DE714033C

DE714033C - Process for the production of low-water or anhydrous sulfates or chlorides

Info

Publication number: DE714033C
Application number: DEM131509D
Authority: DE
Inventors: Karl Ebner
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1935-07-07
Filing date: 1935-07-07
Publication date: 1941-11-20

Description

Verfahren zur Herstellung wasserarmer oder wasserfreier Sulfate oder Chloride Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur Herstellung von wasserarmein-oder wasserfreiem Magnesiumsulfat aus Magnesiumsulfatlösungen, bei dem eine heiße konzentrierte iMagnesiumsulfatlösung zerstäubt und hierbei zwecks Entfernung des Wassers mit hochüberhitztem Wasserdampf derart behandelt wird, daß während der Entwässerung die Temperatur des Dampfes nicht unter i8o' sinkt. Bei weiterer Abkühlung des Wasserdampfs würden unmittelbar hinter der Zerstäubungsvorrichiung Zusammenballungen feinster Teilchen des zerstäubten Gutes zu größeren Teilchen stattfinden, in denen der Entwässerungsgrad' dann anders wäre als in den feineren Teilchefi; die zusammengeballten Teilchen sind schwer zu entwässern, so daß ein Erzeugnis von nicht einheitlicher Zusammensetzung mit oft noch zu hohem Wassergehalt anfallen würde. Die Zerstäubung geschieht bei dem Verfahren nach dem . Hauptpatent vorteilhaft mittels Düsen in einem Turm, durch den der Heizdampf, der auf Temperaturen von etwa 500 bis 6oo' erhitzt ist, im Gegenstrom zu der zerstäubten Lösung geführt wird. Ein Teil des festen Salzes sammelt sich im unteren Teil des Turmes, ein anderer Teil wird mit dein Wasserdampf aus dem Turm abgeführt und kann aus dem Wasserdampf in bekannter Weise z. B. durch Zyklon oder durch elektris,che Gasreinigung abgeschieden werden. Der Wasserdampf kann im Kreislauf durch den Turm, die Entstaubungsanlage und einen Erhitzer geführt werden. Überschüssiger Dampf wird aus dem Kreislauf abgezweigt und für andere Zwecke nutzbar gemacht. Die heiße Magnesiumsulfatlösung, die in dein Turm zerstäubt wird ' gelangt zweckmäßig in möglichst konzentrierter Form zur Anwendung. Dieses Verfahren macht Gebrauch von der Tatsache, daß Magnesiumsulfat bei den angewendeten Heiz,dampftemperaturen noch nicht thermisch zersetzt wird.Process for the production of low-water or water-free sulfates or chlorides The subject of the main patent is a process for the production of low-water or water-free magnesium sulfate from magnesium sulfate solutions, in which a hot concentrated magnesium sulfate solution is atomized and treated with highly superheated steam in order to remove the water in such a way that during dehydration the temperature of the steam does not drop below i8o '. If the water vapor were to be cooled further, the finest particles of the atomized material would agglomerate directly behind the atomizing device to form larger particles, in which the degree of dewatering would then be different than in the finer particles; the agglomerated particles are difficult to dehydrate, so that a product of inconsistent composition with often too high a water content would result. The atomization takes place in the process according to the . Main patent advantageously by means of nozzles in a tower through which the heating steam, which is heated to temperatures of about 500 to 600 ', is passed in countercurrent to the atomized solution. Part of the solid salt collects in the lower part of the tower, another part is carried away with your steam from the tower and can be removed from the steam in a known manner, for. B. be deposited by cyclone or by electrical, che gas cleaning. The water vapor can be circulated through the tower, the dedusting system and a heater. Excess steam is diverted from the circuit and made available for other purposes. The hot magnesium sulfate solution is atomized into your tower 'gets appropriate in concentrated form for use. This process makes use of the fact that magnesium sulfate is not yet thermally decomposed at the heating steam temperatures used.

.Nach der Erfindung erfolgt nun die Herstellung wasserarmer oder wasserfreier Sulfate oder Chloride derart, daß in Verallgemeinerung des Verfahrens gemäß Patent 6,32 6#4 Schmelzen von wasserhaltigen Magnesiumsulfaten oder -chloriden oder konzentrierte '.L\,la#,-nes#intnehlori,dlösungen oder wasserlialtige Schmelzen oder konzentrierte Löi sungen anderer Chloride oder Sulfate, die kristallwasserhaltige Kristalle bilden können, etwa iio bis 120' heiß durch Düsen zerstäubt im Gegenstrom mit so hoch überhitztem Wasserdampf behandelt werden, daß der oben bezeichne ' te Entwässerungsgrad erreicht wird, eine Zersetzung der Chloride oder Sulfate unter Bildung oxydischer Verbindungen jedoch nicht eintritt..According to the invention, the production of low-water or anhydrous sulfates or chlorides takes place in such a way that, in generalization of the process according to Patent 6.32 6 # 4, melts of hydrous magnesium sulfates or chlorides or concentrated '.L \, la #, - nes # intnehlori , dlösungen or wasserlialtige melt or concentrated loei solutions other chlorides or sulphates, the crystal water-containing crystals can form about iio to 120 'hot through nozzle atomized in counter-current with as high superheated steam to be treated, that the call up' te freeness is achieved a However, decomposition of the chlorides or sulphates with the formation of oxidic compounds does not occur.

Nach der Erfindung gelangt also die zu entwässernde Lösung oder Schmelze heiß d. li. über ihren Siedepunkt erhitzt zur Zers u äubune, -. Bei dem Durchgang durch die Zerstäubungsdüsen werden derart heiße Lösun,-en sehr fein verteilt. Das hat zur Folge, daß die Entwässerun,- schnell und gleichmäßig verläuft und daß das gasförmige Trockenmittel sehr schnell und weitgehend abgekühlt wird. Seine Temperatur kann dann bis auf wenige Grad oberhalb der Einführungstemperatur der Schmelze oder Lö-sung sinken. - Ein weiterer Vorteil dieser Arbeitsweise Oesteht darin, daß die Entwässerung desjenigen Salzanteils, der init den Heizgasen den Trockenraum verläßt, praktisch ebenso vollständig wie die Entwässerung des im Trockenraum sich absetzenden Salzes. Wird also die Lösung oder Schmelze heiß durch Düsen in den Trockenrauni eingestaubt, so ,tvird die Benutzung der bereits vorgeschlagenen Vorrichtung überflüssig, durch die ungenügend entwässertes, vom Heizdampf aus der Calziniereinrichtung mitgeführtes Salz nach Trennung vom Heizmittel wieder in die z# Calziniervorrichtung zurück-eführt wird. Beispielsweise werden Schmelzen von -\'19S04-7H.0 oder 2v1,-C1.-6H20 oder .Na. SO, - i o Ü. 0 oder konzen'trierte Lösungen von Fe S61 - 7- H. 0 in dieser Weise auf wa-sserfreies oder auf wasserarmes Salz mit einem- geringeren Wassergehalt als dem der Kristalle bzw. der Kristalle mit höherem Wassergehalt verarbeitet.According to the invention, the solution or melt to be dewatered reaches hot d. left heated above their boiling point to the point of decomposition, -. When passing through the atomizing nozzles, such hot solutions are very finely distributed. The consequence of this is that the dewatering is quick and even and that the gaseous desiccant is cooled down very quickly and to a large extent. Its temperature can then sink solution to within a few degrees above the supply temperature of the melt or solvent. - A further advantage of this procedure Oesteht is that the drainage of that salt content, the init the hot gases leaving the drying room, practically as complete as the drainage of the drying chamber settling salt. So if the solution or melt is dusted hot through nozzles into the drying room, the use of the previously proposed device becomes superfluous because the insufficiently dehydrated salt carried by the heating steam from the calcining device is returned to the calcining device after it has been separated from the heating medium will. For example, melts of - \ '19S04-7H.0 or 2v1, -C1.-6H20 or .Na. SO, - OK Ü. 0 or konzen'trierte solutions of Fe S61 - 7- H. 0 in this manner to wa-sserfreies or low water-containing salt with einem- lower water content than the processes of the crystals or the crystals with a higher water content.

Die Kreislaufführung des Wasserdampfes durch den Turm, einen Salzahscheider und einen Überhitzer, die Verwertung des überschüssigen Wasserdampfes und die Abfüh- rung und Kühlung des festen Salzes aus der Entstaub,ungsanlage und aus dem Turm können hierbei in ähnlicher Weise erfolgen wie bei'dem Verfahren des Hauptpatentes.The circulation of the water vapor through the tower, a salt separator and a superheater, the utilization of the excess water vapor and the removal and cooling of the solid salt from the dedusting system and from the tower can be carried out in a similar way to the process of the Main patent.

Geschmolz!#nes Glaubersalz wird z. B. mit einer Temperatur# von etwa iio bis i2o1 durch Düsen in einen turmähnlichen Behälter hineinzerstaubt. Die zerstäubte Scinnelzt, wird im Gegenstrom mit hochüberhitztein Wasserdampf behandelt, der mit etwa 4oo' unten in den Turm eintritt und den Turm mit etwa iSo' wieder verläßt.Melted! #Nes Glauber's salt is z. B. with a temperature # of about iio to i2o1 are dusted through nozzles into a tower-like container. The atomized It melts, is treated in countercurrent with highly superheated steam, which is mixed with enters the tower about 4oo 'below and leaves the tower with about iSo'.

In ähnlicher Weise kann die Gewinnung von wasserfreiem bzw. wasserarinem Magne-,;iuiiisulfat aus Bittersalzschmelze durchgeführt werden, wobei in dem Behälter, in dem die Zerstäubung der bei etwa i2o' hergestellten Schmelze vorgenommen wird, Heiz,dampf von etwa 55o' angewendet werden-kann.In a similar way, the extraction of anhydrous or aquatic Magne- ,; iuiiisulfat from Epsom salt melt, whereby in the container, in which the atomization of the melt produced at about i2o 'is carried out, Heating steam of around 55o 'can be applied.

Für die Behandlung einer zerstäubten Schmelze oder Lösung aus Magnesiunichloridhexahvdrat kann beispielsweise das Heizmittel mit einer Temperatur von 25o' zur Anwendung gelangen, wobei es bis auf etwa 120 'D abgekühlt wird.For the treatment of an atomized melt or solution of Magnesiunichloridhexahvdrat the heating means may, for example, at a temperature of 25o 'go to the application, which is up to about 120' is D cooled.

Die Gewinnun- von wasserfreiein oder wasserariiiem Ferrosulfat geschieht beispielsweise derart, daß ein festes kristallwasserhaltiges Ferrosulfat, z.B. FeS0,-7H.0, das durch Ausfrieren aus Lösungen, die auch noch andere Salze enthalten können, gewonnen worden ist, mit Wasser in eine stark konzentrierte Lösung umgewandelt wird.- Das kristallwasserhaltige Ferrosul . fat wird nach Erhitzen auf iio bi-,.; i2o- - zerstäubt und bei Heißdanipfteinperaturen von 200'- Eintritt und i.2o-- Austritt verarbeitet.Anhydrous or water-free ferrous sulphate is obtained, for example, in such a way that a solid ferrous sulphate containing water of crystallization, e.g. FeS0, -7H.0, which has been obtained by freezing out of solutions which may also contain other salts, is concentrated with water in a strongly concentrated form Solution is converted.- Ferrosul . fat becomes after heating to iio bi -,.; i2o- - atomized and processed at hot steaming temperatures of 200 '- inlet and i.2o - outlet.

Das Heizmittel gelangt vorteilhaft unter Atmosphärenspannung zur Anwendung. In manchen Fällen kann es sich aber auch enipfehlen, i-iiit höherer Dampfspannung orfer mit geringein Unterdruck zu arbeiten.The heating means is advantageously used under atmospheric tension. In some cases, however, it may be advisable to use a higher vapor tension Better to work with a slight negative pressure.

Die Überführun,- von Stoffen in eine feste Form durch Zerstäuben in Gegenwart eines 1-gasförmigen Mittels ist an sich bekannt. So hat man schon Flüssigkeiten, die beim Eindampfen einen festen Rückstand liefern, im oberen Teil eines Turmes fein zerstäubt. Dein Flüssigkeitsstaub, der im Turm niederfiel, wurde Luft entgegengeführt, die ein schnelles Eindampfen bewirkte, so daß sich der feste Rückstand in feiner Form am Boden des Turmes sammelte. Dabei zeigte sich indessen, daß es auf diese Weise vielfach nicht möglich war, bei praktisch in Betracht kominenden Turmhöhen und Eindampfzeiten Niederschläge zu erhalten, die genügend trocken waren und nicht zusammenbackten. Dieser Mangel sollte dann dadurch behoben werden, daß in die zerstäubte Flüssigkeit im oberen Teil des Turmes fein verteilte feste Körper eingefühft wurden. Es war aber auf diese Weise nicht möglich, Lösungen oder Schmelzen von kristallwasserhaltigen Salzen in wasserfreies oder wasserarmes Salz umzuwandeln. Denn wurde nach diesem Verfahren z. B. fein zerstäubtes wasserfreies Natriumsulfat mit einer Lösun- dieses Salzes verarbeitet, so entstand fein verteiltes Glaubersalz. Ähnlich lagen die Verhältnisse, wenn nach einem anderen bekamiten, Verfahren heiße Seifen- oder Sodalösungen oder Lösungen anderer alkalischer Waschmittel mit überhitztem Dampf, hocherhitAer Luft o. dgl. derart zerstäubt wurden, daß die Zuführung dieser Mittel zu der auf einen geeigneten Druck.gebrachten Lösung im Zerstäubungsapparat selbst erfolgte. Hierbei wurde auf Soda, aber nicht auf ein wasserarmes oder wasserfreies Erzeugnis gearbeitet. Ein Salz mit Kristallwassergehalt wurde ebenfalls gewonnen, wenn Schmelzen von Alkalisalzen o. dgl. zerstäubt und im Gleichstrom mit Kühlluft oder -gas durch langgestreckte Räume geleitet wurden, wobei die Kühlluft als Fördermittel-,diente. Auf ähnlichem Wege wurden auch schon Seifenpulver hergestellt; dünne Seifenlösungen wurden hierbei zerstäubt und mittels hocher-hitzter Luft durch langgestreckte Räume geführt. Es fand eine Trocknung der Seife bis zum Festwerden statt, und es wurde das Seifenpulver in einem Zyklon o. dgl. von der Trockenluft wieder getrennt. Vor der bekannten Gleichstromtrocknung hatdie Erfindung den weiteren Vorteil, daß das Heizmittel oft mit erheblich höheren Temperaturen zur Anwendung gelangen kann.The transfer of substances into a solid form by atomization in the presence of a 1-gaseous agent is known per se. Liquids that produce a solid residue when evaporated have already been finely atomized in the upper part of a tower. Your liquid dust, which fell in the tower, was passed against air, which caused rapid evaporation, so that the solid residue collected in fine form at the bottom of the tower. It was found, however, that in this way it was often not possible to obtain precipitates which were sufficiently dry and did not cake together with tower heights and evaporation times that were practically possible. This deficiency was then to be remedied by introducing finely divided solid bodies into the atomized liquid in the upper part of the tower. However, it was not possible in this way to convert solutions or melts of salts containing water of crystallization into water-free or water-poor salt. Because after this process z. If, for example, finely atomized anhydrous sodium sulphate is processed with a solution of this salt, the result is finely divided Glauber's salt. The situation was similar if, according to another method, hot soap or soda solutions or solutions of other alkaline detergents with superheated steam, high-temperature air or the like were atomized in such a way that the addition of these agents to the solution brought to a suitable pressure took place in the nebulizer itself. Here, soda was used, but not a low-water or anhydrous product. A salt with water of crystallization was also obtained when melts of alkali salts or the like were atomized and passed through elongated spaces in cocurrent with cooling air or gas, the cooling air being used as a conveying means. Soap powder has already been produced in a similar way; thin soap solutions were atomized and guided through elongated rooms by means of highly heated air. The soap was dried until it solidified, and the soap powder was again separated from the drying air in a cyclone or the like. Before the known direct current drying, the invention has the further advantage that the heating means can often be used at considerably higher temperatures.

Hohe Heizinritteltemperaturen würden bei der Gleichstromtrocknung bedingen, daß die Zerstäubungseinrichtung, in der sich das Heizmittel mit der Salzschmelze mischt, ebenfalls auf sehr hbheTemperatttr gebracht wird. Das wiederum hät zur Folge, daß die Verdampfung des Wassers aus den Ausgangsstoffen bereits innerhalb der ZerstäubungseInrichtung selbst beginnt, so daß die Entstehung von Salzansätzen an der Zerstäu.-bungsvorrichtung selbst unvermeidlich ist. Derartige Salzansätze führeii bekanntlich zu er4-blichen Schwierigkeiten und Betriebsstörudgen.High heating center temperatures would be achieved with direct current drying require that the atomizing device, in which the heating means with the molten salt mixes, is also brought to a very high temperature. This in turn has the consequence that the evaporation of the water from the starting materials already takes place within the atomization device itself begins, so that the formation of salt deposits on the atomizing device itself is inevitable. It is well known that such salt batches lead to common occurrences Difficulties and operational disruptions.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung jedoch kann man das Heizmittel mit den in den Beispielen angegebenen Temperaturen und erforderlichenfalls sogar noch mit wesentlich höheren Temperaturen in die Vorrichtung einführen, ohne daß an den Zerstäub bungseinrichtungen Störungen durch Salzansätze eintreten.According to the method according to the invention, however, one can use the heating means with the temperatures given in the examples and, if necessary, even introduce into the device at significantly higher temperatures without malfunctions due to salt deposits occur at the atomizing devices.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of low-water or water-free Sulphates or chlorides, characterized in that in generalization of the process according to patent 63? -654 melting of hydrous magnesium sulfates or chlorides or concentrated magnesium chloride solutions or water-containing melts or concentrated Solutions of other chlorides or sulphates which form crystals containing water of crystallization can, iio to i2o 'hot through nozzles atomized in countercurrent with so highly superheated Steam treated so that the above-mentioned degree of dewatering achieved a decomposition of the chlorides or sulphates with the formation of oxidic compounds but does not occur.