Opublikowano: 30.XII.1972 65944 KI. 12c,2 MKP BOld 9/00 U CZYTELNIA Twórca wynalazku: Jerzy Synowiec Wlasciciel patentu: Instytut Chemii Nieorganicznej, Gliwice (Polska) Ciagly sposób wydzielania krystalicznych soli z roztworów wodnych i urzadzenie do wykonania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest ciagly sposób kon¬ trolowanego wydzielania krysztalów z wodnych roz¬ tworów soli, zwlaszcza nieorganicznych, nadajacy sie takze do selektywnej krystalizacji oraz urzadze¬ nie, czyli krystalizatorv do stosowania tego sposobu.Krystalizacja polega na osiagnieciu przesycenia roztworu,- wytworzeniu zarodków krystalicznych oraz ich wzroscie do pozadanych wymiarów. Wspól¬ czesnie dazy sie do kontrolowanego przebiegu kry¬ stalizacji, by otrzymac produkt o wymaganej wiel¬ kosci krysztalów. Przesycenie roztworu osiaga sie najczesciej przez jego oziebienie na drodze chlodze¬ nia przeponowego za pomoca cieczy chlodzacej albo adiabatycznego odparowania czesci rozpuszczalnika pod zmniejszonym cisnieniem, me mówiac o prymi¬ tywnym sposobie polegajacym na pozostawieniu cie¬ czy w zbiornikach poddawanych naturalnemu styg¬ nieciu. Wzrost krysztalów reguluje sie przez dobór wlasciwych warunków hydrodynamicznych i odpo¬ wiedniego czasu krystalizacji.Znane jest chlodzenie cieczy przez rozpylenie w wiezach, przez które przeplywa powietrze. Ten sposób chlodzenia jest stosowany do chlodzenia wo¬ dy obiegowej w róznych procesach przemyslowych.Wykorzystuje sie tu równoczesnie efekt chlodzenia droga konwekcji jak i odparowania. Znany jest z opisów patentowych NRF nr 899034 i polskiego nr 39363 sposób krystalizacji soli polegajacy na tym, ze roztwór rozpyla sie i przepuszcza przezen w prze- ciwpradzie powietrze a nastepnie roztwór ten, ozie- 10 15 20 25 30 biony i zatezony przez odparowanie jest wprowa¬ dzany do roztworu przesyconego, do którego mozna równiez wprowadzic roztwór .surowy. Wytracaja sie krysztaly, przy czym roztwór nasycony koncowy (po krystalizacji) jest ponownie rozpylany.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze roz¬ twór nasycony koncowy poddawany jest ciaglej dwojakiej cyrkulacji, przy czym oprócz cyrkulacji majacej na celu rozpylanie, która ma wedlug wy¬ nalazku natezenie 10—20 razy wieksze niz natezenie doplywu surowego roztworu, roztwór koncowy j^el równiez poddawany drugiej cyrkulacji, polegajacej na tloczeniu go z powrotem do roztworu przesyco¬ nego. Natezenie tej cyrkulacji jest 50—100 razy wieksze niz natezenie doplywu roztworu surowego.Roztwór powracajacy do zbiornika po rozpyleniu jest nieco chlodniejszy, a ponadto bardziej stezony, dzieki odparowaniu czesci wody. Wobec tego jest on przesycony w górnej strefie zbiornika krystalizatora.Roztwór ten miesza sie z swiezym roztworem zasi¬ lajacym i jest pompowany do dolnej czesci zbiorni¬ ka, aby wywolac w nim prad wznoszacy sie, który utrzymuje krysztaly w zawieszeniu, co gwarantuje ich równomierny wzrost. Drobne krysztaly zostaja unoszone, a duze krysztaly zbieraja sie w dolnej . strefie zbiornika, skad odbiera sie je w sposób cia¬ gly wraz z ciecza w ilosci wymaganej do zachowa¬ nia stalego poziomu w zbiorniku. Po oddzieleniu krysztalów lug macierzysty moze byc uzyty do po¬ nownego przygotowania roztworu zasilajacego. 6594465944 Zaleta sposobu wedlug wynalazku w stosunku do sposobów znanych, polega na zmniejszonym zapo¬ trzebowaniu energii niezbednej do utrzymania ru¬ chu oraz na wymaganym dla tego sposobu uprosz¬ czonym rozwiazaniu urzadzenia. Zapotrzebowanie wody chlodzacej lub pary grzejnej jest zbedne. Prze¬ waga ta wystepuje szczególnie dobitnie, gdy krysta- lizator sluzy do wydzielania jednego ze skladników rozpuszczonego mineralu pochodzacego/ z lugowania zloza lub z solanek naturalnych w miejscach odle¬ glych od przemyslu, trudnych do zaopatrzenia w, wo¬ de, pare itp.Znane sa urzadzenia do krystalizacji skladajace sie z wiezy chlodzacej, w której roztwór jest rozpy¬ lany w strumieniu przeplywajacego powietrza p^stz ze zbiornika w którym miesza sie opadajacy roztwór z roztworem surowym oraz posiadajace komory w których nastepuje wzrost krysztalów; oraz wypo¬ sazone w pompy.Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug wyna¬ lazku, czyli krystalizator, w dolnej czesci wiezy chlodzacej posiada zbiornik bedacy misa zbiorcza w której nastepuje mieszanie roztworu rozpylonego, surowego i koncowego. Ponizej misy znajduje sie zbiornik bedacy komora wzrostu krysztalów, z któ¬ rej roztwór koncowy moze cyrkulowac swobodnie do misy zbiorczej. Przewód ssacy jednej z pomp jest wyprowadzony z górnej strefy komory wzrostu kry¬ sztalów a przewód tloczny prowadzi na szczyt wiezy chlodzacej, natomiast przewód ssacy drugiej z pomp jest wyprowadzony z dolnej czesci misy zbiorczej a przewód tloczny prowadzi do dolnej czesci ko¬ mory wzrostu krysztalów.Przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku jest przedstawiony na rysunku schematycznym w pionowym przekroju osiowym.Wieza 1 jest ustawiona nad zbiornikiem 2. Prze¬ wód 3 stanowi doprowadzenie cieczy zasilajacej do misy 4 zbiorczej, w górnej strefie zbiornika 2, w któ¬ rej to ciecz zasilajaca ma moznosc mieszania sie z ciecza splywajaca z wiezy 1. Z misy 4 pompa 5 tloczy roztwór przesycony do strefy wzrostu kryszta¬ lów w dolnej czesci tegoz zbiornika. Pompa 6 tlo¬ czy z górnej czesci zbiornika 2 klarowny, nasycony roztwór na szczyt wiezy do rozpylaczy 7. Króciec spustowy 8 znajduje sie w dolnej strefie zbiornika 2. Na zewnatrz opisanego wyzej urzadzenia znaj¬ duja sie wentylatory 9 do tloczenia powietrza z oto¬ czenia poprzez wieze, a w górnej czesci wiezy 1 jest lapacz kropel. Dla unikniecia nadmiernego wy¬ padania zarodników okazalo sie szczególnie korzyst¬ ne ograniczenie mieszania sie roztworów: przesyco¬ nego^ splywajacego z wiezy 1, z nasyconym znajdu¬ jacym sie w zbiorniku 2. Mieszanie roztworów ogra¬ niczono przez zainstalowanie misy zbiorczej 4.., Przyklad wykonania sposobu wedlug wynalazku dotyczy rozdzialu chlorku potasowego i sodowego. 2 m3/godz. roztworu nasyconego w 90—95% KC1 i NaCl o temperaturze okolo 36 °C, uzyskanego przez podziemne lugowanie pokladów sylwinitu, wprowa¬ dzono do górnej strefy zbiornika krystalizatora za<^ wierajacego 9 m3 roztworu: : ^ Z górnej strefy tegoz zbiornika pompowano okolo. 30 mtygodz,. roztworu na szczyt wiezy cnlodniczej. 5 Przez wieze - tloczono powietrze o temperaturze oto¬ czenia wynoszacej wedlug wskazan termometru. §u- chego od 14 do 31°C, a termometru wilgotnego pd 9,2 do 21,5 °C. Temperatura-cieczy w zbiorniku wy¬ nosila sredniood 18 do 24°C, Druga pompa przetla- 10 czano z misy zbiorczej zainstalowanej w górnej stre¬ fie- zbiornica okOjlo 150 m3/godz. roztworu przesyco¬ nego do dolnej strefy tego samego zbiornika, przy czym odbierano w sposóJD ciagly z dolnego krócca roztwór wraz z, krysztalami. Po oddzieleniu lugu 15 macierzystego^ otrzymano, okolo 50 kg/godz. stalego, grubokrystalicznegb 'chlorku potasowego, kory po przemyciu i wysuszeniu dawal produkt o zawartosci okolo 99°/o KC1 i 0,5% NaCl. Srednia wielkosc otrzy¬ mywanych krysztalów mogla byc zmieniana w sze- 20 rokich granicach od okolo 0,3 do okolo 2 mm, przez zmiane natezenia przeplywu roztworu zasilajacego i czasu~ przebywania krysztalów w krystalizatorze. 25 PL