JPS6047201B2 - アルカリ金属硫化物及び炭酸塩混合物の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルカリ金属硫化物及び炭酸塩混合物を処理し
て硫黄有価物を回収することに関するものである。

本発明は、詳細にはアルカリ金属硫化４０物を相当する
アルカリ金属炭酸塩に転化させ、且つ硫黄を販売に適し
た製品として回収することのできる方法に関するもので
ある。特に好ましい態様では、本発明はアルカリ金属硫
化物及び炭酸塩の混合物から成る、石炭のような炭素質
物質を溶融アルカリ金属炭酸塩浴中で反応させる方法で
得られる融成物の処理に関するものである。硫黄含有物
を回収し、且つ実質的に純粋なアルカリ金属炭酸塩を製
造するために有利に処理される、例えばアルカリ金属硫
化物及び炭酸塩の混合物のような混合アルカリ金属塩の
数種類の供給源がある。

このような供給源の１つは木材をアルカリ金属硫化物又
は亜硫酸塩で蒸解してセルロースノを製造するバルブ及
び製紙工業である。このような方法では流出液流蒸解液
を取り去り、濃縮し、且つ焼成して、一般に実質的に炭
酸ナトリウム及び硫化ナトリウムから成る溶融塩混合物
を製造する。このような溶融塩の処理については種々の
方法が提案された。もつと最近には、石炭、石炭タール
、油ケツ岩、石油コークス及び石油残さ油のような炭素
質物質を溶融アルカリ金属炭酸塩浴中で分解させて、得
られる価値のあるガス生成物を採取することが提案され
た。仕込み物質は一般に硫黄化合物を含有し、これは反
応し、且つ溶融浴中に保持される。その上、特に石炭の
場合には、このような物質はやはり溶融浴中に保持され
る顕著な量の無機質灰分成分をも含有している。それ故
周期的に（又は連続的に）溶融アルカリ金属炭酸塩浴の
一部を取り出し、且つこれを処理して保有される灰分成
分及び硫黄を取り出し、且つアルカリ金属炭酸塩を更に
使用するために浴にもどしておくことが必要である。ハ
ルトマン（ＨｕＩｔｍａｎ）その他の米国特許第？０９
４０ｍ号明細書ではガスからＨ２Ｓを採取する方夫を開
示している。

概論すれば、この方法はＨ２Ｓ？有ガス気流を硫化水素
を吸収するアルカリ金属対酸塩溶液と接触させることか
ら成る。次にこの８液は硫化水素を除去することなく、
炭酸塩を炭唆水素塩に転化するのに十分な量の二酸化炭
素でユ理する。処理溶液を真空中で煮沸して硫化水素之
び蒸気を追い出す。その後更に高い温度及び圧』で煮沸
を継続して、更にＦＩ２Ｓを吸収するための１循環をさ
せるために炭酸水素塩を転化して逆にｔ酸塩にもどす。
ラルソン（Ｌａ５ｓＯｎ）その他の米国特許第Ｉ９６５
５［株］明細書ではアルカリ金属亜硫酸塩及ひ：酸水素
塩のようなアルカリ金属塩での木材の蒸゛によるセルロ
ースの製造から出る廃液からアルカリ金属塩を回収する
方法を開示している。

この方法は廃液を蒸発し、且つ焼成してアルカリ及び硫
黄化合物を含有する溶融団塊を作り、続いて溶融団塊を
溶剤に溶解することから成る。その後二酸化炭素を溶液
中に導入して、溶液中での炭酸水一素塩の溶解度の限界
に接近するのに十分な量のアルカリ金属炭酸水素塩を作
る。次に溶液を加熱して、形成された硫化水素を除去す
る。硫化水素を除去した後、溶液を更に二酸化炭素で処
理してアルカリ炭酸水素塩を結晶させ、これを溶液かう
採取する。ラルソンその他は更に、アルカリ金属炭酸水
素塩を除去した後の溶液を、廃液を焼成して形成される
溶融団塊を溶解するのに溶剤として使用することを示唆
している。グレイ（Ｇｒａｙ）その他の米国特許第２６
７５２９７号明細書は硫化物を転化して炭酸の塩にし、
且つ硫化水素を遊離させる硫化ナトリウムの水溶液の処
理に関するものである。

特許権所有者は硫化ナトリウムを含有する溶液に高い温
度及び圧力で二酸化炭素ガスを用いて複数個の炭酸化処
理を施し、各炭酸化処理に続いて真空中で蒸気ストリツ
ピングして濃縮形態て揮発性硫化水素を除去し、実質的
に硫化物の全くない炭酸のナトリウム塩の高い含有量を
有する溶液を製造することを提案している。ルフランコ
ア（？ＦｒａｎｃＯｉｓ）その外の米国特許第３５６７
３７７号明細書ては硫黄含有物質から硫黄有効物を採取
する方法を開示している。

これに開示している方法によれは、硫黄含有炭素質物質
を還元性ガスの存在で、アルカリ金属炭酸塩から成る溶
融媒質と接触させて、硫黄をアルカリ金属硫化物に転化
するものてある。吸収したアルカリ金属硫化物を含有す
る溶融媒質をアルカリ金属炭酸塩の酸性塩の水溶液と混
合する。得られた溶液をｐ過して中に含有されるどんな
固形物をも除去し、次に二酸化炭素と反応させて反応の
ガス生成物として硫化水素を生成する。キミンキ（Ｋｉ
ｍｉｎｋｉ）その他の米国特許第３５０８８６３号明細
書ではソーダ溶解溶液から炭酸ナトリウムー水和物を製
造する方法を開示している。

この方法は使用済みのバルブ化液を燃やして得られる溶
解溶液の処理を目的とするものである。溶解溶液を二酸
化炭素を含有するガスであらかじめ炭酸塩化して溶解し
た炭酸水素ナトリウムを作り、続いてあらかじめ炭酸塩
化した溶液を、添加した炭酸水素ナトリウムと一緒に蒸
発させて硫化物全部を硫化水素として水蒸気と一緒に除
去し、且つ回収するための結晶性炭酸ナトリウムー水和
物を作る。アルカリ金属硫化物の処理に関する他の特許
は米国特許第１９４５１６３号明細書（ローゼンシユタ
イン〔ＲＯｓｅｎｓｔｅｉｎ〕その他）、米国特許第２
７３０４４５号明細書（シボラ〔ＳｉｖＯｌａ））、米
国特許第３４３８７２８号明細書（グランサム〔Ｇｒａ
ｎｔｈａｍ））、米国特許第３５７４５４３号明細書（
へレディー〔Ｈｅｒｅｄｙ））、及び米国特許第３８６
７５１４号明細書（ムーア〔ＭＯＯｒｅ））である。上
記のどの方法もある利点を示すとはいうものの、どれも
完全に申し分のないことを証明しなかつた。

あるものには多数の工程を必要とするという不利益があ
る。他の方法では方法自体から必要な二酸化炭素を得る
準備をしてなく、従つて操作コストを高くする、一方他
の方法は腐食及び処理しなければならない非常に多量の
ガスのための困難を引き起す。数種類の方法では過剰量
の蒸気の使用が必要であり、又他の方法では溶液から固
形物質が沈積するためにプラツギング及びスケール生成
を受けやすい熱交換器の使用を必要としている。上記の
数種類の方法に共通な別の不利な点は回収したアルカリ
金属炭酸塩は実質的に純粋な形態で得られないで、硫酸
塩及び硫化物を含有していることである。更に他の方法
では有害な硫黄含有ガスが大気中に放出される。それ故
アルカリ金１属硫化物及び炭酸塩の混合物を処理してそ
れから硫黄有価物を除去するための改良された経済的な
方法に対する要望がまだあることは明らかである。本発
明によつてアルカリ金属硫化物及び炭酸塩７混合物を処
理して、アルカリ金属硫化物を炭酸塩に転化させて取り
出し、且つ好ましくは硫黄成分を販売に適した製品とし
て回収する能率的な経済的活力のある非汚染性の方法を
提供する。

概論すれは、本発明の方法は水性媒質中の混合物を第一
フ炭酸塩化帯域中に導入し、且つ該混合物を大割合量の
ＣＯ２及び少量のＨ２Ｓを含有する、次の工程から有利
に得られるガスと反応させる連続した工程から成る。第
一工程から得られる反応生成物を次に大気圧以下の圧力
に維持されたストリツピング帯域中に導入し、ここでこ
れを蒸気と接触させて、Ｉ（２Ｓ及び水蒸気から成るガ
ス混合物、及び硫化物含有量の少くなつた液体を生成さ
せる。硫化物含有量の減少した液体を第二炭酸塩化帯域
中に導入し、且つ実質的に純粋なＣＯ２ガスと反応させ
て炭酸水素塩を沈殿させ、且つ第一工程て使用するため
の大割合量のＣＯ２及び少量のＨ２Ｓを含有する排出ガ
スを生成させる。炭酸水素塩結晶を採取し、且つ熱分解
させてアルカリ金属炭酸塩生成物、及び第二炭酸塩化帯
域で使用するための実質的に純粋なＣＯ２排出ガスを生
成する。本発明の一実施態様によれば、実質的に過剰の
ＣＯ２を第二炭酸塩化帯域に導入し、且つ生成した排出
ガスの流出気流を取り去り、冷却して第二炭酸塩化帯域
に再循環させる。

本発明の今一つの実施態様によれば、アルカリ金属硫化
物一炭酸塩混合物はアルカリ金属のアルミニウム及びケ
イ素酸化物塩から成る群から選定される不純物（代表的
には石炭中にあるような）を含有する。

本発明によれば、不純物を第一及び第二炭酸塩化工程の
中間て除去する。本発明方法は炭酸及び硫化ナトリウム
及びカリウムの混合物のような混合アルカリ金属塩又は
単一アルカリ金属塩のどちらにも適用することができる
。

特に好ましいアルカリ金属は炭酸水素ナトーリウムの溶
液中での溶解度が低いためにナトリウムである。炭酸水
素カリウムはより高い溶解度を有し、従つてそれ程好ま
しくない。ルビジウム及びセシウムはそれらの原価力塙
いために好雀しくない。リチウムの炭酸塩は比較的不溶
性であるか！ら、本発明の方法ては硫化及び炭酸リチウ
ム混合物の処理をたやすくはできない。第１及ひ２図は
共に本発明の方法によつてアルカリ金属硫化物及び炭酸
塩混合物を処理する方法の模式工程系統図から成る。

一便宜上、下記の記載は石炭の灰
分成分のような不純物を含有する炭素質物質を溶融アル
カリ金属炭酸塩浴中で処理する過程から出る流出液流と
して硫化物炭酸塩混合物を得る、特に好ましい実施態様
を目的とするものてあり、方法は硫化物一炭４酸塩混合
物からこのような成分を回収するのに提供するものであ
る。第１及び２図、特に第１図を参照して、溶融アルカ
リ金属炭酸塩混合物中で石炭を処理する方法から得られ
る融成物〔この一例は本発明の出願人の米国特許第３９
１６６１７号明細書、低熱量ガス（Ｌｘ）ＷＢｔｕＧａ
ｓ）の製造方法に開示してある〕を導管１１を経て急冷
容器１０の中に導入する。

融成物は主として炭酸ナトリウムから成り、且つ硫化ナ
トリウム１ないし２５重量％及び石炭の灰分成分１ない
し約２５重量％を含有する。灰分成分は主としてナトリ
ウムのケイ素及びアルミニウム酸化物塩として存在する
。灰分も又一般にナトリウム）の酸化物化合物又は硫化
物のどちらかの形態で存在することのある鉄のような他
の金属をより少量包含する。導管１２を経て急冷容器１
０の中に導入する炭酸ナトリウム約０ないし１鍾量％及
び炭酸水素ナ．トリウム約５ないし１５重量％から成る
水性媒質中で融成物を急冷する。

急冷容器内はその内容物を沸点以下に維持するに十分な
圧力および温度に保つべきで、特に臨界的ではない。た
だし後刻もつと明瞭に説明する理由で、急冷容器を大気
圧以上の圧力に維持するものとしてである。一般に圧力
は約２ないし２０洩圧の範囲内であり、約５ないし印気
圧の圧力が好ましい。水性媒質は急冷容器１０内に存続
する圧力条件下で融成物及び水性媒質の混合物をそれの
沸騰点以下に維持するのに十分な量を急冷容器１０中に
導入する。

水性媒質の導入割合は一般に融成物１キログラム当り炭
酸水素塩約０．３ないし０．８キログラムの量の炭酸水
素ナトリウム及び得られる混合物の可溶性成分を完全に
溶解するのに十分な水を与えるのに十分にする。急冷容
器中で起る所望の主要反応を一般の典型的な式で示す。
−炭酸水素塩溶液中での急冷のもう一つの目的は、一外
酸水素塩力何溶性の石炭灰分成分をのような反応によつ
て不溶性酸化物の形態に転化させるのを助けるものと考
えられることである。

急冷容器にもかき混ぜ機１４の設備があつて融成物を容
器内で崩壊させて実質的に均一な混合物に確実にするの
が有利である。融成物の水性混合物は導管１３を経て取
り去り、そして絞り、例えばバルブ１５を経て、減圧、
すなわち急冷容器内で維持されているよりも実質的に低
い圧力に維持されているフラッシュ容器１６中に導入す
る。

フラッシュ容器１６内の圧力は大気圧近くに、例えば約
０．５ないし１．５気圧に維持するのが好ましい。フラ
ッシュ容器内の圧力．の突然の低下は導管１８を経て去
る水蒸気又は蒸気の生成を結果し、且つ更に導管１９、
ポンプ２０を経、導管２２を通つて、かき混ぜ機２５の
ようなかき混せ機を設備してある第一炭酸塩化装置２４
へ去る水性融成物混合物をも冷却する。前記炭酸塩化装
置２４中では融成物の水性混合物を導管２６を経て、焼
成装置８２における重炭酸塩の焙焼によつて生成される
、大割合量のＣＯ２及ひ少量のＨ２Ｓを含有するガス気
流と接触させる。第一炭酸塩化装置２４中で起る主要な
反応を下記の方程式で例示する、反応（１）及び（■）
の右向きを促進し、且つ大割合量のＣＯ２を反応させる
ようにＣＯ２及びＨ２Ｓ含有ガス気流を、溶液のアルカ
リ度を減じて約９ないし１０．５の範囲内のＰＨ、好ま
しくは約９．５まて減じるのに十分な量で導入する。

又ＰＨをこのような範囲内に制御することによつて、工
程（■）で遊離されるＨ２Ｓが反応（■）に従つて溶液
と反応するように、反応（■）及び（■）が実質的に同
時に起る。導入されるＣＯ２含有ガスの量は炭酸水素塩
結晶のどんな著しい量の沈殿を引き起すことになる量よ
りも少くするべきである。予備炭酸塩化を行つて、大割
合量の石炭灰分成分を不溶性沈殿としてたやすく除去て
きることを見い出した。前記炭酸塩化を行う前では、対
照的で、多くの灰分成分は不溶性であつて、除去するの
に困難であり、且つほとんどの沖過装置を詰める傾向の
ある半固体のゼラチン様のスライムを形成する。灰分成
分がたやすくｐ過することのできる沈殿に転化される正
確な機構は確実にはわかつていない。しかしながら炭酸
水素塩及び（又は）ＣＯ２はアルカリ金属一灰分錯体を
分解して、ＳｉＯ２のような不溶性沈殿を作るものと考
えられる。第一炭酸塩化装置２４から出る排出ガスは導
管２８を通つて去り、フラッシュ容器１６中に導入され
る。

どんな未反応ＣＯ２又はＨ２Ｓ成分をも追加の溶液と接
触させ、且つ更にガス洗浄をして、確実にガスのＣＯ２
含有量を実質的に完全に使用するのが有利である。第一
炭酸塩化装置２４中て生成されたあらかじめ炭酸塩化さ
れた液体は主としてＨ２Ｏ，．Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＳ
．．ＮａＨＣＯ３から成り、且つ少量のナトリウムの硫
酸塩、亜硫酸塩又は他の塩を含有することもある。あら
かじめ炭酸塩化された液体は導管３０を経て去り、そし
て沈降容器３２中に導入されて灰分成分のような不溶解
物及びどんな未反応炭素質物質をも容器の底部に沈降さ
せる。

沈降容器は平均液体滞留時間約２ないし４時間を与えて
、確実に灰分成分を実質的に完全に不溶性沈殿に転化さ
せる寸法にするのが有利である。実質的に固形物の全く
ない清澄になつた液体を導管３４を経て取り去り、スト
リップ装置容器３６中に導入する。固形物と液体とのス
ラリーを導管３８を経て容器３２から取り去り、遠心分
離機、通常のｐ過機、又はその種の他のものであつても
よい灰分沖過機４０のような固形物除去装置中に導入す
る。固形物、主として灰分、を捨てるために取り出し、
且つ実質的に固形物の全くない清澄にされた液体である
枦液を導管４４及び３４を経てストリップ装置容器中に
導入するために取り去る。酒液の一部及び特にｐ過ケー
キを洗浄するのに使用した追加の水と併合されたどんな
一部をも導管４２及び１２を経て急冷容器１０にもどす
ことができる。ｊ 第２図を参考にして、清澄にされた
液体をストリップ装置容器３６中で、導管１８を経てフ
ラッシュ容器１６から得られた蒸気と接触させる。必要
に応じて追加の蒸気を導管４１を経て追加することがで
きる。蒸気要求条件の主要部はフラツシ７ユ容器１６か
ら得られる蒸気によつて供給されることが本発明の利点
である。実際に精密な操作条件に基いて必要な蒸気全部
を容器１６から得ることができる。ストリップ装置容器
を大気圧以下の圧力、好ましくは約０．２ないし０．８
気圧に維持するフが、減圧はその中で起る下記の方程式
ＮａＨＣＯ３＋ＮａＨＳ＝Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｓで示さ
れる主反応に有利である。

導入された蒸気はＨ２Ｓに対する担体の役割を果たし、
且つ又上記した所望の反応を更に増強する、清澄化され
た液体に対する熱の供給源を提供する。

主として蒸気、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２から成る混合物を導管
４６を経てストリップ装置３６から取り去る。この混合
物は一般にＨ２Ｓが非常に低濃度である。しかしながら
主成分は水である。このようにして混合物を冷却装置４
５を流通させ、この中で蒸気の主要部を凝縮させてから
水分離容器４９に移す。容器４９の中では蒸気の実質的
な部分を凝縮水として集め、捨てるために管４８を経て
取り出す。容器４９から出る流出ガス気流は今やＨ２Ｓ
の濃いガス気流から成る。一般にこれはＨ２Ｓを２５な
いし９熔量％含有している。Ｈ２Ｓの濃いガス気流を導
管５０及びポンプ５２（これはストリップ装置３６内を
減圧に維持する）を経て取り出し、例えば通常のクラウ
ス（ＣＩａｕｓ）プラントでの硫黄採取のために導管５
４を経て排出する。ストリツピングを済ませた液体を導
管５６を経て容器３６から取り去り、炭酸塩化容器５８
中に導入し、ここで記載されるべき供給源から導管６０
を経由する実質的に純粋なＣＯ２ガス気流と接触させる
。ＣＯ２含有ガスは残つているどんな炭酸塩をも炭酸水
素塩に転化するのに必要な量よりも過剰な量を導入する
。容器５８中の炭酸塩化帯域内の温度はその中でＣＯ２
を吸収して炭酸水素塩結晶のスラリーを形成する水準に
維持する。本発明によれは温度を比較的低い水準に維持
する一つの手段は導管６２及びポンプ６４を経て炭酸塩
化装置５８からの気体流出物を取り去ることによること
てあり、次に流出物は冷却装置６６を流通させてガスを
冷却し、且つその中に含有され！る湿気の一部を濃縮さ
せる。

冷却ガスは次に導管６８を流通させ、導管７０を経て水
分離器６９中に移し、凝縮した湿気をここて集め、導管
７２を経て除去する。冷却したガスは次に導管７４及び
６０を経て炭酸塩化装置５８にもどす。炭酸塩化５装置
５８から取り去られるもう一つのガス気流は管２６を流
通し、ここでこのガス気流は第一炭酸塩化装置２４中に
導入されるガスの供給源としての働きをする。容器５８
中で形成された炭酸水素塩結晶のスラ４ソーを導管７６
を経て取り去り、且つ遠心分離機７８又は当業界で公知
の他の種々の結晶採取装置のどれかのような分離装置に
よつて結晶を母液から分離する。

炭酸水素塩結晶ケーキは導管８０を経て遠心分離機７８
から取り去り、そして例えば間接加熱焼成装置８２であ
つてもよい熱分解容器中に導入する。炭素水素塩の全く
ない液体は別の融成物と混合するために導管１２を経て
急冷容器１０にもどす。焼成装置８２中では炭酸水素塩
を分解して所望の炭酸塩生成物を作るのに十分な温度に
炭酸水素塩ケーキを加熱し、生成物は導管２４を経て取
り去る。

通常、温度は約１０４ないし２６０℃で十分てあフリ、
１２１ないし２０４℃の温度が好ましい。炭酸水素塩ケ
ーキの分解でも又水蒸気及び実質的に純粋なＣＯ２の混
合物から成る気体流出物気流を生成する。気体流出物は
導管８６を経て焼成装置８２から取り去り、且つ冷却装
置８８を流通させるのが７有利てあり、ここてそれを冷
却して湿気含有量の実質的な部分を凝縮させる。冷却装
置８８からの流出物は導管９０を経て水分分離容器９２
中に導入し、ここて凝縮物を集め、導管９４を経て除去
する。主としてＣＯ２及び少量の水蒸気から成る流ノ出
物ガス気流は導管９６を経、ポンプ９８を通して取り去
り、導管１００及ひ６０を経て炭酸塩化装置にもどす。
補充のＣＯ２は必要に応じて導管１０２を経て図には示
してない供給源から添加する。一般に、補充ＣＯ２を例
えは導管１０２を通して添加する場合にはそれを実質的
に純粋なガスとして添加する。

しかしながら、使用できるＣＯ２含有ガスの希薄な供給
源がある場合があることもある。例えは本発明の方法を
石炭ガス化工程と連結して実施する場合には、気体炭化
水素生成物は一般に約２ないし３熔量％の少量のＣＯ２
をも含有する。このような場合には純粋なＣＯ２を購入
するよりもそのＣＯ２を使用するのが好ましいことがあ
る。このような希薄なガス気流を入手することができる
場合には、それを溶液が強いアルカリ性になつている工
程中の位置で吸収させて水溶液中に導入するのが有利て
ある。このような２か所の位置は導管２２及ひ５６を経
由してであるＣＯ２を導管２２中の溶液で吸収する場合
には第一炭酸塩化装置２４の負荷は減少し、一方ＣＯ２
を導管５６中の溶液で吸収する場合には炭酸塩化装置５
８のＣＯ２吸収負荷が減少する。後者は好ましい選択て
あり、第２図に図示する。

吸収工程をストリップ装置３６及ひ炭酸塩化装置５８の
中間に加える。例えば今や図面の第２図を参照して、ス
トリップ装置３６の下方にＣＯ２吸収装置１０４を示す
。石炭ガス化工程から出る生成物ガス気流を図にはない
供給源から容器の下方部中に導入する。生成物ガス気流
は含有するＣＯ２を洗浄されて容器の上方部から排出す
る。ストリップされた液体をストリップ装置３６から取
り去り、導管５６ａを通つてＣＯ２吸収容器１０４の上
方部に導入し、且つ炭酸塩化装置５８へ導入するために
導管５６ｂを通して容器の下方部から取り去る。この随
意の配列は（１）補助ＣＯ２を購入する必要をなくし、
且つ（２）又不活性ＣＯ２成分を除去することによつて
石炭ガス化生成物ガス有価物を増大もする、ことで二重
の利益を与える。

この工程はＣＯ２の吸収を高めるために大気圧以上の圧
力、例えば２ないし（至）気圧で行うのが好ましい。本
発明の方法は下記の実施例を参考にしていつそう容易に
理解されるであろう。

この実施例は決して本発明の範囲を制限するものと解釈
されるべきでないのは言うまでもない。主として本発明
の方法のある実施態様及び利点を詳細に示そうとするも
のてある。実施例 この実施例では石炭ガス化工程から得られる硫化及び炭
酸ナトリウムの溶融混合物に適用した本発明の方法を説
明する。

炭酸ナトリウム約１５２８．９ｋ９／時、硫化ナトリウ
ム２７６．４ｋ９／時、炭素１４．６＃／時及び特にシ
リカ及びアルミナのナトリウム塩の混合物を包含する灰
分成分７５９．３ｋ９／時から成る融成物を急冷容器１
０の中に導入し、内容物を非沸騰状態に維持する。実質
的に定常状態条件下で、種々の流れの流速及び組成を下
記の第１及び２表に示したようにする、表中の流れの番
号は第１図及び第２図中の相当する番号記号による。第
１表及び第２表から本発明によつて得ることのできる多
数の利点が認められる。更に詳細には第２表を参考にし
て、流れ番号１８及び４０では次のストリツピング操作
で使用するのに必要な蒸気を実質的に全部フラッシュ容
器１６から得、且つ全体の２０％以下を系外から得てい
ることがわかる。更に同表中の流れ９６及び１０２に関
しては、工程で必要な大部分の二酸化炭素は焼成装置８
２から得られ、全必要物の約３０％以下を系外供給源か
ら得ていることがわかる。更に流れ４６、ストリップ装
置３６から出る排出ガスに関しては、排出ガスは本質的
に水蒸気、Ｈ２Ｓ及び少量のＣＯ２から成ることがわか
る。明細にはＣＯ２は管路１００を経て炭酸塩化装置系
に導入される総計約８０５ボ／時に比較して、ＣＯ２約
２７９ｄ／時以下が系から失われ、このようにＣＯ２利
用率が非常に高いことを示している。本発明の方法のも
う一つの利点は炭酸ナトリウム生成物を実質的に純粋な
乾燥７形態で得ることができることである。明細には炭
酸ナトリウム生成物の分析て純度は％％であり、少量の
不純物は本質的に硫酸塩及び石炭灰分成分から成ること
を示している。ある典型的な反応を本発明の方法の個々
の工程に関して記載したのではあるが、各反応の実際の
機構は非常に複雑であり、且つ色々の競合反応が同時に
起るかも知れないことは正しく認識されるであろう。

更に所望の反応が完結まで達しないで、競合する又は所
望しない副反応によつて生成物も生成する場合でさえ、
反応しない又は所望しない生成物を工程に再循環させて
も基本的な方法の実質的な妨害にはならない。このよう
に本発明を説明する実施例を特定の濃度、時間、温度、
圧力、その他の特定の反応条件に関して記載したが、当
業界の熟達者にとつては容易に明らかなように本発明は
別の方法でも実施することができる。従つて本発明はそ
の実施例及び特定の実施態様によつて制限されるもので
はなく、本発明の範−囲は前記特許請求の範囲によつて
決定されるものである。−

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は共に本発明の方法によつてアルカリ
金属硫化物及び炭酸塩混合物を処理する方法の模式工程
系統図であり、１０は急冷装置、１４，２５はかき混ぜ
機、１５はバルブ、１６はフラッシュ装置、２０，５２
，６４，９８はポンプ、２４は第一炭酸塩化装置、３２
は沈降装置、３６はストリップ装置、４０は灰分沖過機
、４５，６６，８８は冷却装置、４９，６９，９２は水
分分離装置、５８は第二炭酸塩化装置、７８は遠心分離
機、８２は焼成装置、１０４はＣＯ２吸収装置、１１，
１２，１３，１８，１９，２２，２６，２８，３０，３
４，３８，４１，４２，４４，４６，４８，５０，５４
，５６，５６ａ，５６ｂ，６０，６２，６８，７０，７
２，７４，７６，８０，８４，８６，９０，９４，９６
，１００，１０２は導管である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ナトリウム、カリウム、ルビジウムおよびセシウム
   からなる群から選定されたアルカリ金属の硫化物と炭酸
   塩との混合物を処理する方法において、（ａ）アルカリ
   金属の硫化物と炭酸塩との溶融混合物を、２〜２００気
   圧に保持した急冷帯域において水性媒質に導入して上記
   炭酸塩と硫化物の熱溶液を生成し、（ｂ）工程（ａ）か
   ら上記溶液を取り出し、減圧帯域に導入して水蒸気を生
   成し、（ｃ）工程（ｂ）から上記溶液を取り出し、第一
   炭酸塩化帯域に導入し、上記溶液を大割合量のＣＯ＿２
   と小割合量のＨ＿２Ｓを含む工程（ｆ）から得たガスの
   充分量と接触させて、上記溶液中に重硫化物と重炭酸塩
   を生成し、（ｄ）上間溶液を上記第一炭酸塩化帯域から
   取り出し、０．２〜０．８気圧に保持されたストリツピ
   ング帯域に導入し、その帯域で工程（ｂ）から得た水蒸
   気と接触させてＨ＿２Ｓと水蒸気とを含むガス流とアル
   カリ金属硫化物含有量の減じた溶液とを生成し、ｅ）上
   記溶液を上記ストリツピング帯域から取り出し、第二炭
   酸塩化帯域に導入し、実質的に純粋のＣＯ＿２ガスと接
   触させて重炭酸塩結晶を沈殿しかつ大割合量のＣＯ＿２
   と小割合量のＨ＿２Ｓとを含む排出ガスを生成し、（ｆ
   ）上記排出ガスを上記第一炭酸塩化帯域で使用するため
   に上記第二炭酸塩化帯域から取り出し、（ｇ）上記第二
   炭酸塩化帯域から重炭酸塩含有溶液を除去し、かつ結晶
   を取り出して実質的に結晶を含まない溶液を生成し、そ
   して（ｈ）工程（ｇ）から取り出した結晶を熱分解して
   アルカリ金属炭酸塩を生成し、第二炭酸塩化帯域で使用
   するための実質的に純粋なＣＯ＿２排出ガスを生成させ
   る工程を特徴とする、上記方法。 ２ 工程（ｄ）のストリツピング帯域に導入する工程（
   ｂ）からの水蒸気中に工程（ｃ）において生成する廃ガ
   スを含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ アルカリ金属硫化物と炭酸塩との混合物がアルカリ
   金属のアルミニウム及び珪素酸化物塩からなる群から選
   定した少なくとも１種の不純物を含み、この不純物は工
   程（ｃ）及び（ｄ）の中間で除去する、特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ４ アルカリ金属がナトリウムである、特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ５ 実質的過剰のＣＯ＿２を工程（ｅ）に導入し、排出
   ガスの流出流を取り出し、冷却し、工程（ｅ）に再循環
   する、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 工程（ｄ）からの液をＣＯ＿２吸収装置に導入し、
   比較的低い濃度の二酸化炭素を含むガス流と、大気圧以
   上の圧力で、工程（ｅ）の第二炭酸塩化帯域に導入する
   前に反応させる、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７ 実質的に結晶を含まない工程（ｇ）からの溶液を、
   工程（ａ）において水性媒質として使用する、特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。８ 工程（ｄ）のストリツ
   ピング帯域に導入する工程（ｂ）からの水蒸気中に工程
   （ｃ）において生成する廃ガスを含む、特許請求の範囲
   第７項に記載の方法。 ９ アルカリ金属硫化物と炭酸塩との混合物がアルカリ
   金属のアルミニウム及び珪素酸化物塩からなる群から選
   定された少なくとも一種の不純物を含み、この不純物を
   工程（ｃ）と（ｄ）の中間で除去する、特許請求の範囲
   第８項に記載の方法。 １０ アルカリ金属がナトリウムである、特許請求の範
   囲第９項に記載の方法。 １１ アルカリ金属炭酸塩の全てと反応してアルカリ金
   属重炭酸塩を生成するのに必要な量より実質的過剰のＣ
   Ｏ＿２を工程（ｅ）に導入し、排出ガスの流出流を取り
   出し、冷却し、工程（ｅ）に再循環する、特許請求の範
   囲第１０項に記載の方法。 １２ 水蒸気にＨ＿２Ｓを含むガス混合物を工程（ｄ）
   において冷却して水蒸気の大部分を凝縮し、２５〜９５
   容量％のＨ＿２Ｓを含むガスを生成する、特許請求の範
   囲第１１項に記載の方法。