RU2102107C1

RU2102107C1 - Method for crystallization of salts from solutions

Info

Publication number: RU2102107C1
Application number: RU95118196A
Authority: RU
Inventors: Э.П. Ржечицкий; А.Э. Ржечицкий; В.Т. Степанов; Р.Л. Дубровинский
Original assignee: Научно-проектное внедренческое предприятие "Технология"
Priority date: 1995-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: chemical technology, in particular, salt crystallization at low temperature. SUBSTANCE: method consists in contact cooling of initial solution by coolant used in the form of partially or fully frozen solution of crystallizing salts. EFFECT: higher productivity of crystallization process. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области химической технологии, в частности кристаллизации солей при понижении температуры раствора. The invention relates to the field of chemical technology, in particular crystallization of salts with lowering the temperature of the solution.

Кристаллизация солей охлаждением широко применяется для выделения химических веществ с нормальной кривой растворимости (т.е. веществ, растворимость которых увеличивается с повышением температуры), в частности для получения сульфатов натрия и калия, содопродуктов и др. солей. Crystallization of salts by cooling is widely used to isolate chemicals with a normal solubility curve (i.e., substances whose solubility increases with increasing temperature), in particular, to produce sodium and potassium sulfates, soda products, and other salts.

В настоящее время для осуществления кристаллизации при понижении температуры раствора тепло отводится вследствие теплопередачи через стенки сосуда к охлаждающей среде либо путем естественной конвекции с поверхности раствора. Currently, for crystallization to occur when the temperature of the solution is lowered, heat is removed due to heat transfer through the walls of the vessel to the cooling medium or by natural convection from the surface of the solution.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ кристаллизации солей за счет непосредственного контакта растворов с хладоагентом [1]
Согласно известному способу в охлаждаемый раствор вводят шарики из теплопроводного материала, заполненные жидкостью, находящейся в твердой фазе и имеющей температуру фазового перехода ниже температуры кристаллизации вещества, выделяемого из раствора.The closest in technical essence and the achieved result is a method of crystallization of salts due to direct contact of solutions with a refrigerant [1]
According to the known method, balls of heat-conducting material are introduced into the cooled solution, filled with a liquid in the solid phase and having a phase transition temperature below the crystallization temperature of the substance released from the solution.

Предварительно замороженная жидкость, находящаяся внутри шариков, отбирая тепло от окружающего раствора, переходит в жидкое состояние. При этом температура раствора понижается до температуры кристаллизации солей. A pre-frozen liquid inside the balls, taking heat from the surrounding solution, goes into a liquid state. In this case, the temperature of the solution decreases to the crystallization temperature of the salts.

Недостатком способа является инкрустация теплопередающей поверхности, т. е. зарастание шариков кристаллизующимися солями, которые требуют периодической чистки. The disadvantage of this method is the inlay of the heat transfer surface, i.e., the overgrowth of the balls by crystallizing salts, which require periodic cleaning.

Задачей изобретения является увеличение производительности процесса кристаллизации. The objective of the invention is to increase the productivity of the crystallization process.

Задача решается тем, что в способе кристаллизации солей из растворов, включающем контактное охлаждение исходного раствора путем введения в него охлаждающего агента, в качестве охлаждающего агента используют частично или полностью замороженный раствор кристаллизующихся солей. The problem is solved in that in the method of crystallizing salts from solutions, including contact cooling of the initial solution by introducing a cooling agent into it, a partially or completely frozen solution of crystallizing salts is used as a cooling agent.

Указанный хладоагент имеет развитую межфазную поверхность, за счет чего обладает высокой интенсивностью массо- и теплообмена, что позволяет равномерно охлаждать всю массу исходного раствора до температуры кристаллизации солей. Равномерное распределение хладоагента во всем объеме раствора создает благоприятные условия как для образования множественных центров кристаллизации, так и для роста кристаллов. Таким образом, возрастает интенсивность процесса кристаллизации солей. The specified refrigerant has a developed interfacial surface, due to which it has a high mass and heat transfer intensity, which makes it possible to uniformly cool the entire mass of the initial solution to the crystallization temperature of the salts. The uniform distribution of the refrigerant throughout the volume of the solution creates favorable conditions both for the formation of multiple crystallization centers and for crystal growth. Thus, the intensity of the crystallization of salts increases.

Кроме того, использование предлагаемого хладоагента позволяет сократить число технологических операций, связанных с отделением отработанного хладоагента, чисткой его теплообменных поверхностей, что в конечном итоге увеличивает производительность процесса кристаллизации в целом. In addition, the use of the proposed refrigerant can reduce the number of technological operations associated with the separation of the spent refrigerant, cleaning its heat exchange surfaces, which ultimately increases the productivity of the crystallization process as a whole.

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

1000 литров раствора газоочистки алюминиевых заводов, предварительно охлажденные до 10^oC, загружают в кристаллизатор, снабженный охладительной рубашкой, на стадию контактной кристаллизации.1000 liters of gas purification solution from aluminum smelters, pre-cooled to 10 ^° C, are loaded into a mold equipped with a cooling jacket to the contact crystallization step.

К раствору добавляют 170 кг полностью замороженного исходного раствора. В течение 40 мин при перемешивании раствор охлаждают до температуры 0^oC и из него выделяют декагидрат сульфата натрия в количестве 65 кг.170 kg of a completely frozen stock solution are added to the solution. During 40 minutes with stirring, the solution is cooled to a temperature of 0 ^o C and sodium sulfate decahydrate in the amount of 65 kg is isolated from it.

Результаты всех экспериментов приведены в таблице. Опыты проводились на производственных растворах газоочистки алюминиевых заводов с массовой концентрацией солей, г/дм³: NaF 10, Na₂SO₄ 60, Na₂CO₃ 20, как в кристаллизаторах с охлаждающей рубашкой, так и без нее.The results of all experiments are shown in the table. The experiments were carried out on production solutions of gas purification of aluminum plants with a mass concentration of salts, g / dm ³ : NaF 10, Na ₂ SO ₄ 60, Na ₂ CO ₃ 20, both in crystallizers with and without a cooling jacket.

Как следует из таблицы, производительность процесса кристаллизации в кристаллизаторе с охлаждающей рубашкой выше, чем без нее. Кроме того, производительность процесса с предлагаемым хладоагентом по сравнению с прототипом возрастает в несколько раз. As follows from the table, the performance of the crystallization process in the mold with a cooling jacket is higher than without it. In addition, the performance of the process with the proposed refrigerant compared with the prototype increases several times.

Claims

A method of crystallizing salts from solutions, comprising contact cooling of a stock solution by introducing a cooling agent into it, characterized in that a partially or completely frozen stock salt solution is used as a cooling agent.