PL103514B1

PL103514B1 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF ALKALINE METAL Cyanide and a device for the production of alkaline metal cyanide

Info

Publication number: PL103514B1
Application number: PL18296875A
Authority: PL
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1979-06-30

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania cyjanków metali alkalicznych, zwlaszcza cyjanku sodu, na drodze mokrej. Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do stosowania tego sposobu.The subject of the invention is a method of producing alkali metal cyanides, in particular sodium cyanide, on a wet road. The invention also relates to a device for implementing this method.

Obok szeroko rozpowszechnionej metody Castnera otrzymywania cyjanku sodu na drodze suchej poprzez reakcje stopionego sodu z amoniakiem w obecnosci rozzarzonego wegla drzewnego, znane sa takze metody mokre wytwarzania cyjanku sodu poprzez absorpcje gazowego cyjanowodoru w wodnym roztworze wodorotlenku sodu. Tak wiec znany jest sposób polegajacy na przepuszczaniu gazowego cyjanowodoru przez 50% roztwór wodnego lugu sodowego w chlodzonym absorberze wypelnionym pierscieniami Raschiga. W ten sposób otrzymuje sie roztwór zawierajacy 28 do 30% cyjanku sodu, z którego przez odparowanie prózniowe i filtracje uzyskuje sie krystaliczny cyjanek sodu.In addition to the widespread Castner method of obtaining sodium cyanide by dry method via the reaction of molten sodium with ammonia in the presence of glowing charcoal, methods are also known wet preparation of sodium cyanide by absorption of gaseous hydrogen cyanide in an aqueous solution sodium hydroxide. Thus, there is known a method of passing gaseous hydrogen cyanide through 50% solution of aqueous sodium lug in a cooled absorber filled with Raschig rings. In this the method gives a solution containing 28 to 30% sodium cyanide, from which by vacuum evaporation and filtration yields crystalline sodium cyanide.

Znane sa takze z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki Póln. nr nr 2876066 i 3015539 sposoby absorbowania gazowego cyjanowodoru przez wodny roztwór cyjanku i wodorotlenku sodowego w absorberze strumieniowym. W kazdym z tych sposobów podlega absorpcji cyjanowodór gazowy, co jest podyktowane dazeniem do szybkiego zaabsorbowania go i zobojetnienia na cyjanek sodu, gdyz zanim to nastapi cyjanowodór ma sklonnosc do polimeryzacji w zetknieciu z wodorotlenkiem sodu. Sposób i urzadzenie opisane w patencie 3015539 charakteryzuje sie tym, ze do wnetrza glowicy absorbera strumieniowego, majacego wydluzony ksztalt z przewezeniem posrodku, doprowadza sie od góry roztwór wodny cyjanku i wodorotlenku sodowego, natomiast przez boczne doprowadzenie do wspomnianej glowicy wprowadza sie gazowy cyjanowodór, otrzymany przez odparowanie cieklego cyjanowodoru. Wyplywajacy z górnego doprowadzenia pod cisnieniem roztwór cyjanku i wodorotlenku sodu zasysa obecny w glowicy gazowy cyjanowodór i przechodzi z duza szybkoscia przez komore mieszania zwezajaca sie stopniowo, po czym po przejsciu najbardziej waskiego odcinka, tracac na szybkosci przeplywu, wchodzi do zbiornika stanowiacego zamkniecie cieczowe. Poniewaz na sciankach glowicy absorbera, majacych stycznosc z cyjanowodorem, istnieje tendencja do polimeryzacji cyjanowodoru, zachodzi potrzeba stosowania natrysku wodnego na te scianki przy pomocy2 103 514 specjalnej dyszy umieszczonej w glowicy absorbera. Koncowy roztwór cyjanku sodu z zamkniecia cieczowego, odprowadzany jest przez chlodnice czesciowo do dalszej przeróbki na wyparkach prózniowych i filtrach a czesciowo zawracany jest do glowicy absorbera.They are also known from patents of the United States of America. No. 2876066 and 3015539 methods of absorbing gaseous hydrogen cyanide by an aqueous solution of sodium cyanide and sodium hydroxide in the jet absorber. In each of these methods, it absorbs gaseous hydrogen cyanide dictated by the desire to quickly absorb it and neutralize it to sodium cyanide, because before it happens Hydrogen cyanide tends to polymerize on contact with sodium hydroxide. Method and device described in patent 3015539 is characterized in that the inside of a jet absorber head having elongated shape with a center through the top, an aqueous solution of cyanide and hydroxide is fed from above and a gaseous one is introduced into said head through a side supply Hydrogen cyanide obtained by evaporation of liquid hydrogen cyanide. Coming from the top lead under pressure, the cyanide and sodium hydroxide solution sucks in the gaseous hydrogen cyanide in the head and passes at high speed through the mixing chamber, tapering gradually and then passing through of the narrowest section, losing its flow rate, enters the reservoir forming the closure liquid. As there is a tendency for the walls of the absorber head in contact with hydrogen cyanide to polymerization of hydrogen cyanide, it is necessary to use a water spray on these walls with the aid of 2 103 514 a special nozzle located in the absorber head. Final sodium cyanide solution with liquid seal, it is discharged through coolers, partly for further processing in vacuum evaporators and filters and is partially returned to the absorber head.

Ujemna strona opisanego sposobu jest odparowywanie cieklego cyjanowodoru dla zastosowania go w stanie gazowym do otrzymywania cyjanku sodu, ponadto zapobieganie polimeryzacji cyjanowodoru na sciankach absorbera przez natrysk wodny, co powoduje rozcienczanie koncowego roztworu cyjanku sodu i koniecznosc odparowywania dodatkowej ilosci wody.The disadvantage of the described process is the evaporation of liquid hydrogen cyanide in order to use it as it is gas for the production of sodium cyanide, in addition to preventing the polymerization of hydrogen cyanide on the walls absorber by water spray, which causes the final solution of sodium cyanide to be diluted and necessary evaporation of extra water.

Celem wynalazku jest usuniecie tych wad i zapewnienie sposobu mieszania cieklego cyjanowodoru z wodnym roztworem cyjanku i wodorotlenku metalu alkalicznego, dla stworzenia warunków do przebiegu reakcji powstawania cyjanku metalu alkalicznego z wyeliminowaniem reakcji polimeryzacji cyjanowodoru.The present invention aims to remedy these drawbacks and to provide a method for mixing liquid hydrogen cyanide with an aqueous solution of an alkali metal cyanide and hydroxide to create the conditions for the run the reaction of the formation of alkali metal cyanide with the elimination of the polymerization reaction of hydrogen cyanide.

Zostalo to rozwiazane przez mieszanie cyjanowodoru cieklego z roztworem cyjanku i wodorotlenku metalu alkalicznego przez wprowadzanie do przestrzeni, w której nastepuje mieszanie dwu wspólsrodkowych strumieni, przy czym wewnetrzny strumien stanowi ciekly cyjanowodór a zewnetrzn>, obejmujacy go je.t strumieniem roztworu wodnego cyjanku z wodorotlenkiem metalu alkalicznego. Jednoczesnie do przestrzeni mieszania doprowadza sie gaz obojetny, np. powietrze lub azot. Gaz obojetny porwany przez przeplywajaca ciecz zostaje w dalszym ciagu procesu wydzielony i z powrotem skierowany do przestrzeni mieszania. Cyrkulujac w ten sposób zapobiega on polimeryzacji cyjanowodoru na sciankach absorbera, jednoczesnie powoduje bardziej intensywne, burzliwe mieszania obu strumieni.This was solved by mixing liquid hydrogen cyanide with a solution of cyanide and metal hydroxide alkaline by introducing into the space where two concentric streams are mixed, with the inner stream being liquid hydrogen cyanide and the outer stream being comprised of it. an aqueous solution of cyanide with an alkali metal hydroxide. Simultaneously in the mixing space an inert gas such as air or nitrogen is supplied. The inert gas is entrained by the flowing liquid continued in the process, separated and returned to the mixing space. Circulating like this it prevents the polymerization of hydrogen cyanide on the absorber walls, and at the same time causes more intense, turbulent mixing of both streams.

Urzadzenie sluzace do stosowania sposobu wedlug wynalazku stanowi znany z ksztaltu absorber strumieniowy, majacy zgodnie z niniejszym wynalazkiem osadzone w glowicy dwie wspólsrodkowe dysze, z których wewnetrzna przeznaczona jest dla cieklego cyjanowodoru a zewnetrzna dla roztworu cyjanku i wodorotlenku metalu alkalicznego. Absorber posiada na dolnym koncu, wpuszczonym w zbiornik posredni, szereg bocznych otworów wyplywowych. Z przestrzeni gazov,ej zbiornika posredniego prowadzi przewód rurowy do glowicy asorbera.The device for implementing the method according to the invention is an absorber known in the form jet having, according to the present invention, two concentric nozzles embedded in the head, the inner one is for liquid hydrogen cyanide and the outer one for cyanide solution and an alkali metal hydroxide. The absorber has at the lower end, recessed into the intermediate tank, a series of side outlets. A pipe runs from the gas space of the intermediate tank tubular to the head of the asorber.

Zaleta wynalazku jest brak potrzeby odparowywania cieklego cyjanowodoru w celu przeprowadzenia go w stan gazowy. Nie zachodzi takze potrzeba wtryskiwania wody dla obmywania scian wewnetrznych asorbera, przez co unika sie instalowania dodatkowych urzadzen oraz rozcienczania koncowego roztworu.An advantage of the invention is that there is no need to evaporate liquid hydrogen cyanide in order to carry it out in a gaseous state. There is also no need to inject water to wash the internal walls of the asorber, thus avoiding the installation of additional equipment and the dilution of the final solution.

Przedmiot wynalazku objasniony jest w przykladzie wykonania z powolaniem sie na rysunek, na którym fig. 1 przedstawia ogólny schemat technologiczny a fig. 2 — absorber strumieniowy.The subject matter of the invention is explained in the example of the embodiment with reference to the drawing on which Fig. 1 shows a general flow diagram and Fig. 2 shows a jet absorber.

W obiegu, poprzez absorber 1, zbiornik posredni 2, pompe cyrkulacyjna 3, chlodnice wodna 4 cyrkuluje stale wodny roztwór w ilosci 50 m3/godz o stezeniu 520 g/litr cyjanku sodu i 3 g/litr wodorotlenku sodu. Obieg ten utrzymywany jest przez pompe cyrkulacyjna, która rurociagiem 5 pobiera roztwór ze zbiornika posredniego i poprzez rurociag 6, chlodnice wodna, rurociag 7 i 8 podaje roztwór do absorbera. Do obiegu wprowadza sie poprzez rurociag 9, cyjanowodór ciekly w ilosci 500kg/godz a poprzez rurociag 10 roztwór ^ wodny wodorotlenku sodu o stezeniu 670 g/litr w ilosci 1650kg/godz. Ze zbiornika posredniego ta sama pompa cyrkulacyjna 3 przesyla przez chlodnice i rurociag 11 roztwór wodny cyjanku sodu w ilosci 2150 kg/godz o stezeniu 520 g/litr cyjanku sodu i 3 g/litr wodorotlenku sodu do aparatów nie pokazanych na rysunku, stanowiacych wyparki prózniowe i filtry. Temperatura roztworu przed chlodnica wodna wynosi 47°C a po chlodnicy 42°C, Temperatura w chlodnicy utrzymywana jest przez regulowany przeplyw wody chlodzacej rurociagami 12 i 13.Circulation, through absorber 1, intermediate tank 2, circulation pump 3, water cooler 4 circulates a permanent aqueous solution of 50 m3 / h with a concentration of 520 g / liter sodium cyanide and 3 g / liter sodium hydroxide. Circuit this is maintained by a circulation pump which takes the solution through a pipeline 5 from the intermediate tank and through pipeline 6, water cooler, pipeline 7 and 8, feeds the solution to the absorber. It is introduced into circulation via pipeline 9, liquid hydrogen cyanide at 500 kg / h and via pipeline 10 water solution sodium hydroxide at a concentration of 670 g / liter in the amount of 1650 kg / hour. The same pump from the intermediate tank circulation 3 transfers through coolers and pipeline 11 an aqueous solution of sodium cyanide in the amount of 2150 kg / h with a concentration of 520 g / liter of sodium cyanide and 3 g / liter of sodium hydroxide for apparatus not shown in the figure, representing vacuum evaporators and filters. The temperature of the solution before the water cooler is 47 ° C and after radiator 42 ° C, The temperature in the radiator is maintained by an adjustable flow of cooling water pipelines 12 and 13.

W przestrzeni gazowej 14 zbiornika posredniego znajduje sie gaz obojetny — azot, który cyrkuluje z pomoca przewodu rurowego 15 miedzy absorberem a zbiornikiem posrednim. Roztwór cyrkulacyjny cyjanku i wodorotlenku sodu doprowadzany jest do absorbera 1 przez króciec 16 i dysze zewnetrzna 17.In the gas space 14 of the intermediate tank there is an inert gas, nitrogen, which circulates by means of a pipe 15 between the absorber and the intermediate tank. Cyanide circulating solution and sodium hydroxide is supplied to the absorber 1 through the nozzle 16 and external nozzles 17.

Przez króciec 18 i dysze wewnetrzna 19 doprowadzany jest ciekly cyjanowodór. Obie ciecze wyplywaja z dysz pod cisnieniem z róznymi predkosciami i mieszajac sie w przestrzeni mieszania 20 stwarzaja warunki do reakcji zobojetnienia wodorotlenku sodu z cyjanowodorem. Fakt, ze strumien zewnetrzny stanowi roztwór wodorotlenku sodu z cyjankiem sodu zapobiega przedostawaniu sie cyjanowodoru na scianki aparatu i obrastaniu ich polimerem. Przeciwdziala temu dodatkowo doplyw do glowicy absorbera przez króciec 21 azotu z przestrzeni gazowej 14 zbiornika posredniego. Mieszanina gazowo-cieczowa z przestrzeni mieszania przez dyfuzor 22 i otwory 23 w dolnym koncu absorbera strumieniowego dostaje sie do zbiornika posredniego 2.Liquid hydrogen cyanide is supplied through the pipe 18 and internal nozzle 19. Both liquids run out with nozzles under pressure at different speeds and mixing in the mixing space 20 create conditions for the neutralization reaction of sodium hydroxide with hydrogen cyanide. The fact that the external stream is a solution sodium hydroxide with sodium cyanide prevents the penetration of hydrogen cyanide on the walls of the apparatus and fouling their polymer. This is additionally counteracted by a nitrogen supply to the absorber head via the nozzle 21 from the gas space 14 of the intermediate tank. Gas-liquid mixture from the mixing space through a diffuser 22 and holes 23 in the lower end of the jet absorber enter the intermediate tank 2.

W ukladzie technologicznym w urzadzeniu wedlug wynalazku mozna otrzymywac takze cyjanek sodu sposobem periodycznym. W tym celu po napelnieniu zbiornika 2 roztworem wodnym wodorotlenku sodu w ilosci 20000 kg o stezeniu 670 g/litr i uruchomieniu cyrkulacji jak w poprzednio opisanym procesie ciaglym, dozuje sie ciekly cyjanowodór w ilosci 500 kg/godz. Po uplywie okolo 12 godzin uzyskuje sie 26080 kg roztworu cyjanku sodu, zawierajacego w litrze roztworu 520 g cyjanku sodu i 3 g wodorotlenku sodu.103514 3In the technological arrangement in the device according to the invention, also sodium cyanide can be obtained batchwise. To do this, after filling the tank 2 with an aqueous solution of sodium hydroxide in quantity 20,000 kg with a concentration of 670 g / liter and starting the circulation as in the previously described continuous process, dosing liquid hydrogen cyanide at the rate of 500 kg / hour After about 12 hours, 26080 kg of cyanide solution are obtained sodium, containing 520 g of sodium cyanide and 3 g of sodium hydroxide per liter of solution 103514 3

Claims

Patent claims

1. Method for the preparation of alkali metal cyanides by neutralizing an aqueous solution of an alkali metal hydroxide with hydrogen cyanide, by mixing hydrogen cyanide with a stream of an aqueous solution containing cyanide and alkali hydroxide, characterized by the use of concentric streams, internal liquid hydrogen cyanide, external aqueous solution alkali metal cyanide and hydroxide, and thereto is supplied with an inert gas.

2. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that a circulating inert gas is used.

3. A device for the production of alkali metal cyanides, which is an elongated jet absorber with a center passage, characterized in that the absorber head (1) has two concentric nozzles, of which the inner (19) is intended for liquid hydrogen cyanide, and the outer nozzle is (17) is designed for a cyanide and alkali metal hydroxide solution, where the lower end of the absorber, embedded in the intermediate tank (2), has a series of side openings directed to the interior of the intermediate tank, and the gas space (14) of this tank is connected pipe (15) from the absorber head. 8 9 Figs