EP2227436A1 - Removal of silicon from brine - Google Patents

Removal of silicon from brine

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EP2227436A1
EP2227436A1 EP08868150A EP08868150A EP2227436A1 EP 2227436 A1 EP2227436 A1 EP 2227436A1 EP 08868150 A EP08868150 A EP 08868150A EP 08868150 A EP08868150 A EP 08868150A EP 2227436 A1 EP2227436 A1 EP 2227436A1
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EP
European Patent Office
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brine
vessel
dissolving
buffer
iron
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Withdrawn
Application number
EP08868150A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Pohl
Christoph Stegemann
Sami Pelkonen
Thomas Steinmetz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Uhde GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/14—Purification
    • C01D3/16—Purification by precipitation or adsorption
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B15/00—Operating or servicing cells
    • C25B15/08—Supplying or removing reactants or electrolytes; Regeneration of electrolytes

Abstract

Disclosed is a method for removing silicon compounds from aqueous NaCl brine. In said method, a pH of less than 3 is first adjusted in a weak brine containing hydrochloric acid, iron(III) chloride or other trivalent iron ions is/are added to said acidified weak brine, the obtained weak brine is continuously conducted into a stirred dissolution vessel which contains undissolved salt in addition to brine, fresh salt is discontinuously charged into the dissolution vessel, the obtained strong brine is conducted into a stirred buffer vessel in which the pH is maintained at a level ranging from 5 to 8, a strong brine flow is continuously withdrawn from the buffer vessel and is filtered, and the filtrate containing the added iron and silicon is discharged. Also disclosed is an apparatus for carrying out said method, comprising a dissolution vessel for salt, a stirrer in the dissolution vessel, a feeding device for charging salt into the dissolution vessel in batches, a point for feeding weak brine into the dissolution vessel, points for feeding hydrochloric acid and iron(III) chloride into the weak brine supply pipe, a buffer vessel for strong brine, a stirrer in the buffer vessel, a fluid connection between the dissolution vessel and the buffer vessel, a filter that has an outlet for strong brine and a withdrawing device for filter cake, and a discharge port and a device for conducting strong brine from the buffer vessel into the filter.

Description

Siliziumentfernung aus Salzsole Silicon removal from brine
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie die dazu passende Vorrichtung zum Entfernen von Siliziumverbindungen aus Salzsole, die zur Elektrolyse bestimmt ist. Silizium ist als Begleitelement im Steinsalz bzw. Natriumchlorid, wie es in Salzlagerstätten vorliegt oder aus Meersalz gewonnen werden kann, üblicherweise in Form von Kieselsäure mitenthalten. In Salzlösung liegt es als monomere oder amorphe Form oder als Polykieselsäure, auch in Agglomeraten vor und stört den Elektrolyseprozess.The invention relates to a method and the matching device for removing silicon compounds from brine, which is intended for electrolysis. Silicon is usually included in the form of silicic acid as a companion element in rock salt or sodium chloride, as is present in salt deposits or can be obtained from sea salt. In saline solution, it is present as a monomeric or amorphous form or as polysilicic acid, even in agglomerates and disturbs the electrolysis process.
[0002] Nach dem herkömmlichen Stand der Technik, wie er beispielsweise in der US 4,274,929 A beschrieben wird, entfernt man das Silizium, indem man Magnesium- chlorid zuführt und den pH-Wert erhöht. Mittels eines sehr zeitaufwändigen Mixer- Settler-Verfahrens kann man dann das ausgefällte Silizium abscheiden und aus der Salzsole entfernen.[0002] According to the conventional state of the art, as described, for example, in US Pat. No. 4,274,929 A, the silicon is removed by adding magnesium chloride and raising the pH. By means of a very time-consuming mixer-settler process, it is then possible to deposit the precipitated silicon and remove it from the brine.
[0003] In der US 4,946,565 A ist ebenfalls ein Prozess zur Entfernung von Siliziumverbindungen aus Salzsole enthalten. Hier werden Fe(II) oder Fe(III) eingesetzt, die mit den in der Sole enthaltenen Siliziumverunreinigungen einen Komplex bilden, der in einem Sedimentationstank präzipitiert wird. Auch hier wird bei alkalischem pH-Wert gearbeitet.In US 4,946,565 A, a process for removing silicon compounds from brine is also included. Here Fe (II) or Fe (III) are used, which form a complex with the silicon impurities contained in the brine, which is precipitated in a sedimentation tank. Again, working at alkaline pH.
[0004] Ähnlich verhält es sich bei der DE 2816772 A1. Beansprucht ist, dass ein chemisches Reagenz, das Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumchlorid, Bariumchlorid, Bariumcarbonat und/oder Eisen(ll)-chlorid sein kann, zur Ausfällung und Abtrennung von Verunreinigungen der Lösung zusetzt und gleichzeitig in die Lösung eine Aufschlämmung von Verunreinigungen einführt, die gemeinsam mit dem Reagens vorhanden sind, und hierdurch das Siliciumdioxid gemeinsam mit den Verunreinigungen ausfällt. Während der Zeit der Ausfällung des Siliciumdioxids mit den Verunreinigungen wird ein pH-Wert von 8 bis 11 eingestellt.The situation is similar with DE 2816772 A1. It is claimed that a chemical reagent, which may be sodium hydroxide, sodium carbonate, calcium hydroxide, calcium chloride, barium chloride, barium carbonate and / or ferrous chloride, is added to the solution for precipitation and separation of impurities and, at the same time, a slurry of impurities in the solution which are present together with the reagent, and thereby the silica precipitates together with the impurities. During the time of precipitation of the silica with the impurities, a pH of 8 to 11 is set.
[0005] Nachteilig an den oben zitierten Verfahren ist, dass diese sehr aufwendig sind und die Fällung des jeweiligen Silikats bei alkalischem pH-Wert erfolgen muss und nicht schon im sauren Milieu wie im nachfolgenden Elektrolyseprozess durchgeführt werden kann.A disadvantage of the above-cited method is that they are very expensive and the precipitation of the respective silicate must be carried out at an alkaline pH and can not already be carried out in an acidic medium as in the subsequent electrolysis process.
[0006] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein schnell arbeitendes Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine vereinfachte und verbesserte Vorgehensweise, basierend auf dem herkömmlichen Stand der Technik, darstellt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung bereitzustellen, die sich ohne großen Aufwand in bestehende Anlagen der Chlor-Alkali-Elektrolyse integrieren lässt.The object of the present invention is therefore to provide a fast-acting method which has a simplified and improved Procedure, based on the conventional art represents. Another object of the invention is to provide a device that can be integrated into existing systems of chlor-alkali electrolysis without great effort.
[0007] Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren zum Entfernen von Siliziumverbindungen aus wässriger NaCI-SoIe, wobeiThe invention solves the problem by a method for removing silicon compounds from aqueous NaCl sol, wherein
• zunächst in einer Dünnsole mit Salzsäure ein pH-Wert von unterhalb 3 eingestellt wird,First a pH of below 3 is set in a thin brine with hydrochloric acid,
• dieser angesäuerten Dünnsole Eisen-Ill-Chlorid oder andere 3-wertige Eisenionen zugefügt wird,Adding to this acidified thin brine iron-III chloride or other trivalent iron ions,
• die so vorbereitete Dünnsole kontinuierlich in einen gerührten Auflösebehälter geleitet wird, in dem sich außer Salzsole unaufgelöstes Salz befindet,• the prepared thin brine is continuously fed into a stirred dissolving tank, in which, apart from brine, there is undissolved salt,
• dem Auflösebehälter chargenweise und diskontinuierlich frisches Salz zugegeben wird, » die gebildete Dicksole in einen gerührten Pufferbehälter geleitet wird,• fresh salt is added batchwise and discontinuously to the dissolving vessel, »the resulting dicksole is passed into a stirred buffer vessel,
• dieser Pufferbehälter auf einem pH-Wert zwischen 5 und 8 gehalten wird,This buffer container is maintained at a pH between 5 and 8,
• aus dem Pufferbehälter kontinuierlich ein Dicksolestrom abgezogen und filtriert wird, und• continuously draws a Dicksolestrom from the buffer tank and filtered, and
• der Filterkuchen, welcher das zugeführte Eisen und Silizium enthält, ausgeschleust wird.• The filter cake, which contains the supplied iron and silicon, is discharged.
[0008] In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird die mit Eisen-Ill-Chlorid versetzte Dünnsole mit einem pH-Wert zwischen 1 und 2 in den Auflösebehälter geleitet. Weiterhin kann auch der Auflösebehälter noch eine weitere Zugabestelle für Eisen-Ill- Chlorid oder andere 3-wertige Eisenionen aufweisen. Beispielsweise kann man zuerst 0,3 ppm Eisenionen in die Dünnsole und danach 1 weiteres ppm Eisenionen in den Auflösebehälter hineindosieren.In one embodiment of the method, the mixed with ferrous chloride dilute brine is passed with a pH between 1 and 2 in the dissolving vessel. Furthermore, the dissolving container may also have a further addition point for iron-III chloride or other trivalent iron ions. For example, it is possible first to meter in 0.3 ppm iron ions into the dilute brine and then 1 additional ppm iron ions into the dissolution vessel.
[0009] In weiteren Ausgestaltungen des Verfahrens kann vorgesehen werden, dass Auflösebehälter oder Pufferbehälter oder beide mit Air-Jets zum Rühren ausgestattet werden.In further embodiments of the method can be provided that Auflösebehälter or buffer tank or both are equipped with air jets for stirring.
[0010] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen werden, dass der ausgeschleuste Filterkuchen, welcher das zugeführte Eisen und Silizium enthält, in einer Filterpresse von Sole befreit wird, wobei die Sole in den Prozess zurückgeführt wird. [0011] Die Erfindung löst die weitere Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, enthaltendIn a further embodiment of the method can be provided that the discharged filter cake, which contains the supplied iron and silicon, is freed of brine in a filter press, wherein the brine is recycled to the process. The invention solves the further object by a device for carrying out the method described, containing
• einen Auflösebehälter für Salz,A salt dissolving tank,
• eine Rühreinrichtung im Auflösebehälter, • eine Zugabeeinrichtung für die chargenweise Zugabe von Salz in den Auflösebehälter,A stirring device in the dissolving vessel, an addition device for the batchwise addition of salt into the dissolving vessel,
• eine Zugabestelle für Dünnsole in den Auflösebehälter,An addition point for thin brine in the dissolving tank,
• Zugabestellen für Salzsäure und für Eisen-Ill-Chlorid in die Dünnsolezuleitung,• adding hydrochloric acid and ferrous chloride to the thin-brine supply line,
• einen Pufferbehälter für Dicksole, • eine Rühreinrichtung im Pufferbehälter,A buffer container for Dicksole, an agitator in the buffer container,
• eine strömungsmäßige Verbindung zwischen Auflösebehälter und Pufferbehälter,A fluid connection between dissolving vessel and buffer vessel,
• ein Filter mit einem Auslass für Dicksole und einer Abzugsvorichtung für Filterkuchen,• a filter with an outlet for Dicksole and a filter cake hood,
• einen Abzug und eine Fördervorrichtung für Dicksole aus dem Pufferbehälter in den Filter.• a fume hood and a conveyor for dicksols from the buffer tank into the filter.
[0012] In Ausgestaltungen des Verfahrens wird vorgesehen, dass Auflösebehälter und Pufferbehälter eine bauliche Einheit bilden, die durch einen Überlauf voneinander getrennt sind. Die bauliche Einheit von Auflösebehälter und Pufferbehälter ist bevor- zugt als Wanne ausgebildet. Die Zuführung der Dünnsole in den Auflösebehälter erfolgt zweckmäßig durch am Boden des Auflösebehälters angeordnete Leitungen, die nach oben gerichtete Öffnungen in Form von Bohrungen oder Düsen aufweisen. Hierdurch wird das Auflösevermögen der Vorrichtung beschleunigt. Weiterhin sollte im Auflösebehälter ein Air-Jet oder Sole-Jet derart angeordnet und ausgerichtet sein, dass eine Zirkulationsströmung um eine vertikale Achse erzeugt werden kann.In embodiments of the method it is provided that dissolving vessel and buffer container form a structural unit, which are separated by an overflow. The structural unit of dissolving tank and buffer tank is preferably designed as a trough. The feeding of the thin brine into the dissolving tank is expediently carried out by means of lines arranged at the bottom of the dissolving tank, which have upwardly directed openings in the form of holes or nozzles. As a result, the resolution of the device is accelerated. Furthermore, an air jet or brine jet should be arranged and aligned in the dissolution vessel in such a way that a circulation flow can be generated about a vertical axis.
[0013] Die Wirkungsweise der Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert. Fig.1 zeigt eine Prinzipskizze des Verfahrens mit Auflöse- und Pufferbehälter, den Zugabeeinrichtungen, sowie der anschließenden Filterung der Dicksole.The operation of the invention will be explained below with reference to examples. 1 shows a schematic diagram of the process with dissolving and buffer container, the addition devices, and the subsequent filtering of the Dicksole.
[0014] Dünnsole 1 mit einer Salzkonzentration von 220 kg/m3 wird mit Salzsäure 2 auf einen pH-Wert von 2 eingestellt. Anschließend werden, je nach der Siliziumkonzentration im Frischsalz, wenige ppm Eisen-Ill-Chlorid 3 in die angesäuerte Dünnsole hinzudosiert. Hierbei ist wichtig, dass der pH-Wert ausreichend niedrig ist, da Eisen-Ill- Chlorid nur unterhalb eines pH-Wertes von 4 stabil ist. Sofern die angelieferte Dünnsole bereits einen pH-Wert unterhalb von 4 aufweist, könnte die weitere Ansäuerung auch nach der Eisen-Ill-Chlorid-Zugabe erfolgen. [0015] Die angesäuerte und mit Eisen-Ill-Chlorid versehene Dünnsole wird in den Auflösebehälter 4 geleitet, in dem sich üblicherweise stets ein Bodensatz aus nicht aufgelöstem Salz befindet. In Abständen von ca. 20 Minuten wird eine Ladung Frisch- salz durch die Zugabevorrichtung 5, das kann ein Schaufellader sein, in den Auflösebehälter 4 geschüttet. Wichtig hierbei ist, dass diese Zugabe innerhalb kurzer Zeit stattfindet, also beispielsweise ein Schaufel voll auf einmal.Thin brine 1 with a salt concentration of 220 kg / m 3 is adjusted to a pH of 2 with hydrochloric acid 2. Subsequently, depending on the silicon concentration in the fresh salt, a few ppm of iron-III chloride 3 are metered into the acidified dilute sols. It is important that the pH is sufficiently low, since iron-III chloride is only stable below a pH of 4. If the delivered thin brine already has a pH below 4, the further acidification could also take place after the iron-III chloride addition. The acidified and provided with ferrous chloride dilute brine is passed into the dissolving vessel 4, in which there is usually always a sediment of unresolved salt. At intervals of about 20 minutes, a load of fresh salt is poured into the dissolving tank 4 by the adding device 5, which may be a shovel loader. It is important that this addition takes place within a short time, so for example, a full bucket at a time.
[0016] In diesem Frischsalz befinden sich neben Natriumchlorid als Hauptbestand- teil auch typische Beimengungen, etwa das erwähnte Silizium, aber auch Magnesium- verbindungen und Natriumkarbonat sowie Natriumhydroxid, die stark basisch wirken. Innerhalb von wenigen Minuten Zeit nach der Zugabe des Frischsalzes ändert sich daher der pH-Wert der Dünnsole im Auflösebehälter 4 während des Lösevorgangs schnell von 2 auf 11 , woraufhin er in den folgenden Minuten wieder auf den Ursprungs- pH-Wert von 2 zurücksinkt.In addition to sodium chloride as the main constituent, this fresh salt also contains typical admixtures, for example the silicon mentioned, but also magnesium compounds and sodium carbonate, and also sodium hydroxide, which have a strongly basic action. Within a few minutes of the addition of the fresh salt, therefore, the pH of the thin brine in the dissolving vessel 4 changes rapidly from 2 to 11 during the dissolution process, after which it returns to the original pH of 2 in the following minutes.
[0017] Sobald der pH-Wert 4 erreicht ist, beginnt das Eisen-Ill-Chlorid zu zerfallen und reagiert zu Eisenhydroxid, welches aus der Lösung ausfällt. Rein optisch macht sich dieser Wandel von gelöstem und grünlich-transparentem Eisen-Ill-Chlorid zu Ei- senhydroxid dadurch bemerkbar, dass sich die Sole leicht braun färbt. Das ausfallende Eisenhydroxid bindet die Kieselsäure und die übrigen Siliziumverbindungen an sich. Hierbei wird vermutet, dass es sich um einen Vorgang der Adsorption handeln könnte, wobei die Erfindung aber nicht an die Richtigkeit dieser Vermutung gebunden ist.Once the pH 4 is reached, the iron-III chloride begins to disintegrate and reacts to form iron hydroxide, which precipitates out of the solution. From a purely optical point of view, this change from dissolved and greenish-transparent iron-III chloride to iron hydroxide is noticeable because the brine turns slightly brown. The precipitated iron hydroxide binds the silica and the other silicon compounds per se. It is assumed that this could be a process of adsorption, but the invention is not bound to the correctness of this assumption.
[0018] Wegen der Fällungsreaktion des Eisenhydroxides ist es wichtig, dass die Zugabe des Salzes schnell erfolgt, da die mit Eisen-Ill-Chlorid versetzte Dünnsole nur kurze Zeit hat, sich im Auflösebehälter 4 gleichmäßig zu verteilen und nur wenn eine gleichmäßige Verteilung erreicht worden ist, kann über das ganze Volumen des Auflösebehälters 4 das vorhandene Silizium aufgenommen werden. Aus diesem Grund kann es auch sinnvoll sein, die schnelle Verteilung der einströmenden Dünnsole mit einem wirksamen Rührsystem zu unterstützen.Because of the precipitation reaction of the iron hydroxide, it is important that the addition of the salt takes place rapidly, since the thin brine staggered with ferrous chloride has only a short time to distribute evenly in the dissolving vessel 4 and only if a uniform distribution has been achieved is, can be taken over the entire volume of the dissolving vessel 4, the existing silicon. For this reason, it may also be useful to support the rapid distribution of the inflowing Dünnsole with an effective stirring system.
[0019] Aus dem Auflösebehälter 4 läuft die Dicksole mit einem Salzgehalt von ca. 300 kg/m3 über den Überlauf 6 in den Pufferbehälter 7, der so dimensioniert ist, dass ein pH-Wert, bei dem Eisenhydroxid wieder in Eisen-Ill-Chlorid zurückreagieren könnte, sicher vermieden wird. Praktisch hat sich ein pH-Bereich von 5 bis 8 bewährt, oberhalb eines pH-Wertes von 9 wurde beobachtet, dass das mitabgeschiedene SiIi- zium wieder in Lösung ging. Auch der Pufferbehälter 7 sollte gerührt werden, da während einiger Zeitabschnitte des Auflösevorgangs aus dem Auflösebehälter 4 Dicksole mit einem pH-Wert unterhalb von 4 in den Pufferbehälter 7 überläuft. Während dieser Zeitabschnitte findet die Fällungsreaktion des Eisens und die gleichzeitige Einbindung des Siliziums im Pufferbehälter 7 statt und die räumliche Gleichverteilung muss auch im Pufferbehälter 7 sichergestellt sein.From the dissolving vessel 4, the dicksole runs with a salt content of about 300 kg / m 3 via the overflow 6 in the buffer tank 7, which is dimensioned so that a pH at which iron hydroxide again in iron illumi- Chloride could react back safely avoided. In practice, a pH range of 5 to 8 has been proven, above a pH value of 9 it has been observed that the co-precipitated SiIi once again went into solution. Also, the buffer tank 7 should be stirred, since during some periods of the dissolution process from the dissolving tank 4 Dicksole with a pH below 4 in the buffer tank 7 overflows. During these periods, the precipitation reaction of the iron and the simultaneous integration of the silicon in the buffer tank 7 takes place and the spatial equal distribution must also be ensured in the buffer tank 7.
[0020] Aus dem Pufferbehälter 7 wird mittels der Solepumpe 8 die Dicksole 9 abgezogen und im Filter 10 gefiltert. Der Filterrückstand 11 besteht überwiegend aus Eisenhydroxid und Kieselsäure. Dieser Filterrückstand 11 kann in einer Filterpresse (nicht gezeigt) ausgepresst werden und die dort zurückgewonnene Dicksole kann in den Pufferbehälter zurückgeführt werden. Die gereinigte Dicksole 12 ist weitgehend frei von Eisen- und Siliziumverbindungen und kann, ggf. nach weiteren Aufbereitungsschritten, für die NaCI-Elektrolyse verwendet werden.From the buffer tank 7, the Dicksole 9 is withdrawn by means of the brine pump 8 and filtered in the filter 10. The filter residue 11 consists predominantly of iron hydroxide and silica. This filter residue 11 can be squeezed out in a filter press (not shown) and the dicksole recovered there can be returned to the buffer tank. The purified Dicksole 12 is largely free of iron and silicon compounds and can, if appropriate, after further treatment steps, for the NaCl electrolysis are used.
[0021] Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im Folgenden anhand von Fig.2 erläutert, welche einen Auflöse- und Pufferbehälter mit Einrichtungen zeigt. Auflösebehälter 4 und Pufferbehälter 7 sind in einer Wanne zusammengefasst, die die beiden Behälter durch den Überlauf 6 voneinander trennt. Die Wanne ist nach oben hin offen.The structure of the device according to the invention is explained below with reference to Figure 2, which shows a dissolving and buffer tank with facilities. Dissolving container 4 and buffer container 7 are combined in a tub which separates the two containers by the overflow 6 from each other. The tub is open at the top.
[0022] Für die Dünnsole 1 ist eine Zuleitung, an die auch die Zugaben für Salzsäure 2 und Eisen-Ill-Chlorid angeschlossen ist, vorgesehen, die in einen auf dem Boden des Auflösebehälters oder knapp darüber aufliegenden Dünnsoleverteiler 15 führt. Der Dünnsoleverteiler 15 besteht aus am Ende verschlossenen Rohren, in die Bohrungen 16 eingelassen sind. Die Bohrungen 16 zeigen vertikal nach oben, können aber auch so ausgerichtet werden, dass sie eine Zirkulationsströmung im Auflösebehälter 4 unterstützen. Der Auflösebehälter 4 besitzt als Rühreinrichtung einen Air-Jet oder Sole- Jet 13, der an ein Gebläse oder eine andere Druckerhöhungsvorrichtung angeschlossen ist und über eine Düse verfügt, aus der Luft unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche mit hoher Geschwindigkeit austreten kann. Auch der Pufferbehälter 7 verfügt über einen solchen Air- Jet oder Sole-Jet 14. Er besitzt außerdem einen Dicksoleabzug 17, der an die Solepumpe 8 angeschlossen ist, die die Dicksole 9 zum Filter 10 führt, welcher einen Abzug für gereinigte Dicksole 12 und einen Abzug für Filterrückstand 11 aufweist. [0023] BezugszeichenlisteFor the thin brine 1 is a supply line to which the additions for hydrochloric acid 2 and iron-III chloride is connected, is provided, which leads into a resting on the bottom of the dissolving container or just above Dünnsoleverteiler 15. The Dünnsoleverteiler 15 consists of closed at the end of the tubes, are embedded in the holes 16. The bores 16 point vertically upwards, but can also be aligned so that they support a circulation flow in the dissolving vessel 4. The dissolving tank 4 has as stirring means an air-jet or brine jet 13 which is connected to a blower or other pressure-increasing device and has a nozzle from which air can escape under the liquid surface at high speed. He also has a Dicksoleabzug 17, which is connected to the brine pump 8, which leads the Dicksole 9 to the filter 10, which deduction for cleaned Dicksole 12 and a Has deduction for filter residue 11. [0023] List of Reference Numerals
1 Dünnsole1 thin brine
2 Salzsäure2 hydrochloric acid
3 Eisen-Ill-Chlorid3 iron-III chloride
4 Auflösebehälter4 dissolving container
5 Zugabevorrichtung5 adding device
6 Überlauf6 overflow
7 Pufferbehälter7 buffer tank
8 Solepumpe8 brine pump
9 Dicksole9 Dicksole
10 Filter10 filters
11 Filterrückstand11 filter residue
12 gereinigte Dicksole12 cleaned dicksols
13 Auflösebehälter-Jet13 dissolving tank jet
14 Pufferbehälter-Jet14 buffer tank jet
15 Dünnsole-Verteiler15 thin brine distributors
16 Bohrungen16 holes
17 Dicksoleabzug 17 Dicksolabzug

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Entfernen von Siliziumverbindungen aus wässriger NaCI-SoIe, wobei1. A method for removing silicon compounds from aqueous NaCl sol, wherein
• zunächst in einer Dünnsole mit Salzsäure ein pH-Wert von unterhalb 3 eingestellt wird,First a pH of below 3 is set in a thin brine with hydrochloric acid,
• dieser angesäuerten Dünnsole Eisen-Ill-Chlorid oder andere 3-wertige Eisenionen zugefügt werden,• these acidified dilute sols iron-ill-chloride or other trivalent iron ions are added,
• die so vorbereitete Dünnsole kontinuierlich in einen gerührten Auflösebehälter geleitet wird, in dem sich außer Salzsole unaufgelöstes Salz befindet,• the prepared thin brine is continuously fed into a stirred dissolving tank, in which, apart from brine, there is undissolved salt,
• dem Auflösebehälter chargenweise und diskontinuierlich frisches Salz zugegeben wird,Adding fresh salt batchwise and discontinuously to the dissolving vessel,
• die gebildete Dicksole in einen gerührten Pufferbehälter geleitet wird,Passing the formed dicksole into a stirred buffer tank,
• dieser Pufferbehälter auf einem pH-Wert zwischen 5 und 8 gehalten wird,This buffer container is maintained at a pH between 5 and 8,
• aus dem Pufferbehälter kontinuierlich ein Dicksolestrom abgezogen und filtriert wird, und• continuously draws a Dicksolestrom from the buffer tank and filtered, and
• der Filterkuchen, welcher das zugeführte Eisen und Silizium enthält, ausgeschleust wird.• The filter cake, which contains the supplied iron and silicon, is discharged.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit Eisen-Ill-Chlorid oder anderen 3-wertige Eisenionen versetzte Dünnsole mit einem pH-Wert zwischen 1 und 2 in den Lösebehälter geleitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the mixed with iron-III chloride or other 3-valent iron ions thin brine is passed with a pH between 1 and 2 in the dissolving tank.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Eisen- Ill-Chlorid oder anderen 3-wertige Eisenionen auch in den Auflösebehälter gegeben werden.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that iron-III-chloride or other 3-valent iron ions are also added to the dissolving vessel.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflösebehälter mittels Jet gerührt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the dissolving container is stirred by means of jet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferbehälter mittels Jet gerührt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the buffer container is stirred by means of jet.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ausgeschleuste Filterkuchen, welcher das zugeführte Eisen und Silizium enthält, in einer Filterpresse von Sole befreit wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the discharged filter cake, which contains the supplied iron and silicon, is freed of brine in a filter press.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 , enthaltend • einen Auflösebehälter für Salz,7. Apparatus for carrying out a method according to claim 1, comprising A salt dissolving tank,
• eine Rühreinrichtung im Auflösebehälter,A stirring device in the dissolving container,
• eine Zugabeeinrichtung für die chargenweise Zugabe von Salz in den Auflösebehälter,An adding device for the batchwise addition of salt into the dissolving vessel,
• eine Zugabestelle für Dünnsole in den Auflösebehälter,An addition point for thin brine in the dissolving tank,
• Zugabestellen für Salzsäure und für Eisen-Ill-Chlorid oder andere 3-wertige Eisenionen in die Dünnsolezuleitung,• supply of hydrochloric acid and ferric chloride or other trivalent iron ions into the thin-brine supply line,
• einen Pufferbehälter für Dicksole,• a buffer tank for Dicksole,
• eine Rühreinrichtung im Pufferbehälter,A stirring device in the buffer container,
• eine strömungsmäßige Verbindung zwischen Auflösebehälter und Pufferbehälter,A fluid connection between dissolving vessel and buffer vessel,
• ein Filter mit einem Auslass für Dicksole und einer Abzugsvorichtung für Filterkuchen,• a filter with an outlet for Dicksole and a filter cake hood,
• einen Abzug und eine Fördervorrichtung für Dicksole aus dem Pufferbehälter in den Filter.• a fume hood and a conveyor for dicksols from the buffer tank into the filter.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Auflösebehälter und Pufferbehälter eine bauliche Einheit bilden, die durch einen Überlauf voneinander getrennt sind.8. The device according to claim 7, characterized in that dissolving vessel and buffer container form a structural unit, which are separated by an overflow.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bauliche Einheit von Auflösebehälter und Pufferbehälter als Wanne ausgebildet ist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the structural unit of dissolving vessel and buffer tank is formed as a trough.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Dünnsole in den Auflösebehälter durch am Boden des Auflösebehälters angeordnete Leitungen erfolgt, die nach oben gerichtete Öffnungen in Form von Bohrungen oder Düsen aufweisen.10. Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the supply of the thin brine in the dissolving vessel is effected by arranged at the bottom of the dissolving container lines having upwardly directed openings in the form of holes or nozzles.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Auflösebehälter ein Jet derart angeordnet und ausgerichtet ist, dass eine Zirkulationsströmung um eine vertikale Achse erzeugt werden kann. 11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that in the dissolving container, a jet is arranged and aligned such that a circulation flow can be generated about a vertical axis.
EP08868150A 2007-12-28 2008-12-23 Removal of silicon from brine Withdrawn EP2227436A1 (en)

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