DE573795C

DE573795C - Process for the production of caustic alkalis from alkali salts via complex alkali fluorides

Info

Publication number: DE573795C
Application number: DEB132983D
Authority: DE
Original assignee: Elektrochemische Fabriken G M
Current assignee: Elektrochemische Fabriken G M
Priority date: 1927-08-21
Filing date: 1927-08-21
Publication date: 1933-04-06

Description

Verfahren zur Herstellung von Ätzalkalien aus Alkalisalzen über komplexe Alkalifluoride Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Atzalkalien aus Alkalisalzen nach der bekannten Arbeitsweise, im Kreisprozeß zunächst durch Umsetzung von Alkalifluorid, das durch thermische Zersetzung komplexen Alkalifluorids erhalten ist, mit Calciumhydroxyd das Ätzalkali herzustellen; andererseits aber auch Calciamfluorid zu gewinnen, welches dann zusammen mit dem bei der thermischen Zersetzung des komplexen Alkalifluorids frei werdenden flüchtigen Fluorid und Älkalisalz in Gegenwart von Säure als Kontaktsubstanz zwecks Wiedergewinnung komplexen A1kaliHuorids umgesetzt wird. Bei diesem Kreisverfahren sollen erfindungsgemäß folgende Ausführungsformen der Einzelstufen zur Anwendung kommen: i. Die thermische Zersetzung der komplexen Alkalifluoride soll unter raschem Erhitzen bei völligem oder weitgehendem Ausschluß von Wasser bzw. Wasserdampf und vorzugsweise unter Anwendung von Unterdruck geschehen.Process for the production of caustic alkalis from alkali salts via complex Alkali fluorides The invention relates to the production of caustic alkalis from Alkali salts according to the known procedure, initially by reaction in the cycle process of alkali fluoride obtained by thermal decomposition of complex alkali fluoride is to produce the caustic alkali with calcium hydroxide; on the other hand also calcium fluoride to win, which then together with that in the thermal decomposition of the complex Volatile fluoride and alkali metal salt released in the presence of alkali fluoride Acid converted as a contact substance for the purpose of recovering complex alkali metal hydride will. In this circular process, the following embodiments are intended according to the invention of the individual levels are used: i. The thermal decomposition of the complex Alkali fluorides should be heated rapidly with total or extensive exclusion done by water or steam and preferably using negative pressure.

z. Das aus der Stufe i erhaltene Alkalifluorid wird im überschuß angewandt und mit trockenem Kalk der Zusammensetzung Ca(OH)2 in Gegenwart von Wasser umgesetzt. Dabei können erhöhte Temperatur oder Überdruck oder beides gleichzeitig zur Anwendung kommen.z. The alkali metal fluoride obtained from stage i is used in excess and reacted with dry lime of the composition Ca (OH) 2 in the presence of water. Increased temperature or overpressure or both can be used at the same time come.

3. Die Umsetzung nach der Stufe z wird stufenweise durchgeführt und in jeder Stufe Trennung nach Flüssigem und Festem vorgenommen, bevor die Reaktion völlig. oder praktisch zum Stillstand gekommen ist.3. The reaction after stage z is carried out in stages and In each stage, liquid and solid are separated before the reaction fully. or has practically come to a standstill.

¢. Das aus der Stufe i erhaltene flüchtige Fluorid wird unmittelbar, in noch heißem Zustand, in die aus dem frisch anfallenden Calciumfluorid, Alkalisalz und etwas Säure als Kontaktsubstanz bereitete wäßrige Suspension eingeleitet.¢. The volatile fluoride obtained from stage i is immediately while still hot, in the freshly accumulating calcium fluoride, alkali salt and some acid as a contact substance prepared aqueous suspension initiated.

Lediglich die Zusammenfassung dieser vier Stufen in Verbindung mit der an sich schon bekannten Umsetzung zwischen Alkali.fl.uorid und Kalk in Gegenwart von wenig, zur Lösung des gebildeten Alkalihydroxyds gerade ausreichenden Menge Wasser bildet deh Gegenstand der Erfindung.Merely the summary of these four levels in connection with the already known reaction between Alkali.fl.uorid and lime in the presence of a small amount, just sufficient to dissolve the alkali metal hydroxide formed Water forms the subject of the invention.

Für sich ist vom Erfinder schon zum Zwecke der Vervollkommnung und Beschleunigung der bei der thermischen Zersetzung kompleken Alkalifluorids stattfindenden Spaltungsreaktion Fernhaltung von Wasser bzw. Wasserdampf, ferner auch die Anwendung von Unterdruck vorgeschlagen. Erfindungsgemäß ist außerdem noch rasches Erhitzen gefordert, wodurch neben der Erzielung der genannten Vorteile ein reines, auch hochkonzentriertes, flüchtiges Fluorid und gleichzeitig auch eine weitestgehende Erhaltung der ' in diesem vorhandenen Wärmemengen erreicht wird, was für die Durchführung der den Wiederaufbau des komplexen Alkalifluorids bezweckenden Stufe q. wichtig ist. Zur Fernhaltung von Wasser bzw. Wasserdampf bei der Spaltungsreaktion kann das komplexe Fluorid vor der thermischen Zersetzung einer Trocknung unterzogen werden, was beispielsweise durch Erhitzen auf entsprechende Temperaturen, bei denen nur Wasser verdampft, geschehen kann oder auch durch Behandlung mit einem warmen, trocknen Luftstrom o. dgl.In itself the inventor is already for the purpose of perfection and Acceleration of the complex alkali fluoride that occurs during thermal decomposition Cleavage reaction Keeping away water or water vapor, and also the application suggested by negative pressure. Rapid heating is also in accordance with the invention required, whereby, in addition to achieving the advantages mentioned, a pure, also highly concentrated, volatile fluoride and, at the same time, the greatest possible preservation of the 'in this existing amount of heat is achieved what is necessary for carrying out the reconstruction of the complex alkali fluoride intended stage q. important is. To the Keeping away water or water vapor during the cleavage reaction can be complex Fluoride are subjected to drying before thermal decomposition, which is for example by heating to appropriate temperatures at which only water evaporates can or by treatment with a warm, dry air stream or the like.

In beschränktem Umfange kann man auch während der Spaltung, die zweckmäßig unter Amvendung einer Druckerniedrigung geschieht, wasserfreie bzw. getrocknete indifferente Gase in den Spaltungsraum eintreten lassen, um schnellere Abführung des flüchtigen Spaltungsproduktes zu ermöglichen.To a limited extent, one can also do this during the split, which is expedient under the use of a pressure reduction happens, anhydrous or dried Allow indifferent gases to enter the fissure space for faster removal of the volatile cleavage product.

Bezüglich der Stufen a und 3 ist einerseits die Umsetzung von Alkalifluorid im überschuß mit trockenem Kalk der Zusammensetzung Ca(OH)2 sowie auch die stufenweise Durchführung der Umsetzung ,zwischen Alkalifluorid und Calciumhydroxyd und Trennung.nach Flüssigem und Festem, bevor die Reaktion völlig oder praktisch zum Stillstand kommt, für sich vom Erfinder schon vorgeschlagen, und zwar sollte mit diesen Vorschlägen- eine Beeinflussung der Reaktion nach Geschwindigkeit und Vollständigkeit der Umsetzung erreicht werden. Im vorliegenden Falle geschieht die Anwendung dieser Maßnahmen nicht nur aus den vorstehenden Gründen, sondern außer der Erfassung reiner Umsetzungsprodukts wird durch Anwendung der Verfahrensstufen a und 3 das Calciumfluorid in einem hochreaktionsfähigen Zustande erhalten, was für die Durchführung der Verfahrensstufe 4 besonders günstig ist.With regard to stages a and 3, on the one hand, there is the conversion of alkali metal fluoride in excess with dry lime of the composition Ca (OH) 2 as well as the gradual Implementation of the implementation, between alkali fluoride and calcium hydroxide and separation Liquid and solid, before the reaction comes to a complete or virtually standstill, already proposed for himself by the inventor, and with these proposals- influencing the reaction according to the speed and completeness of the implementation can be achieved. In the present case, these measures are applied not only for the above reasons, but also apart from the detection of pure conversion products by applying process steps a and 3, the calcium fluoride is converted into a highly reactive Condition obtained, which is particularly favorable for carrying out process stage 4 is.

Bei der Durchführung der Umsetzung zwiscben Alkalifluorid und Calciumhydroxyd kann man die Reaktionskomponenten vorher in trockenem Zustande miteinander vermischen, was gegebenenfalls durch gemeinsames Vermahlen erfolgt. Vorteilhaft arbeitet man unter Anwendung erhöhter Temperatur oder überdruck bzw. beider Maßnahmen. Z. B. führt man die Umsetzung in einem geschlossenen Gefäß unter Erwärmen durch, derart, daß ein Druck von etwa z Atm. im Innern des Gefäßes herrscht.In carrying out the reaction between alkali fluoride and calcium hydroxide the reaction components can be mixed with one another in a dry state beforehand, which is optionally done by grinding together. One works advantageously using increased temperature or overpressure or both measures. E.g. if the reaction is carried out in a closed vessel with heating, in such a way that that a pressure of about z Atm. prevails inside the vessel.

Um unmittelbar zu hochkonzentrierten Ätzalkalilösungen zu gelangen, empfiehlt sich das Arbeiten mit beschränkten Wassermengen. Beispielsweise benutzt man solche Wassermengen, .daß gerade eine Suspension von fein verteiltem Kalk bereitet werden kann, und führt dann in eine solche heiße Suspension das Alkalifluorid in festem Zustand ein. So kann man mit so geringen Wassermengen auskommen, daß diese gerade zur Lösung des gebildeten Ätzalkalis ausreichen. Es .empfiehlt sich, zur Bereitung der Kalksuspension die im Verfahren anfallenden dünnen Ätzalkalilaugen, z. B. die Waschwässer, zu benutzen.In order to get directly to highly concentrated caustic alkali solutions, Working with limited amounts of water is recommended. Used for example you have such amounts of water that a suspension of finely divided lime is just being prepared can be, and then introduces the alkali fluoride into such a hot suspension solid state. So you can get by with such small amounts of water that this just enough to dissolve the caustic alkali formed. It is recommended to use the Preparation of the lime suspension the thin caustic alkali solutions that arise in the process, z. B. the washing water to use.

Für die stufenweise Durchführung der Umsetzung zwischen Alkalifluorid und Kalk kann man gegebenenfalls erweiterte Tröge von Drehnutschen benutzen oder Rührwerke, in welche Filterkörper eingehängt werden. Umsetzung und Waschung läßt sich in einem hintereinandergeschalteten System von Rührwerken und Filtervorrichtungen durchführen, wobei man Waschlauge zweckmäßig im Gegenstrom führt.For the step-by-step implementation of the reaction between alkali fluoride and lime you can use extended troughs of rotary chutes or if necessary Agitators in which filter bodies are suspended. Implementation and ablution leaves in a series-connected system of agitators and filter devices carry out, whereby washing liquor is expediently carried in countercurrent.

Z. B. bringt man die Reaktionsstoffe Alkalifluorid und Kalk mit den gewünschten Mengen Wasser in ein einer Nutsche vorgeschaltetes Rührwerk, von welchem dann das Gemisch unmittelbar der Nutsche zugeführt wird. Den abgeschiedenen Schlamm läßt man in ein zweites Rührwerk fallen, welches seinerseits wieder in einem Nutschentrog endet. In diesem zweiten Rührwerk wird der Schlamm gewaschen. Diese Anordnung kann. beliebig wiederholt werden, und dabei führt man vorteilhaft Waschlaugen immer dem Rührwerk zu, welches zu dem nächstvorge-' schalteten System aus Rührwerk und Filtervorrichtung gehört.For example, you bring the reactants alkali fluoride and lime with the desired amounts of water in an upstream agitator from which then the mixture is fed directly to the suction filter. The separated mud one lets fall into a second agitator, which in turn is again in a suction trough ends. The sludge is washed in this second agitator. This arrangement can. can be repeated as often as required, and it is advantageous to always use the detergent solution Agitator to which to the next upstream 'system of agitator and filter device heard.

Für die Durchführung der Stufe 4, welche der Wiederherstellung des komplexen Ausgangsalkalifluorids dient, wendet man vorteilhaft eine nach dem Prinzip der Mischgasflüssigkeitsheber gebaute- Apparatur an bzw. benutzt man mechanische oder Luftrühreinrichtungen.For the implementation of stage 4, which is the restoration of the complex starting alkali fluoride is used, it is advantageous to use one according to the principle the mixed gas liquid siphon built-on apparatus or mechanical ones are used or air-stirring devices.

Als Kontaktsubstanz benutzt man geringe Mengen Salzsäure, Salpetersäure oder Schwefelsäure. Man wählt zweckmäßig solche Säure, welche in gebundener Form in dem zur Anwendung kommenden Alkalisalz vorliegt, also Salzsäure, wenn das Alkali als Chlorid eingeführt wird, oder Salpetersäure, wenn man mit Alkalinitrat arbeitet. Die zuzusetzenden Mengen Säure betragen wenige Prozent bzw. Bruchteile eines Prozentes.Small amounts of hydrochloric acid and nitric acid are used as contact substances or sulfuric acid. It is expedient to choose an acid which is in bound form is present in the alkali salt used, i.e. hydrochloric acid if the alkali is introduced as chloride, or nitric acid when working with alkali nitrate. The amounts of acid to be added are a few percent or fractions of a percent.

Durch die Anwendung der genannten Sonderausführungsformen bei den Einzelstufen des Kreisprozesses ist praktisch restlose Erhaltung der im Kreise umlaufenden Fluorverbindung gewährleistet, was wiederum Erhöhung der Reinheit des erstrebten Alkalihydroxyds zur Folge hat. Abgesehen davon, verläuft der Kreisprozeß selbst störungslos und schneller, die Leistungsfähigkeit der Apparatur wird gesteigert und das Verfahren in seiner Gesamtheit wirtschaftlicher.By using the special designs mentioned for the Individual stages of the circular process are practically complete preservation of those circulating in the circle Fluorine compound ensures, which in turn increases the purity of the sought Alkali hydroxide. Apart from that, the cycle itself runs trouble-free and faster, the performance of the equipment is increased and the process as a whole is more economical.

Claims

PATENT CLAIMS: t. Process for the production of caustic alkalis Alkali salts by reaction of complexes due to thermal decomposition Alkali fluoride containing alkali metal fluoride with calcium hydroxide, the complex Alkali fluoride by reacting the calcium fluoride obtained in the process, des during the thermal decomposition of the complex alkali fluoride released volatile Fluoride and alkali salt is generated in the presence of acid as a contact substance, characterized by the use of the following embodiments of the individual stages: i. The thermal decomposition of the complex alkali fluorides occurs rapidly Heating, with complete or substantial exclusion of water or steam, preferably in a vacuum. z. The alkali metal fluoride obtained from stage i is in excess applied and with dry lime of the composition Ca (OH) 2 in the presence of water, optionally at elevated temperature and / or elevated pressure, reacted. 3. At the implementation according to stage a is carried out in stages and separation in each stage after liquid and solid, before the reaction is complete or practical has come to a standstill. q .. The volatile fluoride obtained from stage i is immediately in the still hot condition into the from the freshly accumulating calcium fluoride, Alkali salt and some acid as a contact substance prepared aqueous suspension initiated. a. The method according to claim i, characterized in that the reaction between Alkali fluoride and lime in the presence of a little to dissolve the alkali hydroxide formed just enough water is made.