DE69101920T2

DE69101920T2 - Verfahren und vorrichtung zum kristallisieren eines minerals.

Info

Publication number: DE69101920T2
Application number: DE69101920T
Authority: DE
Inventors: Jacques B-1050 Bruxelles Darmont; Leopold B-1300 Wavre Detry
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: ESCO European Salt Co GmbH and Co KG
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2011-06-13
Also published as: PL167292B1; IE62853B1; CN1058540A; AU653726B2; FI95659C; PT98061A; BR9106573A; FI925788A; EP0535013A1; ATE105201T1; NO177040C; PL297360A1; IL98545A; BE1004475A3; JP3093261B2; CA2086017A1; EP0535013B1; AU7905991A; NO177040B; CA2086017C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kristallisieren einer mineralischen Substanz unter Verwendung eines von einer übersättigten Lösung der zu kristallisierenden Substanz durchströmten Betts von Kristallen.
Die Kristallisationseinrichtung "OSLO" ist ein wohlbekanntes Gerät zum Kristallisieren von mineralischen Substanzen (British Chemical Engineering, August 1971, Vol. 16, Nr. 8, Seiten 681 bis 685; The Chemical Engineer, Juli/August 1974, Seiten 443 bis 445; Britische Patentschrift GB-A-418349). Dieses bekannte Gerät umfaßt einen vertikalen zylindrischen Bottich und ein vertikales Rohr, das in axialer Richtung im Bottich angeordnet ist und in der unmittelbaren Nachbarschaft von dessen Boden mündet; eine vertikale ringförmige Kammer wird so zwischen dem axialen Rohr und der zylindrischen Wand des Bottichs begrenzt. Beim Betrieb dieses bekannten Geräts benutzt man in der ringförmigen Kammer ein Bett von Kristallen, das man von einer übersättigten Lösung der Substanz, die man kristallisieren möchte (zum Beispiel einer übersättigten wäßrigen Natriumchloridlösung), durchströmen läßt. Diese Lösung wird über das axiale Rohr in das Gerät zugeführt, so daß sie in radialer Richtung in die ringförmige Kammer in der Nähe von deren Boden eindringt und die Kristalle des Betts einer gemeinsamen Drehbewegung unterwirft, umfassend eine aufsteigende Translationsbewegung längs der Wand des Bottichs und eine absteigende Translationsbewegung längs des axialen Rohrs.
Bei diesem bekannten Gerät trachtet man danach, regelmäßige kristalline Körner von kugeliger Gestalt zu erzeugen, deren mittleren Durchmesser man durch eine angemessene Wahl der Abmessungen des Geräts und der Betriebsbedingungen einstellen können müßte. In der Praxis ist dieses bekannte Gerät jedoch schlecht an die Herstellung von großen kugeligen Körnern angepaßt, insbesondere aufgrund des im Inneren des Betts von Kristallen erzeugten Abriebs und der gemeinsamen Drehbewegung, der diese unterworfen sind.
In dem Dokument EP-A-0352847 (SOLVAY & Cie.) werden ein Verfahren und eine Einrichtung beschrieben, die den vorgenannten Nachteilen abhelfen. Bei diesem Verfahren und dieser Einrichtung benutzt man einen Wirbelbettreaktor, und man läßt die übersättigte Lösung der zu kristallisierenden Substanz derart von unten nach oben durch einen Verteiler umlaufen, daß über diesem das Wirbelbett von Kristallen gebildet wird; man fängt über dem Bett die Mutterlauge der Kristallisation auf und man führt sie in Strömungsrichtung vor dem Bett zurück, nachdem man sie übersättigt hat, um die übersättigte Ausgangslösung wiederherzustellen.
Die Erfindung vervollkommnet das Verfahren und die Einrichtung aus dem Dokument EP-A-0352847, indem sie ein Mittel bereitstellt, das die Gefahr einer parasitären Kristallbildung unter dem Wirbelbett verringert.
Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Kristallisieren einer mineralischen Substanz in einem Wirbelbett von Kristallen, das man erzeugt, indem man eine übersättigte Lösung der zu kristallisierenden Substanz einem aufsteigenden Umlauf durch einen unter dem Bett gelegenen Wirbelbettreaktorverteiler unterwirft, die Mutterlauge der Kristallisation am Ausgang des Betts auffängt und sie übersättigt, um die besagte übersättigte Lösung wiederherzustellen; erfindungsgemäß leitet man einen Teil der übersättigten Lösung in Strömungsrichtung vor dem Verteiler ab und führt ihn vor dem Auffangen der Mutterlauge in Strömungsrichtung hinter dem Verteiler wieder zurück.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dienen die Kristalle des Betts als Keime für die Kristallisation der mineralischen Substanz, bei der man die übersättigte Lösung aus der Übersättigung bringt. Es sind im allgemeinen kleine regelmäßige Kristalle der mineralischen Substanz, die man zu kristallisieren trachtet.
Der Grad der Übersättigung der übersättigten Lösung hängt von verschiedenen Parametern ab, insbesondere von der Art der mineralischen Substanz, von ihrer Temperatur und von dem etwaigen Vorhandensein von festen oder gelösten Verunreinigungen. In der Praxis ist man bei Gleichbleiben sämtlicher anderer Dinge daran interessiert, einen maximalen Übersättigungsgrad zu verwirklichen, wobei dieser jedoch begrenzt sein muß, um eine unbeabsichtigte Kristallisation auf den Wänden der Kristallisationseinrichtung in Strömungsrichtung vor dem Kristallbett sowie eine primäre und sekundäre Keimbildung im Inneren der Lösung zu vermeiden.
Das Lösungsmittel der Lösung ist nicht entscheidend, und im allgemeinen wird Wasser bevorzugt.
Die Temperatur der übersättigten Lösung ist nicht entscheidend. In der Praxis hat man jedoch beobachtet, daß die Wachstumsgeschwindigkeit der Kristalle des Betts umso größer ist, je höher die Temperatur der Lösung ist. Es ist jedoch ratsam, daß die Temperatur der Lösung unter ihrer Siedetemperatur bei dem in der Kristallisationskammer herrschenden Druck bleibt. Zum Beispiel kann man in dem Fall, wo das Verfahren bei der Kristallisation von Natriumchlorid angewandt wird, vorteilhafterweise wäßrige Natriumchloridlösungen benutzen, die bei einer Temperatur zwischen 50 und 110ºC einen Übersättigungsgrad zwischen 0,3 und 0,5 g/kg aufweisen. Der Übersättigungsgrad drückt die Masse des mineralischen Stoffs aus, die bezüglich der Masse, welche der Sättigung der Lösung entspricht, überschüssig ist.
Das Bett von Kristallen ist gemäß der allgemein anerkannten Definition (Givaudon, Massot et Bensimon - "Precis de genie chimique" - Bd. 1 - Berger-Levrault, Nancy - 1960, Seiten 353 bis 370) ein Wirbelbett. Um das Bett zu verwirbeln, läßt man gemäß der üblichen Technik von Wirbelbettreaktoren den Strom der überstättigten Lösung in einen unter dem Bett von Kristallen angeordneten Verteiler strömen. Der Verteiler ist ein wesentliches Organ der Wirbelbettreaktoren. Er hat zur Aufgabe, den Lösungsstrom in vorzugsweise parallele und vertikale Fäden zu unterteilen, wobei ihm außerdem ein definierter Verlust an Beladung aufgezwungen wird, der in Abhängigkeit von den Abmessungen des Betts, der Art der das Bett bildenden Teilchen und der Lösung eingestellt ist (Ind. Eng. Chem. Fundam. - 1980 - 19 - G.P. Agarwal et al. - "Fluid mechanical description of fluidized beds. Experimental investigation of convective instabilities in bounded beds" - Seiten 59 bis 66; John H. Perry - Chemical Engineers' Handbook - 4. Ausgabe - 1963 - McGraw-Hill book company - Seiten 20.43 bis 20.46). Er kann zum Beispiel eine von regelmäßig verteilten Öffnungen durchsetzte horizontale Platte, ein Rost oder ein horizontales Gitter, oder eine Ansammlung vertikaler Stutzen sein.
In Strömungsrichtung hinter dem Bett von Kristallen fängt man die Mutterlauge der Kristallisation auf. Diese ist eine gesättigte Lösung der zu kristallisierenden Substanz. Man behandelt sie, um sie in einen Übersättigungszustand zu bringen, dann führt man sie in Strömungsrichtung vor dem Verteiler in die übersättigte Lösung zurück. Die Mittel, die man benutzt, um eine Übersättigung der Mutterlauge zu erhalten, sind nicht entscheidend. Man kann die Übersättigung der Mutterlauge zum Beispiel erhalten, indem man ihre Temperatur verändert oder indem man sie einer teilweisen Verdampfung unterwirft.
Einzelheiten, die die Verwendung des Wirbelbetts, die übersättigte Lösung, die Rückführung der Mutterlauge und die Regeneration der übersättigten Lösung betreffen, sind im Dokument EP-A-0352847 (SOLVAY & Cie.) beschrieben.
Erfindungsgemäß leitet man einen Teil der übersättigten Lösung in Strömungsrichtung vor dem Verteiler ab und führt ihn vor Übersättigen der Mutterlauge der Kristallisation in Strömungsrichtung hinter dem Verteiler zurück. Der abgeleitete Teil an übersättigter Lösung hat zur Aufgabe, die etwaigen parasitären Kristalle abzuführen, die sich zufällig unter dem Verteiler ansammeln oder bilden würden, infolge davon, daß die übersättigte Lösung ungewollt aus der Übersättigung gebracht wird. Das Ableiten des Teils an übersättigter Lösung wird daher in einer Zone der übersättigten Lösung durchgeführt, in der eine Gefahr einer parasitären Kristallisation besteht. Eine günstige Zone für die Entnahme des Teils an übersättigter Lösung erstreckt sich unter dem Verteiler längs der Wände des Kristallisationsgeräts.
Das Zurückführen des abgeleiteten Teils an übersättigter Lösung muß vor Übersättigen der Mutterlauge durchgeführt werden. Der besagte Teil kann zum Beispiel in das Wirbelbett oder in Strömungsrichtung hinter dem Wirbelbett in die Mutterlauge zurückgeführt werden.
Die Relativmenge des abgeleiteten Teils an übersättigter Lösung im Vergleich zu der Menge an übersättigter Lösung, die den Verteiler des Wirbelbetts durchströmt, hängt von verschiedenen Parametern ab, unter denen insbesondere die Art der zu kristallisierenden Substanz, der Übersättigungsgrad, die Arbeitstemperatur und die konstruktiven Eigenschaften der verwendeten Einrichtung erscheinen. Sie muß in jedem Einzelfall bestimmt werden. In der Mehrzahl von Fällen erhält man im allgemeinen gute Ergebnisse, wenn man für den abgeleiteten Teil an übersättigter Lösung eine Menge wählt, die mindestens gleich 1 % der Menge an übersättigter Lösung ist, die den Verteiler durchströmt. Es besteht kein Interesse daran, bei Strafe einer Destabilisierung des Wirbelbetts einen überhöhten Wert für die Relativmenge des abgeleiteten Teils an übersättigter Lösung zu wählen. Werte zwischen 1 und 10 % eignen sich im allgemeinen gut für das Verhältnis zwischen der Menge des abgeleiteten Teils an übersättigter Lösung und der Menge an übersättigter Lösung, die den Verteiler des Wirbelbetts durchströmt.
Die Ableitung des Teils an übersättigter Lösung und seine Rückführung können durch sämtliche bekannten Mittel bewirkt werden. Ein bequemes Mittel besteht darin, ein Rohr zu verwenden, dessen eines Ende in Strömüngsrichtung vor dem Verteiler in die übersättigte Lösung mündet, und dessen anderes Ende in Strömungsrichtung hinter dem Verteiler mündet, und dem Rohr in Abhängigkeit von der Menge, die für den abgeleiteten Teil an übersättigter Lösung festgelegt wurde, einen angemessenen Querschnitt zu verleihen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist es wichtig, eine ungewüschte Kristallisation im Rohr zu vermeiden, die dadurch erfolgt, daß der abgeleitete Teil an übersättigter Lösung ungewollt teilweise aus der Übersättigung gebracht wird. Zu diesem Zweck ist es ratsam, das Rohr mit einem geeigneten Wärmeschutz zu versehen und seine Wand zu beheizen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man ein Rohr, das den Verteiler und mindestens einen Teil des Wirbelbetts von Kristallen durchsetzt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Wand des Rohrs dauerhaft auf der Temperatur des Betts und der übersättigten Lösung gehalten, was die Gefahr einer unvorhergesehenen Kristallisation im Rohr verringert.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zum Kristallisieren einer mineralischen Substanz mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei die besagte Einrichtung umfaßt: eine rohrförmige vertikale Hülle, ein in axialer Richtung in der rohrförmigen Hülle angeordnetes und in der Nähe von deren Boden mündendes vertikales Rohr, so daß in der Hülle eine ringförmige Kammer begrenzt wird, eine mit dem oberen Ende des Rohrs verbundene Zuführvorrichtung für eine übersättigte Lösung der zu kristallisierenden Substanz, einen Wirbelbettreaktorverteiler in der ringförmigen Kammer, welche er in eine untere Zuführkammer für die übersättigte Lösung und in eine den Wirbelbettreaktor bildende obere Kristallisationskammer unterteilt, und eine die Kristallisationskammer mit der Zuführvorrichtung verbindende Auslaßleitung für eine Muttterlauge der Kristallisation, wobei die besagte Einrichtung außerdem mindestens ein Rohr umfaßt, das die untere Zuführkammer mit der oberen Kristallisationskammer verbindet.
Bei einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Verteiler mit einem Temperaturregler versehen, der die Aufgabe hat, den Verteiler auf einer gleichförmigen Temperatur zu halten, welche in Abhängigkeit von derjenigen der verwendeten übersättigen Lösung eingestellt wird, um eine spontane Krisallisation der mineralischen Substanz bei Berührung mit dem Verteiler zu vermeiden. Der Temperaturregler kann daher eine Heizvorrichtung oder eine Kühlvorrichtung für den Verteilers umfassen, je nachdem, ob die Einrichtung zur Behandlung von übersättigten Lösungen von mineralischen Substanzen bestimmt ist, deren Löslichkeit eine mit der Temperatur ansteigende Funktion oder eine mit der Temperatur abnehmende Funktion ist. Besonderheiten und Einzelheiten, die den Verteiler des Wirbelbetts betreffen, sind in dem Dokument EP-A-0352847 (SOLVAY & Cie.) beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird der Querschnitt des Rohrs reguliert, damit während des Betriebs der Einrichtung im Rohr eine Menge an übersättigter Lösung umläuft, die gleich einem definierten vorbestimmten Teil der Menge an übersättigter Lösung ist, welche den Verteiler durchströmt. Das Rohr kann an der Außenseite der rohrförmigen Hülle angeordnet sein. Wenn dies der Fall ist, ist es im allgemeinen erforderlich, es wärmezudämmen und seine Wand zu beheizen, um zu vermeiden, daß der Teil an übersättigten Lösung, der während des Betriebs der Einrichtung dort umläuft, aus der Übersättigung gebracht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist das Rohr im Inneren der ringförmigen Kammer angeordnet, und es durchsetzt den Verteiler. Diese Ausführungsform der Erfindung weist den Vorteil auf, daß das Rohr während des Betriebs der Einrichtung dauerhaft auf der Temperatur des Betts von Kristallen gehalten wird. Man verringert so die Gefahr einer ungewollten Kristallisation im Rohr.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Einrichtung lassen es zu, eine mineralische Substanz in Form von regelmäßigen Körnern mit annähernd kugeliger Gestalt zu kristallisieren. Diese sind im allgemeinen monolithische Kugeln, was bedeutet, daß sie einstückige, nicht agglomerierte Blöcke der mineralischen Substanz sind. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung finden eine besonders vorteilhafte Anwendung zur Erzeugung von Natriumchloridkristallen in Form von monolithischen kugeligen Kugeln, deren Durchmesser 3 mm übersteigt, zum Beispiel zwischen 3 und 30 mm liegt. Natriumchloridkristalle mit einem zwischen 5 und 10 mm liegenden Durchmesser finden eine interessante Anwendung für die Erzeugung von Salz in Form von unregelmäßigen Körnern und durchscheinendem und glasartigem Aussehen mittels der im Dokument EP-A-162490 (SOLVAY & Cie.) beschriebene Technik.
Besonderheiten und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
Figur 1 stellt in vertikalem Querschnitt eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung dar;
Figur 2 ist eine der Figur 1 analoge Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung;
Figur 3 ist eine der Figur 1 analoge Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung.
In diesen Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche Bauteile.
Die in Figur 1 dargestellte Einrichtung ist eine Kristallisiereinrichtung vom Typ derjenigen, die im Dokument EP-A-0352847 (SOLVAY & Cie.) beschrieben und gemäß der vorliegenden Erfindung abgewandelt ist. Sie umfaßt eine vertikale rohrförmige Hülle 1, in welcher ein vertikales Rohr 4 in axialer Richtung angeordnet ist, dessen unterer Teil konisch erweitert ist. Das Rohr 4 begrenzt so in der Hülle 1 eine ringförmige Kammer, umfassend eine zylindrische obere Zone 2 und eine kegelstumpfartige untere Zone 3, deren Boden 16 um einen mittigen axialen Konus herum das Profil einer torischen Oberfläche aufweist. Die Hülle 1 ist durch einen Deckel 6 verschlossen, der vom Rohr 4 durchsetzt wird, welches in eine Entspannungskammer 7 mündet. Ein Vorwärmer 8 ist über Leitungen 9 und 10 und eine Umwälzpumpe 11 zwischen der Decke der oberen Zone 2 und der Entspannungskammer 7 eingefügt.
Die obere Zone 2 ist dazu bestimmt, ein Bett von Kristallen 14 zu enthalten, und als Wirbelbettreaktor benutzt zu werden. Zu diesem Zweck ist sie durch einen Wirbelbettreaktorverteiler 12 von der unteren Zone 3 getrennt. Bei der Einrichtung der Figur 1 bildet die ringförmige obere Zone 2 eine Kristallisationskammer, und die ringförmige untere Zone 3 dient als Einlaßkammer für eine übersättigte Lösung einer mineralischen Substanz, die man kristallisieren lassen möchte.
Erfindungsgemäß verbindet ein Rohr 22 die beiden ringförmigen Kammern 2 und 3.
Die in Figur 1 dargestellte Einrichtung eignet sich besonders zum Kristallisieren von Natriumchloridlösung in Form von kugeligen Kugeln. Zu diesem Zweck wird die Einrichtung bis zum Niveau 13 in der Entspannungskammer 7 mit einer wäßrigen Natriumchloridlösung gefüllt, so daß die Kristallisationskammer 2 geflutet ist. Diese enthält außerdem über dem Verteiler 12 ein Bett von Kristallen 14 aus Natriumchlorid.
Während des Betriebs der Einrichtung wird die wäßrige Natriumchloridlösung durch die Pumpe 11 in Richtung der Pfeile X in Umlauf versetzt. Nach Austritt aus der Kammer 2 durchströmt die gesättigte Natriumchloridlösung über die Leitung 9 den Vorwärmer 8, was ihre Temperatur erhöht, und dringt dann in die Entspannungskammer 7 ein, wo sie durch Entspannung teilweise verdampft wird, was ihre Abkühlung und ihre Übersättigung hervorruft. Der freigesetzte Wasserdampf wird durch eine obere Öffnung 15 der Entspannungskammer 7 abgeführt. Die übersättigte wäßrige Lösung sinkt im Rohr 4 in vertikaler Richtung ab und dringt längs des torischen Bodens 16 in radialer Richtung in die Kammer 3 ein. In der Kammer 1 teilt sich die übersättigte Lösung in zwei unterschiedliche Ströme. Ein Hauptstrom durchströmt den Verteiler 12 und dringt in das Bett von Kristallen 14 ein, das er verwirbelt; gleichzeitig wird ein Strom mit kleinerer Menge durch das Rohr 22 abgeleitet und in das Wirbelbett 14 zurückgeführt, wo er sich wieder mit dem Hauptstrom vereinigt. Die übersättigte Lösung wird fortschreitend aus der Übersättigung gebracht, während sie das Wirbelbett 14 durchströmt, dessen Kristalle folglich wachsen und sich in Abhängigkeit von ihren granulometrischen Abmessungen in horizontalen Lagen oder Schichten verteilen. Die groben granulometrischen Fraktionen bewegen sich auf das untere Ende des Betts zu und werden periodisch über eine Abzugsleitung 5 abgeführt. Die Mutterlauge der Kristallisation, welche die Decke der Kammer 2 erreicht, ist eine gesättigte (oder geringfügig übersättigte) wäßrige Natriumchloridlösung. Sie wird über die Leitung 9, wo ihr mittels eines Stutzens 18 eine Ergänzung an gesättigter wäßriger Natriumchloridlösung hinzugefügt wird, in den Vorheizer 8 zurückgeführt. Die Ergänzung an Natriumchloridlösung wird reguliert, um die Menge an Natriumchlorid zu ersetzen, die im Bett 14 auskristallisiert ist, sowie die durch die Verdampfung in der Entspannungskammer 7 abgeführte Wassermenge.
Während des Betriebs der Einrichtung in der oben beschriebenen Weise wird der Verteiler 12 beheizt, so daß seine in Berührung mit der Lösung stehende Wand eine Temperatur aufweist, welche die Temperatur der übersättigten Lösung in der Zone 3 in Strömungsrichtung vor dem Verteiler 12 übersteigt. Man vermeidet auf diese Weise eine parasitäte Kristallisation auf den Verteiler. Informationen betreffend den Aufbau und das Beheizen des Verteilers 12 sind im Dokument EP-A-0352847 (SOLVAY & Cie.) beschrieben.
Bei der Einrichtung der Figur 1 wird die Menge an durch das Rohr 22 abgeleiteter Lösung durch eine angemessene Wahl der Abmessungen des Rohrs eingestellt. Als Variante kann man auf dem Rohr 22 einen Schieber mit verstellbarer Öffnung anbringen. Das Rohr 22 muß außerdem wärmegedämmt sein, um zu vermeiden, daß die übersättigte Natriumchloridlösung, die dort umläuft, dort eine von einer parasitären Kristallisation gefolgte Abkühlung erfährt. Nötigenfalls muß das Rohr beheizt werden. Der durch das Rohr 22 abgeleitete Lösungsstrom hat zur Aufgabe, die parasitären Kristalle aus der Kammer 3 abzuführen, die sich dort ansammeln würden. Zu diesem Zweck mündet das Rohr 22 in eine Zone der Kammer 3, wo eine Gefahr einer parasitären Kristallisation besteht. Nötigenfalls kann man mehrere, in unterschiedlichen Zonen der Kammer 3 mündende Rohre vorsehen.
Bei der in Figur 2 dargestellten Einrichtung mündet das Rohr 22 über der freien Oberfläche 21 des Wirbelbetts 14 in die Kammer 2. Eine in das Rohr 22 mündende Leitung 23 dient dazu, eine kontrollierte Wassermenge dorthin zu führen, mit dem Ziel, den im Rohr 22 hindurchtretenden Teil der übersättigten Lösung der Übersättigung zu bringen.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist das Rohr 22 im Inneren der Hülle 1 angeordnet und durchsetzt den Rost 12. Sein unteres Ende ist vorzugsweise konisch erweitert und mündet in der Nähe einer Zone der Wand der unteren Kammer 3, wo eine Gefahr einer parasitären Kristallisation besteht. Das obere Ende des Rohrs ist vorzugsweise konisch erweitert und mündet in das Wirbelbett 14. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß das Rohr 22 auf der im Inneren der Hülle 1 herrschenden Temperatur gehalten wird, was die Gefahr einer parasitären Kristallisation im Inneren des Rohrs verringert. Die Einrichtung umfaßt vorteilhafterweise mehrere, den Rost 12 durchsetzende und gleichmäßig in der Hülle 1 verteilte Rohre 22.

Claims

1. Verfahren zum Kristallisieren einer mineralischen Substanz in einem Wirbelbett von Kristallen, das man erzeugt, indem man eine übersättigte Lösung der zu kristallisierenden Substanz einem aufsteigenden Umlauf durch einen unter dem Bett gelegenen Wirbelbettreaktorverteiler unterwirft, die Mutterlauge der Kristallisation am Ausgang des Betts auffängt und sie übersättigt, um die vorgenannte übersättigte Lösung wiederherzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der übersättigten Lösung in Strömungsrichtung vor dem Verteiler ableitet und ihn vor dem Auffangen der Mutterlauge in Strömungsrichtung hinter dem Verteiler zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Teil der übersättigten Lösung in das Bett zurückführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Teil der übersättigten Lösung in Strömungsrichtung hinter dem Bett in die Mutterlauge zurückführt, bevor man diese aus der Übersättigung gebracht hat.

4. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der übersättigten Lösung, den man abzieht, Ort einer parasitären Kristallisation ist.

5. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Teils der übersättigten Lösung zwischen 1 und 10 % der Menge der übersättigten Lösung enthalten ist, welche den Verteiler durchsetzt.

6. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Ableiten und Zurückführen des Teils der übersättigten Lösung diesen in mindestens einem den Verteiler durchsetzenden Rohr umlaufen läßt.

7. Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bett von Kristallen aus Natriumchlorid und eine übersättigte wäßrige Natriumchloridlösung verwendet.

8. Einrichtung zum Kristallisieren einer mineralischen Substanz nach dem Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, umfassend eine rohrförmige vertikale Hülle (1), ein vertikales Rohr (4), welches axial in der rohrförmigen Hülle angeordnet ist und in der Nähe von deren Boden (16) mündet, so daß in der Hülle (1) eine ringförmige Kammer (2, 3) begrenzt wird, eine mit dem oberen Ende des Rohrs (4) verbundene Zuführvorrichtung (7) für eine übersättigte Lösung der zu kristallisierenden Substanz, einen Wirbelbettreaktorverteiler (12) in der ringförmigen Kammer, welche er in eine untere Zuführkammer (3) für die übersättigte Lösung und in eine den Wirbelbettreaktor bildende obere Kristallisationskammer (2) unterteilt, und eine die Kristallisationskammer (2) mit der Zuführvorrichtung (7) verbindende Auslaßleitung (9) für eine Muttterlauge der Kristallisation, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens ein Rohr (22) umfaßt, das die untere Zuführkammer (3) unter Umgehung des Verteilers mit der oberen Kristallisationskammer (2) verbindet.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (22) im Inneren der ringförmigen Kammer (2, 3) angeordnet ist und den Verteiler (12) durchsetzt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Rohrs (22) gegen die Wand der rohrförmigen Hülle (1) zu gelegen ist, die in der unteren Zuführkammer (3) kegelstumpfförmig ist, und das obere Ende des Rohrs (22) unterhalb des oberen Niveaus (21) des Wirbelbetts (14) in die Kristallisationskammer (2) mündet.