DE3129042C2 - Verfahren zur Reinigung von festem Kaliumchlorid - Google Patents

Abstract

Industriell hergestelltes teilchenförmiges Kaliumchlorid enthält geringe Mengen verunreinigendes Natriumchlorid und wird einem Aufarbeitungsverfahren unterzogen, das den Gehalt an Natriumchlorid dieser Teilchen wesentlich erniedrigt. Dazu wird 1. eine wäßrige Aufschlämmung von Kalium chloridteilchen am Kopf in eine Auslaugkolonne eingebracht, 2. diese Teilchen im Gegenstrom mit einer wäßrigen Auslaugsalzlösung in Kontakt gebracht, die mit Kaliumchlorid gesättigt ist und weniger als 45 Gramm Natriumchlorid pro Liter Lösung enthält, 3. eine wäßrige Lösung vom Kopf der Kolonne abgezogen und zum Herstellen der Kaliumchloridteilchenaufschlämmung verwendet, die an der Kolonne zugeführt wird, 4. am Boden der Kolonne oder in der Nähe des Bodens der Auslaugkolonne eine Aufschlämmung von Kaliumchloridteilchen mit wesentlich verringertem Natriumchloridgehalt abgezogen, 5. die ausgelaugten Kaliumchloridteilchen von der Mutterlauge abgetrennt und ggf. gewaschen, wobei die Mutterlauge und die Waschflüssigkeit als Auslauglösung der Kolonne zugeführt wird und anschließend erfolgt ein Trocknen der im 5. Schritt erhaltenen Kaliumchloridteilchen. Durch diese Arbeitsweise wird der Natriumchloridgehalt in dem teilchenförmigen Kaliumchlorid wesentlich reduziert.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen festen Kaliumchlorids, das anorgani-

sehe Salze als Verunreinigungen enthält, beispielsweise Natriumchlorid. Insbesondere handelt es sich um ein Verfahren, mit dem die in technischem Kaliumchlorid enthaltenen geringen Verunreinigungen anorganischer Salze wesentlich reduziert werden, durch Auslaugen des Produktes mit einer wäßrigen gesättigten Kaliumchloridlösung, die bezüglich der Verunreinigungen ungesättigt ist.

Kaliumchlorid wird technisch gewonnen durch Abbau von Gestein, der das Salz enthält und anschließendes Abtrennen des Kaliumchlorids von den anderen Bestandteilen. Üblicherweise enthält Kaliumchoridgestein andere anorganische Salze, von denen Natriumchlorid, Calziumchlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat und Natriumkarbonat die bekanntesten sind. Natriumchlorid Ist überlicherweise der andere Hauptbestandteil anorganischer Salze in kallumchlorldhaltigem Gestein. Magnesiumchlorid wird abgetrennt von anderen löslichen und unlöslichen Bestandteilen des Gesteins durch die bekannten Verfahren. Zu diesen gehört Schaumflotation, fraktioniertes Auslaugen, selektive Ausfällung und Lösungsabbau.

Bei der Schaumflotation wird gemahlenes, Kaliumchlorid enthaltendes Gestein gemischt mit einer Lösung, die bezüglich der Bestandteile des Gesteins gesättigt ist, und der schaumerzeugende Mittel zugesetzt wurden. Auf diese V/eise wird festes Kaliumchlorid abgetrennt von anderen anorganischen Salzen und anderen Verunreinigungen, die im Gestein enthalten sind. Das dadurch erhaltene feste Kaliumchlorid enthält üblicherweise relativ hohe Mengen (etwa 2 bis 5 Gew.-%) der anderen anorganischen Salze, die im Gestein enthalten sind. Es wird angenommen, daß diese Verunreinigungen eingebracht, eingekapselt oder eingeschlossen wurden in die Kaliumchloridteilchen während der Bildung der natürlichen Kristalle während geologischer Zeiträume.

Die zuvor beschriebenen Teilchen weisen oft eine rote Verfärbung auf infolge Einschlüssen von Eisen, und es wird angenommen, daß die Verteilung der anorganischen Salzverunrelnlgungen im allgemeinen gleichmäßig über die Kaliurnchloridteilchen ist.

Bei anderen technischen Verfahren wird Kaliumchlorid gewonnen durch Kristallisation aus Salzlösungen, die reich sind an Natrium- und Kaliumchlorid. Die Herstellung von kristallisiertem Kaliumchlorid In technischem Maßstab erfolgt durch Auflösen von Kaliumchloridgestein in wäßrigem Lösungsmittel und Bilden einer Lösung, die Kaliumchlorid und andere lösliche anorganische Metallsalze, die im Gestein enthalten sind, enthält. Anschließend wird das Kaliumchlorid auskristallisiert und abgetrennt, beispielsweise durch Ausfällung aus der Lösung. Geringe Verunreinigungen anorganischer Salze, hauptsächlich Natriumchlorid, werden bei der Kristallisation mit eingeschlossen. Der Einschluß derartiger Salzverunreinigungen in die Kaliumchlorldkristalle ist unvermeidlich, weil die Lösung, aus der die Kristallisation erfolgt, zwangsläufig diese Salzverunreinigungen enthält.

Das durch die zuvor beschriebenen industriellen 'Verfahren hergestellte technische Kaliumchlorid ist für manche Anwendungszwecke nicht ausreichend rein genug. Es gibt Anwcndungsfallc, die nur auiicroulertlich geringe Verunreinigungen durch andere Salze wie Natriumchlorid zulassen. Ein Verfahren zur Verringerung des Natriumchloridgehalts von in technischem Maßstab durch Kristallisation hergestellten Kaiiumchlnrlds ist in der DE-OS 28 52 925 beschrieben. Bei diesem Verehren wird in technischem Maßstab durch Kristallisation gewonnenes Kaliumchlorid, insbesondere verdichtetes

Kaliumchlorid ausgelaugt, unter isothermen Bedingun-3en mit einer Auslauglösung, die an Kaliumchlorid gesättigt ist und ungesättigt ist bezüglich Natriumchlorid, während einer Zeitdauer, die ausreicht, am den Natriumchloridgehalt in den Kaliurnchloridkristallen wesentlich zu reduzieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes und vereinfachtes Verfahren aufzuzeigen, mit dem geringe Verunreinigungen an Natriumchlorid im wesentlichen beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1.

In den Unteransprüchen sind bevorzugte Ausfühningsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

Es wurde überraschend gefunden, daß man im wesentlichen reine Kaliumchloridteilchen durch Auslaugen noch weiter reinigen kann und den geringen Gehalt an Natriumchlorid auf einfache und effektive Weise weiter reduzieren kann. Im erflndungsgemäßen Verfahren wird technisch hergestelltes Kaliumchlorid in Teilchenform (üblicherweise als wäßrige Aufschlämmung) dem Kopf einer Auslaugkolonne zugeführt und darin im Gegenstrom mit einer wäßrigen Auslauglösung in Berührung gebracht, die bezüglich Kaliumchlorid gesättigt ist und ungesättigt 1st bezüglich Natriumchlorid. Eine Aufschlämmung von ausgelaugten Teilchen wird am Boden der Kolonne abgezogen und von mitgeführter flüssiger Phase (Mutterlauge) befreit. Die abgetrennte Mutterlauge wird als Auslaugflüssigkeit In die Kolonne zurückj.eführt. Am Kopf der Kolonne wird eine wäßrige Flüssigkeit abgezogen und zum Aufschlämmen neuen Kaliumchlorids verwendet. Diese Aufschlämmung wird dann in die Kolonne am Kopf eingebracht. Auf diese Weise wird beim Verfahren eine Flüssigkeit, die reich an Natriumchlorid 1st, von einer Flüssigkeit, die arm an Natriumchlorid Ist, abgetrennt, so daß daraus eine erhebliche Erniedrigung des Natriumchloridgehaltes In den Kaliumchloridteilchen beim Verlassen der Auslaugkolonne resultiert. Ein anschließendes Waschen der ausgelaugten Teilchen mit gesättigter wäßriger Kaliumchloridlösung, die kein Natriumchlorid enthält oder mit Wasser, erniedrigt den Natriumchloridgehalt der ausgelaugten Teilchen weiter.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Reinigung von Industriell durch Kristallisation gewonnenem Kaliumchlorid, wobei außerordentlich niedrige Gehalte von verunreinigenden anorganischen Salzen, wie Natriumchlorid, Calzlumchlorld und Magnesiumchlorid, erreicht werden. Es wurde gefunden, daß eine wesentliche Erniedrigung der Verunreinigung, d. h. eine Erniedrigung um mehr als 50%, bezogen auf die ursprüngliche Konzentration der Verunreinigungen, erreicht wird. Es Ist beispielsweise möglich, Natrlumchlorldgehalte von weniger als 0,2 Gew.-%, beispielsweise sogar weniger als 0,1 Gew.-%, durch das erfindungsgemäße Verfahren zu erreichen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird aus technischem, durch Kristallisation gewonnenem Kaliumchlorid der Natriumchloridgehalt von etwa 1 Gew.-% erniedrigt auf weniger als 0,1 Gew.-%, beispielsweise auf 0,07 bis 0,09 Gew.-%, wobei eine mittlere Verweilzelt in der Auslaugkolonne von etwa 6 Stunden erforderlich Ist. Der Gehalt an Calzlumchlorid und Magnesiumchlorid wird gleichzeitig erniedrigt von etwa 150 ppm auf weniger als 60 ppm.

Die zuvor beschriebene Verhinderung des Gehaltes an anorganischen Salzverunreinigungen durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ermöglicht durch Tren-

nung einer natriumchloridreichen Flüssigkeit von einer natriumchloridarmen Flüssigkeit innerhalb des Systems. Die am Kolonnenkopf abgezogene Auslauglösung (reich an Natriumchlorid) wird verwendet, um festes Kaliumchlorid aufzuschlämmen und wieder der Kolonne zuzuführen. Diese Flüssigkeit ist im Vergleich zur wäßrigen Auslauglösung, die der Kolonne zugeführt wird, an Natriumchlorid angereichert und enthält ebenso mehr Natriumchlorid als das ausgelaugte abgezogene Kaliumchloridendprodukt. Die Auslauglösung und das Endprodukt weisen nur geringe Mengen an Natriumchlorid auf und werden erfindungsgemäß getrennt gehalten von dem Strom der natriumchloridreichen Lösung innerhalb des Verfahrens, sofern nicht zu große Mengen an natriumchlorldarmer Auslaugtlüssigkeit vorhanden sind.

Die Abbildung ist ein vereinfachtes Fließschema der erfindungsgemäßen Verfahrensführung und zeigt eine bevorzugte Ausführungsform.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung besser verständlich. Bei dieser Ausführungsform wird Industriell hergestelltes Kaliumchlorid von einer nichtgezeigten Quelle durch die Zuführleitung 6 über die Transportschnecke 8 durch die Verbindungsleitung 9 in den Aufschlämmtank 10 eingebracht. Das für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete industriell hergestellte Kaliumchlorid besteht aus Teilchen, die einen Kaliumchloridgehalt von mindestens etwa 96 Gew.-% aufweisen. Der Kaliumchloridgehalt liegt zwischen etwa 96 bis etwa 99,5%, vorzugsweise zwischen 97,5 bis 98,5 Gew.-% Kaliumchlorid. Das zugeführte Kaliumchlorid kann bis zu etwa 4 Gew.-9b Natriumchlorid enthalten. Üblicherweise liegt der Natriumchlorldgehalt des zugeführten Produktes zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5%, beispielsweise zwischen 0,9 oder 1% und etwa 1,5 oder 2 Gew.-%. Der Calzlum- und Magnesiumgehalt des zugeführten Kaliumchlorids ist im allgemeinen erheblich niedriger und beträgt etwa 3 ppm.

Die Hauptverunreinigung von In technischem Maßstab hergestellten Kaliumchloridteilchen Ist Natriumchlorid, die anderen Salzverunreinigungen, beispielsweise CaI-zium und Magnesium, können bei der nachfolgenden Diskussion In den meisten Fällen außer Betracht bleiben. Als Kaliumchloridteilchen werden kristallisierte Teilchen bezeichnet, die durch Verfestigung von Kaliumchlorid entstanden sind und eine regelmäßig wiederkehrende Anordnung von Atomen aufweisen, einschließlich Produkten, die durch Verdichten von festem Kaliumchlorid unter hohem Druck entstanden sind, wobei In diesen Fällen die innere Anordnung des Kaliumchloridgitters gestört sein kann.

Wie bereits angegeben, ist das zugeführte Kaliumchlorid ein in technisch industriellem Maßstab hergestelltes Kaliumchlorid, wie beispielsweise ein nach technischem Maßstab kristallisiertes Produkt, das hergestellt wurde durch Kristallisieren aus einer Lösung, die bezüglich Kaliumchlorid gesättigt ist und Natriumchlorid in der Lösung enthält. Vorzugsweise wird für das erfindungsgemäße Verfahren ein verdichtetes kristallisiertes Produkt eingesetzt.

Vorzugswelse wird das mit dem erflndungegemäßen Verfahren auszulaugende Kaliumchlorid nicht mit Verfallen vorbehandelt, die die Oberfläche der Teilchen abdichten. Beispielsweise macht die Behandlung von trockenem Kaliumchlorid mit geringen Mengen von Wasser zur Erniedrigung des Staubens und Verbesserung der Teilchenquallfikatlon das erlindungsgemaße Verfahren weniger effektiv. Weiterhin Ist es im allgemeinen bevorzugt, daß das erfindungsgemäß auszulaugende

Kaliumchlorid unmittelbar nach seiner Herstellung behandelt wird, well gefunden wurde, daß weniger Natriumchlorid aus gealtertem Kaliumchlorid ausgelaugt wird.

Obwohl der Teilchendurchmesser des zu behandelnden teilchenförmigen Kaliumchlorids nicht krilisch Ist, wird für das erfindungsgetnäße Verfahren vorzugsweise ein Kaliumchlorid verwendet, dessen Teilchen größer als 0,417 mm sind, beispielsweise zwischen 0,417 und 1,671 mm. Es können jedoch auch Teilchen, die kleiner als 0,417 mm sind, verwendet werden, sie können jedoch Handhabungsschwierigkelten verursachen, well ein solches Material schlecht Hießt und die Tendenz zum Stauben aufweist. Teilchen größer als L671 mm sind im allgemeinen als Handelsprodukt verwendbar, aber derartig große Teilchen können ebenso mittels des erfindungsgem£ßen Verfahrens behandelt werden. Granuliertes Kaliumchlorid, welches im allgemeinen ein verdichtetes Produkt mit einem Formgrößenbereich von 1,168 bis 4,699 mm ist, kann ebenfalls mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. Besonders geeignet jedoch sind verdichtete Teilchen mit einem Teilchendurchmesser im Bereich zwischen 0,417 und 9,699 mm.

Im folgenden wird nun wieder auf die Zeichnung Bezug genommen. Das in den Aufschlämmtank 10 ein- ^2ä gebrachte Kaliumchlorid wird darin aufgeschlämmt mit einer wäßrigen Salzlösung, die vorzugsweise mit Kaliumchlorid gesättigt und mit Natriumchlorid ungesättigt ist, bei der Temperatur des Mlschens. Der Aufschlämmtank 10 ist mit Rühreinrichtungen versehen, beispielsweise einem Rührwerk, um die gewünschte Aufschlämmung zu erzeugen. Die wäßrige Salzlösung wird in den Aufschlämmtank 10 durch die Zuführleitung 52 eingebracht und abgezogen als Kopfprodukt der Auslaugkolonne 20. Beim Anfahren des Prozesses in der Anlage kann die wäßrige Salzlösung, die zum Aufschlämmen der Kaliumchloridkristalle im Aufschlämmtank 10 verwendet wird, ungesättigt sein bezüglich Kaliumchlorid und kein bis zu mehr als 45 Gramm Natriumchlorid pro Liter Lösung enthalten, beispielsweise 0 bis 45 Gramm pro Liter. Die wäßrige Salzlösung sättigt sich mit Kaliumchlorid durch Auflösen von Produkt, das in den Schlämmtank eingebracht wird. Der Natriumchloridgehalt dieser Salzlösung wird gesteuert während des Auslaugprozesses durch Reinigung oder Aufarbeiten der im Kreislauf befindlichen natriumchloridreichen Sole, die durch die Leitung 54 und das Ventil 56 abgezogen wird.

Es wird eine ausreichende Menge an wäßriger Salzlösung In den Aufschlämmtank 10 eingebracht, um das zugeführte Kaliumchlorid aufzuschlämmers, so daß es etwa 20 bis etwa 50 Vol.-% Feststoff aufweist. Der Kaliumchlorid-Feststoffgehalt in der Aufschlämmung wird bestimmt durch seine Pumpfähigkeit und die in der Auslaugkolonne erreichbare Verweil- und Berührungszeit.

Je höher der Gehalt an Feststoffen in der Aufschlämmung 1st, die der Auslaugkolonne bei gegebener Pumpgeschwindlgkelt zugeführt wird, um so größer Ist die erforderliche Kolonne oder um so länger ist die erforderliche Verweilzeit in der Kolonne, um die erforderliche innige Berührung der Feststoffteilchen mit der Auslauglösung zu erreichen und den gewünschten Auslauggrad bei kontinuierlicher Verfahrensführung zu erzielen. Üblicherweise enthält die Aufschlämmung etwa 20 bis etwa Vol-.% Kaliumchloridfeststoffteilchen. Die Aufschlämmung wird aus dem Aufschlämmtank 10 abgezogen und mittels der Pumpe 12 durch die Verbindungsleitung 16 dem Kopf oder in die Nähe des Kopfes der Auslaugkolonne 20 befördert. Das Ventil 14 in der Leitung

50

60

65 16 dient zur Regulierung des Zullusses zur Auslaugkolonne.

In der Beschreibung und den Ansprüchen werden die Ausdrücke Kopf, Nähe des Kopfes, Boden oder Nähe des Bodens der Auslaugkolonne oder Ausdrücke mit gleicher Bedeutung verwendet, um auszudrücken, daß es sich um die am höchsten oder ganz unten liegenden Teile der Kolonne handelt. Die genaue Lokalisierung der Flüssigkeitszuführungen und der Abzugsleitungen an der Kolonne hängt von ihrer speziellen konstruktiven Gestaltung ab, und die allgemeine Angabe der Anordnung beinhaltet noch nicht spezielle genaue Einzelanordnung. Die Auslaugkolonne 20 hat eine Größe in Höhe und Durchmesser, die eine innige Berührung der zugeführten Kaliumchloridfeststoffteilchen mit der Auslauglösung ermöglicht, mit einer Verweilzeit, die ausreichend ist, um den Natriumchloridgehalt der Kaliumchloridteilchen wesentlich zu reduzieren. Es ist davon auszugehen, daß die Verweilzelten zwischen etwa 0,5 und 24 Stunden betragen, beispielsweise zwischen 2 und 18 Stunden, vorzugsweise zwischen 4 und 12 Stunden, um das zuvor beschriebene Ergebnis mit Sicherheit zu erreichen. Die genau erforderliche Verweilzeit hängt selbstverständlich vom Anfangs-Natrlumchloridgehalt des zugeführten Kaliumchlorids und vom gewünschten Reinigungsgrad ab. Beispielswelse kann ein verdichtetes Industriell kristallisiertes Kaliumchlorid mit einer Teilchengröße zwischen 0,417 und 1,168 mm Größe mit einem Natriumchloridgehalt von etwa 1 Gew.-% gereinigt. werden, so daß der Natriumchloridgehalt weniger als etwa 0,2 Gew.-% beträgt, In etwa 6 Stunden bei stationärem eingefahrenem Zustand des Verfahrens. Unter wesentlicher Reduzierung des Natriumchloridgehaltes der Kaliumchlorldteilchen Ist zu verstehen, daß der Natriumchloridgehalt reduziert wird auf weniger als 0,5 Gew.-%, beispielsweise weniger als 0,25 Gew.-%. Die als Auslaugflüssigkeit verwendete wäßrige Salzlösung wird aus dem Laugelösungstank 40 mittels der Pumpe 47 durch die Zuführleitung 46 Im Kolonnenboden oder in der Nähe des Kolonnensumpfs der Auslaugkolonne 20 zugeführt. Die Zuführgeschwindigkeit der Flüssigkeit in die Kolonne kann reguliert werden durch das Ventil 48 in der Zuführleitung 46. Die Auslaugflüssigkeit ist eine Salzlösung, die als gelöste Stoffe Kaliumchlorid oder eine Mischung von Kaliumchlorid und Natriumchlorid enthält. Die Auslauglösung ist im wesentlichen gesättigt mit Kaliumchlorid und im wesentlichen ungesättigt mit Natriumchlorid bei der Temperatur der Lösung. Unter im wesentlichen gesättigt mit Kaliumchlorid ist zu verstehen, daß ausreichend Kaliumchlorid gelöst ist, so daß wenig, wenn überhaupt, der zu behandelnden Kaliumchloridteilchen während des erfindungsgemäßen Auslaugens aufgelöst werden. Der Gehalt an Natriumchlorid in der Auslaugflüssigkeit kann schwanken, aber er sollte niedriger als 45 Gramm Natriumchlorid pro Liter Lösung gehalten wer- ; den, um ein ausreichendes Konzentrationsgefälle und .· damit ausreichende Lösungskräfte zu haben, um wesentliche Mengen von Natriumchlorid aus den Natriumchloridfeststoffteilchen zu entfernen. Vorzugsweise enthält die dem Kolonnensumpf oder in der Nähe des Kolonnenbodens eingeführte Auslauglösung weniger als 25, bei- j, spielsweise weniger als 20 Gramm Natriumchlorid pro } Liter Lösung. Ganz besonders bevorzugt ist ein Gehalt zwischen 5 und 20 Gramm, beispielsweise zwischen 10 und 16 Gramm Natriumchlorid pro Liter Lösung während des Verfahrens unter stabilen Betriebsbedingungen. ν Die Menge an Ausiaugflüssigkeit, die der Auslaugko- | lonne zugeführt wird, kann schwanken, auf jeden Fall jf

sollte sie ausreichend sein, um eine Innige Berührung mil Im wesentlichen allen Kaliumchlorldteilchen in der Kolonne sicherzustellen. Unter inniger Berührung ist zu verstehen, daß genügend Auslaugllüsslgkelt verwendet wird, so daß die gesamte Oberfläche jedes Kaliumchloridteilchens in Berührung mit der Auslaugflüssigkeit gelangt, und zwar für eine Zelt, die erforderlich ist, um den Natriumchloridgehalt der Teilchen wesentlich zu erniedrigen. Ein Verhältnis von 4000 Gramm Kaliumchloridteilchen pro Liter wäßriger Auslauglösung wurde als geeignet gefunden. Änderungen dieses Verhältnisses, beispielsweise Erniedrigung bis auf 200 oder 300 Gramm Kaliumchlorid pro Liter Lauglösung, verbessert das Ergebnis nicht wesentlich. Deshalb kann ein Verhältnis von etwa 300 bis etwa 4000 Gramm Kaliumchlorid pro Liter säßrlger Auslauglösung verwendet werden. Niedrigere Verhältnisse können zwar auch verwendet werden, sind aber unwirtschaftlich, well sie die Bewegung großer Mengen Flüssigkeit pro Gewichtseinheit Kaliumchloridteilchen, die ausgelaugt werden sollen, erfordern.

Die Auslaugflüssigkeit wird eingeführt In die Auslaugkolonne im Gegenstrom zum Weg der Kaliumchlorldteilchen in der Kolonne derart, daß ein Netz von Aufwärtsströmen der Auslaugflüssigkeit in der Kolonne entsteht. Die Auslaugflüsslgkeit sickert nach oben durch ein nachrutschendes Bett von Kaliumchlorid, das in der Kolonne aufrechterhalten wird, mit einer Geschwindigkeit, die nicht ausreichend ist, um eine Wirbelbettbildung oder Brückenbildung zu verursachen. Eine Aufschlämmung von ausgelaugten Kaliumchlorldteilchen wird am Kolonnensumpf in der Nähe des Bodens der Kolonne 20 durch die Leitung 25 abgezogen und in Trenneinrichtungen 26 zum Abtrennen der flüssigen Phase (Mutterlauge) von den Feststoffteilchen weiter befördert. Die Geschwindigkeit, mit der ausgelaugtes Produkt aus der Kolonne abgezogen wird, kann durch das Ventil 24 In der Abzugsleitung 25 gesteuert werden. Etwas Ausaugllüsslgkelt wird abgezogen zusammen mit dem Produkt am Kolonnenboden wegen der Nähe des Abzugspunktes vom Einspeispunkt der Auslaugflüssigkeit. Das Abziehen von ausgelaugtem Produkt kann erleichtert werden, fails erforderlich, durch Verdünnen mit Auslaugflüssigkeit.

Die Einrichtungen zum Entfernen der Flüssigkeit, die mit dem ausgelaugten Produkt abgezogen wird, sind so ausgebildet, daß sie eine minimale Zerstörung der ausgelaugten Partikel bei maximaler Entwässerung ermöglichen. Jede übliche Apparatur, die derartige Trennungen ermöglicht und ein wirksames Waschen und Spülen des festen Produktes zuläßt, kann verwendet werden. In der Zeichnung sind die Trenneinrichtungen 26 als Filter gezeigt. Sie dienen der Trennung des aus der Kolonne abgezogenen ausgelaugten Kaliumchlorids von der flüssigen Phase oder Mutterlauge, die mit abgezogen wird. Beispiele für Anlagen, die zum Trennen der ausgelaugten Kristalle von der Mutterlauge dienen können, sind horizontale Filter, wie Bänder-, Pfannen- oder Plaitenfilter, Trommelfilter, Scheibenfilter und Zentrifugen. Zum Entwässern von ausgelaugten verdichteten Kaliurnchloridteilchen wird vorzugsweise keine Zentrifuge verwendet. Wirksames Entwässern und Waschen ist in dem Falle notwendig, weil ein wesentlicher Anteil des verbleibenden Natriumchlorids sich in der Flüssigkeit befindet, die an den ausgelaugten Partikeln haftet.

Die abgezogene Aufschlämmung wird aufgebracht auf Trenneinrichtungen (Filter) 26 und das Filtrat (Mutterlauge) wird abgezogen durch die Leitung 27 mit Hilfe der Pumpe 34 und in den Auslaugflüssigkeitstank 40 gefördert. Der feuchte Filterkuchen kann gewaschen werden mit Waschflüssigkeit, die dem Filterkuchen durch die Leitung 41 zugeführt wird. Die Menge an zu verwendender Waschflüssigkeit kann durch das Ventil 44 In der Leitung 41 gesteuert werden. Als Waschflüssigkeit kann Wasser oder eine Kaliumchloridlösung oder eine Kaliumchloridlösung mit niedrigem Gehalt an Natriumchlorid verwendet werden. Wenn eine Salzlösung verwendet wird, kann sie gesättigt oder ungesättigt sein bezüglich Kaliumchlorid. In der Regel wird eine Lösung verwendet, die nur zu 50 bis 60% mit Kaliumchlorid gesättigt ist und außerordentlich wenig Natriumchlorid enthält. Der Gehalt an Natriumchlorid In der Waschflüssigkeit sollte geringer sein als der Anteil an Natriumchlorid, der in den ausgelaugten Kaliumchlorldteilchen verblieben ist, so

is daß das Produkt nicht wieder mit Natriumchlorid verunreinigt wird. Vorzugsweise wird als Waschflüssigkeit Wasser oder eine Kaliumchloridsalzlösung verwendet, die im wesentlichen frei von Natriumchlorid ist, d. h. ihr Natriumchloridgehalt liegt niedriger als 0,05 Gew.-%.

Üblicherweise wird der Filterkuchen bis zu 15mal mit Waschflüssigkeit behandelt. Als Behandlung wird in diesem Falle bezeichnet ein Benetzen mit Waschflüssigkeit und anschließendes Abtrennen der Mutterlauge mittels der Trenneinrichtung, beispielsweise des Filters 26.

Das gewaschene Kaliumchlorid wird dann vom Filter 26 entfernt, beispielsweise durch einen Schaber und mittels Vorrichtungen, wie der Leitung 28 zum Trockner 30 befördert. Im Trockner wird die restliche dem Produkt anhaftende Feuchtigkeit entfernt. Das getrocknete Endprodukt wird aus dem Trockner über die Leitung 32 abgezogen und der Lagerung oder Verpackung zugeführt.

Waschflüssigkeit zum Spülen des Filterkuchens wird

von einer in der Abbildung nicht gezeigten Quelle durch die Leitung 41 über das Regelventil 44 zugeführt. Wasser zum Aufarbeiten der Auslaugflüssigkeit kann durch die Leitung 42 in den Laugentank 40 eingespeist werden. Die Menge des zum Verdünnen oder Aufarbeiten erforderlichen Wassers, die in den Tank eingespeist wird, kann mit dem Regelventil 43 in der Leitung 42 gesteuert werden.

Die in der Auslaugkolonne nach oben steigende Auslaugflüssigkeit verdrängt die an den Kaliumchloridteilchen haftende Mutterlauge und entfernt so Natriumchlorid von den Teilchen, die sich im Gegenstrom In der Kolonne nach unten bewegen. Am Kopf der Kolonne oder in der Nähe des Kolonnenkopfes der Auslaugkolonne 20 wird eine wäßrige Überlaufflüssigkeit durch die Leitung 22 abgezogen und in den Überlauftank 50 gefördert. Die oben abgezogene Flüssigkeit ist mit Kallum-

Chlorid gesättigt und enthält geringe Mengen an Natriumchlorid, wobei der Nairiurncni-jridgcnaii etwas höher Ist als der der Auslaugflüssigkeit, die am Boden der Kolonne eingeführt wird. In der am Kolonnenkopf abgezogenen Überlaufflüssigkeit sind auch geringe Mengen an Calzium- und Magnesiumsalzen gelöst. Die wäßrige Flüssigkeit aus dem Überlauftank 50 wird durch die Leitung 52 in den Aufschlämmtank 10 weitergefördert und dort zum Aufschlämmen von Kaliumchloridteilchen verwendet, beispielsweise fflr die Herstellung weiterer KaIiumchlorldaufschlämmung, die der Kolonne zugeführt wird. Für den Fall, daß nicht genügend Wasser zum Verdünnen und Aufarbeiten des Kreislaufflüssigkeitssystems zur Verfugung steht, kann auch Flüssigkeit aus dem Überlauftank 50 über die Leitung 53 mit Ventil 55 dem Laugelösungstank 40 wieder zugeführt wenden. Diese Rückführung von Flüssigkeit aus dem Überlauftank 50 In den Laugelösungstank 40 ist jedoch nicht erwünscht, weil dadurch natriumchloridreiche Lösung in den Aus-

laugtank 40 gelangt, der an sich eine Salzlösung mit niedrlgem Natriumchloridgehalt enthält.

Um eine Anreicherung von Natriumchlorid und CaI-zlum- und Magnesiumsalzen In dem System zu verhindern, ist eine Abzugsmögllchkelt aus diesem Krelslaufsystern vorgesehen In Form einer Abzweigung aus der Leitung 53 als Leitung 54 mit dem Ventil 56. Eine ausreichende Menge der am Kopf der Kolonne 20 abgezogenen Flüssigkeit wird über die zuvor beschriebene Möglichkeit aus dem System ausgetragen, um das gewünschte Natriumchlorldglelchgewicht innerhalb des Kreislaufes aufrechtzuerhalten. Die Menge hängt im einzelnen von der gewünschten Reinheit des Endproduktes ab. Entsprechend der abgezogenen Flüssigkeitsmenge wird Verdünnungswasser oder Aufarbeltungswasser In das System eingespeist, um die Flüssigkeitsverluste, die durch das Abziehen von natriumchioridrelcher Lösung entstehen, auszugleichen. Ausgeglichen werden ferner die Feuchtigkeitsverluste im Trockner und andere nicht berechnete Verluste von Flüssigkeit aus dem System, abzüglich des Anteils an Wasser, der in das System durch das Spülwasser des Filters eingebracht wird, das vom Filter in den Laugelösungstank geführt wird.

Zum Betrieb der Auslaugkolonne wird eine Aufschlämmung großtechnisch hergestellten kristallisierten Kaliumchlorids (enthaltend etwa 20 bis 30 Vol.-% Feststoff) am Kopf In die Auslaugkolonne eingespeist, von wo aus sie langsam nach unten absteigt und Im Gegenstrom im Kontakt mit der aufsteigenden Auslaugflüssigkeit gelangt. Ein Bett aus Kaliumchloridteilchen mit einem ständigen Gehalt von etwa 90% Feststoff bildet sich in der Kolonne aus, durch das die Auslaugflüssigkeit sikkert. Die Auslaugflüssigkeit steigt in der Kolonne nach oben und verdrängt die an den Kristallen haftende Mutterlauge und laugt dabei das in den Kristallen enthaltene Natriumchlorid aus, wobei der Gehalt an gelöstem Natriumchlorid In der Flüssigkeit zunimmt. Beispielsweise enthält eine mit Kaliumchlorid gesättigte wäßrige Auslauglösung am Anfang etwa 13 Gramm pro Liter Natriumchlorid und am Ende bei Verlassen der Kolonne etwa 15 bis 17 Gramm. Natriumchlorid pro Liter Flüssigkeit. Die am Kolonnensumpf abgezogene Aufschlämmung von Kaliumchiorldtellchen wird verdünnt mit Auslaugflüssigkeit, so daß die Aufschlämmung pumpfähig und zum Filter 26 gefördert werden kann. In diesem Zustand enthält sie nur noch etwa 30 bis 40% feste Teilchen.

Die Temperatur, bei der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Ist variabel. Jedoch ist die erforderliche Energie um so höher, je höher die Temperatur ist, bei der das Verfahren betrieben wird, weil die verschledenen Flüssigkeitsströme Innerhalb des Systems mit Kaliumchlorid gesättigt gehalten werden müssen. Infolge dessen Hegt die geeignete Temperatur zwischen etwa 20 und etwa 70°, vorzugsweise wird bei Temperatuten zwischen etwa 25° und etwa 55° C gearbeitet. Üblicherweise läuft das Verfahren isotherm ab, d. h. ohne Zu- oder Abfuhr von Wärme.

Bei der Ausführung des zuvor unter Bezugnahme auf die Zeichnung geschriebenen Verfahren wird das Anlagensystem, d.h. der Auslaugflüssigkeitstank., die Aus- ^ω laugkolonne, der Überlauftank und der Aufschlämmtank gefüllt mit einer Kaliumchloridlösung. Festes Kaliumchlorid wird dann dem Aufschlämmtank IC über die Transportschnecke 8 zugeführt. Ein Rührsystem, beispielsweise ein Propeller im Tank 10, erzeugt eine Kreislaufströmung der Losung im Tank und verursacht das Suspendieren der dem Tank zugeführten Kaliumchloridteilchen. Die resultierende Aufschlämmung wird dann

65 der Auslaugkolonne 20 zugeführt. Wenn die Im System enthaltene Lösung nicht bezüglich Kaliumchlorid gesättigt 1st, löst sich Kaliumchlorid auf, bis die Sättigung erreicht 1st. Danach baut sich ein Feststoffbett in der Auslaugkolonne auf. Die Höhe des Bettes hängt von der gewünschten Aufenthaltszeit ab. Sobald die erwünschte Betthöhe erreicht Ist, wird das Produktabzugsventll 24 geöffnet und ausgelaugtes Produkt aus der Kolonne abgezogen und dem Filter 26 zugeführt. Das Ventil 24 wird so eingestellt, daß sich in der Kolonne ein Bett mit konstanter Höhe ausbildet.

Nachdem ausgelaugtes Produkt dem Filter zugeführt wurde, wird Filterwaschwasser in das Filter eingebracht und die Flltratpumpe 34 in Betrieb genommen, um das anfallende Fiitrat in den Ausiauglösungstank zu überführen. Das gewaschene Produkt wird in einen vorgewärmten Trockner 30 überführt, um die restliche Feuchtigkeit zu entfernen.

Der Natriumchloridgehalt der Auslauglösung, die der Kolonne 20 durch die Leitung 46 zugeführt wird, wird bestimmt. Wenn der Natriumchloridgehalt dieser Lösung höher Ist als die gewünschte Grenzkonzentration, wird das Ventil 56 in der Leitung 54 geöffnet und natriumchloridrelche Lösung aus dem System abgezogen und Verdünnungslösung mit niedrigerem Natriumchloridgehalt durch die Leitung 42 in das System eingespeist, um das abgezogene Volumen natriumchloridreicher Lösung im System zu ersetzen. Wenn die Auslauglösung einen Natriumchloridgehalt aufweist, der niedriger Ist als die Grenzkonzentration, ist ein Absalzen durch Abziehen von Flüssigkeit nicht erforderlich, und das Ventil 56 ist geschlossen. Verdünnungslösung oder Verdünnungswasser ist dann nicht erforderlich, wenn sich die Anlage im stationären Zustand befindet, sofern nicht andere Flüssigkeitsverluste zu ersetzen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun noch detaillierter In einem Beispiel beschrieben, es sind jedoch zahlreiche Abweichungen und Modifikationen möglich.

Beispiel

Im folgenden Beispiel sind die Einzelwerte und die Arbeitsbedingungen aufgeführt als Mittelwerte über 28 Stunden bei eingefahrenem stationärem Zustand des Systems. Die Geschwindigkeiten sind angegeben in Liter pro Minute, sofern nicht im einzelnen etwas anderes ausdrücklich angegeben ist.

Verdichtetes, industriell kristallisiertes Kaliumchlorid mit einer Krongrößenverteilung, die mittels Siebanalyse bestimmt wurde (wiedergegeben in Tabelle I), wurde in den Aufschlämmtank 10 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,74 Tonnen pro Stunde eingebracht. Das zugefühne Kaliumchlorid enthielt im Mittel 0,91 Gew.-% Natriumchlorid und 0,023 und 0,014 Gew.-% Calzium- und Magnesiumverbindungen. Eine wäßrige Aufschlämmung des eingebrachten verdichteten Kaliumchlorids mit etwa 20 Vol.-« Feststoff (feste Teilchen) wurde mit einer Geschwindigkeit von 227,1 Liter pro Minute dem Kopf der Auslaugkolonne zugeführt. In der Kolonne bildete sich ein Festbett von 6,4 bis 6,7 Meter Höhe aus.

Eine gesättigte Kaliumchloridlösung mit einem Gehalt von etwa 13,1 Gramm Natriumchlorid pro Liter wurde am Boden der Kolonne als Auslaugflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von 192,2 Liter pro Minute eingebracht. Am Kopf der Kolonne enthielt die austretende Flüssigkeit etwa 15,6 Gramm Natriumchlorid pro Liter. Die Verweilzeit in der Kolonne wurde berechnet zu etwa 6,1 Stunden. Im Mittel wurden 22,7 Liter pro Minute bis

34,1 Liter pro Minute Verdünnungswasser In das System eingespeist.

Ausgelaugte Kaliumchloridkristalle wurden aus der Kolonne abgezogen und in das Filter überführt. Die Im Filter abgezogene Flüssigkeit enthielt etwa 0,084 Gew.-% Natriumchlorid, 0,0036 Gew.-9o Calzium und 0,00098 Gew.-% Magnesium. Nach dem Trocknen wiesen ungewaschene Muster des Filterkuchens einen mittleren Gehalt von 0,108 Gew.-9b Natriumchlorid, 0,0035 Gew.-% Calzium und 0,0016 Gew.-% Magnesium auf. Muster des Filterkuchens nach 30 Sekunden waschen mit gesättigter Kaliumchloridlösung, die kein Natriumchlorid enthielt, wiesen nach dem Trocknen 0,042 Gew.-96 Natriumchlorid, 0,0022 Gew.-% Calzium und 0,00055 Gew.-96 Magnesium auf.

Die zuvor wiedergesehenen Werte des Beispieles zeigen, daß der Natriumchloridgehalt von verdichtetem Industriell kristallisiertem Kaliumchlorid außerordentlich stark erniedrigt werden kann, beispielsweise auf etwa 0,9 bis etwa 0,09 Gew.-% mittels des erfindungsgemäßen Auslaugverfahrens.

Tabelle 1

Tyler-Sleb

Siebmaschenweite

aulsummiertes
Gew.- %

14	1,168 mm	23,5
16	0,991 mm	48.6
20	0,833 mm	71,7
28	0,589 mm	91,2
35	0,417 mm	95.7
48	0,295 mm	97,5

	12
	Bezugszeichenliste
6	Zuführleitung
8	Transportschnecke
9	Verbindungsleitung
10	Aufschlämmtank
12	Pumpe
14	Ventil
16	Verbindungsleitung
18
20	Auslaugkolonne
22	Leitung
24	Ventil
25	Abzugsleitung
26	Trenneinrichtung, Filter
27/28	Leitung
30	Trockner
32	Leitung
34	Pumpe
40	Auslauglösungstank, Laugentank
41	Zuführleitung
42	Leitung
43/44	Ventil
46	Zuführleitung
47	Pumpe
48	Ventil
50	Überlauftank
52	Zuführleitung
54	Abzugsleitung
55/56	Ventil

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von in technischem Maßstab hergestelltem teilchenförmigen! Kaliumchlorid, das im wesentlichen aus 96 bis 99,5 Gew.-% Kaliumchlorid besteht und verunreinigt ist mit geringen Mengen an eingeschlossenem Natriumchlorid, Kalzium- und Magnesiumsalzen durch Auslaugen mit einer wäßrigen gesättigten Kaliumchloridlösung, die weniger als 45 Gramm/Liter Natriumchlorid enthält, durch inniges Inberührungbringen des teilchenförmigen Kaliurnchlorid mit einer zur innigen Benetzung des festen Kaliumchlorid ausreichenden Menge an Auslauglösung für eine Zelt, die ausreichend ist, den Natriumchloridgehalt wesentlich zu verringern. Abtrennen des ausgelaugten Kaliumchlorid mit einem Natriumchlorldgehalt von weniger als 0,5 Ge\v.-% von der Auslauglösuing, dadurch gekennzeichnet,
daß man zum Auslaugen eine im Gegenstrom betriebene Auslaugkolonne verwendet und eine Aufschlämmung von festem Kaliumchlorid enthaltend 20 bis 50 VoI.-% Feststoff am Kopf der Auslaugkolonne und die natriumchiorldarme Auslauglösung am Boden der Kolonne einbringt und eine nach oben gerichtete Strömung der Auslauglösung In der Kolonne erzeugt, am Kopf der Auslaugkolonne Flüssigkeit abzieht, die einen höheren Natriumchloridgehall hat als beim Einbringen in die Auslaugkolonne, die am Kolonnenkopf abgezogene Flüssigkeit zur Herstellung der wäßrigen Aufschlämmung von Kaliumchlorid verwendet, wobei ein Teil der abgezogenen Flüssigkeit gereinigt wird, um den Natriurnchloridgehalt in der Auslaugkolonne zu steuern,

am Boden der Auslaugkolonne eine Aufschlämmung des ausgelaugten Kaliumchlorid in einer an natriumchlorldarmen Auslauglösung abzieht und das ausgelaugte Kaliumchlorid von der wenig Natriumchlorid enthaltenden Mutterlauge abtrennt und die Mutterlauge als Ausgangslösung in die Auslaugkolonne zurückführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das ausgelaugte abgetrennte Kaliumchlorid mit Wasser oder wäßriger Kaliumchlorldlösung, deren Natriumchlorldgehalt nicht größer ist als der des ausgelaugten Kaliumchlorid, wäscht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine im wesentlichen natriumchlorldfreie Waschflüssigkeit verwendet.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Waschflüssigkeit verwendet, die mit Kaliumchlorid gesättigt ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als technisches festes Kaliumchlorid ein verdichtetes Produkt verwendet.

6. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufenthaltszeit des festen Kaliumchlorid in der Kolonne zwischen etwa 0,5 und 24 Stunden beträgt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Auslaugen bei einer Temperatur von etwa 20' bis etwa 70" C ausführt.