DE523485C

DE523485C - Verfahren zur Wiedergewinnung des AEtznatrons aus den stark kieselsaeurehaltigen Endlaugen der Natronzellstoffabriken

Info

Publication number: DE523485C
Application number: DES84764D
Authority: DE
Original assignee: PROCEDES NAVARRE SOC
Current assignee: PROCEDES NAVARRE SOC
Priority date: 1928-03-23
Filing date: 1928-03-23
Publication date: 1931-05-07
Also published as: FR664308A; NL40615C; BE349831A

Description

Biblioiheek
Bur. kid. Eigendom

15 JUN. 1931

AUSGEGEBEN AM
7. MAI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

, JV£ 523485
KLASSE 55 b GRUPPE 3

Societe Procedes Navarre in Lyon, Frankreich

Endlaugen der Natronzellstoffabriken

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. März 1928 ab

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung des Ätznatrons aus stark kieselsäurehaltigen Endlaugen der Natronzellstoffabriken.

In den durch Auslaugen des bei der Aufarbeitung der Ablaugen der Natronzellstofrfabriken anfallenden Rohsalzes erhaltenen Lösungen findet sich oft Kieselsäure. Dieser Kieselsäuregehalt der Laugen kann in Fabriken, in denen kieselsäurereiche pflanzliche Stoffe, beispielsweise Stroh, verarbeitet werden, eine beträchtliche Höhe erreichen.

Die Gegenwart von Kieselsäure in Lösungen, die mit HiKe von Kalk kaustifiziert werden, hat eine Anzahl von Nachteilen, von denen vor allem die folgenden zu nennen sind:

1. Es ist deswegen schwer, unter günstigen Bedingungen eine regenerierte Ätznatronlauge

ao herzustellen, weil sich Kalk- und Natrondoppelsilikate bilden können, die teuren Kalk bzw. teures Natron aus dem Prozeß ausschalten, und weil in der kaustifizierten Lauge ein Teil des Natrons durch Kieselsäure abgebunden wird, wodurch die Kaustizität der Lauge und infolgedessen auch deren inkrustenlösendes Vermögen entsprechend verringert wird.

2. Eine Regenerierung des Kalkes, der in dem bei der Kaustifizierung anfallenden Calciumcarbonatschlamm enthalten ist, wird durch die vorhandene Kieselsäure unmöglich gemacht. Denn diese würde sich durch jede neue Regenerierung anreichern und bald eine Bildung von Ätzkalk vollständig verhindern.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Wiedergewinnung des Ätznatrons aus kieselsäurehaltigen Endlaugen der Natronzellstoffabriken, bei dem in bekannter Weise durch Einwirkung von Kohlensäure und gegebenenfalls Natriumbicarbonat auf die Lösung der nach der Calcination der Endlaugen verbleibenden Salze die Kieselsäure durch Fällung und nachfolgende Abtrennung ausgeschieden wird. Das Neue besteht darin, daß die Einleitung der Kohlensäure bzw. die Bicarbonatzugabe so bemessen wird, daß in der Lösung das Verhältnis vom Natriumbicarbonat- zum Natriumcarbonatgewicht den Wert 0,44 erreicht.

Es wurde beobachtet, daß die Ausscheidung der Kieselsäure um so vollständiger ist, je größer das Verhältnis des Natriumbicarbonatgewichtes zu dem Natriumcarbonatgewicht in der Lösung ist. Eine Grenze wird in dieser Beziehung durch die verhältnismäßig geringe Löslichkeit des doppelkohlensauren Natrons und ferner durch wirtschaftliche Gesichtspunkte gegeben. Wesentlich für eine weitgehende Ausscheidung der Kieselsäure ist die Einhaltung sehr niedriger Temperaturen. Bei Einhaltung dieser Bedingungen läßt sich die Kieselsäure praktisch vollständig ausscheiden.

Es ist bereits bekannt, Eisen aus kieselsäurehaltigen Sodarohlaugen durch Carboni-

sieren abzuscheiden. Bei diesem Verfahren, das in der Wärme ausgeführt wird, wird jedoch nur ein Teil der in den Laugen vorhandenen Tonerde und der Kieselsäure ausge-S fällt. Ferner wurde zur Herstellung pulveriger Kieselsäure großer Reinheit Kohlensäure durch einen Nebel zerstäubter Silikatlösung hindurchgeführt. Auch dieses Verfahren ist jedoch nicht mit dem Erfindungsgegenstände vergleichbar, da bei ihm von viel stärker kieselsäurehaltigen Natronlaugen ausgegangen wurde und ferner die Einwirkung der Kohlensäure nicht in Lösung und nicht in der angegebenen Abstufung vorgenommen wird.

Zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Wird in eine Lösung von 48,98 g je Liter Na₂O (restlos gebunden) sowie 12,25 g je Liter SiO₂ so viel Kohlensäure eingeführt, daß sich das Verhältnis des Natriumbicarbonatgewichtes - zum NatriumearbOnatgewicht in der Lösung dem Werte 0,44 nähert, so beträgt bei einer Temperatur von 15⁰ die noch in Lösung befindliche Kieselsäuremenge ungefähr 0,25g J^e Liter. Unter diesen Bedingungen werden also ungefähr 980/0 der vorhandenen Kieselsäure ausgefällt. (Der Anfangsgehalt der Lösung entspricht 24,90 g Na₂SiO₃ und 62,11g Na₂CO₃ je Liter.;

Um das Verfahren wirtschaftlich zu gestalten, wird die in der Lösung als Bicarbonat gebundene Kohlensäure nach Ausscheidung der Kieselsäure wiedergewonnen. Hierzu genügt es. die Lösung nach Abtrennung der Kieselsäure durch Filtrieren oder Abgießen in bekannter Weise bis auf 80 bis 90° C zu erwärmen. Auf diese Weise ist es. abgesehen von etwaigen Verlusten an Kohlensäure, nur erforderlich, die für die Reaktion nötige Menge Kohlensäure zuzusetzen. Die Reaktion findet gemäß folgender Gleichung statt:

Na₂ SiO₃ +CO₂ —>- Na₂CO₃

SiO₂.

(1)

Der Zusatz der Kohlensäure erfolgt:

ι. entweder mit Hilfe von Kalkofengas oder anderen kohlensäurehaltigen Gasen. Das Gas braucht nur der einen Bedingung zu genügen, daß der Partialdruck der Kohlensäure groß genug ist, um die Reaktion (1) zu Ende zu führen, oder

2. mit Hilfe von doppelkohlensaurem Natron. In diesem Falle spielt sich folgende Reaktion ab:

Na₂SiO₃ + 2 NaHCO₃ — ->■ 2Na₂CO₃ -{- SiO₂

H₂O.

(2)

In der Zeichnung ist schematisch eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung angedeutet, bei der zur Erzeugung von Kohlensäure ein Kalkofen zur Verfügung steht. In der Darstellung ist der Gasweg strichpunktiert und der Laugenweg punktiert dargestellt.

i. Die durch Auflösung des Rohsalzes erhaltene Lösung, deren Temperatur 90⁰ C erreichen kann, wird in einem Wärmeaustauscher i, durch welchen als Kältemittel eine vorbehandelte und durch Abfiltrieren von der Kieselsäure befreite Lauge strömt, bis auf ungefähr 15⁰ C abgekühlt. Nötigenfalls kann die abzukühlende Lauge auch noch durch einen zweiten, mit kaltem Wasser gespeisten Wärmeaustauscher geschickt werden.

2. Die Lösung (mit 15⁰C) strömt dann durch einen Absorptionsturm 2, ähnlich denen, die bei der Herstellung von doppelkohlensaurem Natron verwendet werden. In diesen Turm werden ferner die beispielsweise von einem Kalkofen kommenden, abgekühlten Gase geleitet. Die Reaktion (1) findet statt.

3. Die Lösung, in welcher die Kieselsäure

sich auszuscheiden beginnt, wird in einen zweiten Absorptiönsturm 3 geschickt, wo sie mit der Kohlensäure in Berührung gebracht wird. Diese wird durch Wärmezersetzung des in einer vorbehandelten und filtrierten Lauge enthaltenen doppelkohlensauren Natrons erhalten.

4. In diesem Turm bildet sich doppelkohlensaures Natron. Sobald sich eine genügende Menge dieses Körpers gebildet hat, scheidet sich die Kieselsäure fast restlos aus. Wenn die Bicarbonatmenge beim Austritt aus diesem Turme für eine fast restlose Ausscheidung der Kieselsäure nicht genügen sollte, so kann der Lauge eine geringe Menge doppelkohlensauren Natrons zugesetzt werden.

5. Die Lösung fließt dann in eine der Wannen 4, wo man sie eine Zeitlang (im allgemeinen ι Stunde) ruhen läßt. Durch Verwendung von drei solchen Wannen von passendem Inhalt ist es möglich, die Behandlung kontinuierlich zu gestalten. Ho -

6. Alsdann wird mit Hilfe eines Vakuumfilters 5 nitriert und darauf der Kieselsäureschlamm mit kaltem Wasser ausgewaschen.

7. Das Filtrat fließt dann bei 15⁰C in eine der Wannen 6, die je mit einer Dampfschlange versehen sind, um sie auf einer Temperatur von So bis 90° C zu erhalten. _ Die als doppelkohlensaures Salz gebundene Kohlensäure entweicht und wird nach ihrer Abkühlung in der Kolonne 3 zur Bildung von neuem doppelkohlensauren Natron ver^j wendet.

Claims

52348ο

Die kohlensaure Xatronlüsung wird endlich nach der Kaustifizierungss'.elle geleitet, die ebenfalls für ununterbrochenen Betrieb eingerichtet sein kann.

.Die während dieser Beliandlung ausgeschiedene Kieselsäure ist ein nahezu reines Produkt. Sie läl.U sich daher überall dort verwenden, wo reine Kieselsäure erforderlich ist. Außerdem kann diese Kieselsäure auch, nachdem sie getrocknet worden ist, zur Absorption von Gasen, Flüssigkeilen usw. dienen. Die Kieselsäure besitzt in dieser Hinsicht dieselben Eigenschaften wie aktive Kohle. Ihre Verwendung kann also in allen Fällen vorgesehen werden, wo aktive Kohlen sich bewährt haben.

Verfahren zur Wiedergewinnung des Ätznatrons aus den stark kieselsäurchaltigen Endlaugen der Xatronzellstoffabriken, bei dem durch Einwirkung von Kohlensäure und gegebenenfalls Natriumbicarbonat auf die Lösung der nach der Calcination der Endlaugen verbleibenden Salze die Kieselsäure durch Fällung und nachfolgende Abtrennung ausgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der Kohlensäure und die Bicarbonatzugabe so bemessen werden, daß in der Lösung das Verhältnis des Natriumbicarbonatgewichtes zum Natriumcarbonatgewichte den Wert 0.44 erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen