführt, wobei in der ersten Stufe NaH.SO₃-Lösung hergestellt wird. In einer zweiten Stufe wird durch Zusatz von weiterem Alkali das wasserfreie Natriumsulfit ausgefällt (vgl. DE-PS 11 30 796). 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:

Na₂SO₃ 98-99 Gew.-%

Na₂SO₄J i_2Gew.-%

Na₂S₂O₃/

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 NaCI-Verunreingungen aufweist wie z.B. 50gewichtsprozentige Natronlauge, wie sie bei der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren anfällt Dort liegen die NaCl-Gehalte in der Regel unter 100 ppm. Anders bei Verwendung von ca. 50gewichtsprozentiger Natronlauge, wie sie bei der Chloralkali-Elektrolyse nach dem Diaphragmaverfahren anfällt, die etwa 1 Gew.-°/o NaCl 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 1000 ppm, stellt somit eine mindere Qualität dar, die in vielen Bereichen nicht absetzbar ist

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.

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 20gewichtsprozentige Natriumsulfitlosungen aufsprüht, wobei man, bezogen auf wasserfreies Natriumsulfit, je Tonne Natriumsulfit 100 bis 2001 Lösung einsetzt die Lösung durch die Natriumsulfitschicht durchdrückt und durch Einstellung eines ausreichend hohen Druckgefälles dafür sorgt, daß die Lösung innerhalb von 03 bis 5 Sekunden die Natriumsulfitschicht passiert

Bei der Herstellung des Natriumsulfits werden z. B. in üblicher Weise 38- bis 40gewichtsprozentige Natriumhydrogensulfit-Lösungen mit 45- bis 50 gewichtsprozentiger Natronlauge mit einem NaCl-Gehalt von etwa 1 Gew.-% versetzt, wobei Natriumsulfit ausfällt Die anfallende Maische von festem Natriumsulfit in seiner Mutterlauge weist einen Na₂SO₃-Feststoffgehalt von etwa 30 bis 60 Gew.-% 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

Erfindungsgemäß wird das hierbei erhaltene feste Natriumsulfit vor seiner Trocknung mit den Natriumsulfit enthaltenden Lösungen behandelt, wobei diese Behandlung direkt auf der flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage des Trennapparates erfolgen kann. Hierzu wird auf das in Schichten abgeschiedene Natriumsulfit, deren Schichtstärke 1 bis 6 cm beträgt, die natriumsulfithaltige Lösung aufgesprüht. Wesentlich ist, daß die aufgesprühte Lösung innerhalb von maximal 5 Sekunden die Schicht passiert, da bei längeren Durchströmungszeiten der Effekt bezüglich der Beseitigung von Natriumchlorid stark nachläßt. Die angegebenen Zeiten können bei gegebener Schichtdicke des Natriumsulfits bzw. 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.

Ein für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneter Apparat ist beispielsweise eine Schubzentrifuge, bei der zwischen Aufgabestelle der feststoffhaltigen Maische und dem Feststoffaustritt eines oder mehrere Düsen angeordnet sind, mittels derer die natriumsulfithaltige Lösung auf das auf der Siebtrommel in Schichten abgeschiedene Natriumsulfit aufgesprüht wird. Durch Änderung der Drehzahl der Siebtrommel läßt sich das erforderliche Druckgefällle einstellen, um die aufgesprühte Lösung in den oben angegebenen Zeiten die Natriumsulfitschicht passieren zu lassen.

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

Die abgetrennte Mutterlauge kann in den Prozeß zurückgeführt werden, wobei durch Behandeln mit frischem SO2 zunächst eine NaHSOrLösung hergestellt wird, aus der durch Zusatz von weiterem Alkali wieder Natriumsulfit ausgefällt wird. Der Natriumchloridgehalt der Mutterlauge kann bis auf 16 bis 20 Gew.-% ansteigen, ohne daß hierdurch eine merkliche Qualitätsverschlechterung des Natriumsulfits eintritt

Beispiel

A) Stündlich werden 40001 einer 40gewichtsprozentigen NaHSOrLösung im Reaktor mit 30001 einer 50gewichtsprozentigen wäßrigen Natronlauge versetzt Dabei entsteht eine Maische mit etwa 50 Gew.-% Feststoffanteil und einem NaCl-Gehalt im Lösungsanteil von ca. 1,5 Gew.-%. Diese Maische wird auf eine Schubzentrifuge mit einer Spaltbreite ' von 0,2 mm gebracht Dort wird der Flüssig- vom Festanteil getrennt in der Schleuder sind 3 Düsen angebracht, durch die 700 l/h 18gewichtsprozentige NajSOß-Lösung mit einem NaCl-Gehalt von 300 ppm auf den Kristallkuchen (ca. 4 t Trockensubstanz/h) gesprüht wird. Die Schichtdicke des tCristallkuchens beträgt 36 mm und die Passierzeit der Na₂SO₃-Lösung liegt bei 2$. see 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 1000 ppm aufweist

B) Die gemäß Beispiel 1 A) erhaltene Maische wird auf eine Nutsche gebracht und dort der Flüssig- vom Feststoffanteil getrennt. Der Kuchen wird mit 1801 pro t Feststoff, gerechnet als Trockensubstanz, 18gewichtsprozentiger Na₂SO3-Lösung gewaschen. Die Schichtdicke des Kuchens beträgt 600 mm. Die Waschlösung wird mit einem Druck von 2 bar absolut durch die Schicht gedruckt, wobei sich eine Passierzeit von 62 see ergibt. Nach der Trocknung wird ein NaCl-Gehalt von 280 ppm im getrockneten Produkt festgestellt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Gewinnung von weitgehend Natriumchloridfreiem festem Natriumsulfit aus Natriumsulfit als Feststoff enthaltenden Maischen, wie sie bei der Hersteilung von Natriumsulfit durch Umsetzung von wäßriger Natronlauge und/oder Natriumcarbonat mit Schwefeldioxid anfallen und Abtrennung des Natriumsulfits von der Mutterlauge, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das von der Mutterlauge abgetrennte, auf einer flüssigkeitsdurchlässigen Unterlage in einer Schichtdicke von 1 bis 6 cm abgeschiedene Natriumsulfit 10 bis 20gewichtsprozentige Natriumsulfitlösungen aufsprüht, wobei man, bezogen auf wasserfreies Natriumsulfit, je Tonne Natriumsulfit 100 bis 2001 Lösung einsetzt, die Lösung durch die Natriumsulfitschicht durchdrückt und durch Einstellung eines ausreichend hohen Druckgefälles dafür sorgt, daß die Lösung innerhalb von 0£ bis 5 Sekunden die Natriumsulfitschicht passiert