DE850452C

DE850452C - Verfahren zur Herstellung von Chlorkalium aus Kalirohsalzen

Info

Publication number: DE850452C
Application number: DEV194D
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Karsten
Original assignee: Salzdetfurth AG
Current assignee: K+S AG
Priority date: 1944-01-14
Filing date: 1944-01-14
Publication date: 1952-09-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Chlorkalium aus Kalirohsalzen Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Chlorkalium aus Kalirohsalzen. Bekanntlich werden Kalirohsalze mit einer kreisenden Betriebslauge (Mutterlauge) bzw. Löselauge heiß ausgelaugt, wobei eine durch schwebende Beimengungen stark getrübte Lösung erhalten wird. Diese schwebenden Beimengungen bestehen aus Chlornatrium, Kieserit, Ton, Eisenhvdrotyd, Tonerdehvdrat, feinverteilter Kieselsäure, Magnesiumosyd, Calciumsulfat, schwerlöslichen Kalisalzen und weiteren Verunreinigungen und werden im folgenden insgesamt als Schlamm bezeichnet. Dieser Schlamm erschwert die Verarbeitung der Kalirohsalze, ja macht sie zuweilen geradezu unmöglich.
Werden diese schlammhaltigen Lösungen ohne weiteres der Kristallisation zugeführt, so setzt sich der Schlamm im Eindicker oder in den Kristallisationskästen zusammen mit den ausgeschiedenen Chlorkaliumkristallen ab. Hierdurch wird nicht allein das Fabrikat verunreinigt, sondern auch die Entwässerung erschwert und die Trocknung verteuert. Das so erhaltene Eizeugnis hat außerdem den Nachteil, daß es stark stäubt und Arbeiter und Verbraucher belästigt.
Im allgemeinen strebt man daher danach, die Rohsalzlösung und den darin enthaltenen Schlamm möglichst vollständig abzuscheiden. Der im Klärapparat abgeschiedene Schlamm läßt sich jedoch nur schwierig aufarbeiten; insbesondere ist die Gewinnung des im Schlamm enthaltenen Kalis nur beschränkt möglich, weil die Abtrennung der Lauge von dem Schlamm mit einfachen Mitteln befriedigend nicht durchführbar ist.
Eine restlose Abscheidung des Schlammes durch Klären der Rohlösung erfordert übrigens erhebliche Zeit, doch tritt bei langer Klärzeit der weitere Nachteil auf, daß Kalisalze mit ausfallen und in den Klärapparat gelangen, denn die Rohlösungen sind in bezug auf Kali gesättigt oder oft sogar übersättigt, wenn Kalidoppelsalze vorliegen. Man hat zwar schon versucht, die Abscheidung der Schlamme beim Klären der Rohlösung durch Anwendung von Klärmitteln zu verbessern. Hierbei fällt der abgeschiedene Schlamm aber außerordentlich voluminös an, so daß seine Verarbeitung so erschwert wird, daß das Verfahren in der Regel wieder aufgegeben werden muß.
Man hat auch immer wieder versucht, die Rohlösung durch Filterpressen oder andere Mittel zu filtrieren. Wegen der Eigenschaften der Schlamme und der großen Menge der Rohlösung sind diese Versuche aber heute allgemein als unwirtschaftlich aufgegeben worden. Man hat sich bereits damit abgefunden, beim Abstoßen der Schlamme einen Teil des Kalis verlorenzugeben.
Die vorliegende Erfindung gründet sich auf die Erkenntnis, daß die einzelnen Bestandteile des Schlammes starke Unterschiede in bezug auf Absetzgeschwindigkeit aufweisen. Chlornatrium und Kieserit setzen sich rasch ab, die restlichen Anteile des Schlammes, welche mehr kolloidalen Charakter haben, hingegen nur schwierig. Demzufolge besteht die Erfindung darin, daß von dem Schlamm, welcher in der beim Auslaugen des Kalirohsalzes erhaltenen Rohlösung suspendiert ist, durch Absetzen im wesentlichen nur Steinsalz und Kieserit abgetrennt werden, während die restlichen Anteile des Schlammes im wesentlichen erst dann abgesetzt werden, wenn das Chlorkalium auskristallisiert und von der Mutterlauge abgetrennt ist.
Die Absetzzeit für das Kochsalz und den Kieserit schwankt von Fall zu Fall, ist jedoch stets erheblich kürzer als die bisher zum Klären der Rohlösung aufgewendeten Zeiten. Man erzielt die angestrebte Wirkung beispielsweise dadurch, daß man die Absetzräume des Klärapparates erheblich verkleinert, so daß sich nur Chlornatrium und Kieserit absetzen. Im Einzelfall läßt sich durch einige mit Analysen verbundene Vorversuche rasch die erforderliche Absetzzeit bzw. lassen sich die Abmessungen des Abs-#tzraums ermitteln.
In analoger Weise verfährt man, wenn das Chlorkalium auskristallisiert wird: Da die Absetzgeschwindigkeit des Chlorkaliums ebenfalls erheblich größer ist als die der restlichen Schlammanteile, so wird nach verhältnismäßig kurzem Absetzen die Mutterlauge abgetrennt bzw. der Eindicker entsprechend dimensioniert, um die gewünschte Absetzzeit zu gewährleisten. Auch hier genügen einige mit Analysen verbundene Vorversuche, um im Einzelfall die Arbeitsbedingungen festzulegen.
Der in der Schwebe verbliebene Restschlamm wird dann durch Klären der wieder erhitzten Mutterlauge entfernt, worauf die geklärte Lauge wieder zum Auslösen des Rohsalzes verwendet wird.
Etwa in der schlammhaltigen Mutterlauge verbliebene Kalisalzkristalle lassen sich durch Absetzen gewinnen, wobei sich jedoch auch ein Teil des Schlammes mit absetzt. Das auf diese Weise erhaltene, durch Schlamm verunreinigte Kalisalz läßt sich durch Aufschlämmen mit kalter Betriebslauge von dem Schlamm befreien. Die dabei anfallende schlammhaltige Betriebslauge kann man wie die aus dem Eindicker abfließende schlammhaltige Mutterlauge und vorzugsweise zusammen mit dieser nach dem Erwärmen in beliebiger Weise, z. B. durch Klären oder Filtern, vom Schlamm befreien.
Beim selektiven Absetzen des Chlornatriums und Kieserits, gegebenenfalls auch beim Absetzen des auskristallisierten Chlorkaliums kann man maschinelle Hilfsmittel, z. B. Dekantierapparate oder ähnliche Einrichtungen verwenden, um die restlichen Schlammanteile besser in der Schwebe zu halten.
Das erfindungsgemäß in der ersten Stufe des Verfahrens erhaltene Gemisch von Chlornatrium und Kieserit ist leicht zu verarbeiten und kann z. B. auf Zellenfiltern leicht entwässert werden. Im Eindicker wird ein schlammfreies Chlorkalium erhalten, das sich leicht trocknen und entwässern läßt und nach der Trocknung nicht stäubt.
Das Abtrennen des restlichen Schlammes aus der wieder erhitzten Mutterlauge bzw. erhitzten Löselauge ist im Gegensatz zu der Abtrennung aus der Rohlösung oder aus der kalten Mutterlauge technisch leicht durchführbar; dabei können alle technischen Hilfsmittel ohne Schwierigkeit verwendet werden, weil es sich bei der wieder erhitzten Mutterlauge bzw. Löselauge um eine ungesättigte Lösung handelt. Da Kalisalze aus diesem Grunde nicht ausfallen können ist es möglich, unbegrenzt große Klärräume anzuwenden und die Abscheidung der Schlamme vollständig zu machen.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Verarbeitung von Kalirohsalzen sehr erleichtert, die Ausbeute gehoben und ein nicht stäubendes, schlammfreies Fabrikat erhalten. Es können nach dem Verfahren auch solche Kalirohsalze auf Fabrikate verarbeitet werden, auf deren Verarbeitung man bisher wegen der auftretenden Schlammschwierigkeiten verzichten mußte. Beispiel Durch einen Klärbehälter von 3,75 m Breite und 7,5 m Länge mit einem Inhalt von 8o cbm wurden stündlich etwa 200 cbm Rohlösung von 92° in Längsrichtung hindurchlaufen gelassen.
Es wurden stündlich etwa 5ooo kg feinkörniges Salz abgeschieden, das sich ohne Schwierigkeit auf einem Zellenfilter entwässern ließ. Beschaffenheit: feine weiße Kristalle, die sich schnell absetzen.
Mittlere Zusammensetzung ohne Lauge:

NaCI = 75,00/0

KCl = 3,00/0

K,S04 =- 1,8°,/0

CaS04 = 1,4o/0

M9S 04 = 14,00 ;'0

Mg C12 = 1,10/0

Fee 03

S102

Mg 0 = o6 0/0

A12 03

u.s.w. .

H20 - 2,8 010

Durch einen Behälter von 3,75 m Breite und 15 m Länge mit einem Inhalt von 16o cbm und zwei nachgeschalteten Behältern von 6 m Breite und 15 m Länge mit einem Inhalt von ioo cbm, von welchen jeweils einer im Betrieb und der andere in Ruhe ist, wurden stündlich etwa 200 cbm der aus dem Klärbehälter abfließenden und abgekühlten kristallisierten Lösung, :Mutterlauge und Kalisalzkristalle, in Längsrichtung hindurchlaufen gelassen.
Im ersten Behälter wurden stündlich etwa 30 ooo kg körnige, weiße Kalisalzkristalle abgeschieden, die sich in der Zentrifuge ohne Schwierigkeit entwässern ließen.
Mittlere Zusammensetzung der Kalisalzkristalle:

NaC1 = i6,70/0

K Cl = 76,3%

K2 S 04 = o190/0

Ca S 04 = 0,20/,

MgS0, = 2,i0/0

MgCl2 = i,50/0

Fee 03

Si 02

Mg0 = 0,i 0/0

Ale 03

usw.

H20 = i,80/0

In dem nachgeschalteten zweiten Behälter wurden stündlich etwa 2000 kg schlammiges Kalisalz von schmutziggrauer Farbe abgeschieden, das sich in der Zentrifuge nicht entwässern ließ, weil es das Filtertuch nach kurzer Zeit verstopfte.
Mittlere Zusammensetzung des schlammigen Kali-Salzes:

NaCI = 9,7%

K Cl = 33,20 /0

K,S0, = 27,20/0

CaS04 = i,10/0

Mg S 04 = 21,90/,

MgCl, = 0,2 0l0

Fee 03

Si O# l

Mg Ö ` = i 00/0

A12 03

usw.

H,0 = 5,20/0

Sobald sich in dem in Betrieb befindlichen zweiten Behälter genügend schlammiges Kalisalz angesammelt hatte, wurde der Behälter abgeschaltet und der zweite Behälter eingeschaltet. In den abgeschalteten Behälter wurde dann kalte Mutterlauge derart eingeleitet, daß eine Durchwirbelung eintrat, worauf die Aufwirbelung in den vorerwähnten 15 m langen Behälter regelmäßig zurückgeleitet wurde.

22o Raumteile der den Restschlamm enthaltenden Mutterlauge wurden erwärmt und bei 92° in einem Eisenbehälter geeigneter Abmessungen geklärt. Hierbei wurden o,19 Gewichtsteile eines zähen, tonartigen Schlammes von graugrüner Farbe erhalten, der o,oi Gewichtsteile Reinkali (K20) enthielt. Seine Zusammensetzung wurde durch Analyse folgendermaßen ermittelt

NaCI = 13,290/0

K Cl = 9,35%

K2 S 04 = 6,97%

Ca S 04 = 11,220/0

M9S 04 = 7,960/0

Mg Cl, = 8,880/,

Fe203 = 4,920/0

Si 02 = 6,690/0

Mg0 = io,23%

Al, 0, = o,i$

Glüh-

verlust = 20,56%

Wurde hingegen die gleiche Mutterlauge bei 28° geklärt, so wurden je 22o Raumteile 3,3 Gewichtsteile Schlamm mit o,9 Gewichtsteilen. Reinkali (K20) erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Chlorkalium aus Kalirohsalzen durch Auslaugen der Rohsalze und Auskristallisieren des Chlorkaliums aus der erhaltenen Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Schlamm, welcher in der beim Auslaugen erhaltenen heißen Lösung suspendiert ist, im wesentlichen nur Steinsalz und Kieserit durch Absetzen entfernt werden, während die restlichen Anteile des Schlammes im wesentlichen erst dann abgetrennt werden, wenn das Chlorkalium auskristallisieit und die abgetrennte Mutterlauge wieder erhitzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absetzen des Chlornatriums und Kieserits, gegebenenfalls auch beim Auskristallisieren des Chlorkaliums, maschinelle Hilfsmittel, z. B. Dekantierapparate oder ähnliche Vorrichtungen, verwendet werden, welche das Schweben der restlichen Schlammanteile begünstigen.