NO344281B1 - Process for the preparation of chlorine-containing compounds - Google Patents

Process for the preparation of chlorine-containing compounds Download PDF

Info

Publication number
NO344281B1
NO344281B1 NO20074051A NO20074051A NO344281B1 NO 344281 B1 NO344281 B1 NO 344281B1 NO 20074051 A NO20074051 A NO 20074051A NO 20074051 A NO20074051 A NO 20074051A NO 344281 B1 NO344281 B1 NO 344281B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
ppm
solution
sodium chloride
preferably less
salt solution
Prior art date
Application number
NO20074051A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20074051L (en
Inventor
René Lodewijk Maria Demmer
Mateo Jozef Jacques Mayer
Cornelis Elisabeth Johannus Van Lare
Boris Kuzmanovic
Gerrald Bargeman
Antoon Ten Kate
Maarten André Irène Schutyser
Jan Barend Westerink
Original Assignee
Akzo Nobel Chemicals Int Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/EP2006/050870 external-priority patent/WO2006087303A1/en
Application filed by Akzo Nobel Chemicals Int Bv filed Critical Akzo Nobel Chemicals Int Bv
Publication of NO20074051L publication Critical patent/NO20074051L/en
Publication of NO344281B1 publication Critical patent/NO344281B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04Feed pretreatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/03Preparation from chlorides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/027Nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B11/00Oxides or oxyacids of halogens; Salts thereof
    • C01B11/12Chloric acid
    • C01B11/14Chlorates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/14Purification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/24Halogens or compounds thereof
    • C25B1/26Chlorine; Compounds thereof
    • C25B1/265Chlorates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/06Specific process operations in the permeate stream
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/12Addition of chemical agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/25Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
    • B01D2311/251Recirculation of permeate
    • B01D2311/2512Recirculation of permeate to feed side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/25Recirculation, recycling or bypass, e.g. recirculation of concentrate into the feed
    • B01D2311/252Recirculation of concentrate
    • B01D2311/2523Recirculation of concentrate to feed side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/26Further operations combined with membrane separation processes
    • B01D2311/2684Electrochemical processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av klor eller natriumklorat ved å gå ut fra en vandig saltoppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid og en forurensende mengde av polyvalente kationer. Fremgangsmåten omfatter de trinn som går frem av krav 1. The present invention relates to a method for producing chlorine or sodium chlorate by starting from an aqueous salt solution containing at least 100 g/l sodium chloride and a contaminating amount of polyvalent cations. The procedure includes the steps that proceed from claim 1.

I vandige saltløsninger inneholdende minst 100 g/l natriumklorid fra en naturlig kilde er et flertall anioner og kationer, som magnesium, kalsium, strontium, jern og sulfat, til stede. I fremstillingsprosessen av salt og fremstillingsprosessene av produkter hvori salt er et råmateriale, må de fleste av disse anioner og kationer fjernes. Hittil har det generelt vært umulig å fjerne polyvalente ioner som kalsium, magnesium, strontium, jern, og/eller sulfat fra en vandig saltoppløsning i en signifikant grad annet enn ved hjelp av en prosess omfattende tilsetning av en stor mengde soda og konsentrert NaOH-oppløsning til den vandige saltoppløsning og underkaste oppløsningen flere avsetningstrinn (sedimenteringstrinn) hvoretter den vandige saltoppløsning underkastes en flertrinns fordampningsprosess. Det forholdsvis rene salt produsert på denne måten kan selges som det er og utgjør et egnet råmateriale for andre prosesser hvorav den viktigste er produksjonen av klorholdige forbindelser, som f.eks. klor og natriumklorat. For disse produksjonsprosesser av klorholdige forbindelser blir saltet på nytt oppløst i vann og kloridionene omsettes til klorholdige forbindelser ved hjelp av et oksidasjonstrinn, f.eks. ved hjelp av en elektrolyseprosess. In aqueous salt solutions containing at least 100 g/l sodium chloride from a natural source, a majority of anions and cations, such as magnesium, calcium, strontium, iron and sulfate, are present. In the manufacturing process of salt and the manufacturing processes of products in which salt is a raw material, most of these anions and cations must be removed. Hitherto, it has generally been impossible to remove polyvalent ions such as calcium, magnesium, strontium, iron, and/or sulfate from an aqueous salt solution to a significant extent other than by means of a process involving the addition of a large amount of soda ash and concentrated NaOH solution to the aqueous salt solution and subjecting the solution to several deposition steps (sedimentation steps) after which the aqueous salt solution is subjected to a multi-stage evaporation process. The relatively pure salt produced in this way can be sold as is and constitutes a suitable raw material for other processes, the most important of which is the production of chlorine-containing compounds, such as e.g. chlorine and sodium chlorate. For these production processes of chlorine-containing compounds, the salt is re-dissolved in water and the chloride ions are converted to chlorine-containing compounds by means of an oxidation step, e.g. using an electrolysis process.

Den ovenstående tidligere prosess for fremstilling av klorholdige forbindelser omfatter mange trinn som krever store reaktorer og avsetningsbeholdere og senker derfor den etterstrebede lønnsomhet. Det kreves også en stor mengde kjemikalier, som soda og kaustisk alkali, som er uønsket. Videre krever den tidligere kjente prosess en ikke for forurenset vandig saltoppløsning som et utgangsmateriale, ettersom det er blitt klart at vandige saltoppløsninger omfattende en stor mengde forurensninger er umulig å rense i en tilstrekkelig grad ved bruk av den tidligere prosess. The above prior process for the production of chlorine-containing compounds includes many steps that require large reactors and deposition vessels and therefore lower the desired profitability. It also requires a large amount of chemicals, such as soda ash and caustic alkali, which are undesirable. Furthermore, the prior art process requires a not too contaminated aqueous salt solution as a starting material, as it has become clear that aqueous salt solutions comprising a large amount of impurities are impossible to purify to a sufficient extent using the prior process.

Videre, hvis det ville være mulig i vesentlig grad å fjerne polyvalente ioner fra en vandig saltoppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid, ville det ikke lenger være nødvendig først å fremstille et tørket salt, bare for at dette skulle oppløses på nytt i vann for videre bearbeiding i et etterfølgende trinn. Også, hvis det var mulig å fjerne polyvalente ioner fra en vandig oppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid i en større utstrekning ville denne vandige oppløsning kunne ha en lavere kvalitet, dvs. kunne inneholde en høyere mengde av uønskede polyvalente ioner, men den ville forbli egnet for produksjonen av klorholdige forbindelser. Furthermore, if it would be possible to substantially remove polyvalent ions from an aqueous salt solution containing at least 100 g/l sodium chloride, it would no longer be necessary to first prepare a dried salt, only for it to be redissolved in water for further processing in a subsequent step. Also, if it were possible to remove polyvalent ions from an aqueous solution containing at least 100 g/l sodium chloride to a greater extent, this aqueous solution could have a lower quality, i.e. could contain a higher amount of unwanted polyvalent ions, but it would remain suitable for the production of chlorine-containing compounds.

Det foreligger følgelig et behov i markedet for en fremgangsmåte for fremstilling av klorholdige forbindelser hvori en vandig saltoppløsning omfattende minst 100 g/l natriumklorid, mer spesifikt en konsentrert saltoppløsning, renses til hovedsakelig å fjerne polyvalente ioner derfra, idet den rensede oppløsning deretter kan omsettes videre til å gi de klorholdige forbindelser. Accordingly, there is a need in the market for a process for the production of chlorine-containing compounds in which an aqueous salt solution comprising at least 100 g/l sodium chloride, more specifically a concentrated salt solution, is purified to mainly remove polyvalent ions therefrom, the purified solution then being further reacted to give the chlorine-containing compounds.

US 5 858 240 beskriver en kloralkaliprosess hvori saltoppløsninger omfattende minst 50 g/l natriumklorid renses ved hjelp av et nanofiltreringstrinn for å fjerne uønskede ioner derfra og deretter omsettes til klor eller natriumklorat ved hjelp av et elektrolysetrinn. Retensjonen av kalsium og magnesium som omhandlet i dette dokument, er imidlertid fremdeles i behov for forbedring. Spesielt, som vist ved eksemplene i denne referanse, når mengden av natriumklorid i den vandige saltoppløsning økes, minsker retensjonen av kalsium sterkt, idet kalsiumretensjonen er 56,3 % når natriumkloridkonsentrasjonen er 139,6 g/l og bare 12,3 % når natriumkloridkonsentrasjonen er økt til 288,7 g/l. Følgelig blir rensetrinnet hvori disse uønskede ioner fjernes fra den vandige saltoppløsning mer omstendelig ettersom saltkonsentrasjonen øker, ettersom den (uønskede) passasje av kalsiumioner gjennom nanofiltreringsmembranen sammen med den rensede saltoppløsning øker betraktelig ved høyere saltkonsentrasjoner. US 5,858,240 describes a chloralkali process in which salt solutions comprising at least 50 g/l sodium chloride are purified by means of a nanofiltration step to remove unwanted ions therefrom and then converted to chlorine or sodium chlorate by means of an electrolysis step. However, the retention of calcium and magnesium as discussed in this document is still in need of improvement. In particular, as shown by the examples in this reference, when the amount of sodium chloride in the aqueous salt solution is increased, the retention of calcium decreases greatly, the calcium retention being 56.3% when the sodium chloride concentration is 139.6 g/l and only 12.3% when the sodium chloride concentration has increased to 288.7 g/l. Accordingly, the purification step in which these unwanted ions are removed from the aqueous salt solution becomes more cumbersome as the salt concentration increases, as the (unwanted) passage of calcium ions through the nanofiltration membrane along with the purified salt solution increases considerably at higher salt concentrations.

GB 2 395 946 vedrører en prosess hvori sjøvann renses for å underkaste oppløsningen et nanofiltreringstrinn. Sjøvannet sendes til en nanofiltreringsprosess med en høyere avstøtning av sulfationer i forhold til natriumioner eller kloridioner. Deretter sendes permeatet fra nanofiltreringsprosessen til en termisk avsaltingsprosess for å øke natriumkloridkonsentrasjonen i vannet. Endelig utfelles natriumkloridet i en krystallisator. Retentatet oppnådd etter nanofiltreringstrinnet kan tømmes ut til et utslipp, eller det kan sendes til en prosess for mineralutvinning av komponenter som magnesium, sulfat eller kalsium. Det nevnes at i nanofiltreringsprosessen må man sikre at saltkonsentrasjonen er tilstrekkelig lav til å hindre utfelling av kalsiumkarbonat. GB 2 395 946 viser ikke nanofiltrering av konsentrerte natriumkloridstrømmer, dvs. vandige saltløsninger omfattende minst 100 g/l natriumklorid. US 4 176 022 beskriver en metode for elektrolysering av en alkalimetallkloridsaltoppløsning i en elektrolysecelle med en anolyttavdeling separert fra en katolyttavdeling ved hjelp av en semipermeabel barriere idet fremgangsmåten omfatter at (i) en kalsiumionholdig saltoppløsning opprettholdes alkalisk, (ii) et fosfat valgt fra gruppen bestående av fosforsyre, natriumortofosfat, natriummetafosfat, natriumpolyfosfat, kaliumpolyfosfat, og blandinger derav tilsettes til den nevnte alkaliske saltoppløsning og danner en uoppløselig utfelling med den støkiometriske formel (CaX2) � (Ca(PO4)2)3hvori X er valgt fra grup pen bestående av F, Cl og OH, (iii) utfellingen separeres fra saltoppløsningen, (iv) saltoppløsningen, inneholdende mindre enn 20 deler per milliard kalsiumion mates til anolyttavdelingen i cellen, og (v) en elektrisk strøm føres gjennom cellen. Oppsummert beskriver denne referanse en fremgangsmåte for å fjerne kalsium fra en saltoppløsning hvori et tilsetningsstoff tilsettes til saltoppløsningen som vil danne et uoppløselig støkiometrisk kompleks med kalsiumionene til stede deri og som deretter skal fjernes ved filtrering og kastes. Denne referanse vedrører som en konsekvens ikke en prosess hvori tilsetningsstoffet kan resirkuleres, noe som gjør prosessen mindre økonomisk tiltrekkende. Videre ble det funnet at tilførselen som beskrevet i US 4 176 022 ikke er egnet for å bli underkastet et nanofiltreingstrinn, ettersom nanofiltreringsmembraner er sensitive for mekanisk skade i topplaget som skyldes hvilke som helst faststoffer som er til stede i tilførselen. GB 2 395 946 relates to a process in which seawater is purified to subject the solution to a nanofiltration step. The seawater is sent to a nanofiltration process with a higher repulsion of sulphate ions compared to sodium ions or chloride ions. The permeate from the nanofiltration process is then sent to a thermal desalination process to increase the sodium chloride concentration in the water. Finally, the sodium chloride is precipitated in a crystallizer. The retentate obtained after the nanofiltration step can be discharged to a discharge, or it can be sent to a process for mineral extraction of components such as magnesium, sulphate or calcium. It is mentioned that in the nanofiltration process it must be ensured that the salt concentration is sufficiently low to prevent the precipitation of calcium carbonate. GB 2 395 946 does not show nanofiltration of concentrated sodium chloride streams, i.e. aqueous salt solutions comprising at least 100 g/l sodium chloride. US 4 176 022 describes a method for the electrolysis of an alkali metal chloride salt solution in an electrolysis cell with an anolyte compartment separated from a catholyte compartment by means of a semipermeable barrier, the method comprising (i) a calcium ion-containing salt solution being maintained alkaline, (ii) a phosphate selected from the group consisting of of phosphoric acid, sodium orthophosphate, sodium metaphosphate, sodium polyphosphate, potassium polyphosphate, and mixtures thereof are added to the aforementioned alkaline salt solution and form an insoluble precipitate with the stoichiometric formula (CaX2) � (Ca(PO4)2)3 in which X is selected from the group consisting of F , Cl and OH, (iii) the precipitate is separated from the salt solution, (iv) the salt solution, containing less than 20 parts per billion calcium ions is fed to the anolyte compartment of the cell, and (v) an electric current is passed through the cell. In summary, this reference describes a method for removing calcium from a salt solution in which an additive is added to the salt solution which will form an insoluble stoichiometric complex with the calcium ions present therein and which must then be removed by filtration and discarded. As a consequence, this reference does not relate to a process in which the additive can be recycled, which makes the process less economically attractive. Furthermore, it was found that the feed as described in US 4,176,022 is not suitable to be subjected to a nanofiltration step, as nanofiltration membranes are sensitive to mechanical damage in the top layer due to any solids present in the feed.

Det er nå funnet en fremgangsmåte for fremstilling av klorholdige forbindelser, spesielt klor og natriumklorat, hvori retensjonen av polyvalente ioner, som kalsium, i vandige oppløsninger inneholdende minst 100 g/l natriumklorid kan økes signifikant i ett trinn, slik at i et etterfølgende trinn kloridanionet kan direkte omsettes til å gi den ønskede klorholdige forbindelse. A process has now been found for the production of chlorine-containing compounds, in particular chlorine and sodium chlorate, in which the retention of polyvalent ions, such as calcium, in aqueous solutions containing at least 100 g/l sodium chloride can be significantly increased in one step, so that in a subsequent step the chloride anion can be directly reacted to give the desired chlorine-containing compound.

Mer detaljert tilveiebringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling av klor eller natriumklorat ved bruk av en vandig saltoppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid og en forurensende mengde så som minst 0,01 ppm (deler per million) av polyvalente kationer omfattende trinnene: In more detail, the invention provides a process for the production of chlorine or sodium chlorate using an aqueous salt solution containing at least 100 g/l sodium chloride and a contaminating amount such as at least 0.01 ppm (parts per million) of polyvalent cations comprising the steps:

(i) fremstilling av en vandig saltoppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid og minst 0,01 ppm polyvalente kationer ved å oppløse en natriumkloridkilde i vann, hvor de polyvalente kationer er magnesium, strontium, jern, barium, aluminium eller en blanding derav, (i) producing an aqueous salt solution containing at least 100 g/l sodium chloride and at least 0.01 ppm polyvalent cations by dissolving a sodium chloride source in water, where the polyvalent cations are magnesium, strontium, iron, barium, aluminum or a mixture thereof,

(ii) tilsetning av en effektiv mengde av minst én positiv retensjonsforbedrende komponent valgt fra gruppen bestående av (poly)karboksylsyrer, fosfinokarboksylsyrer, polyakrylsyrer, polymaleinsyrer, glukose, sukrose, sakkarose og natriumglukonat til den vandige oppløsning hvor den totale mengde av positive retensjonsforbedrende komponenter som tilsettes er minst 15 ppm, (ii) adding an effective amount of at least one positive retention-enhancing component selected from the group consisting of (poly)carboxylic acids, phosphinocarboxylic acids, polyacrylic acids, polymaleic acids, glucose, sucrose, sucrose and sodium gluconate to the aqueous solution wherein the total amount of positive retention-enhancing components as added is at least 15 ppm,

(iii) deretter underkastes oppløsningen for et nanofiltreringstrinn, med en molekylvektsterskel på mellom 100 Da og 10.000 Dalton, slik at oppløsningen separeres i et retentat som er anriket på polyvalente kationer og et permeat som er den rensede vandige saltoppløsning, (iii) the solution is then subjected to a nanofiltration step, with a molecular weight threshold of between 100 Da and 10,000 Daltons, so that the solution is separated into a retentate enriched in polyvalent cations and a permeate which is the purified aqueous salt solution,

(iv) kloridanionene i permeatet omsettes til klor eller natriumklorat ved hjelp av et elektrolysetrinn, og (iv) the chloride anions in the permeate are converted to chlorine or sodium chlorate by means of an electrolysis step, and

(v) i det minste en del av retentatet resirkuleres til oppløsningstrinnet (i). (v) at least a portion of the retentate is recycled to the dissolution step (i).

Med betegnelsen "positiv retensjonsforbedrende komponent" menes et hvilket som helst tilsetningsstoff som når det tilsettes til en vandig oppløsning omfattende kalsium og andre polyvalente kationer som magnesium, strontium, jern barium og/eller aluminium, vil føre til en økning i retensjon av kalsium og foretrukket også i retensjonen av en eller flere av de polyvalente kationer valgt fra gruppen bestående av magnesium, strontium, jern, barium og aluminium, når denne oppløsning underkastes et nanofiltreringstrinn. For å bestemme om et tilsetningsstoff er egnet for bruk som en positiv retensjonsforbedrende komponent PREC ("positive retention enhanding component") eller ikke i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, kan den følgende test anvendes. By the term "positive retention improving component" is meant any additive which, when added to an aqueous solution comprising calcium and other polyvalent cations such as magnesium, strontium, iron barium and/or aluminium, will lead to an increase in retention of calcium and preferably also in the retention of one or more of the polyvalent cations selected from the group consisting of magnesium, strontium, iron, barium and aluminium, when this solution is subjected to a nanofiltration step. In order to determine whether an additive is suitable for use as a positive retention enhancing component PREC ("positive retention enhanding component") or not in the method according to the present invention, the following test can be used.

En syntetisk saltoppløsning fremstilles ved å oppløse 1120 g ultrarent natriumklorid fra Merck i 3600 g vann. Deretter oppløses 17,04 g Na2SO4og 13,2 CaCl2i den syntetiske saltoppløsning. Den resulterende saltoppløsning, angitt som syntetisk saltoppløsning, mates til en DSS labstakk M20-enhet inneholdende 0,036 m2 av nanofiltreringsmembranen "Desal 5DK" (fra GE/Osmonics). Membranenheten opereres ved 30 bar trykk og omgivelsestemperatur med en tverrstrømningsmengde på 600 l/h. Enheten opereres i 1 time i en total resirkulasjonsmodus (retentat og permeat resirkuleres til tilførselsbeholderen). Deretter samles en permeatprøve på 50 ml og Ca-retensjonen bestemmes ved å måle Ca-konsentrasjonene av en permeatprøve og en retentatprøve etter surgjøring og fortynning med salpetersyre ved bruk av samtidig induktivt koblet plasma-emisjonsspektriometri (ICP-ES). Dette er en blindprøve. I et andre forsøk tilsettes 300 ppm av et tilsetningsstoff til den nevnte syntetiske rå saltoppløsning. Hvis en utfelling dannes er tilsetningsstoffet ikke ansett å være egnet for bruk som en positiv retensjonsforbedrende komponent PREC i prosessen ifølge oppfinnelsen. Hvis dannelsen av en utfelling ikke iakttas visuelt gjentas det nettopp beskrevne nanofiltreringsforsøk. Tilsetningsstoffet er ansett å være en positiv retensjonsforbedrende komponent PREC hvis det for Ca-retensjonen iakttas en absolutt økning på minst 5 % sammenlignet med blindprøven. A synthetic salt solution is prepared by dissolving 1120 g of ultrapure sodium chloride from Merck in 3600 g of water. Then 17.04 g Na2SO4 and 13.2 CaCl2 are dissolved in the synthetic salt solution. The resulting saline, designated synthetic saline, is fed to a DSS lab stack M20 unit containing 0.036 m 2 of the "Desal 5DK" nanofiltration membrane (from GE/Osmonics). The membrane unit is operated at 30 bar pressure and ambient temperature with a cross-flow quantity of 600 l/h. The unit is operated for 1 hour in a total recirculation mode (retentate and permeate are recirculated to the feed vessel). A 50 ml permeate sample is then collected and the Ca retention is determined by measuring the Ca concentrations of a permeate sample and a retentate sample after acidification and dilution with nitric acid using simultaneous inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP-ES). This is a blind test. In a second experiment, 300 ppm of an additive is added to the aforementioned synthetic crude salt solution. If a precipitate is formed, the additive is not considered to be suitable for use as a positive retention improving component PREC in the process according to the invention. If the formation of a precipitate is not observed visually, the nanofiltration test just described is repeated. The additive is considered to be a positive retention-improving component PREC if an absolute increase of at least 5% is observed for the Ca retention compared to the blank sample.

Det er overraskende blitt funnet at når den ovennevnte prosess anvendes, iakttas i trinn (iii) en absolutt økning i retensjonen av kalsium med minst 5 %, foretrukket 7 %, mest foretrukket minst 10 % sammenlignet med en prosess hvori den samme vandige oppløsning uten den positive retensjonsforbedrende komponent PREC underkastes et slikt nanofiltreringstrinn. Nevnte minst 5 % absolutt økning i retensjon kan oppnås for alle angitte vandige saltoppløsninger, dvs. oppløsninger med en natriumkloridkonsentrasjon i området fra 100 g/l opptil de konsentrasjoner som er mettet og endog overmettet i sin natriumkloridkonsentrasjon. Det bemerkes at hvis i en prosess hvori en vandig oppløsning som ikke omfatter en positiv retensjonsforbedrende komponent underkastes et nanofiltreringstrinn (dvs. i en blindprøve), er den observerte retensjon av kalsium allerede mellom 90 % og 97 %, men anvendelse av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse vil fremdeles resultere i en økning i retensjon, men den absolutte økning vil være mindre enn 5 % selv om den vil være minst en prosent. Det bemerkes at hvis retensjonen av kalsium allerede er mer enn 97 % for blindprøven må en økning i retensjonen etter tilsetning av en positiv retensjonsforbedrende komponent fremdeles forventes, men dette vil ikke lenger ha praktisk anvendelse. Foretrukket anvendes fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse derfor for en saltoppløsning hvori retensjonen av kalsium i fravær av en positiv retensjonsforbedrende komponent ligger mellom 2 og 97 %, mer foretrukket mellom 4 og 90 %, mest foretrukket mellom 5 og 75 %. It has surprisingly been found that when the above process is used, an absolute increase in the retention of calcium of at least 5%, preferably 7%, most preferably at least 10% is observed in step (iii) compared to a process in which the same aqueous solution without the positive retention-improving component PREC is subjected to such a nanofiltration step. Said at least 5% absolute increase in retention can be achieved for all indicated aqueous salt solutions, i.e. solutions with a sodium chloride concentration in the range from 100 g/l up to the concentrations which are saturated and even supersaturated in their sodium chloride concentration. It is noted that if in a process in which an aqueous solution not comprising a positive retention-enhancing component is subjected to a nanofiltration step (i.e. in a blank), the observed retention of calcium is already between 90% and 97%, but application of the method according to the present invention will still result in an increase in retention, but the absolute increase will be less than 5% although it will be at least one percent. It is noted that if the retention of calcium is already more than 97% for the blank, an increase in retention after the addition of a positive retention-enhancing component must still be expected, but this will no longer have practical application. The method according to the present invention is therefore preferably used for a salt solution in which the retention of calcium in the absence of a positive retention-improving component is between 2 and 97%, more preferably between 4 and 90%, most preferably between 5 and 75%.

Det bemerkes videre at det også observeres en økning i retensjonen av andre polyvalente kationer til stede i den vandige saltoppløsning, som magnesium, strontium, jern barium, og/eller aluminium. Den observerte absolutte økning i retensjon overstiger vanlig også 5 %. It is further noted that an increase in the retention of other polyvalent cations present in the aqueous salt solution, such as magnesium, strontium, iron barium, and/or aluminium, is also observed. The observed absolute increase in retention usually also exceeds 5%.

PREC anvendt i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er foretrukket valgt fra gruppen bestående polykarboksylsyrer, polyakrylater, polymaleinsyrer, og eventuelt også fosfino; sukkerarter i form av glukose, sukrose, sakkarose eller natriumglukonat. The PREC used in the method according to the present invention is preferably selected from the group consisting of polycarboxylic acids, polyacrylates, polymaleic acids, and optionally also phosphino; sugars in the form of glucose, sucrose, sucrose or sodium gluconate.

Nitrogenholdige komponenter er mindre foretrukket ettersom de vil gi vanskeligheter i elektrolyseoperasjoner på grunn av dannelsen av NCl3. Spesielt når NCl3akkumuleres, som er tilfellet hvis klorgass flytendegjøres som vanlig i kommersielle elektrolyseoperasjoner, er dets dannelse meget uønsket på grunn av at det resulterende produkt er eksplosivt. Nitrogenous components are less preferred as they will cause difficulties in electrolysis operations due to the formation of NCl 3 . In particular, when NCl 3 accumulates, which is the case if chlorine gas is liquefied as usual in commercial electrolysis operations, its formation is highly undesirable because the resulting product is explosive.

I en enda mer foretrukket utførelsesform er PREC valgt fra gruppen bestående av økologisk mer sunne komponenter: (poly)karboksylsyre, fosfinokarboksylsyre, polyakrylsyre, polymaleinsyre, glukose, sukkrose, sakkarose og natriumglukonat. In an even more preferred embodiment, the PREC is selected from the group consisting of ecologically healthier components: (poly)carboxylic acid, phosphinocarboxylic acid, polyacrylic acid, polymaleic acid, glucose, sucrose, sucrose and sodium gluconate.

Mest foretrukket er en PREC valgt fra gruppen av de følgende forbindelser med store molekyler: fosfinokarboksylsyre, foretrukket anvendt som den 40 % vandige oppløsning "Bellsperse" 164 fra Jianghai Chemical Co.; polymaleinsyre, foretrukket anvendt som den 50 % vandige oppløsning "Drewsperse" 747A fra Ashland Inc. Most preferably, a PREC is selected from the group of the following compounds with large molecules: phosphinocarboxylic acid, preferably used as the 40% aqueous solution "Bellsperse" 164 from Jianghai Chemical Co.; polymaleic acid, preferably used as the 50% aqueous solution "Drewsperse" 747A from Ashland Inc.

Typisk er den totale mengde PREC-komponenter som må tilsettes i trinn (ii) i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse for å være effektiv (dvs. for å effektuere en absolutt 5 % økning i retensjon for i det minste det polyvalente kation kalsium sammenlignet med blindprøven), minst 15 ppm. Foretrukket er den totale mengde PREC-komponenter tilsatt i trinn (ii) i fremgangsmåten minst 25 ppm, mer foretrukket minst 35 ppm, og mest foretrukket minst 50 ppm. Foretrukket er den totale mengde PREC-komponenter tilsatt i trinn (ii) i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse mindre enn 5.000 ppm, mer foretrukket mindre enn 1.000, enda mer foretrukket mindre enn 500 ppm, og mest foretrukket mindre enn 350 ppm. PRC-komponentene kan tilsettes til den vandige saltoppløsning i ren form (fast eller flytende) eller som en oppløsning i vann. Typically, the total amount of PREC components that must be added in step (ii) of the method of the present invention to be effective (ie to effect an absolute 5% increase in retention for at least the polyvalent cation calcium compared to the blank ), at least 15 ppm. Preferably, the total amount of PREC components added in step (ii) of the method is at least 25 ppm, more preferably at least 35 ppm, and most preferably at least 50 ppm. Preferably, the total amount of PREC components added in step (ii) in the method according to the present invention is less than 5,000 ppm, more preferably less than 1,000, even more preferably less than 500 ppm, and most preferably less than 350 ppm. The PRC components can be added to the aqueous salt solution in pure form (solid or liquid) or as a solution in water.

En ytterligere fordel ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er at sulfationer som kan være til stede i en vandig saltoppløsning, vil også bli fjernet under nanofiltreringstrinnet på grunn av de generelt gode til utmerkede sulfatretensjonsegenskaper av nanofiltreringsmembranene egnet for bruk i den foreliggende prosess. Det lave sulfatinnhold i den rensede vandige saltoppløsning (dvs. permeatet fra trinn (iii) i den foreliggende prosess) har de følgende fordeler. For det første vil elektrolysetrinnet bli mindre forstyrret ved nærværet av hindrende sulfationer. For det andre blir spylestrømmen i det endelige oksidasjonstrinn, dvs. elektrolysetrinnet, signifikant redusert. I f.eks. klorproduksjonsprosessen resirkuleres utarmet saltoppløsning til saltoppløseren for på nytt å mette saltoppløsningen som stammer fra elektrolysecellene tilbake til foretrukket omtrent 310 g/l. En resirkulasjonsstrømning av utarmet saltoppløsning i konvensjonelle prosesser har typisk den ulempe at forurensninger i prosessen vil akkumulere, noe som krever nærværet av en rensing. Vanlig bestemmes størrelsen av rensestrømningen av konsentrasjonen av sulfat i den utarmede saltoppløsning som skal resirkuleres. Med nanofiltreringsprosessen ifølge oppfinnelsen kan mengden av sulfat i oppløsningen som underkastes elektrolysetrinnet minskes i sam menligning med de tidligere prosesser som ikke omfatter et nanofiltreringstrinn. Følgelig reduseres rensestrømningen og gjør prosessen enda mer økonomisk tiltrekkende. A further advantage of the method according to the present invention is that sulfate ions which may be present in an aqueous salt solution will also be removed during the nanofiltration step due to the generally good to excellent sulfate retention properties of the nanofiltration membranes suitable for use in the present process. The low sulfate content of the purified aqueous salt solution (ie the permeate from step (iii) of the present process) has the following advantages. First, the electrolysis step will be less disturbed by the presence of hindering sulfate ions. Secondly, the flushing current in the final oxidation step, i.e. the electrolysis step, is significantly reduced. In e.g. chlorine production process, depleted brine is recycled to the salt dissolver to re-saturate the brine originating from the electrolysis cells back to preferably about 310 g/l. A recirculation flow of depleted salt solution in conventional processes typically has the disadvantage that contaminants in the process will accumulate, which requires the presence of a purification. Usually, the size of the purge flow is determined by the concentration of sulfate in the depleted brine to be recycled. With the nanofiltration process according to the invention, the amount of sulfate in the solution subjected to the electrolysis step can be reduced in comparison with the previous processes which do not include a nanofiltration step. Consequently, the cleaning flow is reduced and makes the process even more economically attractive.

For å oppnå den ovenfor angitte polyvalente kationfjerning trengs ikke noe etterfølgende krystallisasjonstrinn eller annen behandling av permeatet. In order to achieve the polyvalent cation removal stated above, no subsequent crystallization step or other treatment of the permeate is needed.

Som et resultat av den foregående prosess har den rensede vandige saltoppløsning som resulterer fra trinn (iii) slik renhet at den kan anvendes direkte for det etterfølgende trinn (IV) hvori den rensede vandige saltoppløsning er et råmateriale, dvs. produksjonen av de aktuelle klorholdige forbindelser. As a result of the preceding process, the purified aqueous salt solution resulting from step (iii) has such purity that it can be used directly for the subsequent step (IV) in which the purified aqueous salt solution is a raw material, i.e. the production of the chlorine-containing compounds in question .

De klorholdige forbindelser som kan fremstilles ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er klor og natriumklorat. Natriumklorat, NaClO3, er et hvitt, hygroskopisk krystallinsk faststoff. Den hurtige vekst i etterspørselen etter natriumklorat i løpet av de siste tiår skyldes mye innføringen av kloratavledet klordioksidbleking innenfor cellulose- og papirindustrien. Dets andre hovedanvendelse er som et mellomprodukt i produksjonen av klorater av andre metaller (f.eks. kaliumklorat anvendt i fyrstikker og eksplosiver, bariumklorat anvendt i fyrverkeri, og kalsiumklorat anvendt som et herbicid). Andre anvendelser er som et oksidasjonsmiddel i metallurgiske operasjoner og som et tilsetningsstoff i landbruksprodukter og fargestoffer. The chlorine-containing compounds that can be produced using the method according to the invention are chlorine and sodium chlorate. Sodium chlorate, NaClO3, is a white, hygroscopic crystalline solid. The rapid growth in demand for sodium chlorate during the last decades is largely due to the introduction of chlorine-derived chlorine dioxide bleaching within the pulp and paper industry. Its other main use is as an intermediate in the production of chlorates of other metals (eg potassium chlorate used in matches and explosives, barium chlorate used in fireworks, and calcium chlorate used as a herbicide). Other uses are as an oxidizing agent in metallurgical operations and as an additive in agricultural products and dyes.

Natriumklorat fremstilles ifølge denne oppfinnelse ved å underkaste permeatet oppnådd i trinn (iii) i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for et konvensjonelt elektrolysetrinn, for å fremstille klor, natriumhydroksid, og hydrogen. Kloret og natriumhydroksidet omsettes for å danne natriumhypokloritt som så omdannes til klorat og klorid, foretrukket under kontrollerte betingelser av pH og temperatur, som generelt kjent innenfor dette området. Foretrukket blir permeatet først gjort svakt surt før det underkastes elektrolysetrinnet for å produsere natriumklorat. Videre inneholder oppløsningen foretrukket små mengder oksiderende midler som f.eks. kaliumdikromat for å hindre hydrogenet frigitt i elektrolysen i å redusere kloratet. Fast klorat kan separeres fra celleeffluenten ved fraksjonert krystallisasjon, som generelt kjent innenfor dette område. Sodium chlorate is produced according to this invention by subjecting the permeate obtained in step (iii) of the process according to the invention to a conventional electrolysis step, to produce chlorine, sodium hydroxide and hydrogen. The chlorine and sodium hydroxide are reacted to form sodium hypochlorite which is then converted to chlorate and chloride, preferably under controlled conditions of pH and temperature, as is generally known in the art. Preferably, the permeate is first made slightly acidic before being subjected to the electrolysis step to produce sodium chlorate. Furthermore, the solution preferably contains small amounts of oxidizing agents such as e.g. potassium dichromate to prevent the hydrogen released in the electrolysis from reducing the chlorate. Solid chlorate can be separated from the cell effluent by fractional crystallization, as is generally known in this field.

Mest foretrukket er fremstillingen av klor. Klor fremstilles ifølge denne oppfinnelse ved å underkaste permeatet oppnådd i trinn (iii) i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for et elektrolysetrinn, for å produsere klor, natriumhydroksid, og hydrogen, med elektrolysecellen hvori elektrolysetrinnet gjennomføres foretrukket ved at det er konstruert slik at reaksjonen mellom klor og kaustisk soda hindres, som generelt kjent innenfor dette området. Elektrolysetrinnet ifølge oppfinnelsen inkluderer elektrolyseprosesser som f.eks. membranelektrolyse, diafragmaelektrolyse, kloratelektrolyse, og kvikksølvelektrolyse. Mest foretrukket er trinnet et membranelektrolysetrinn. Most preferred is the production of chlorine. Chlorine is produced according to this invention by subjecting the permeate obtained in step (iii) of the process according to the invention to an electrolysis step, to produce chlorine, sodium hydroxide, and hydrogen, with the electrolysis cell in which the electrolysis step is carried out preferably by being constructed so that the reaction between chlorine and caustic soda is prevented, as is generally known in this area. The electrolysis step according to the invention includes electrolysis processes such as e.g. membrane electrolysis, diaphragm electrolysis, chlorate electrolysis, and mercury electrolysis. Most preferably, the step is a membrane electrolysis step.

Et eventuelt "polerings"-trinn kan utføres i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I en foretrukket utførelsesform finner et ytterligere "polerings"-trinn sted mellom trinn (iii) og trinn (iv) av prosessen. "Polerings"-trinnet kan inkludere tilførsel av den vandige oppløsning til en ionebytteprosess for å fjerne de siste spor av polyvalente ioner fra systemet. Spesielt når trinnet (iv) involverer et membranelektrolysetrinn er et ytterligere ionebyttetrinn mellom trinn (iii) og trinn (iv) sterkt foretrukket. Det bemerkes at i den vandige saltoppløsning som resulterer fra trinn (iii) i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er så mange polyvalente ioner allerede blitt fjernet slik at det eventuelle ionebyttetrinn kan gjennomføres med meget lave kjemikalieomkostninger. An optional "polishing" step can be carried out in the method according to the invention. In a preferred embodiment, a further "polishing" step takes place between step (iii) and step (iv) of the process. The "polishing" step may include feeding the aqueous solution to an ion exchange process to remove the last traces of polyvalent ions from the system. Especially when step (iv) involves a membrane electrolysis step, a further ion exchange step between step (iii) and step (iv) is strongly preferred. It is noted that in the aqueous salt solution resulting from step (iii) in the method according to the invention, so many polyvalent ions have already been removed so that the possible ion exchange step can be carried out with very low chemical costs.

Foretrukket omfatter den vandige saltoppløsning i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse minst 150 g/l natriumklorid, mer foretrukket minst 200 g/l, enda mer foretrukket minst 250 g/l, og enda mer foretrukket i det minste 300 g/l; mest foretrukket er en mettet natriumkloridoppløsning. Preferably, the aqueous salt solution in the method according to the present invention comprises at least 150 g/l sodium chloride, more preferably at least 200 g/l, even more preferably at least 250 g/l, and even more preferably at least 300 g/l; most preferred is a saturated sodium chloride solution.

I en alternativ utførelsesform av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan konsentrasjonen av natriumklorid reguleres til å være minst 100 g/l i et trinn etter eller samtidig med tilsetningen av minst én positiv retensjonsforbedrende komponent PREC til den vandige oppløsning og før nanofiltreringstrinnet (iii). In an alternative embodiment of the method according to the present invention, the concentration of sodium chloride can be regulated to be at least 100 g/l in a step after or simultaneously with the addition of at least one positive retention-improving component PREC to the aqueous solution and before the nanofiltration step (iii).

Det bemerkes at betegnelsen "saltkilde" som anvendt heri er ment å navngi alle salter hvorav mer enn 25 vekt% er NaCl. Foretrukket inneholder slikt salt mer enn 50 vekt% NaCl. Mer foretrukket inneholder saltet mer enn 75 vekt% NaCl, mens et salt inneholdende mer enn 90 vekt% NaCl er mest foretrukket. Saltet kan være et solarsalt (salt oppnådd ved avdamping av vann fra saltoppløsning ved bruk av solvarme), stensalt, og/eller undergrunnssaltleier. Når den nevnte saltkilde oppløses i vann til å gi en vandig saltoppløsning omfattende minst 100 g/l natriumklorid vil den omfatte en total mengde på i det minste 0,01 ppm polyvalente kationiske forurensninger. Den nødvendige mengde av en eller flere positive retensjonsforbedrende komponenter PREC ifølge den foreliggende oppfinnelse tilsettes til den således fremstilte vandige oppløsning. Det er imidlertid også mulig å tilsette PREC komponentene til saltkilden før oppløsningstrinnet eller til vannet før oppløsningstrinnet. En kombinasjon av disse prosedyrer er også mulig. It is noted that the term "salt source" as used herein is intended to name all salts of which more than 25% by weight is NaCl. Such salt preferably contains more than 50% by weight of NaCl. More preferably, the salt contains more than 75% by weight NaCl, while a salt containing more than 90% by weight NaCl is most preferred. The salt can be a solar salt (salt obtained by evaporating water from salt solution using solar heat), rock salt, and/or underground salt beds. When said salt source is dissolved in water to give an aqueous salt solution comprising at least 100 g/l sodium chloride it will comprise a total amount of at least 0.01 ppm polyvalent cationic contaminants. The required amount of one or more positive retention-improving components PREC according to the present invention is added to the thus prepared aqueous solution. However, it is also possible to add the PREC components to the salt source before the dissolution step or to the water before the dissolution step. A combination of these procedures is also possible.

Foretrukket er saltkilden et undergrunnssaltleie som utnyttes ved hjelp av oppløsningsgruvedrift. Hvis saltkilden er stensalt eller solarsalt blir det foretrukket transportert til en saltoppløsning hvortil vann tilsettes for å fremstille den vandige saltoppløsning ifølge den foreliggende oppfinnelse. Vannet kan være fra en hvilken som helst vannkilde konvensjonelt anvendt for dette formål som f.eks. brønnvann eller overflatevann. Preferably, the salt source is an underground salt deposit that is exploited using solution mining. If the salt source is rock salt or solar salt, it is preferably transported to a salt solution to which water is added to produce the aqueous salt solution according to the present invention. The water can be from any water source conventionally used for this purpose, such as e.g. well water or surface water.

I det minste en del av retentatet resirkuleres til oppløsningstrinnet (i). Følgelig blir det resirkulert til oppløseren eller til undergrunnssaltleiet. Resirkulering av retentatet til oppløseren eller undergrunnssaltleiet har de følgende fordeler. Den vandige saltoppløsning som underkastes nanofiltreringstrinnet omfatter i det minste en positiv retensjonsforbedrende komponent PREC. En resirkulering av retentatet til oppløseren reduserer således den mengde PREC som må tilsettes til nevnte vandige saltoppløsning. Videre, på grunn av at polyvalente ioniske forurensninger blir signifikant tilbakeholdt av nanofiltreringsmembranen, vil disse akkumulere i den saltoppløsning som resirkuleres til oppløseren eller undergrunnssaltleiet. De vil til slutt nå sine oppløselighetsgrenser og således bli avsatt, f.eks. i form av anhydritt eller polyhalitt, ved bunnen av oppløseren, hvor de lett kan fjernes via slammet, eller ved bunnen av hulrommet for undergrunnssaltleiet. At least part of the retentate is recycled to the dissolution step (i). Consequently, it is recycled to the dissolver or to the underground salt bed. Recycling the retentate to the dissolver or underground salt bed has the following advantages. The aqueous salt solution subjected to the nanofiltration step comprises at least one positive retention-enhancing component PREC. A recycling of the retentate to the solvent thus reduces the amount of PREC that must be added to said aqueous salt solution. Furthermore, because polyvalent ionic contaminants are significantly retained by the nanofiltration membrane, these will accumulate in the salt solution recycled to the dissolver or subsurface salt bed. They will eventually reach their solubility limits and thus be deposited, e.g. in the form of anhydrite or polyhalite, at the bottom of the dissolver, where they can be easily removed via the sludge, or at the bottom of the cavity for the underground salt bed.

I denne utførelsesform er det mulig å tilsette et eller flere konvensjonelle retarderende midler som f.eks. beskrevet i EP 1 404 614 til oppløseren eller undergrunnssaltleiet for ytterligere å redusere mengden av forurensninger til stede i saltkilden og som vil oppløses i den vandige saltoppløsning. In this embodiment, it is possible to add one or more conventional retarding agents such as e.g. described in EP 1 404 614 to the dissolver or underground salt bed to further reduce the amount of contaminants present in the salt source and which will dissolve in the aqueous salt solution.

I en ytterligere utførelsesform omfatter de polyvalente kationer i tillegg til kalsium de polyvalente kationer magnesium, strontium, jern, barium, aluminium eller en blanding av to eller flere av disse kationer. I en ytterligere utførelsesform er den forurensende mengde av polyvalente kationer i den vandige oppløsning som skal underkastes et nanofiltreringstrinn mindre enn 20.000 ppm og minst 0,01 ppm, mer foretrukket mindre enn 10.000 ppm, enda mer foretrukket mindre enn 4.000 ppm og mest foretrukket mindre enn 2.000 ppm. Foretrukket er den forurensende mengde minst 0,1 ppm, enda mer foretrukket minst 10 ppm, mest foretrukket minst 100 ppm. In a further embodiment, the polyvalent cations include, in addition to calcium, the polyvalent cations magnesium, strontium, iron, barium, aluminum or a mixture of two or more of these cations. In a further embodiment, the contaminating amount of polyvalent cations in the aqueous solution to be subjected to a nanofiltration step is less than 20,000 ppm and at least 0.01 ppm, more preferably less than 10,000 ppm, even more preferably less than 4,000 ppm and most preferably less than 2,000 ppm. Preferably, the contaminant amount is at least 0.1 ppm, even more preferably at least 10 ppm, most preferably at least 100 ppm.

I en ytterligere utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er mengden av enten kalsium eller magnesium i den vandige saltoppløsning som skal underkastes et nanofiltreringstrinn mindre enn 2.000 ppm, foretrukket mindre enn 1.800 ppm, mer foretrukket mindre enn 1.600 ppm, mest foretrukket mindre enn 1.400 ppm. Mer foretrukket er den kombinerte mengde av kalsium og magnesium mindre enn 2.500 ppm, foretrukket mindre enn 2.000 ppm. In a further embodiment of the method according to the invention, the amount of either calcium or magnesium in the aqueous salt solution to be subjected to a nanofiltration step is less than 2,000 ppm, preferably less than 1,800 ppm, more preferably less than 1,600 ppm, most preferably less than 1,400 ppm. More preferably, the combined amount of calcium and magnesium is less than 2,500 ppm, preferably less than 2,000 ppm.

I enda en ytterligere utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er mengden av sulfationer i den vandige oppløsning som skal underkastes nanofiltreringstrinnet mindre enn 75.000 ppm, foretrukket mindre enn 50.000 ppm, mer foretrukket mindre enn 25.000 ppm, mest foretrukket mindre enn 10.000 ppm, og mest foretrukket mindre enn 8.000 ppm. In yet another embodiment of the method according to the invention, the amount of sulfate ions in the aqueous solution to be subjected to the nanofiltration step is less than 75,000 ppm, preferably less than 50,000 ppm, more preferably less than 25,000 ppm, most preferably less than 10,000 ppm, and most preferably less than 8,000 ppm.

Det bemerkes at "nanofiltreringsmembranen" som er anbrakt inne i en membran nanofiltreringsenhet, som referert til i hele denne fremstilling, er ment å angi en hvilken som helst konvensjonell nanofiltreringsmembran konstruert til selektivt å rejektere divalente og andre polyvalente anioner og har en molekylvektterskel på minst 100 Da, foretrukket minst 150 Da, og hvori molekylvektterskelen er høyst 25.000 Da, foretrukket høyst 10.000 Da, mer foretrukket høyst 2.500 Da, og mest foretrukket høyst 1.000 Da. Nanofiltreringssystemet anvender foretrukket semipermeable membraner av nanofiltreringstypen, som f.eks. de som selges som "Film Tec" NF270 (The Dow Chemical Company), "DESAL" 5DK, "DESAL" 5DL og "DESAL" 5HL (alle fra GE/Osmonics), "NTR" 7250 (Nitto Denko Industrial Membranes), og "AFC"-30 (fra PCI Membrane Systems Ltd). Disse og lignende membraner egnet for bruk i fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er effektive for å rejektere en høy prosentandel av alle divalente anioner og spesielt sulfat og karbonat, som angitt ved en observert sulfatretensjon på mer enn 80 % og foretrukket mer enn 90 % under bearbeiding av en 1 g/l MgSO4oppløsning i demineralisert vann i fullresirkuleringsoperasjon, mens de tillater passasje gjennom membranen av en høy prosentandel av alle monovalente anioner og spesielt klorid og bromid, som angitt ved en kloridretensjon under 80 % og foretrukket under 70 % under bearbeiding av en 1 g/l NaCl-oppløsning i demineralisert vann i full resirkulasjonsoperasjon. Tester med disse oppløsninger bør gjennomføres ved omgivelsestemperatur, en membranfluks på mellom 20 l/m2�h og 30 l/m2.h, og en tverrstrømningshastighet for å unngå sterk konsentrasjonspolarisering. Natriumklorid- og magnesiumsulfatretensjoner i disse tester kan bestemmes ved bruk av kalibrerte ledningsevnemålinger. Selv om en nanofiltreringstype semipermeabel membran som f.eks. membrantypene nevnt tidligere er foretrukket, kan andre nanofiltreringsmembraner med disse høye divalente ionerejeksjonskarakteristikker fås i handelen og kan alternativt anvendes. It is noted that the "nanofiltration membrane" housed within a membrane nanofiltration unit, as referred to throughout this disclosure, is intended to denote any conventional nanofiltration membrane designed to selectively reject divalent and other polyvalent anions and having a molecular weight threshold of at least 100 Da, preferably at least 150 Da, and wherein the molecular weight threshold is at most 25,000 Da, preferably at most 10,000 Da, more preferably at most 2,500 Da, and most preferably at most 1,000 Da. The nanofiltration system preferably uses semipermeable membranes of the nanofiltration type, such as e.g. those sold as "Film Tec" NF270 (The Dow Chemical Company), "DESAL" 5DK, "DESAL" 5DL and "DESAL" 5HL (all from GE/Osmonics), "NTR" 7250 (Nitto Denko Industrial Membranes), and "AFC"-30 (from PCI Membrane Systems Ltd). These and similar membranes suitable for use in the process of the present invention are effective in rejecting a high percentage of all divalent anions and especially sulfate and carbonate, as indicated by an observed sulfate retention of greater than 80% and preferably greater than 90% during processing of a 1 g/l MgSO4 solution in demineralized water in full recycling operation, while allowing the passage through the membrane of a high percentage of all monovalent anions and especially chloride and bromide, as indicated by a chloride retention below 80% and preferably below 70% during the processing of a 1 g/l NaCl solution in demineralized water in full recirculation operation. Tests with these solutions should be carried out at ambient temperature, a membrane flux of between 20 l/m2�h and 30 l/m2.h, and a cross-flow rate to avoid strong concentration polarization. Sodium chloride and magnesium sulfate retentions in these tests can be determined using calibrated conductivity measurements. Although a nanofiltration type semipermeable membrane such as the membrane types mentioned earlier are preferred, other nanofiltration membranes with these high divalent ion rejection characteristics can be obtained commercially and can alternatively be used.

Fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse er videre illustrert ved hjelp av de følgende eksempler. The method according to the present invention is further illustrated by means of the following examples.

Eksempler Examples

I eksemplene anvendes den følgende definisjon: In the examples, the following definition is used:

Retensjon = {1-(konsentrasjon av komponent i permeat/konsentrasjon av komponent i retentat)} x 100 % Retention = {1-(concentration of component in permeate/concentration of component in retentate)} x 100%

Eksempel 1 Example 1

Et forsøk ble gjennomført ved bruk av to membrantyper, en 10 cm spiralviklet "NF" 270 polyamid tynnfilm "NF"-membran (fra DOW Chemical Company "FilmTec") og en 10 cm spiralviklet "Desal" 5DK polyamid "NF"-membran (fra GE/Osmonics) med 7,6 m2 henholdsvis 8,4 m2 membran overflateareal. Membranmodulene ble testet i parallell i et forsøksanlegg som ble drevet i kontinuerlig tilførsels- og tappeoperasjonsmodus med en tverrstrømningsmengde på omtrent 3 m3/h per membranmodul. Moderlut oppnådd fra en natriumkloridkrystallisator ble tilført enheten. pH av moderluten var redusert til pH 10,7 ved bruk av en konsentrert (35 %) H2SO4oppløsning. Videre ble 101 ppm av den positive retensjonsforbedrende komponent tilsatt til moderluten ved tilsetning av 202 ppm "Drewsperse" 747A fra Ashland Inc., som er en 50 % vandig oppløsning av polymaleinsyre. Den resulterende moderlut som ble sendt til membranforsøksenheten, inneholdt blant annet 280 g/l NaCl, 0,25 mekv/l kalsium, 0,06 mekv/l strontium og 1.190 mekv/l SO 2-4. Hovedandelen av retentatet ble sirkulert til membrantilførselsledningen (tverrstrømsoperasjon) mens en del av retentatet ble spylt ut sammen med permeatet til å oppnå en konsentrasjonsfaktor (forholdet mellom frisk tilførselsstrømning og den utspylte retentatstrømning) på omtrent 1,3. Under membranfiltrering ved 32 bar trykk og 40 ºC ble det oppnådd kalsiumretensjoner på 99 % for "Desal" 5DK og "NF" 270 og strontiumretensjoner på 88 %. An experiment was conducted using two membrane types, a 10 cm spiral wound "NF" 270 polyamide thin film "NF" membrane (from DOW Chemical Company "FilmTec") and a 10 cm spiral wound "Desal" 5DK polyamide "NF" membrane ( from GE/Osmonics) with 7.6 m2 and 8.4 m2 membrane surface area respectively. The membrane modules were tested in parallel in a pilot plant operated in continuous feed and draw operation mode with a cross flow rate of approximately 3 m3/h per membrane module. Mother liquor obtained from a sodium chloride crystallizer was fed to the unit. The pH of the mother liquor was reduced to pH 10.7 using a concentrated (35%) H2SO4 solution. Furthermore, 101 ppm of the positive retention improving component was added to the mother liquor by adding 202 ppm of "Drewsperse" 747A from Ashland Inc., which is a 50% aqueous solution of polymaleic acid. The resulting mother liquor sent to the membrane test unit contained, among other things, 280 g/l NaCl, 0.25 meq/l calcium, 0.06 meq/l strontium and 1,190 meq/l SO 2-4. The bulk of the retentate was circulated to the membrane feed line (cross-flow operation) while a portion of the retentate was flushed out with the permeate to achieve a concentration factor (the ratio of fresh feed flow to the flushed retentate flow) of approximately 1.3. During membrane filtration at 32 bar pressure and 40 ºC, calcium retentions of 99% were achieved for "Desal" 5DK and "NF" 270 and strontium retentions of 88%.

Sammenligningseksempel 2 Comparative example 2

Et ytterligere forsøk ble utført ved bruk av to membrantyper, plan arkformet "NF" 270 polyamid tynnfilm "NF"-membraner (fra DOW Chemical Company "FilmTec") og planark "Desal" 5DK polyamid "NF"-membran (fra GE/Osmonics). Membrantypene ble testet samtidig i en DSS labstakkenhet, som ble operert i kontinuerlig tilførsels- og tappeoperasjonsmodus ved en krysstrømningsmengde på 600 l/h. Totalt 0,144 m2 membran overflateareal var installert. Moderlut oppnådd fra en natriumkloridkrystallisator ble levert til enheten. pH av moderluten ble redusert til pH 10,8 ved bruk av en konsentrert H2SO4-oppløsning. Ingen positiv retensjonsforbedrende komponent ble tilsatt. Moderluten sendt til DSS enheten inneholdt blant annet 1.150 mekv/l SO 2-4, 296 g/l NaCl, 1,3 mg/l Ca2+, og 655 mg/l Br-. Membranfiltrering ble utført ved 50 bar trykk og 32 ºC temperatur. Hovedandelen av retentatet ble resirkulert til membrantilførselsledningen (krysstrømsoperasjon) mens del av retentatet ble pumpet sammen med permeater til å oppnå en konsentrasjonsfaktor på omtrent 1,3. Membranene viste kalsiumretensjoner under 32 %. A further experiment was carried out using two membrane types, planar sheet "NF" 270 polyamide thin film "NF" membranes (from DOW Chemical Company "FilmTec") and planar sheet "Desal" 5DK polyamide "NF" membrane (from GE/Osmonics ). The membrane types were tested simultaneously in a DSS lab stack unit, which was operated in continuous feed and draw operation mode at a cross flow rate of 600 l/h. A total of 0.144 m2 membrane surface area was installed. Mother liquor obtained from a sodium chloride crystallizer was supplied to the unit. The pH of the mother liquor was reduced to pH 10.8 using a concentrated H 2 SO 4 solution. No positive retention enhancing component was added. The mother liquor sent to the DSS unit contained, among other things, 1,150 meq/l SO 2-4, 296 g/l NaCl, 1.3 mg/l Ca2+, and 655 mg/l Br-. Membrane filtration was carried out at 50 bar pressure and 32 ºC temperature. The main part of the retentate was recycled to the membrane feed line (cross-flow operation) while part of the retentate was pumped together with permeate to achieve a concentration factor of about 1.3. The membranes showed calcium retentions below 32%.

Sammenligningseksempel 3 Comparative example 3

Et ytterligere forsøk ble utført ved bruk av to membrantyper, flatark "NF" 270 polyamid tynnfilm "NF"-membran (fra DOW Chemical Company "FilmTec") og flatark "Desal" 5DK polyamid "NF"-membran (fra GE/Osmonics). Membrantypene ble testet samtidig i en DSS labstakkenhet, som ble operert i en total resirkulasjonsmodus (totalt retentat og permeat ble resirkulert til membrantilførselsbeholderen) med en krysstrømningstakt på 600 l/h. Totalt 0,36 m2 membranoverflateareal var installert. Rå saltoppløsning oppnådd fra en saltkilde ble tilført til enheten. Ingen positiv retensjonsforbedrende komponent ble tilsatt. Den rå saltoppløsning sendt til DSS labstakkenheten inneholdt blant annet 1,21 g/l SO 2-4, 273 g/l NaCl, 3,3 mg/l strontium, 10,3 mg/l magnesium, og 494 mg/l Ca2+. Membranfiltrering ble utført ved 21 bar trykk og 22 ºC temperatur. "Desal" 5DK og "NF" 270 viste 36 % henholdsvis 24 % kalsiumretensjon, og strontiumretensjoner under 59 %. Magnesiumretensjonene for "Desal" 5DK og "NF" 270 ble funnet å være 68 % henholdsvis 66 %. Sulfatretensjonene for "Desal" 5DK og "NF" 270 ble funnet å være 94,2 % henholdsvis 95,9 %. A further experiment was carried out using two membrane types, flat sheet "NF" 270 polyamide thin film "NF" membrane (from DOW Chemical Company "FilmTec") and flat sheet "Desal" 5DK polyamide "NF" membrane (from GE/Osmonics) . The membrane types were tested simultaneously in a DSS lab stack unit, which was operated in a total recirculation mode (total retentate and permeate were recycled to the membrane feed vessel) with a crossflow rate of 600 l/h. A total of 0.36 m2 membrane surface area was installed. Raw salt solution obtained from a salt source was supplied to the device. No positive retention enhancing component was added. The raw salt solution sent to the DSS lab stack unit contained, among other things, 1.21 g/l SO 2-4, 273 g/l NaCl, 3.3 mg/l strontium, 10.3 mg/l magnesium, and 494 mg/l Ca2+. Membrane filtration was carried out at 21 bar pressure and 22 ºC temperature. "Desal" 5DK and "NF" 270 showed 36% and 24% calcium retention respectively, and strontium retentions below 59%. The magnesium retentions for "Desal" 5DK and "NF" 270 were found to be 68% and 66% respectively. The sulfate retentions for "Desal" 5DK and "NF" 270 were found to be 94.2% and 95.9% respectively.

Eksempel 4 Example 4

Et forsøk ble utført ved bruk av to membrantyper, en 10 cm spiralviklet "NF" 270 polyamid tynnfilm "NF" membran (fra DOW Chemical Company "FilmTec") og en 10 cm spiralviklet "Desal" 5DK polyamid "NF"-membran (fra GE/Osmonics) med henholdsvis 7,6 m2 og 8,4 m2 membranoverflateareal. Membranmodulene ble testet i parallell i et forsøksanlegg som ble operert i en kontinuerlig tilførsels- og tappeoperasjonsmodus ved en tverrstrømningstakt på 3,1 m3/h og 2,6 m3/h per membranmodul for "NF" 270 henholdsvis "Desal" 5DK. Moderlut oppnådd fra en natriumkloridkrystallisator ble tilført til enheten. pH i moderluten ble redusert til pH 10,6 ved bruk av en konsentrert (35 %) H2SO4-oppløsning. Videre ble 96 ppm av en positiv retensjonsforbedrende komponent tilsatt til moderluten ved tilsetning av 192 ppm "Drewsperse" 747A (se eksempel 1). Den resulterende moderlut sendt til membranforsøksanlegget inneholdt blant annet 280 g/l NaCl, 0,046 mekv/l fullstendig oppløst kalsium, og 1.125 mekv/l SO 2-4. Hovedandelen av retentatet ble resirkulert til membrantilførselslinjen (krysstrømningsoperasjon) mens del av retentatet ble spylt ut sammen med permeatet til å gi en konsentrasjonsfaktor (forholdet mellom frisk tilførselsstrømning og den utspylte retentatstrøm) på omtrent 1,3 og 1,2 for "NF" 270 henholdsvis "Desal" 5DK. Under membranfiltrering ved 32 bar trykk og 34 ºC og henholdsvis 39 ºC for "NF" 270 og "Desal" 5DK ble det oppnådd kalsiumretensjoner på henholdsvis 96 % og 97 % for "Desal" 5DK og "NF" 270. An experiment was conducted using two membrane types, a 10 cm spiral wound "NF" 270 polyamide thin film "NF" membrane (from DOW Chemical Company "FilmTec") and a 10 cm spiral wound "Desal" 5DK polyamide "NF" membrane (from GE/Osmonics) with respectively 7.6 m2 and 8.4 m2 membrane surface area. The membrane modules were tested in parallel in a pilot plant operated in a continuous feed and draw operation mode at a cross flow rate of 3.1 m3/h and 2.6 m3/h per membrane module for "NF" 270 and "Desal" 5DK respectively. Mother liquor obtained from a sodium chloride crystallizer was fed to the unit. The pH of the mother liquor was reduced to pH 10.6 using a concentrated (35%) H2SO4 solution. Furthermore, 96 ppm of a positive retention improving component was added to the mother liquor by the addition of 192 ppm "Drewsperse" 747A (see Example 1). The resulting mother liquor sent to the membrane test plant contained, among other things, 280 g/l NaCl, 0.046 meq/l completely dissolved calcium, and 1,125 meq/l SO 2-4. The bulk of the retentate was recycled to the membrane feed line (cross-flow operation) while part of the retentate was flushed out with the permeate to give a concentration factor (the ratio of fresh feed flow to the flushed retentate stream) of approximately 1.3 and 1.2 for "NF" 270 respectively "Desal" 5DK. During membrane filtration at 32 bar pressure and 34 ºC and 39 ºC respectively for "NF" 270 and "Desal" 5DK, calcium retentions of 96% and 97% were obtained for "Desal" 5DK and "NF" 270 respectively.

Eksempel 5 Example 5

Et ytterligere forsøk ble utført ved bruk av to membrantyper, flatark "NF" 270 polyamid tynnfilm "NF"-membran (fra DOW Chemical Company "FilmTec") og flatark "Desal" 5DK polyamid "NF"-membran (fra GE/Osmonics) og en rå saltoppløsning fra den samme kilde som angitt i sammenligningseksempel 3. Videre ble 300 ppm av en positiv retensjonsforbedrende komponent tilsatt til den rå saltoppløsning ved tilsetning av 600 ppm "Drewsperse" 747A (se eksempel 1). Membrantypene ble testet samtidig i en DSS labstakkenhet som ble operert i total resirkulasjonsmodus (totalt retentat og permeatene ble resirkulert til membrantilførselsbeholderen) med en krysstrømningstakt på 600 l/h. Totalt 0,216 m2 membranoverflateareal ble installert. Rå saltoppløsning oppnådd fra en saltkilde ble tilført enheten. Den rå saltoppløsning ble sendt til DSS labstakkenheten inneholdt blant annet 1,11 g/l SO 2-4, 289 g/l NaCl, 3,0 mg/l strontium, 10,1 mg/l magnesium og 490 mg/l Ca2+. Membranfiltrering ble gjennomført ved 31 bar trykk og 21 ºC temperatur. "Desal" 5DK og "NF" 270 viste 79 % henholdsvis 50 % kalsiumretensjon, strontiumretensjoner på henholdsvis 90 % og 70 % og magnesiumretensjoner på 93 % henholdsvis 79 %. Begge membranene viste 0,6 % kloridretensjon. "Desal" 5DK og "NF" 270 viste 96,8 % henholdsvis 98,5 % sulfatretensjon. A further experiment was carried out using two membrane types, flat sheet "NF" 270 polyamide thin film "NF" membrane (from DOW Chemical Company "FilmTec") and flat sheet "Desal" 5DK polyamide "NF" membrane (from GE/Osmonics) and a crude saline solution from the same source as indicated in Comparative Example 3. Furthermore, 300 ppm of a positive retention enhancing component was added to the crude saline solution by adding 600 ppm "Drewsperse" 747A (see Example 1). The membrane types were tested simultaneously in a DSS lab stack unit operated in total recirculation mode (total retentate and permeates were recycled to the membrane feed vessel) at a crossflow rate of 600 l/h. A total of 0.216 m2 of membrane surface area was installed. Raw salt solution obtained from a salt source was supplied to the device. The raw salt solution sent to the DSS lab stack unit contained, among other things, 1.11 g/l SO 2-4, 289 g/l NaCl, 3.0 mg/l strontium, 10.1 mg/l magnesium and 490 mg/l Ca2+. Membrane filtration was carried out at 31 bar pressure and 21 ºC temperature. "Desal" 5DK and "NF" 270 showed 79% and 50% calcium retention respectively, strontium retentions of 90% and 70% respectively and magnesium retentions of 93% and 79% respectively. Both membranes showed 0.6% chloride retention. "Desal" 5DK and "NF" 270 showed 96.8% and 98.5% sulfate retention, respectively.

Sammenligningseksempel 6 Comparative example 6

Et elektrolyseforsøk ble utført ved bruk av en laboratoriemembran elektrolysecelle med permeatet produsert i sammenligningseksempel 3 som en tilførselsstrøm. Forsøkene ble utført med en konstant strømstyrke på 5A mellom anoden og katoden. Etter omtrent 3 timer ble elektrolyseprosessen stoppet på grunn av at potensialforskjellen over membranen oversteg 4V. An electrolysis trial was conducted using a laboratory membrane electrolysis cell with the permeate produced in Comparative Example 3 as a feed stream. The experiments were carried out with a constant current of 5A between the anode and the cathode. After about 3 hours, the electrolysis process was stopped because the potential difference across the membrane exceeded 4V.

Eksempel 7 Example 7

Et elektrolyseforsøk ble utført med det samme elektrolyseutstyr og under de samme prosessbetingelser som beskrevet i sammenligningseksempel 6, men nå ved bruk av permeatet produsert i eksempel 5. Etter 6 timers operasjon var laboratorieoppsatsen fremdeles i drift og potensialforskjellen over membranen var under 4V. An electrolysis experiment was carried out with the same electrolysis equipment and under the same process conditions as described in comparative example 6, but now using the permeate produced in example 5. After 6 hours of operation, the laboratory setup was still in operation and the potential difference across the membrane was below 4V.

Som illustrert ved de foregående eksempler er retensjonen av kalsium- og strontiumioner ved bruk av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen signifikant forbedret sammenlignet med prosesser hvor ikke noen positiv retensjonsforbedrende komponent tilsettes til den vandige saltoppløsning før den underkastes et nanofiltreringstrinn, og derfor kan den resulterende vandige saltoppløsning direkte og fordelaktig anvendes for å omsette kloridanionene til klor i en elektrolyseprosess. As illustrated by the previous examples, the retention of calcium and strontium ions using the method according to the invention is significantly improved compared to processes where no positive retention-enhancing component is added to the aqueous salt solution before it is subjected to a nanofiltration step, and therefore the resulting aqueous salt solution can be directly and advantageously used to convert the chloride anions into chlorine in an electrolysis process.

Claims (8)

PatentkravPatent claims 1. Fremgangsmåte for fremstilling av klor eller natriumklorat ved bruk av en vandig saltoppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid og en forurensende mengde polyvalente kationer, omfattende trinnene1. Process for the production of chlorine or sodium chlorate using an aqueous salt solution containing at least 100 g/l sodium chloride and a contaminating amount of polyvalent cations, comprising the steps (i) fremstilling av en vandig saltoppløsning inneholdende minst 100 g/l natriumklorid og minst 0,01 ppm (deler per million) polyvalente kationer som kalsium ved oppløsning en natriumkloridkilde i vann, hvor de polyvalente kationene omfatter, ved siden av kalsium, de polyvalente kationene magnesium, strontium, jern, barium, aluminium eller en blanding av to eller flere av disse kationene,(i) preparing an aqueous salt solution containing at least 100 g/l sodium chloride and at least 0.01 ppm (parts per million) polyvalent cations such as calcium by dissolving a sodium chloride source in water, wherein the polyvalent cations include, in addition to calcium, the polyvalent cations the cations magnesium, strontium, iron, barium, aluminum or a mixture of two or more of these cations, (ii) tilsetning av en effektiv mengde av minst én positiv retensjonsforbedrende komponent valgt fra gruppen bestående av (poly)karboksylsyrer, fosfinokarboksylsyrer, polyakrylsyrer, polymaleinsyrer, glukose, sukrose, sakkarose og natriumglukonat til den vandige oppløsning, hvor den totale mengde av positiv retensjonsforbedrende komponenter som tilsettes er minst 15 ppm,(ii) adding an effective amount of at least one positive retention-enhancing component selected from the group consisting of (poly)carboxylic acids, phosphinocarboxylic acids, polyacrylic acids, polymaleic acids, glucose, sucrose, sucrose and sodium gluconate to the aqueous solution, wherein the total amount of positive retention-enhancing components that is added is at least 15 ppm, (iii) deretter underkasting av oppløsningen til et nanofiltreringstrinn ved bruk av en nanofiltreringsmembran med en molekylvektterskel på mellom 100 Da og 10.000 Dalton slik at oppløsningen separeres i et retentat som er anriket på polyvalente kationer, og et permeat som er den rensede vandige saltoppløsning, (iv) å omsette kloridanionene i permeatet til klor eller natriumklorat ved hjelp av et elektrolysetrinn, og(iii) then subjecting the solution to a nanofiltration step using a nanofiltration membrane with a molecular weight threshold of between 100 Da and 10,000 Dalton so that the solution is separated into a retentate which is enriched in polyvalent cations, and a permeate which is the purified aqueous salt solution, ( iv) converting the chloride anions in the permeate to chlorine or sodium chlorate by means of an electrolysis step, and (v) resirkulere i det minste en del av retentatet til oppløsningstrinnet (i).(v) recycling at least a portion of the retentate to the dissolution step (i). 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,2. Method according to claim 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at konsentrasjonen av natriumklorid kan reguleres til å være minst 100 g/l i et trinn etter eller samtidig med trinn (ii) med tilsetting av den positive retensjonsforbedrende komponent til den vandige oppløsning og før nanofiltreringstrinnet (iii).characterized in that the concentration of sodium chloride can be regulated to be at least 100 g/l in a step after or simultaneously with step (ii) with the addition of the positive retention-improving component to the aqueous solution and before the nanofiltration step (iii). 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,3. Method according to claim 1 or 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at den vandige oppløsning omfatter minst 150 g/l natriumklorid, foretrukket minst 200 g/l, og enda mer foretrukket minst 300 g/l, og er mest foretrukket en mettet natriumkloridoppløsning.characterized in that the aqueous solution comprises at least 150 g/l sodium chloride, preferably at least 200 g/l, and even more preferably at least 300 g/l, and is most preferably a saturated sodium chloride solution. 4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 1 til 3, k a r a k t e r i s e r t v e d at den positive retensjonsforbedrende komponent tilsettes i trinn (ii) til den vandige oppløsningen i en mengde på minst 15 ppm, foretrukket minst 25 ppm, mest foretrukket minst 50 ppm.4. Method according to any one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the positive retention-improving component is added in step (ii) to the aqueous solution in an amount of at least 15 ppm, preferably at least 25 ppm, most preferably at least 50 ppm . 5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 1 til 4, k a r a k t e r i s e r t v e d at det positive retensjonsforbedrende middel tilsettes i trinn (ii) til den vandige oppløsningen i en menge på mindre enn 5.000 ppm, mer foretrukket mindre enn 1.000 ppm, og mest foretrukket mindre enn 350 ppm.5. Method according to any one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the positive retention improving agent is added in step (ii) to the aqueous solution in an amount of less than 5,000 ppm, more preferably less than 1,000 ppm, and most preferably less than 350 ppm. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,6. Method according to claim 5, k a r a k t e r i s e r t v e d at i trinn (i) hvilke som helst av kalsium eller magnesium er til stede i den vandige oppløsning i en mengde mindre enn 2.000 ppm, foretrukket mindre enn 1.800 ppm, mer foretrukket mindre enn 1.600 ppm, og mest foretrukket mindre enn 1.400 ppm.characterized in that in step (i) any of calcium or magnesium is present in the aqueous solution in an amount less than 2,000 ppm, preferably less than 1,800 ppm, more preferably less than 1,600 ppm, and most preferably less than 1,400 ppm. 7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 1 til 6, k a r a k t e r i s e r t v e d at i trinn (i) sulfatanioner er til stede i den vandige saltoppløsning i en mengde på mindre enn 75.000 ppm, foretrukket mindre enn 50.000 ppm, mer foretrukket mindre enn 25.000 ppm, mest foretrukket mindre enn 8.000 ppm.7. Method according to any one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that in step (i) sulfate anions are present in the aqueous salt solution in an amount of less than 75,000 ppm, preferably less than 50,000 ppm, more preferably less than 25,000 ppm, most preferably less than 8,000 ppm. 8. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav 1 til 7, k a r a k t e r i s e r t v e d at natriumkloridkilden er en naturlig saltkilde inneholdende mer enn 75 vekt% NaCl og mest foretrukket mer enn 90 vekt% NaCl.8. Method according to any one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the sodium chloride source is a natural salt source containing more than 75% by weight NaCl and most preferably more than 90% by weight NaCl.
NO20074051A 2005-02-18 2007-08-07 Process for the preparation of chlorine-containing compounds NO344281B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65407805P 2005-02-18 2005-02-18
EP05106573 2005-07-18
PCT/EP2006/050870 WO2006087303A1 (en) 2005-02-18 2006-02-13 Process to prepare chlorine-containing compounds

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20074051L NO20074051L (en) 2007-11-15
NO344281B1 true NO344281B1 (en) 2019-10-28

Family

ID=36168369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20074051A NO344281B1 (en) 2005-02-18 2007-08-07 Process for the preparation of chlorine-containing compounds

Country Status (5)

Country Link
HU (1) HUE041348T2 (en)
NO (1) NO344281B1 (en)
PT (1) PT1848661T (en)
TR (1) TR201815516T4 (en)
TW (1) TWI429590B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013001620A (en) * 2011-06-20 2013-01-07 Evatech Corp Weakly acidic hypochlorous acid and apparatus and method for preparing the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038365A (en) * 1975-12-03 1977-07-26 Basf Wyandotte Corporation Removal of low level hardness impurities from brine feed to chlorine cells
US4176022A (en) * 1978-04-27 1979-11-27 Ppg Industries, Inc. Removal of part per billion level hardness impurities from alkali metal chloride brines
US20030000897A1 (en) * 2001-06-19 2003-01-02 Mayers Mateo Jozef Jacques Retarding agents for preparing purified brine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038365A (en) * 1975-12-03 1977-07-26 Basf Wyandotte Corporation Removal of low level hardness impurities from brine feed to chlorine cells
US4176022A (en) * 1978-04-27 1979-11-27 Ppg Industries, Inc. Removal of part per billion level hardness impurities from alkali metal chloride brines
US20030000897A1 (en) * 2001-06-19 2003-01-02 Mayers Mateo Jozef Jacques Retarding agents for preparing purified brine

Also Published As

Publication number Publication date
PT1848661T (en) 2018-11-09
HUE041348T2 (en) 2019-05-28
NO20074051L (en) 2007-11-15
TR201815516T4 (en) 2018-11-21
TWI429590B (en) 2014-03-11
TW200635857A (en) 2006-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2598339C (en) Process to prepare salt
DK1848661T3 (en) PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLOR OR SODIUM CHLORATE
CA2584696C (en) Method for crystallizing soluble salts of divalent anions from brine
US5292406A (en) Process for electrolytic production of alkali metal chlorate and auxiliary chemicals
JP2008516883A5 (en)
CN108468065B (en) Sodium chlorate and chlor-alkali combined denitration process
DK2349928T3 (en) METHOD OF PREPARING SODIUM CHLORIDE
RU2543214C2 (en) Method of complex processing natural brines of magnesium-calcium chloride type
CA2864478A1 (en) Nanofiltration process for enhanced brine recovery and sulfate removal
Bargeman et al. Nanofiltration as energy-efficient solution for sulfate waste in vacuum salt production
FI107810B (en) A process for removing sulfate from alkali metal chlorate solutions and a process for preparing such alkali metal chlorates
US8021442B2 (en) Process for the preparation of common salt of high purity from brines in solar salt pans
NO344281B1 (en) Process for the preparation of chlorine-containing compounds
CA2181613C (en) Impurity removal from sodium chlorate
RU2456239C1 (en) Method of producing calcium bromide from natural bromine-containing calcium chloride-type brines
CN101119928A (en) Process to prepare chlorine-containing compounds
JP2017052656A (en) Method for producing calcium hypochlorite composition

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: OSLO PATENTKONTOR AS, POSTBOKS 7007 MAJORSTUA, 030

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: AKZO NOBEL CHEMICALS INTERNATIONAL B.V., NL