SE427550B - Sett att framstella saltsyra - Google Patents

Description

7810526-9 lO l5 20 25 30 35 2 sigatt detta kiseldioxidavfall, fastän det normalt sett betraktas inert, är långt mera reaktivt gentemot alkaliska material vid hög temperatur än den malda kvarts, som an- vändes vid den misslyckade metod, som redan nämnts, och vidare är detta avfallsmaterial väsentligen icke-kristal- lint och partiklarna har mycket ringa massa, varför de utövar långt mindre nötande effekt om de medföres i den luftström, som användes för att föra fram vattenångan i pyrohydrolysen av kalciumklorid. Vidare har kisel- dioxidavfallet stor inre yta (porositet), medan kvarts- kristallerna är aktiva endast på ytterytan.

Den malda kvartsen (mindre än 0,074 mm) enligt den 2 till 1,0 m2/g. Kiseldioxidresterna från syraprocesser, som härrör kända processen hade en specifik yta på ca 0,5 m från syrabehandling av anortosit (mald till mindre än 0,074 mm) eller lera, har däremot en specifik yta på minst 20 m2/g och vanligen på 30 till 60 m2/g beroende på ur- .sprunget av de kiselhaltiga material, som behandlats, och de betingelser, som använts vid syraangreppet.

Specifik yta (surface area)/g och partikelstorlek är naturligtvis parametrar, som står i ett visst förhållande till varandra.

Normalt är kiseldioxidrester från syraprocesser svåra att tvätta och de måste neutraliseras omsorgsfullt för riskfri kvittblivning. Föreliggande process eliminerar behovet av fullständig tvättning och neutralisering.

Det har visat sig att CaCl2 kan pyrohydrolyseras i mycket hög grad, t ex 90 % eller mera, mycket snabbt eller vid lägre temperatur än då man pyrohydrolyserar i närvaro av mald kvarts. Enligt föreliggande uppfinning innebär sättet att framställa HCl att man upphettar kalciumklorid med ett molärt överskott av Si02 med en specifik yta av minst l5 m2/g vid en temperatur över 600°C i närvaro av vattenånga. Processtemperaturen bör lämpligen ej ligga mycket över lOO0°C, eftersom detta ökar kraven på utrustning och energi. Beroende på temperaturen, kisel- dioxidens specifika yta och på det använda överskottet av c vattenånga är det vanligen möjligt att åstadkomma 90 6 kon- 10 _15 20 25 30 7810526-9 3 version av CaCl2 till HCl på en processtid på 20 till 100 min i en statisk bädd och snabbare i en fluidi- serande bädd.

I ett lämpligt kommersiellt förfarande briketteras en blandning av kalciumklorid och aktivt kiselhaltigt avfall av den angivna typen och bringas reagera med en ström av vattenånga i en reaktor av typ fluidiserande bädd eller också framföres materialet genom en tunnel, en roterande ugn eller annan typ av ugn. Molförhållandet CaCl2:Si02 i blandningen ligger vanligen i omrâdet 0,25- 0,90, och 0,90 föredrages av värmeekonomiska skäl. En normal uppehållstid för materialet vid reaktionstempe- raturen är 30 min och temperaturen kan inställas så att man uppnår minst 90 %, företrädesvis 95 % konversion av kalciumklorid till HCl. Alternativt kan uppehålls- tiden för blandningen av CaCl2/aktiv SiO2 vid reaktions- temperaturen regleras i förhållande till en i förväg bestämd reaktionstemperatur så att man uppnår en i förväg bestämd procentuell konversion eller ett i förväg bestämt förhållande HCl/H20 i produktgasen.

Det har visat sig att produkten vid reaktionen mellan CaCl2 och Si02 är alfa-CaSiO3, som bildas i en mycket porös form och kan användas såsom värme- isolering vid temperaturer upp till dess smältpunkt (ca 150000). Dess användbarhet för dessa och andra ändamål beror av den mängd fri SiO2, som finns när- varande, vilken i sin tur beror på vilket molärt över- skott av SiO2, som användes i processen.

I en serie provningar erhölls följande resultat, då avfall av CaCl2/aktiv SiO2 i briketterad form upp- värmdes i en ugn med glödstavar i en atmosfär, som var mättad med vattenånga. 7810526-9 N o.m@ N H.Nm | .| 1 uooom = mq ow.o = < HH«~>< N ~.@m m,@N wH.o m.NH uoooofl = n« m~.o = N HH«u>< + N @.~@ m.~m @@.H o.mH uooow = mq mN.o = = N ~.«m o.@m «m.H @.~H o°oom_ = NN mN.o = = N H.wm o.«m ««.o @.~H uoooofl = m« m~.o = = _ Qmmw N w.@m o.«m «o.o N.N~ uooofiñ :Ne nq m~.o .wfiuwu 4 H~««>< w«~@w>~0~u>fl uwøfiumw Nm N No N wo N »ewa UNU ^»HWH°avmmw mo _ Nm |ouhm N |ux«> wouwuwum >m w>Hm:< wcfi:Eum>ma= omo Hmflumuwâ fi Qåümëß 1o_ 15 20 25 30 35 7810526-'9 5 Avfall A är aktivt kiseldioxidavfall, från uppslutning av anortosit med saltsyra i närvaro av som härrör kalcium- och fluoridjoner, såsom beskrives i SE PA 7810527-7.

Avfall B är aktivt kiseldioxidavfall, som härrör från uppslutning av kaolin med svavelsyra för extraktion av aluminiumoxidmaterial.

I motsats till den nästan fullständiga konversionen av CaCl2 till saltsyra under de betingelser,som angivits ovan, visade det sig att då en blandning av NaCl och' avfall A i ett molförhållande av 0,25 uppvärmdes i 60 min vid temperaturer på 900-llOO°C i närvaro av en ström av våt luft, var konversionen av NaCl endast 22-32 %.

Processen enligt föreliggande uppfinning är ett billigt och lämpligt sätt att framställa saltsyra och att bli av med kalciumkloridavfall. Det är särskilt lämpligt för regenerering av saltsyror i processer av det slag, som beskrivits i SE PA 7810527-7, enligt vilken kalciumklorid och aktivt kiseldioxidavfall bildas till följd av uppslutningen av kiselhaltigt mineral med saltsyra. ' _ I en annan serie experiment uppvärmdes kiselhaltiga rester, som erhållits vid syrahehandling av anortosit såsom beskrivits i SE PA 7810527-7, i närvaro av vatten- ånga med oren CaCl2, som erhållits genom upphettning till torrhet av en del av den använda processvätskan (efter utfällning av AlCl3). Den orena kalciumkloriden MgCl2, 8 % FeCl3 och l % Graden av konversion jämfördes med de resultat, innehöll approximativt lO % TiCL3. som erhölls då man uppvärmda finmalen kvarts (mindre än 0,074 mm) med CaCl2.

Resultaten.av dessa provningar är sammanfattade i tabell 2, varav framgår att den konversion, som uppnås vid reaktion av harts med CaCl2, kan uppnås pâ samma behandlingstid vid reaktion mellan anortositrester med oren CaCl2 vid en temperatur, som är ungefär lOO°C lägre.

På grund av de kända fördelarna med reaktorer av typ fluidiserande bädd prövades denna typ av förfarande i laboratoriet, Ett vertikalt rör med diametern 3,8 cm 7810526-9 lO 6 . uppvärmdes utifrån till 600-l0OO°C. Bädden fylldes med 50 g briketter av kalciumklorid-kiseldioxidrester med storleken 20 x 65 mesh, varvid kiseldioxidresterna hade en speciffl bestod av kväve, som innehöll 0,6 - 3,6 vikt% vatten och som strömmade med hastigheten 25 liter per min.

Den observerade jämviktskonstanten överensstämmde rimligt väl med Kp, som beräknats ur termodynamiska data.

Reaktionen vid 800°C var avslutad på mindre än 30 min.

Det beräknade värmebehovet - utgående från fast, vått material, uppskattades till 550 ~ 750 x 106 kal/ton torr kalciumklorid, vilket är klart gynnsamt. 7810526-9 mm o.m~ ~.~ m.m~. uoooom = mm mm.o = = mm m.m~ m.H m.m~ uooom = mm mm.o =. = Hm H.m~ m.m o.m~ uooøm = mm mm.o = = mm m.m~ ~.~m m.m~ uooom = mm mm.o = = mm m.mH m.m~ o.- oooom = mm mm.o = = ONIN wUhflm/X o «.mH ~,mw m.mm uooom ._ mm m~.o .mmußu =w9bQo~| mm o.m~ m.o m.- uøooom = mm mm.o = = mm m.m~ m.o m.m~ uoøom = mm «m.o = = «m m.m~ mm.~ m.H~ uooom = mm «m.o = = Hm m.m~ H.«m m.o~ uoooß = mm «~.o = = mm m.m~ m.m m.H~ uooom = om «m.o = = mm o.o~ m.~m m.mm uooom = mm «m.o = = mm m.m~ m.H~ m.«m uooom = mm «m.o = = umwcwfi mm m.mH m.m~ m.mm uooom = mm mm.o |@~°~mm = ONEN ÜOUWHUQW om m.mH «,m~ «.«~ oooom :ma mm wæuwwhflouvæn ...w N HU N mo N mEmu wmu Noflm m0 ä loußm N wouwuwum >m 97234 wsflcâumšwøs m. Ûumflofiv mmm flmwnmuwz N .HHWNQB

Claims (5)

?8'šÛ526-9 lO 15 PATENTKRAV

1. Sätt att framställa HCl, k ä n n e t e c k n a t därav, att kalciumklorid upphettas med ett molärt över- skott av SiO2 med en specifik yta på minst 15 m2/9 Vid en temperatur över 600°C i närvaro av vattenånga.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att temperaturen ej är högre än l00O°C.

3. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att molförhållandet CaCl2:SiO2 varierar mellan 0,25 och 0,90.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a t därav, att en blandning av kalciumklorid och kisel~ dioxid briketteras och bringas att reagera med en ström av vattenånga i en reaktor av typ fluidiserande bädd.

5. Sätt enligt något av kraven 1:4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att kiseldioxiden erhållits som biprodukt från utvinning av aluminiumoxidmaterial genom syrabehandling av kiseldioxid-aluminiumoxidhaltigt utgångsmaterial. 7810526-9 SAMMANDRAG Ett sätt att framställa HCl, vilket sätt innebär att man uppvärmer kalciumklorid med ett molärt överskott av SiO2 som har en specifik yuapå minst l5 m2/g vid en tempe- ratur över 600°C i närvaro av vattenånga och lämpligen i en reaktor av typ fluidiserande bädd. Kiseldioxid- rester från syraprocesser och kalciumkloridavfall kan med fördel användas. Biprodukten CaSi03 är också användbar för värmeisolering.