SK175497A3 - Process for the preparation of granules of an alkali or alkaline-earth metal cyanide - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby granulátov v podstate z jedného kyanidu alkalického kovu alebo jedného kyanidu alkalických zemín, najmä granulátov v podstate z kyanidu sodného, kyanidu draselného alebo kyanidu vápenatého, rozprašovacou granuláciou vo vírivej vrstve, pri ktorom sa vodný roztok alebo suspenzia, obsahujúca kyanid alkalického kovu alebo kyanid alkalickej zeminy, rozpráši na kryštalizačné očká kyanidu alkalického kovu, ktoré sa nachádzajú vo vírivej vrstve a voda sa odparí pomocou prúdu sušiaceho plynu, prúdiaceho vírivou vrstvou.

Doterajší stav techniky

Kyanidy alkalických kovov, najmä kyanid sodný a kyanid draselný nachádzajú široké použitie v galvanických kúpeľoch a ako surovina k výrobe organických kyanozlúčenín; kyanid sodný alebo kyanid vápenatý sa používajú k získavaniu zlata vylúhovaním zlatonosných rúd kyanidom.

Zatiaľ čo sa až doposiaľ jednalo o pevný NaCN a KCN, prevážne vo forme brikiet alebo rozomletého granulátu chudobného na prach, rastie záujem o tak zvané granuláty rozprašované vo vírivej vrstve. Takéto všeobecne guľovité rozprašované granuláty z vírivej vrstvy sa dajú vyrobiť spôsobom popísaným v EP-A 0 600 211 a EP-A 0 600 282. Pritom sa roztok kyanidu alkalického kovu, s výhodou roztok obsahujúci 20 až 45% hmotnostných kyanidu alkalického kovu, rozpráši v zariadení na rozprašovaciu granuláciu vo vírivej vrstve na vírivú vrstvu, pozostávajúcu z kryštalizačných očiek kyanidu alkalického kovu. Pomocou sušiaceho plynu, ktorý je súčasne fluidizačným plynom, sa odparí vnesená voda. Vzniknutý granulát sa vynesie zo zariadenia, s výhodou pomocou triediaceho vynášacieho zariadenia. U obidvoch citovaných spôsobov sa ako sušiaci plyn používa ohriaty vzduch.

Nevýhodou spôsobu podlá EP-A 0 600 211 je tam navrhované použitie dvoch stupňov: okrem zariadenia na rozprašovaciu granuláciu vo vírivej vrstve je nevyhnutná sušička vírivej vrstvy. Rozprašovacia granulácia sa vykonáva pri teplote vírivej vrstvy 60 až 90°C. s ohľadom na toxicitu kyanidov nezanedbateľný náklad na

Ďalšími nevýhodami sú alkalických kovov spracovanie všetkého dodatočné odpadového vzduchu, rovnako tak ako tým podmienená strata energie. Za uvedených prevádzkových podmienok dochádza, ako bolo zistené pri práci podlá tohto spôsobu, k značným prevádzkovým poruchám, ďalej nie je možné bezpečne sa vyhnúť tvorbe nepravidelne tvarovaných aglomerátov.

Spôsob podlá EP-A 0 600 282, ktorý v porovnaní s predchádzajúcim hodnoteným spôsobom vedie k perfektným gulovitým granulátom NaCN prípadne KCN s malým sklonom ku spekavosti, pracuje pri teplote vírivej vrstvy s výhodou 130 až 300°C a síce jednostupňovo, ale i tu je nevyhnutné všetok odpadový vzduch detoxikovať.

Úlohou predloženého vynálezu je preto dať k dispozícii zlepšený spôsob výroby granulátov kyanidov alkalických zemín a alkalických kovov pomocou rozprašovacej granulácie vo vírivej vrstve bez použitia roztoku kyanidov alkalických kovov prípadne kyanidov kovov alkalických zemín. Spôsob by sa podľa výhodných foriem realizácií mal prevádzkovať s čo možno najmenším množstvom odpadového plynu a s čo možno najnižším nákladom energie v porovnaní so skôr známymi spôsobmi. Okrem toho by sa nemala nepriaznivo ovplyvniť kvalita granulátov, najmä potom spektrum vedľajších produktov.

Podstata vynálezu

Táto úloha je vyriešená spôsobom výroby granulátov v podstate z jedného kyanidu alkalického kovu alebo jedného kyanidu alkalických zemín, najmä kyanidu sodného NaCN, kyanidu draselného KCN a kyanidu vápenatého Ca(OH)₂z rozprašovacou granuláciou vo vírivej vrstve, pričom sa vodný roztok alebo suspenzia, obsahujúca kyanid alkalického kovu alebo kyanid alkalickej zeminy rozpráši v zariadení na rozprašovaciu granuláciu vo vírivej vrstve na vírivú vrstvu, ktorá pozostáva z kryštalizačných očiek kyanidu alkalického kovu alebo kyanidu alkalickej zeminy, voda sa odparí pomocou prúdu sušiaceho vzduchu prúdiaceho vírivou vrstvou, ktorého vstupná teplota je 150 až 500°C, pri teplote vírivej vrstvy v rozmedzí 110 až 350°C a granulát sa zo zariadenia vynesie známym spôsobom, ktorého podstata je založená na tom, že sa ako sušiaci plyn použije prehriata vodná para.

Podnároky sa týkajú výhodných foriem realizácií spôsobu podľa vynálezu.

I keď vírivá vrstva prevádzkovaná s vodnou parou bola známa u iných oblastí, napríklad zo sušenia uhlia - viď Coal Handling and Utilization Conference, Sydney, 19. - 21- 06.

1990, S. 184-186, C.J. Hamilton „Steam Fluidized Bed Drying of Coal -, nebol takýto spôsob až dosiaľ navrhnutý na výrobu granulátov z kyanidov alkalických kovov alebo kyanidov alkalických zemín a to z ich roztokov. Dôvodom bola obava, že by pri tom mohlo dôjsť ku zvýšenej tvorbe mravčanu hydrolýzou kyanidu, čo je dobre známym problémom kryštalizácie napríklad NaCN. S prekvapením bolo ale nájdené, že sa pri spôsobe podľa vynálezu obsah mravčanu v granulátoch kyanidov alkalických kovov alebo kovov alkalických zemín v priebehu granulácie nezmení. Vzhladom k tomu, že sa pri spôsobe podľa vynálezu používa ako sušiaci a fluidizačný plyn miesto vzduchu prehriata vodná para, nedochádza tiež k žiadnemu problému dochádza k problému s príliš vysokým Zloženie granulátov vyrobených podľa s CO2 a tým tiež obsahom karbonátu, vynálezu zodpovedá v podstate zloženiu látok rozpustených v použitom roztoku.

S výhodou sa prehriata vodná para privádza s teplotou v rozmedzí 200 až 450°C, najmä potom 300 až 400°C do rozprašovacieho granulátora. Prehriata vodná para slúži pritom ako sušiaci plyn a zároveň tak i ako fluidizačný plyn. Dodatočne sa môže prehriata vodná para používať tiež ako hnací prostriedok na roztok rozprašovaný pomocou dvoj látkových trysiek rovnako tak ako triediaci plyn u granulátora s triedeným vynášaním granulátu.

Podľa výhodnej formy realizácie sa vodný roztok kyanidu alkalického kovu s obsahom výhodne 10 až 45% hmotnostných, najmä potom 20 až 45% hmotnostných a najvýhodnejšie 40 až 45% hmotnostného kyanidu a prehriata vodná para privádza do granulátora v takom pomere, aby sa vo vírivej vrstve udržala teplota 150 až 250°C, najmä potom 180 až 220°C. Roztok, ktorý sa má rozprášiť môže tiež obsahovať v účinnom množstve prísady zamerané na účel použitia a/alebo pomocné látky na ovplyvnenie vlastností.

Bolo nájdené, že sa stredná veľkosť granulátov kyanidov alkalických kovov môže pri granulácii rozprašovaním vo vírivej vrstve riadiť tiež jednoducho tým, že sa k roztoku kyanidu alkalického kovu, ktorý sa má rozprašovať, pridá hydroxid alkalického kovu v množstve v rozmedzí asi 1 až 5% hmotnostných, najmä potom 1,5 až 3% hmotnostných, vztiahnuté na kyanid alkalického kovu. So zväčšujúcim sa množstvom hydroxidu alkalického kovu sa zväčšuje veľkosť granulátu. U granulátov NaCN s priemerom 1 až 2 mm sa priemer granulátu zväčšuje asi na 3 až 4 mm, keď sa množstvo NaOH v roztoku, ktorý sa má rozprašovať, zvýši z 1,5% hmotnostných, na 2,5% hmotnostných, vztiahnuté na NaCN. Ďalej bolo zistené, že by v roztoku, ktorý sa má rozprašovať, mal byť menší obsah hydroxidu alkalického kovu, teda najmenej asi 1% hmotnostných, vztiahnuté na kyanid alkalického kovu, aby sa zabránilo sfarbeniu (šedému až čiernemu) granulátu.

S ohľadom na praktickú realizáciu rozprašovacej granulácie vo vírivej vrstve sa odkazuje na H. Uhlemann v Chem. Ing. Technik 62 (1990), s. 822-834, rovnako tak ako na EP-A 0 600 282. Na bezproblémovú tvorbu granulátu je potrebné navzájom zladiť teplotu vírivej vrstvy, množstvo postreku a objemovú hmotnosť kryštalizačných očiek vo vírivej vrstve - tieto veličiny sa dajú zistiť optimalizáciou. Stabilná vírivá vrstva sa dosiahne, keď počet kryštalizačných zárodkov zostane v podstate konštantný. Pri velmi malom počte kryštalizačných očiek sa tento zvyšuje prívodom jemne rozptýleného materiálu, možno prachu, z odlučovača prachu, ktorý je zaradený za granulátorom a/alebo výrobou vo vnútri granulátora. K alternatívnej možnosti riadenia, teda pomocou obsahu hydroxidu alkalického kovu, sa pristúpilo už skôr. S výhodou sa granulátor prevádzkuje kontinuálne, tým že sa granulát odťahuje zo zariadenia kontinuálne alebo prinajmenšom periodicky, s výhodou pomocou triediaceho vynášacieho zariadenia, integrovaného v granulátore alebo zaradeného za ním.

Podlá výhodnej formy realizácie spôsobu podlá vynálezu sa prehriata vodná para vedie v uzatvorenom okruhu a v podstate sa z okruhu odvádza iba prebytočná para, vzniknutá z vody vnesenej spolu s odparením rozprašovaného kombinácie, kombináciu, naj rožnej sim zahŕňaj úce j roztoku alebo suspenzie. Para vedená v okruhu sa po opätovnom prehriatí privádza opäť do rozprašovacieho granulátora. Odvedená para sa môže ďalej spracovávať spôsobom, napríklad pomocou kondenzátor a práčku alebo zahŕňajúcu kondenzátor a vákuovú odparku. U formy realizácie s uzatvoreným okruhom pary a jej variantmi, kde nedochádza k tvorbe mravčanu alebo karbonátu, sa získa nielen kvalitatívne vysokohodnotný granulát kyanidu alkalického kovu alebo kyanid alkalických zemín, ale spôsob je rovnako chudobný na odpadový plyn a s ohľadom na spotrebu obzvlášť priaznivý. Ďalej sú investičné náklady nižšie než pri použití sušiaceho vzduchu.

energie omnoho

Prehľad obrázkov na výkresoch

Zvlášť výhodný druh realizácie spôsobu vyššie uvedeného druhu je vysvetlený pomocou obr. 1/1, ktorý ukazuje schematicky znázornené podstatné časti zariadenia.

Príklad U$lLull>CtteiiÍ6/ vynálezu

Do rozprašovacieho granulátora 1_ s vírivou vrstvou sa vnesú kryštalizačné očká granulátu, ktorý sa má vyrábať, vedením 2_. Po výstavbe vírivej vrstvy v reaktore pomocou prehriatej vodnej pary zavádzanej pod spodkom 1.1 vírivej vrstvy, sa vedením 3^ privádza roztok kyanidu alkalického kovu alebo kovu alkalickej zeminy, ktorý sa má rozprašovať, k rozprašovaciemu zariadeniu 1.2, umiestnenému vo vnútri alebo nad vírivou vrstvou, zvyčajne k jedno-látkovým alebo dvoj-látkovým tryskám. Ako hnací prostriedok na rozprašovanie pomocou dvoj-látkových trysiek sa používa s výhodou prehriata vodná para, cez vedenie 4_. Vytvorený granulát sa vynáša triediacim zariadením 1.3 integrovaným do reaktora a vynášacím vedením 20. Para opúšťajúca granulátor sa zbaví prachu v odlučovači 21 prachu, zvyčajne filtra alebo cyklónu. Potom sa para dostáva cez dúchacie zariadenie vedený v okruhu do hada 6.1 v spaľovacej komore 6^, potom opäť vracia ohrievača, prehriata vrstvy

8_ na plyn umiestneného vodná pričom sa do vírivej para rozprašovacieho granulátora K Spaľovacia komora 6^ je napájaná cez vedenie _5 vykurovacím plynom a cez vedenie 15 spaľovacím vzduchom, ktorý sa predohrieva pomocou predhrievača 16 vzduchu; dymový plyn opúšťa spaľovaciu komoru 6^ cez vedenie T_. U formy realizácie, znázornenej na obr. 1/1 je vo vnútri spaľovacej komory 6^ ďalší had 6.2 ohrievača na výrobu pary z kondenzátu; táto para sa privádza do triediča 1.3 ako triediaci plyn (alternatíva k prívodu cez vedenie 4). Prebytočná para, ktorá sa odťahuje z uzatvoreného okruhu, sa premýva a kondenzuje v kombinácii pozostávajúcej z kondenzátora 10 a práčky 9_. Práčka 9_ je cez vedenie 11 zásobená kondenzátom alebo vodou a cez vedenie 12 lúhom sodným. Lúh sodný cirkuluje cez čerpadlo 14 a výmenník 22 tepla. Kondenzát, obsahujúci kyanid sa odvádza z pracieho okruhu cez vedenie 13. Chladiaca voda privádzaná cez vedenie 18 prúdi chladičom 17 a opúšťa systém vedením 19 . Okruh vody, ktorý okrem iného vyvoláva kondenzáciu prebytočnej pary, zahŕňa predhrievač 16, chladič 1_7_, výmenník 22 tepla a kondenzátor 10.

Jediný odpadový plyn spôsobu vynálezu je dymový plyn, ktorého obsah energie slúži v spaľovacej komore 6_ k prehrievaniu cirkulujúcej pary: pri potrebe sa môže para vyrábať dodatočne a využiť ju napríklad pri prevádzkovaní dúchacieho zariadenia na lúč pary pre vákuovú odparku. Spotreba energie spôsobu sa môže ďalej znížiť využitím neutralizačného tepla zo zariadenia, ktoré je zaradené pred rozprašovací reaktor, na výrobu roztoku kyanidu alkalického kovu alebo kyanidu alkalickej zeminy z vodného roztoku alebo suspenzie zodpovedajúceho hydroxidu a plynného alebo kvapalného kyanovodíka alebo plynu obsahujúceho HCN. Pomocou spôsobu, chudobného na odpadový plyn, sa zníži spotreba energie a spotreba investícií na spôsob oproti skôr známym spôsobom a to podstatnou mierou. Okrem toho nevedie spôsob ku zvýšeniu množstva vedľajších produktov, ale ku granulátom s vynikajúcimi výsledkami látky.

Príklad

V technickom zariadení podlá obr. 1/1 sa vyrábajú granuláty kyanidu sodného.

Bol použitý roztok NaCN s obsahom NaCN 430g/l. Dodatočne bolo k tomuto roztoku pridané neskôr 7g NaOH/1. Rozprašované množstvo bolo 120 kg/h. Granulátor bol prevádzkovaný s prehriatou vodnou parou; vstupná teplota bola 380°C, množstvo 1000 až 1200 m³/h.

Para opúšťajúca granulátor mala teplotu asi 200°C, teplota vírivej vrstvy bola medzi 200 až 220°C (v závislosti na polohe teplomeru).

Získal sa bezfarebný granulát NaCN, ktorého obsah mravčanu a karbonátu bol oproti hodnotám vsadeného roztoku nezmenený. Cez 90% častíc granulátu malo priemer 1 až 2 mm.

Zvýšením obsahu NaOH v roztoku NaCN na 10g/l sa zväčšil priemer častíc na 3 až 4 mm.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby granulátov v podstate z jedného kyanidu alkalického kovu alebo jedného kyanidu alkalickej zeminy, najmä granulátov NaCN, KCN a Ca(OH)₂, rozprašovacou granuláciou vo vírivej vrstve, pričom sa vodný roztok alebo suspenzia, obsahujúca kyanid alkalického kovu alebo kyanid alkalickej zeminy rozpráši v zariadení na rozprašovaciu granuláciu vo vírivej vrstve na vírivú vrstvu, ktorá pozostáva z kryštalizačných očiek kyanidu alkalického kovu alebo kyanidu alkalickej zeminy, voda sa odparí pomocou prúdu sušiaceho plynu prúdiaceho vírivou vrstvou, ktorého vstupná teplota je 150 až 500°C, pri teplote vírivej vrstvy v rozmedzí 110 až 350°C a granulát sa vynáša zo zariadenia známym spôsobom, vyznačujú c i sa t ý m, že sa ako sušiaci plyn používa prehriata vodná para.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa prehriata para používa s teplotou v rozmedzí 200 až 450°C.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m, že sa rozprašovacia granulácia vykonáva pri teplote vírivej vrstvy v rozmedzí 150 až 250°C, najmä 180 až 220°C.
4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov laž3, vyznačujú c i sa t ý m, že sa prehriata para vedie v uzatvorenom okruhu a v podstate sa odvádza z okruhu iba prebytočná para vzniknutá z odparovania.
5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že sa vodná para vystupujúca z vírivej vrstvy delí po priechode odlučovačom prachu na dva čiastkové prúdy, prvý čiastkový prúd sa vedie spaľovacou komorou a pritom vzniknutá prehriata vodná para sa používa opäť ako sušiaci plyn, a druhý čiastkový prúd, zodpovedajúci v podstate množstvu prebytočnej pary, sa odvádza z okruhu a vyperie a/alebo kondenzuje.
6. 6. Spôsob podľa jedného z nárokov laž5, vyznačuj ú c i sa t ý m, že sa k výrobe granulátu kyanidu alkalického kovu pridáva k roztoku kyanidu alkalického kovu, ktorý sa má rozprašovať, 1 až 5% hmotnostných, s výhodou 1,5 až 3% hmotnostných hydroxidu alkalického kovu, vztiahnuté na kyanid alkalického kovu.