DE4340839C1 - Process for the utilisation of waste sodium sulphate - Google Patents

Process for the utilisation of waste sodium sulphate

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Abstract

The invention relates to a process for the utilisation (valorisation) of waste sodium sulphate by reaction with potassium chloride and water to give potassium sulphate. The process is, according to the invention, characterised in that the reaction (potassium sulphate step) is carried out in one step, with potassium sulphate and a potassium sulphate mother liquor (conversion liquor) of the composition 11.5 - 15.0 kmol of NaCl 2.4 - 3.0 kmol of Na2SO4 23.0 - 43.6 kmol of KCl 1000 kmol of H2O being formed at 5-50 DEG C, that the potassium sulphate formed is separated off from the potassium sulphate mother liquor and that the potassium sulphate mother liquor is mixed by stirring with a KCl-NaCl mixture, in particular a KCl-NaCl crystallisate, in such a mixing ratio that an almost pure potassium chloride crystallisate and a solution almost saturated with KCl and NaCl (supernatant liquor) are formed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Abfall-Natriumsulfat durch Umsetzung mit Kaliumchlorid zu Kaliumsulfat in Anwesenheit von Wasser.The invention relates to a method for recycling Waste sodium sulfate by reaction with potassium chloride Potassium sulfate in the presence of water.

Abfall-Natriumsulfat fällt in verschiedenen chemischen Prozessen als Nebenprodukt an. Für die Verwertung von Abfall-Natriumsulfat werden in Chemie Ingenieurtechnik 61 (1989), Nr. 12, Seite 933-940, vier Möglichkeiten genannt:Waste sodium sulfate is precipitated in various chemical processes By-product. For the recovery of waste sodium sulfate are in Chemie Ingenieurtechnik 61 (1989), No. 12, page 933-940, four Possibilities called:

  • - Kristallisation und Kalzinierung von Natriumsulfat für den Verkauf- Crystallization and calcination of sodium sulfate for sale
  • - Elektrochemische Prozesse- electrochemical processes
  • - Konvertierungsprozesse- conversion processes
  • - Reduktionsprozesse- reduction processes

Wirtschaftlich aussichtsreich erscheint neben elektrochemischen Prozessen besonders die Umsetzung von Natriumsulfat zu Kaliumsulfat, welches ein begehrtes chloridfreies Kalidüngemittels darstellt. Die Umsetzung von Na₂SO₄ zu K₂SO₄ gemäß der BeziehungIn addition to electrochemical, appears economically promising Processes especially the conversion of sodium sulfate to potassium sulfate, which is a coveted chloride-free potash fertilizer. The Implementation of Na₂SO₄ to K₂SO₄ according to the relationship

Na₂SO₄ + 2 KCl = K₂SO₄ + 2 NaClNa₂SO₄ + 2 KCl = K₂SO₄ + 2 NaCl

wird bisher stets über eine zweistufige Konversion mit Glaserit als Zwischenstufe ausgeführt. Meistens ist dieser Prozeß mit einer Isolierung des Natriumchlorids und/oder des Natriumsulfats aus den bei der Glaseritkristallisation anfallenden Mutterlaugen verknüpft. Ein bevorzugtes Verfahren für die Kaliumsulfatherstellung aus Natriumsulfat und Kaliumchlorid sieht neben einer zweistufigen Konvertierung bei 20-35°C noch eine Glaubersalzkristallisation bei 0-5°C mit anschließender Abtrennung und Rückführung des auskristallisierten Glaubersalzes als notwendige Prozeßschritte vor. Dabei entsteht eine NaCl-reiche Mutterlauge, die entsorgt oder eingedampft werden muß.has always been a two-stage conversion with Glaserit as Intermediate stage executed. Most of the time, this process is with one Isolation of sodium chloride and / or sodium sulfate from the the mother liquors produced by the crystallization of glaserite. A preferred method for the production of potassium sulfate from sodium sulfate and potassium chloride sees next to a two-step conversion at 20-35 ° C another Glauber's salt crystallization at 0-5 ° C with subsequent separation and recycling of the crystallized Glauber's salt as necessary process steps. This creates one NaCl-rich mother liquor, which must be disposed of or evaporated.

Aus der DE 28 20 445 B2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem wasserfreies Natriumsulfat zunächst mit der Mutterlauge des Kaliumsulfats in Glaserit und Glaseritmutterlauge umgesetzt wird. Nach der Abtrennung des Glaseritkristallisats wird letzteres mit Kaliumchloridlösung zu Kaliumsulfat und Kaliumsulfatmutterlauge konvertiert. Die vom kristallisierten Kaliumsulfat abgetrennte Kaliumsulfatmutterlauge dient zur Glaseritherstellung. Das Kaliumsulfat wird getrocknet. Die Glaseritmutterlauge wird in einer weiteren Prozeßstufe auf etwa 0°C abgekühlt, wobei Glaubersalz auskristallisiert. Nach der Abtrennung des Glaubersalzes wird die Glaubersalzmutterlauge von 0°C auf Siedetemperatur erhitzt und das gesamte in den Prozeß eingeführte Wasser verdampft. Nach Abtrennung des aus festem Natriumchlorid bestehenden Eindampfkristallisats wird die heiße Eindampflösung mit dem Glaubersalz aus dem Kühlprozeß vereinigt und diese Mischung in die Prozeßstufe der Glaseritkristallisation eingespeist.From DE 28 20 445 B2 a method is known in which the anhydrous Sodium sulfate first with the mother liquor of potassium sulfate in Glaserite and glaserite mother liquor is implemented. After the separation of the glaserite crystals, the latter with potassium chloride solution Potassium sulfate and potassium sulfate mother liquor converted. The ones from crystallized potassium sulfate separated potassium sulfate mother liquor is used for the production of glazier. The potassium sulfate is dried. The Glaserite mother liquor is brought to about 0 ° C. in a further process step cooled, Glauber's salt crystallized out. After the separation of the Glauber's salt is the Glauber's salt mother liquor from 0 ° C Boiling temperature heated and the whole introduced into the process Water evaporates. After separation of the solid sodium chloride existing evaporation crystals, the hot evaporation solution with the  Glauber's salt from the cooling process and this mixture into the Process stage of the glaserite crystallization fed.

Als wesentliche Nachteile des beschriebenen Prozesses sind die komplizierte, relativ viele Prozeßstufen umfassende Verfahrensführung, der hohe Energiebedarf für die Tiefkühlung und die Wiedererwärmung der Lösung sowie für die vollständige Verdampfung des Wassers und der hohe Aufwand für die Kontrolle und Steuerung der vielen untereinander verkoppelten Prozeßstufen zu nennen. Weitere bekannte Verfahren Chem.-Ing.-Tech. 61 (1989), Nr. 12, S. 933-940 haben ebenfalls den Nachteil der Vielstufigkeit sowohl eines hohen Energiebedarfs und eignen sich nicht für ein Abfall-Natriumsulfat mit hohen und oft schwankenden Anteilen an wasserfreiem und hydratisiertem Natriumsulfat, das gegebenenfalls sogar vollständig als Glaubersalz (Na₂SO₄ · 10 H₂O) vorliegen kann. Je t (gemessen als K₂O) Kaliumsulfat sind etwa 4,4 bis 5 t Wasser zu verdampfen, wenn wasserfreies Natriumsulfat verwendet wird. Bei Einsatz von Glaubersalz erhöht sich die notwendige zu verdampfende Wassermenge nochmals um weitere 2 t je t K₂O im Kaliumsulfat, wodurch eine wirtschaftliche Verwertung von Abfall-Natriumsulfat nach den bekannten Konversionsverfahren nicht möglich oder zumindest stark in Frage gestellt ist.The main disadvantages of the process described are complicated process management involving a relatively large number of process steps, the high energy requirement for deep-freezing and reheating the Solution as well as for the complete evaporation of the water and the high Effort for checking and controlling the many among themselves to call coupled process stages. Other known methods Chem.-Ing.-Tech. 61 (1989), No. 12, pp. 933-940 also the disadvantage of the multi-level and high Energy requirements and are not suitable for waste sodium sulfate high and often fluctuating proportions of anhydrous and hydrated Sodium sulfate, possibly even completely as Glauber's salt (Na₂SO₄ · 10 H₂O) may be present. Each t (measured as K₂O) potassium sulfate about 4.4 to 5 t of water must be evaporated if it is anhydrous Sodium sulfate is used. When using Glauber's salt increases the amount of water to be evaporated again by another 2 t each t K₂O in potassium sulfate, which means an economic recovery of Not waste sodium sulfate according to the known conversion processes is possible or at least strongly questioned.

Die Erfindung hat die Aufgabe, Abfall-Natriumsulfat in wasserfreier und/oder kristallwaserhaltiger Form auf technisch einfache, Kosten und Energie sparende Art und Weise zu Kaliumsulfat zu konvertierten.The invention has the task of waste sodium sulfate in anhydrous and / or crystal water-containing form at technically simple, cost and Energy saving way to convert to potassium sulfate.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Verfahren, das die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben. This problem is solved with a generic method that the characteristic features of claim 1, advantageous Further developments of the invention are in the subclaims 2 to 4 specified.  

Das Verfahren der Erfindung vermeidet nicht nur die Vielstufigkeit der Prozeßführung, sondern auch den bisher erforderlichen hohen Energieaufwand für die Glaubersalzkristallisation und die Wasserverdampfung. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Prozeß der Natriumsulfatumwandlung in Kopplung mit einer nach dem Heißlöseverfahren arbeitenden Kalidüngemittelfabrikation betrieben und die aus der Natriumsulfatkonvertierung entstammende Konversionslösung anstelle von Wasser zum selektiven Herauslösen von Natriumchlorid aus KCl-NaCl-Kristallisation (Deckprozeß) verwendet wird. Überraschend wurde gefunden, daß bei diesem erfindungsgemäßen Prozeß die Kaliumsulfatherstellung aus Natriumsulfat einstufig sowohl mit hoher SO₄-Ausbeute als auch mit hoher KCl-Ausbeute möglich ist und somit die Erzeugung und anschließende Zersetzung von Glaserit entfallen können. Es zeigte sich, daß die primär geringe Kaliumausbeute des einstufigen Konversionsprozesses durch die folgende KCl-Gewinnung kompensiert wird. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der einstufigen Na₂SO₄-Umwandlung mit dem Kristallisat-Deckprozeß wird eine hohe Kaliumausbeute erreicht, weil das gelöste Kaliumchlorid in der Konversionslösung der K₂SO₄-Herstellung durch das in Lösung gehende Natriumchlorid im Deckprozeß verdrängt und in der den Prozeß verlassenden Decklauge nahezu NaCl-Sättigung erreicht wird. Bei einer Weiterverarbeitung der Decklauge in der KCl-Fabrikation (Düngemittel) ist auf diese Weise eine Gesamt-Kaliumausbeute von praktisch 100% möglich. Dadurch entfällt auch der Aufwand für das Kühlen der Lösung und die Verdampfung von Wasser. Der erfindungsgemäße Prozeß ist technisch sehr einfach, da er bei Umgebungstemperatur ablaufen kann und weder ein Kühlen noch ein Eindampfen erfordert. Als Rohstoffe können ohne weiteres sowohl wasserfreies Natriumsulfat und KCl als auch Glaubersalz und KCl sowie Wasser eingesetzt werden. Die Verwendung von Glaubersalz oder von Na₂SO₄-Glaubersalz-Gemischen bringt keinerlei Nachteile gegenüber wasserfreiem Natriumsulfat mit sich. Prinzipiell macht es keinen Unterschied, ob das notwendige Prozeßwasser in das Verfahren unmittelbar als flüssiges Wasser oder als Kristallwasser oder in einer Kaliumchloridlösung eingeführt wird. Wegen der Einfachheit des K₂SO₄- Herstellungsverfahrens ohne Glaseritstufe, Tiefkühlungs- und Eindampfstufe ist der apparative Aufwand sehr gering, wobei die Prozeßführung und die Prozeßkontrolle vereinfacht sind.The method of the invention not only avoids the complexity of the Litigation, but also the previously required high Energy expenditure for Glazier salt crystallization and Water evaporation. This is achieved in that the Process of sodium sulfate conversion coupled with one after the Potash fertilizer manufacturing and hot dissolving processes the conversion solution derived from the sodium sulfate conversion instead of water to selectively extract sodium chloride KCl-NaCl crystallization (covering process) is used. It was surprising found that in this process according to the invention Potassium sulfate production from sodium sulfate in one step both with high SO₄ yield as well as with a high KCl yield is possible and thus the Generation and subsequent decomposition of glaserite can be omitted. It showed that the primary low potassium yield of the one-step Conversion process is compensated by the following KCl production. By coupling the single-stage Na₂SO₄ conversion according to the invention a high potassium yield is achieved with the crystallizate covering process, because the dissolved potassium chloride in the conversion solution of the K₂SO₄ production by the dissolving sodium chloride in The cover process is displaced and almost in the cover liquor leaving the process NaCl saturation is reached. When processing the top liquor in KCl production (fertilizer) is one in this way Total potassium yield of practically 100% possible. This also eliminates the effort of cooling the solution and evaporating water. The process according to the invention is technically very simple since it is Ambient temperature can run off and neither cooling nor Evaporation requires. As raw materials can easily both anhydrous sodium sulfate and KCl as well as Glauber's salt and KCl as well Water can be used. The use of Glauber's salt or Na₂SO₄ Glauber's salt mixtures have no disadvantages anhydrous sodium sulfate with it. In principle it doesn't do any  Difference whether the necessary process water in the process immediately as liquid water or as crystal water or in one Potassium chloride solution is introduced. Because of the simplicity of the K₂SO₄- Manufacturing process without glaserite stage, freezing and Evaporation level, the expenditure on equipment is very low, the Process control and process control are simplified.

Das erfindungsgemäße Verfahren der Umsetzung von Abfall-Natriumsulfat zu Kaliumsulfat, das in der einzigen Figur schematisch dargestellt ist, besteht aus folgenden Prozeßschritten:The inventive method of converting waste sodium sulfate to Potassium sulfate, which is shown schematically in the single figure, consists of the following process steps:

Stufe I: diskontinuierliche oder vorzugsweise kontinuierliche Reaktion von Na₂SO₄ bzw. Na₂SO₄·10 H₂O (Strom b) in einem K₂SO₄-Reaktor 1 mit Kaliumchlorid i und Wasser m bei 5-50°C, vorzugsweise bei 20-30°C, zu einer Suspension c aus Kaliumsulfat und Kaliumsulfatmutterlauge, deren Zusammensetzung bezogen auf 1000 kmol H₂O etwa im Bereich 11,5-15,0 kmol Na₂Cl₂, 2,4-3,0 kmol Na₂SO₄ und für K₂Cl₂ temperaturabhängig bei 23,0-43,6 kmol liegt, wobei die höchste KCl-Konzentration der höchsten Lösungstemperatur entspricht. Der höchstens zulässige K₂Cl₂-Gehalt läßt sich gemäß der Beziehung K₂Cl₂=(26,6+0,34 T) kmol errechnen, wobei T die Lösungstemperatur in Grad Celsius ist; eine untere Grenze von (21,6+0,29 T) kmol sollte nicht unterschritten werden. Vorteilhaft ist eine Arbeitsweise im Nahbereich der oberen Grenze.Stage I: discontinuous or preferably continuous reaction of Na₂SO₄ or Na₂SO₄ · 10 H₂O (stream b) in a K₂SO₄ reactor 1 with potassium chloride i and water m at 5-50 ° C, preferably at 20-30 ° C, to form a suspension c from potassium sulfate and potassium sulfate mother liquor, the composition of which, based on 1000 kmol H₂O, is approximately in the range 11.5-15.0 kmol Na₂Cl₂, 2.4-3.0 kmol Na₂SO₄ and for K₂Cl₂ temperature-dependent 23.0-43.6 kmol, where the highest KCl concentration corresponds to the highest solution temperature. The maximum permissible K₂Cl₂ content can be calculated according to the relationship K₂Cl₂ = (26.6 + 0.34 T) kmol, where T is the solution temperature in degrees Celsius; a lower limit of (21.6 + 0.29 T) kmol should not be undercut. Working in the vicinity of the upper limit is advantageous.

Stufe II: Abtrennung des auskristallisierten Kaliumsulfats f von der K₂SO₄-Mutterlauge d in einem Trennaggregat 2 (z. B. Zentrifuge oder Filter) und Trocknung (Brüden l) des feuchten Kaliumsulfats in einem üblichen Trockner 3 zur Erzielung eines verkaufsfähigen Kaliumsulfats k. Stage II: separation of the crystallized potassium sulfate f from the K₂SO₄ mother liquor d in a separation unit 2 (z. B. centrifuge or filter) and drying (vapors l) of the moist potassium sulfate in a conventional dryer 3 to achieve a salable potassium sulfate k.

Stufe III: Verrühren der Kaliumsulfatmutterlauge d in einem Rührkessel 4 mit einem trockenen oder feuchten Gemisch a aus Kaliumchlorid und Natriumchlorid (vorzugsweise ein KCl-NaCl-Kristallisat aus einer Kalirohsalzverarbeitung) in einer solchen Menge, daß die entsprechende Lösung nach dem Rührprozeß nur annähernd an NaCl gesättigt ist, d. h. mindestens noch geringfügig unter der Sättigungsgrenze liegt.Stage III: stirring the potassium sulfate mother liquor d in a stirred tank 4 with a dry or moist mixture a of potassium chloride and sodium chloride (preferably a KCl-NaCl crystals from crude salt processing) in such an amount that the corresponding solution after the stirring process is only approximately at NaCl is saturated, ie at least slightly below the saturation limit.

Dieser Rührprozeß führt zu einer Suspension g mit einem KCl-Kristallisat h, welches in einem Trennaggregat 5 (z. B. Zentrifuge oder Filter) von der Lösungsphase e abgetrennt wird. Das entsprechende KCl-Kristallisat h wird entweder zu Kalidüngemittel n nach üblichen Verfahren weiterverarbeitet oder ganz oder teilweise als Rohstoff i für die Kaliumsulfatherstellung im Reaktor 1 verwendet, wozu eine Trocknung nicht erforderlich ist.This stirring process leads to a suspension g with a KCl crystal h, which is separated from the solution phase e in a separating unit 5 (eg centrifuge or filter). The corresponding KCl crystals h are either further processed to potash fertilizers n by customary processes or used in whole or in part as raw material i for the production of potassium sulfate in reactor 1 , for which purpose drying is not necessary.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens kann das erforderliche Prozeßwasser jeweils anteilig direkt von außen in die K₂SO₄-Stufe I und in eine zwischen der K₂SO₄-Abtrennung 2 und der K₂SO₄-Trocknung 3 eingeschaltete (nicht dargestellte) zusätzliche Reinigungsstufe (Waschstufe) eingeführt werden, deren Waschlösung danach der K₂SO₄-Stufe I zugeführt wird. Dadurch entsteht ein noch reineres K₂SO₄-Produkt, wie es für einige besondere Verwendungszwecke erwünscht ist.In an advantageous embodiment of the process, the required process water can each be introduced directly from the outside into the K₂SO₄ stage I and into an additional cleaning stage (washing stage) switched on (not shown) between the K₂SO₄ separation 2 and the K₂SO₄ drying 3 , the washing solution of which then the K₂SO₄ stage I is supplied. This creates an even purer K₂SO₄ product, as is desirable for some special uses.

Das erforderliche Kaliumchlorid soll mindestens 95% KCl (bezogen auf die wasserfreie Substanz) haben und kann entweder in fester Form oder im Rahmen des Lösevermögens des eingeführten Prozeßwassers als KCl-Lösung eingesetzt werden. Typischerweise wird eine solche Qualität in der Deckstufe III unmittelbar im Überschuß erzeugt. Die durch den Rührprozeß entstanden annähernd an KCl und NaCl gesättigte Lösung e (Decklauge) wird dem Lösungskreislauf einer nicht dargestellten Kalirohsalzverarbeitung zugeführt. Eine entsprechende Kalidüngemittelfabrik, die auch das KCl-NaCl-Gemisch für das erfindungsgemäße Verfahren liefert, sollte daher möglichst in der Nähe der Anlage stehen, in der das erfindungsgemäße Verfahren betrieben wird.The required potassium chloride should be at least 95% KCl (based on have the anhydrous substance) and can either be in solid form or in Framework of the dissolving power of the imported process water as a KCl solution be used. Typically, such quality is in the Deck level III immediately generated in excess. The through the stirring process approximate solution saturated with KCl and NaCl e (top lye) becomes the solution cycle of a not shown  Potash crude salt processing fed. A corresponding Potash fertilizer factory, which also contains the KCl-NaCl mixture for the The method according to the invention should therefore be as close as possible stand in the plant in which the inventive method is operated.

Beispiel 1Example 1

15,0 kmol wasserfreies Natriumsulfat sowie eine KCl-Lösung der Zusammensetzung (kmol) 46,0 K₂Cl +1000 H₂O werden im kontinuierlichen Strom in ein Rührgefäß eingetragen und bei einer Temperatur von 20-30°C und einer Verweilzeit von ca. 3 Stunden kontinuierlich zur Reaktion gebracht. Es bildet sich eine Suspension aus 12,0 kmol K₂SO₄ und 0,5 kmol Na₂SO₄ als Feststoff in einer K₂SO₄-Mutterlauge der Zusammensetzung (kmol) 34,2 K₂Cl₂, 12,0 Na₂Cl₂, 2,5 Na₂SO₄, 1000 H₂O, die durch einen Überlauf oder einen Bodenablaßstutzen das Rührgefäß verläßt und durch Eindicken und Zentrifugieren in eine feste und eine flüssige Phase getrennt wird. Das gebildete Kaliumsulfat wird getrocknet. Die abgetrennte K₂SO₄-Mutterlauge wird mit filterfeuchtem aus einem Heißlöseprozeß stammenden Vakuumkristallisat der Zusammensetzung (kmol) 86,5 K₂Cl₂, 36,0 NaCl₂, 210 H₂O kontinuierlich bei etwa 25°C in einem zweiten Rührgefäß verrührt. Dabei löst sich das Natriumchlorid, und es verbleibt festes Kaliumchlorid und eine nahezu NaCl-gesättigte Lösungsphase, die durch Eindicken und Zentrifugieren getrennt wird. Es bilden sich 98,4 kmol K₂Cl₂, von denen 46,0 kmol der Kaliumsulfatumsetzung zugeführt werden. Der KCl-Überschuß von 52,4 kmol wird zu Kaliumchlorid mit 60% K₂O weiterverarbeitet. Als unmittelbar verwertbare Produkte entstehen somit insgesamt 64,4 kmol K₂SO₄ und K₂Cl₂. Die Kaliumausbeute beträgt 74,5% und die SO₄-Ausbeute 83,3%. 15.0 kmol of anhydrous sodium sulfate and a KCl solution from Composition (kmol) 46.0 K₂Cl +1000 H₂O are continuously Electricity entered into a stirred vessel and at a temperature of 20-30 ° C and a residence time of about 3 hours Brought reaction. A suspension of 12.0 kmol K₂SO₄ is formed and 0.5 kmol Na₂SO₄ as a solid in a K₂SO₄ mother liquor Composition (kmol) 34.2 K₂Cl₂, 12.0 Na₂Cl₂, 2.5 Na₂SO₄, 1000 H₂O, the mixing vessel through an overflow or a bottom drain nozzle leaves and by thickening and centrifuging into a solid and a liquid phase is separated. The potassium sulfate formed dried. The separated K₂SO₄ mother liquor is with filter damp from a hot dissolving process vacuum crystals Composition (kmol) 86.5 K₂Cl₂, 36.0 NaCl₂, 210 H₂O continuously stirred at about 25 ° C in a second stirred vessel. This will solve it Sodium chloride, and there remains solid potassium chloride and an almost NaCl-saturated solution phase by thickening and centrifuging is separated. It forms 98.4 kmol K₂Cl₂, of which 46.0 kmol Potassium sulfate conversion are supplied. The KCl excess of 52.4 kmol is further processed to potassium chloride with 60% K₂O. As immediate usable products thus result in a total of 64.4 kmol K₂SO₄ and K₂Cl₂. The potassium yield is 74.5% and the SO₄ yield 83.3%.  

Beispiel 2Example 2

Die Prozeßführung erfolgt im wesentlichen wie im Beispiel 1. Es werden lediglich folgende Abwandlungen durchgeführt: Anstelle von wasserfreiem Natriumsulfat wird Glaubersalz (Na₂SO₄·10 H₂O) als Sulfatrohstoff eingesetzt, und das Kaliumchlorid wird nicht als KCl-Lösung, sondern als Feuchtsalz (bestehend aus 46 kmol K₂Cl₂ und 20 kmol H₂O) eingeführt. Weiterhin werden 830 kmol H₂O als Warmwasser in den Prozeß gegeben. Die Temperatur des Warmwassers wird so gewählt, daß die negative Schmelzwärme des Glaubersalzes zu einer Temperaturabsenkung nicht unter 18°C führt. Die Prozeßführung und die Werkstoffausbeuten gleichen ansonsten dem Beispiel 1.The process is carried out essentially as in Example 1. There will be only carried out the following modifications: Instead of anhydrous Sodium sulfate is Glauber's salt (Na₂SO₄ · 10 H₂O) as a sulfate raw material used, and the potassium chloride is not as a KCl solution, but as Moist salt (consisting of 46 kmol K₂Cl₂ and 20 kmol H₂O) was introduced. Furthermore, 830 kmol H₂O are given as hot water in the process. The The temperature of the hot water is chosen so that the negative The heat of fusion of the Glauber's salt does not drop below a temperature 18 ° C leads. The process control and the material yields are the same otherwise the example 1.

Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen in seiner technischen Einfachheit, der Verwendbarkeit von Glaubersalz und beliebigen Glaubersalz-Na₂SO₄-Gemischen anstelle von wasserfreiem Natriumsulfat ohne Nachteile oder erhöhten Energieaufwand und in einer hohen Kalium und Sulfatausbeute, wobei die Kaliumausbeute durch die Integration der entstehenden Decklauge in den Lösungskreislauf einer KCl-Fabrik bis auf theoretisch 100% gesteigert werden kann, wenn entsprechende Wasserfreiheit in der KCl-Fabrik (z. B. durch Carnallit-Verarbeitung) vorhanden ist. Das Verfahren läßt sich wahlweise kontinuierlich oder auch diskontinuierlich durchführen. Umweltbelastungen treten nicht auf.The main advantages of the method according to the invention are its technical simplicity, the usability of Glauber's salt and any Glauber's salt-Na₂SO₄ mixtures instead of anhydrous Sodium sulfate without disadvantages or increased energy expenditure and in one high potassium and sulfate yield, where the potassium yield by Integration of the resulting top liquor into the solution cycle of a KCl factory can theoretically be increased to 100% if Appropriate freedom from water in the KCl factory (e.g. through Carnallite processing) is present. The process can be either carry out continuously or discontinuously. There are no environmental impacts.

Claims (4)

1. Verfahren zur Verwertung von Abfall-Natriumsulfat durch Umsetzung mit Kaliumchlorid zu Kaliumsulfat in Anwesenheit von Wasser, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzung einstufig bei einer Temperatur von 5 bis 50°C, insbesondere 20 bis 30°C, zu einer Suspension aus Kaliumsulfat und Kaliumsulfatmutterlauge erfolgt, deren Zusammensetzung, bezogen auf 1000 kmol H₂O, 11,5 - 15,0 kmol Na₂Cl₂
 2,4 - 3,0 kmol Na₂SO₄
23,0 - 43,6 kmol K₂Cl₂entspricht,
daß das gebildete Kaliumsulfat von der Kaliumsulfatmutterlauge abgetrennt und getrocknet wird und
daß die Kaliumsulfatmutterlauge mit einem KCl-NaCl-Gemisch, insbesondere einem KCl-NaCl-Kristallisat, in einem solchen Mengenverhältnis verrührt wird, daß ein reines Kaliumchloridkristallisat und eine an KCl gesättigte und an NaCl nur annähernd gesättigte Lösung entstehen, wobei gegebenenfalls das gebildete KCl-Kristallisat ganz oder teilweise als Rohstoff der Kaliumsulfatstufe und/oder die gebildete an KCl gesättigte und an NaCl nur annähernd gesättigte Lösung dem Lösungskreislauf einer Verarbeitungsanlage für Kalirohsalze zugeführt werden.
1. A process for recycling waste sodium sulfate by reaction with potassium chloride to give potassium sulfate in the presence of water, characterized in that
that the reaction takes place in one stage at a temperature of 5 to 50 ° C, in particular 20 to 30 ° C, to a suspension of potassium sulfate and potassium sulfate mother liquor, the composition of which, based on 1000 kmol H₂O, 11.5 - 15.0 kmol Na₂Cl₂
2.4 - 3.0 kmol Na₂SO₄
23.0 - 43.6 kmol corresponds to K₂Cl₂,
that the potassium sulfate formed is separated from the potassium sulfate mother liquor and dried and
that the potassium sulfate mother liquor is stirred with a KCl-NaCl mixture, in particular a KCl-NaCl crystallizate, in such a proportion that a pure potassium chloride crystallizate and a solution saturated with KCl and only approximately saturated with NaCl are formed, where appropriate the KCl- All or part of the crystals as raw material of the potassium sulfate stage and / or the solution formed saturated with KCl and only approximately saturated with NaCl are fed to the solution circuit of a processing plant for crude potassium salts.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Umsetzung der Rohstoffe gebildete Kaliumsulfat zumindest mit einem Teil des für die Prozeßführung erforderlichen Wassers gewaschen wird und die dabei entstehende Waschlösung nach ihrer Abtrennung von Kaliumsulfatkristallisat der Kaliumsulfatstufe zugeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized, that the potassium sulfate formed by the reaction of the raw materials at least part of what is required for litigation Water is washed and the resulting washing solution after their separation from potassium sulfate crystals of the potassium sulfate stage is fed. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Prozeß erforderliche Kaliumchlorid und das notwendige Wasser entweder getrennt oder aber ganz oder teilweise in Form einer Kaliumchloridlösung in die Kaliumsulfatstufe eingeführt werden.3. The method according to claim 1, characterized, that the potassium chloride required for the process and necessary water either separately or entirely or partially in the form of a potassium chloride solution in the Potassium sulfate level will be introduced. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Prozeß erforderliche Kaliumchlorid als Feuchtsalz mit mindestens 95% KCl-Anteil im Feststoff dem Prozeß zugeführt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the potassium chloride required for the process as damp salt fed to the process with at least 95% KCl content in the solid becomes.
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