FI75616B - Foerfarande foer aotervinning av en alkali- eller jordalkalimetalloxid eller -hydroxid. - Google Patents
Foerfarande foer aotervinning av en alkali- eller jordalkalimetalloxid eller -hydroxid. Download PDFInfo
- Publication number
- FI75616B FI75616B FI791287A FI791287A FI75616B FI 75616 B FI75616 B FI 75616B FI 791287 A FI791287 A FI 791287A FI 791287 A FI791287 A FI 791287A FI 75616 B FI75616 B FI 75616B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- alkali
- fluidized bed
- oxide
- alkaline earth
- earth metal
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 20
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 20
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical group O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 11
- -1 alkaline earth metal carbonate Chemical class 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 4
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 48
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 15
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 11
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 3
- 239000012978 lignocellulosic material Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910004840 Na2CO3—Na2SO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 235000010633 broth Nutrition 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical class [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- NQQVFXUMIDALNH-UHFFFAOYSA-N picloram Chemical compound NC1=C(Cl)C(Cl)=NC(C(O)=O)=C1Cl NQQVFXUMIDALNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N sodium chromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UDJMEHOEDIAPCK-UHFFFAOYSA-N sodium iron(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Fe+2].[Na+] UDJMEHOEDIAPCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N sodium metavanadate Chemical compound [Na+].[O-][V](=O)=O CMZUMMUJMWNLFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C11/00—Regeneration of pulp liquors or effluent waste waters
- D21C11/0085—Introduction of auxiliary substances into the regenerating system in order to improve the performance of certain steps of the latter, the presence of these substances being confined to the regeneration cycle
- D21C11/0092—Substances modifying the evaporation, combustion, or thermal decomposition processes of black liquor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/18—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by thermal decomposition of compounds, e.g. of salts or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D1/04—Hydroxides
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/04—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste liquors, e.g. sulfite liquors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Paper (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
TTgä^rri KUULUTUSJULKAISU
fB] <11) UTLÄGGN,NGSSKR,FT /->οΊ o (51) Kv-lk.Vlnt.CI.4 D 21 C 11/12
SUOMI-FINLAND
(Fl) (21) Patenttihakemus-Patentansökning 791287 (22) Hakemispäivä - Ansökningsdag 19.04.79
Patentti-ja rekisterihallitus (23) Alkupäivä - Giltighetsdag ig g4 yg
Patent- och registerstyrelsen (41, Tullut jlllkissksi _ Bllvit 0„entlis 2 K10'79 (44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - ni ftft
Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad j i . u.j . oo (86) Kv hakemus - Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus - Begärd prioritet 20.04.78 l6.ll.78 Australia-AustralIen(AU) PD 4129/78, PD 6798/78 (71) Australian Paper Manufacturers Limited, 4 South Gate, South Melbourne, Victoria, Australia-Australien(AU)
Toyo Pulp Co. Ltd., Tekko Building No. 8-2, 1-chome, Marunouchi, Chiyodaku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Geoffrey Harold Covey, Eltham North, Victoria,
William Herbert Algar, Donvale, Victoria, Australia-Australien(AU) (74) Oy Koister Ab (54) Menetelmä alkalin tai maa-alkalimetal1ioksidin tai -hydroksidin talteenotta-miseksi - Förfarande för ätervinning av en alkali- eller jorda1 ka 1 imetä 11-oxid eller -hydroxid Tämä keksintö koskee menetelmää alkali- tai maa-alkalime-tallioksidien tai -hydroksidin talteenottamiseksi käytetyistä liuoksista (erityisesti paperiteollisuuden jäteliemistä). Tässä keksinnössä käytetään menetelmää alkali- tai maa-alkalimetallioksi-dien talteenottamiseksi lisäämällä jäteliemeen siirtymämetallin oksidia (edullisesti ferrioksidia) ja polttamalla sitten liuos.
Tämä reaktio johtaa sekaoksidin muodostamiseen. Sekaoksidit, joita tämä keksintö koskee, ovat niitä, jotka eivät hydrolysoidu tai jotka hydrolysoituvat vain hitaasti kylmässä vedessä (tai alkali-sessa vesiliuoksessa), mutta hydrolysoituvat helpommin kuumassa vedessä (tai alkalisessa vesiliuoksessa) muodostaen alkali- tai maa-alkalimetallihydroksidia (esim. natriumferraatti Na^Fe^^ tai Na2Fe204).
Näille yhdisteille on löytynyt käyttöä natriumhydroksidin kierrätyksessä teollisuuslaitoksissa. Erityisesti erästä tärkeää 2 75616 sovellutusta on kuvattu australialaisessa patentissa 486132. Tämä patentti koskee NaOH-keittonesteen talteenottoa, jota käytetään rikittömissä soodakeittoprosesseissa, jotka tuottavat paperimassoja puusta ja muista lignoselluloosamateriaaleista. Tämä keittoprosessista saatu jäteliemi väkevöidään, siihen sekoitetaan ferrioksidia ja se poltetaan uunissa. Arvellaan, että jä-teliemessä olevat Na^CO^ ja Na?0 yhdistyvät ferrioksidiin muodostaen natriumferraattia (käytetään myös nimitystä natriumferriit-ti tai natriumrautaoksidi) seuraavasti:
NaoC0-, + Fe-O-, ->Na~Feo0. + C0o 23 23 '224 2
Na20 + Fe203-)Na2Fe2C>4
Natriumhydroksidi regeneroidaan upottamalla natriumferraat-tiyhdiste kuumaan veteen
Na2Fe204 + H20 ->2N aOH + Fe2C>3 ja poistetaan Fe203 sakkana.
Kuten yllä mainittiin, tämän keksinnön prosessi koskee pääasiassa käytettyjen NaOH- keittonesteiden regenerointia paperitehtaissa. Menetelmä soveltuu yhtä hyvin muihin keittonesteisiin, joissa käytetään KOH tai Ba(OH)2 pääkemikaalina ja sitä voidaan käyttää alkalisten nesteiden regenerointiin muissa prosessiteol-lisuuslaitoksissa, kuten Bayer'in baksiittiprosessissa käytetyn alkalilipeän regenerointiin. Poiketen australialaisessa patentissa 486132 kuvatusta alan aikaisemmasta prosessista tätä menetelmää voidaan käyttää rikkiä sisältävien jäteliemien kanssa, vaikka rikkiin liittynyt alkalimetalli poistuu kylmävesipesussa eikä regeneroidu.
Alkali- tai maa-alkalimetallin reaktio siirtymämetallin kanssa voidaan suorittaa tämän keksinnön mukaisesti leijukerrok-sessa.
Leijukerrostekniikkaa on käytetty erityyppisten keitto- ja/ tai valkaisujäteliemien poltossa, kun ferrioksidia ei ole lisätty
II
3 7561 6 (kts. esim, Copeland ja Hanway TAPPI 47 (6), 175 A (kesäkuu 1964) ja Kleinau: ATCP 14 (6), 374).
Puhdas natriumkarbonaatti sulaa n. 850°C:ssa, mutta jäte-liemessä esiintyvien epäpuhtauksien läsnäolo alentaa sen sulamis-lämpötilaa. Leijukerroksen tyydyttävän toiminnan kannalta pidetään yleensä välttämättömänä toimintaa sen lämpötilan alapuolella, jossa kerroksen materiaali sulaa tai tulee tahmeaksi, sillä muutoin leijukerroksen muodostavat hiukkaset agglomeroituvat liikaa ja laitteisto lakkaa toimimasta. Tästä syystä on tavallista käyttää näitä leijukerroksia n. 750°C:n lämpötiloissa, mutta tässä lämpötilassa jäteliemen orgaaninen osa palaa hitaasti ja tämän vuoksi vaaditaan suuri leijukerrosreaktori. Edelleen käyttö-olosuhteet ovat kriittiset ja pienet muutokset kerroksen lämpötilassa voivat johtaa palamisen sammumiseen tai kerroksen muodostavien hiukkasten sulamiseen. Toinen haitta on se, että reaktorista lähtevien kaasujen lämpötila on liian alhainen sen lämmön taloudelliseen talteenottoon, joka vapautuu jäteliemen polton aikana.
Kun ferrioksidia lisätään kerrokseen, ongelma monimutkaistuu edelleen siitä syystä, että vaaditaan reaktiota kiinteässä tilassa ferrioksidin ja natriumkarbonaatin (muodostunut jäteliemen poltossa) välillä niin, että pidetään toivottavana käyttää erittäin hienojakoisia oksidihiukkasia reaktioon käytettävissä olevan pinta-alan maksimoimiseksi ja ferrioksidin käyttämiseksi tehokkaasti. Nämä hienojakoiset hiukkaset kulkeutuvat kuitenkin helposti kerroksesta leijutusilman mukana, joten on välttämätöntä pienentää tämän ilman nopeutta, mikä pienentää palamisnopeutta ja huonontaa leijukerrosreaktorin kapasiteettia.
Nyt on havaittu, että käyttämällä leijukerrosta olosuhteissa, joita on aikaisemmin pidetty käyttökelvottomina, ferrioksidin reaktio alkali- tai maa-alkalimetallikarbonaatin kanssa tapahtuu ilman edellä mainittuja vaikeuksia.
Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi tämä keksintö tarjoaa käytettäväksi menetelmän alkali- tai maa-alkalimetallioksidin tai -hydroksidin talteenottamiseksi liuoksesta, joka sisältää alkali-tai maa-alkalimetallikarbonaattia, orgaanisia kemikaaleja ja epäpuhtauksia, jossa menetelmässä sanottu liuos poltetaan leijuker-roksessa, joka koostuu yhden tai useamman siirtymämetallin Ti-, 4 7561 6
Fe-, Co-, Ni- ja/tai Mn-oksidin hiukkasista ja joka leijukerros pidetään lämpötilassa 850 - 1100°C, jossa alkali- tai maa-alkalime-tallikarbonaatti sulaa, minkä jälkeen sekaoksidiyhdiste otetaan talteen leijukerroksesta ja upotetaan kuumaan veteen alkali- tai maa-alkalimetallioksidin tai -hydroksidin ja siirtymämetallioksi-din sakan muodostamiseksi, minkä jälkeen sakka erotetaan kierrätettäväksi uudelleen leijukerrokseen ja alkali- tai maa-alkalimetallioksidin tai -hydroksidin liuos otetaan talteen.
Päinvastoin kuin saattaisi odottaa muilla systeemeillä saaduista koetuloksista (kts. esim. Copeland'in ja Hanway'n sekä Kleinau'n tutkimus) on havaittu, että käyttämällä tämän keksinnön prosessia soodakeiton jäteliemi voidaan polttaa ferrioksidin leijukerroksessa lämpötiloissa, jotka ylittävät alkali- tai maa-alkalimetallikarbonaatin sulamispisteen aiheuttamatta liiallista kerroksen muodostavien hiukkasten agglomeroitumista. Lämpötila-alue, jolla leijukerrosta voidaan käyttää, on 850 - 1100°C ja vaihtelee käytetyn alkali- tai maa-alkalimetallin mukaan. Sitäpaitsi koska alkali- tai maa-alkalimetallikarbonaatti on sulana, se kykenee läpäisemään ferrioksidihiukkaset ja näin on mahdollista muodostaa leijukerros käyttäen suuria hiukkasia ja käyttäen suuria leijutusnopeuksia samalla, kun ferrioksidin tehokkuus säilyy hyvänä.
Tuotetussa natriumferraatissa on usein epäpuhtautena nat-riumkloridia, natriumsulfaattia ja erilaisia muita materiaaleja, joita on läsnä sen valmistuksessa käytetyissä raaka-aineissa. Klooria syötetään ferriittiin, jos lignoselluloosamateriaalien valkaisusta tuleva poistovirta poltetaan keittovaiheesta saadun poistovirran kanssa (tämä tehdään joissakin laitoksissa jätteen-poistokeinona). Rikkiä syötetään ferriittiin, jos systeemissä poltetaan rikkiä sisältäviä polttoaineita (esim. kivihiiltä tai öljyä). Piitä tulee systeemiin lignoselluloosamateriaalin mukana, erityisesti kun keitetään ruohokasveja ja joitakin muita ei-puu-materiaaleja.
Jos natriumferraatti hydrolysoidaan vedellä natriumhydrok-sidiliuoksen muodostamiseksi, tietyt epäpuhtaudet liukenevat ja turmelevat natriumhydroksidiliuoksen. Monissa tapauksissa tämä on haitallista, koska epäpuhtaudet voivat saada aikaan epämie-
II
5 75616 luisia vaikutuksia prosessissa, johon liuosta käytetään, tai ne voivat aiheuttaa laitteiston voimakasta korroosiota ja lognosel-luloosamateriaalin keiton ollessa kyseessä pii ja alumiini pyrkivät aiheuttamaan lämmönsiirtopintojen peittymistä kattilakivellä. Myös jos natriumhydroksidiliuosta kierrätetään toistuvasti käytön jälkeen, epäpuhtauksien määrät pyrkivät kasvamaan, ja jos nat-riumkloridin ja/tai natriumsulfaatin pitoisuudet ovat riittävän korkeat, ne voivat häiritä laitteiston toimintaa, jossa natrium-ferraattia tuotetaan. Erityisesti muodostuu tiettyjä alhaalla sulavia yhdisteitä (etenkin klorideja ja sulfaatteja), jotka saattavat häiritä sen uunin asianmukaista toimintaa, jossa ferrioksi-di ja alkalinen yhdiste reagoivat. Sitäpaitsi uskotaan, että tietyt epäpuhtaudet (erityisesti sulfaatit) häiritsevät reaktiota, jolla natriumferraattia muodostuu, ja näin ollen pienentävät nat-riumhydroksidin ja ^2^3511 saantoa.
Nykyinen menetelmä sulfaatin ja kloridin poistamiseksi nat-riumhydroksidiliuoksesta on väkevöidä liuos siinä määrin, että sulfaatti ja kloridi kiteytyvät ja voidaan poistaa kiinteinä aineina. Tällä menetelmällä on haittoina, että se vaatii kalliin laitteiston ja tarvitaan suuret määrät lämpöä liuoksen haihduttamiseen. Muut epäpuhtaudet (esim. silikaatit, kromaatit) poistetaan seostamalla, mikä aikaansaadaan lisäämällä sopivia reagensseja (esim. kalsiumhydroksidia, bariumkloridia), mutta tämä menetelmä on kallis ja saattaa olla käyttökelvoton, ellei saostumisen aikaansaamiseen käytetyn reagenssin ylimäärää voida hyväksyä.
Epäpuhtausongelmien voittamiseksi leijukerroksesta talteen saatu sekaoksidituote pestään kylmässä vedessä ennenkuin se saatetaan kuumavesiupotuskäsittelyn alaiseksi.
Lämpötilat, joita vaaditaan yllä mainitussa kylmä- tai kuumavesikäsittelyissä, riippuvat käsiteltävästä sekaoksidista. Optimilämpötila tietyn sekaoksidin kylmävesivaiheelle on lämpötila, jossa poistettavien epäpuhtauksien liukoisuudet ovat riittävän suuret niiden poistamiseksi hyväksyttävän pienellä tila-vuusmäärällä vettä samalla, kun vesi ei ole niin kuuma, että tapahtuisi sekaoksidin hydrolyysiä siinä määrin, että sitä on mahdoton hyväksyä; esim. natriumferraatille vesi ei saisi olla kuumempaa kuin n. 35°C.
6 75616
Kuumavesivaiheen lämpötilan on oltava riittävän korkea takaamaan sekaoksidin riittävän hydrolyysin hyväksyttävässä ajassa ja se voidaan helposti määrittää kulloisellekin sekaoksidille; esim. natriumferraatille veden lämpötila ei saisi olla alhaisempi kuin n. 70°C.
Kun prosessi koskee natriumhydroksidin regeneroimista ja kun natriumsulfaatti ja natriumkloridi ovat pääepäpuhtaudet, joita on läsnä hyomattavia määriä, menetelmä vähentää niiden pitoisuutta natriumhydroksidissa.
Menetelmä pienentää myös muiden mahdollisesti läsnä olevien vesiliukoisten yhdisteiden (esim. natriumkromaatin, natrium-vanadaatin, natriumsilikaattien pitoisuutta).
Menetelmä on helppo hallita, vaatii suhteellisen halvan laitteiston eikä kuluta suuria määriä energiaa.
Tulokset kokeista, joissa puun natriumhydroksidikeiton jä-telientä poltettiin eri lämpötiloissa sellaisten ferrioksidihiuk-kasten leijukerroksessa, joiden keskihalkaisija oli n. 1 mm, esitetään taulukossa 1 (samaa ilman nopeutta käytettiin kaikissa tapauksissa) .
Taulukko 1
Tulokset kokeista, joissa poltettiin jätelientä ferrioksidileijukerroksessa_ Lämpötila (°C) 700 800 900 1000
Mooliosa koko natriumista, joka on reagoinut 0,35 0,71 0,93 0,94
Edut jotka voidaan saavuttaa käyttämällä leijukerrosta lämpötiloissa, jotka natriumkarbonaatin sulamispisteen yläpuolella, ovat: 1. Natriumkarbonaatti reagoi helpommin ferrioksidin kanssa, minkä vuoksi voidaan käyttää suurempia ferrioksidihiukkasia, mikä sallii suurempien leijutusnopeuksien käytön.
II
7 75616 2. Mustalipeän orgaaninen osa palaa nopeammin, mikä yhdessä kasvaneen leijutusilman nopeuden kanssa parantaa leijukerrosreak-torin kapasiteettia.
3. Reaktorista lähtevien kaasujen korkeampi lämpötila tekee jätelämmön talteenoton taloudelliseksi.
4. Korkeissa lämpötiloissa natriumkarbonaatti reagoi nopeasti ferrioksidin suurten hiukkasten kanssa muodostaen raemaisen materiaalin, joka osoittaa vain vähäistä pyrkimystä agglomeroitua. Tämän materiaalin luonne tekee mahdolliseksi asettaa lämmönsiir-topinnat leijukerrokseen ja parantaa näin edelleen termistä hyötysuhdetta. Vaikka lämmönsiirtopintojen käyttö kerroksessa ei ole uutta (sitä on käytetty esimerkiksi leijukerroksissa hiilellä lämmitettävissä kattiloissa), aikaisemmat yritykset soveltaa tekniikkaa keittojäteliemien polttoon ovat suuressa määrin epäonnistuneet, koska tavanomaisten menetelmien tuottaman kerrosmate-riaalin agglomeroituva luonne on aiheuttanut vaikeuksia.
Leijukerrosreaktion jälkeen kylmävesipesukäsittely voidaan suorittaa aikaisemmin selostetulla tavalla. Seuraavat esimerkit kuvaavat tämän keksinnön mukaista kylmävesipesukäsittelyä.
Esimerkki 1
Valmistettiin seos, jossa oli 32,5 g ferrioksidia, 9,2 g natriumkarbonaattia, ja pieniä määriä yhdisteitä, joita saattaisi päästä selluloosatehtaan talteenottosysteemiin ja jotka pyrkivät muodostamaan natriumhydroksidiin liukenevia yhdisteitä. Seosta kuumennettiin kolme tuntia 900°C:ssa, jäähdytettiin huoneenlämpötilaan eksikaattorissa, sekoitettiin 150 ml:n kanssa vettä 20°C:ssa ja 10 minuutin ajan, suodatettiin ja kiinteää jäännöstä sekoitettiin 150 ml:n kanssa vettä 80°C:ssa 40 minuuttia ja suodatettiin jälleen. Nämä kaksi suodosta analysoitiin ja tulokset annetaan taulukossa 1.
Esimerkki 2
Useita eriä seosta, jossa oli 20 g ferrioksidia, 8 g natriumkarbonaattia, 2,2 g natriumkloridia ja 2,84 g natriumsulfaat-tia, kuumennettiin kolme tuntia 85°C:ssa ja jäähdytettiin sitten huoneenlämpötilaan eksikaattorissa. Jokaista näytettä sekoitettiin sitten kylmän veden kanssa ja suodatettiin (suodos on pois- 8 75616 tovirta prosessista). Jäännöstä sekoitettiin sitten 150 ml:n kanssa vettä 80°C:ssa 30 minuuttia ja suodatettiin ja pestiin. Näiden kokeiden tulokset esitetään taulukoissa 3, 4 ja 5. Jokaisen näytteen ensimmäisen vesikäsittelyn olosuhteet olivat vastaavissa taulukoissa esitetyn kaltaiset. Taulukko 3 vastaa 5 minuutin sekoitusta 100 ml:ssa vettä eri lämpötiloissa. Taulukko 4 vastaa 5 minuutin sekoitusta eri tilavuusmäärissä vettä 20°C:ssa. Taulukko 5 vastaa sekoitusta 100 mlsssa vettä 20°C:ssa eri ajanjaksoja.
Taulukko 2
Alkuaine Määrä kyl- Määrä kuu- Liukoisesta mate- mävesisuo- mavesisuo- riaalista kylmä- doksessa (mg) doksessa (mg) vesisuodoksen poistunut osuus (%)
Ai 23 28 45,1
Cr 54 2,2 96,1 K 43 3,5 92,5
Mo 90 6,0 93,7
Si 10,7 5,8 64,8
Sn 6,2 8,0 43,7 V 113 7 94,1
Anionit C032_ 187 79 70,3 OH- 80 1570 4,9
Cl" 480 24,2 95,2 S042" 832 27 96,8
II
9 7561 6
Taulukko 3 Lämpötila Ensimmäisen suodoksen mukana poistunut prosentuaalinen osuus kutakin yhdistettä °C NaOH Na2C03 Na2SC>4 NaCl 5 0,047 28,3 91,0 92,0 12 0,25 30,8 88,9 89,9 20 0,40 30,0 88,4 91,6 30 0,62 27,6 88,4 90,5 40 2,00 38,6 91,8 92,6 50 8,20 38,1 90,4 90,5 60 20,6 34,6 90,2 93,5 70 81,7 60,2 89,2 91,2
Taulukko 4 Käytetty Ensimmäisen suodoksen mukana poistunut prosentuaa- kylmän veden linen osuus kutakin yhdistettä määrä, ml NaOH Na2C03 Na2S04 NaCl 25 0,19 42,9 60,7 63,9 50 0,20 33,9 81,4 83,3 100 0,40 30,0 88,4 91,6 200 0,62 36,6 87,8 94,4 ί 10 7561 6
Taulukko 5
Aika, jota Ensimmäisen suodoksen mukana poistunut prosentu- näytettä sekoi- aalinen osuus kutakin yhdistettä tettiin kylmän veden kanssa min NaOH Na2CC>3 Na2SC>4 NaCl 1 0,095 17,4 88,4 90,1 2 0,20 28,8 87,4 89,3 5 0,40 30,0 83,4 91,6 10 0,77 28,9 88,6 90,6 20 0,94 34,1 91,5 93,1
Claims (4)
1. Menetelmä alkali- tai maa-alkalimetallioksidin tai -hydroksidin talteenottamiseksi liuoksesta, joka sisältää alkali-tai maa-alkalimetallikarbonaattia, orgaanisia kemikaaleja ja epäpuhtauksia, tunnettu siitä, että sanottu liuos poltetaan leijukerroksessa, joka koostuu yhden tai useamman siirtymämetal-lin oksiden, nimittäin Ti-, Fe-, Co-, Ni- ja/tai Mn-oksidin hiukkasista, ja että leijukerrosta pidetään lämpötilassa 850 - 1100°C, jossa alkali- tai maa-alkalimetallikarbonaatti sulaa, sekaoksidi-yhdiste otetaan sen jälkeen talteen leijukerroksesta, sekaoksidi upotetaan kuumaan veteen alkali- tai maa-alkalimetallioksidin tai -hydroksidin ja siirtymämetallioksidin sakan muodostamiseksi, minkä jälkeen sakka erotetaan kierrätettäväksi uudelleen leiju-kerroksen ja alkali- tai maa-alkalimetallioksidin tai -hydroksidin liuos otetaan talteen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sanottu sekaoksidiyhdiste saatetaan kylmävesipe-sukäsittelyn alaiseksi ennen upottamista kuumaan veteen.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että alkalimetalli on natrium.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että siirtymämetällioksidi on ferrioksidi.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AUPD412978 | 1978-04-20 | ||
| AUPD412978 | 1978-04-20 | ||
| AUPD679878 | 1978-11-16 | ||
| AUPD679878 | 1978-11-16 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI791287A FI791287A (fi) | 1979-10-21 |
| FI75616B true FI75616B (fi) | 1988-03-31 |
| FI75616C FI75616C (fi) | 1988-07-11 |
Family
ID=25642216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI791287A FI75616C (fi) | 1978-04-20 | 1979-04-19 | Foerfarande foer aotervinning av en alkali- eller jordalkalimetalloxid eller -hydroxid. |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4224289A (fi) |
| JP (1) | JPS54145396A (fi) |
| BR (1) | BR7902466A (fi) |
| CA (1) | CA1115490A (fi) |
| DE (1) | DE2915907C2 (fi) |
| FI (1) | FI75616C (fi) |
| FR (1) | FR2423444A1 (fi) |
| GB (1) | GB2019370B (fi) |
| IT (1) | IT1113379B (fi) |
| NZ (1) | NZ190223A (fi) |
| SE (1) | SE439027B (fi) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58126391A (ja) * | 1982-01-16 | 1983-07-27 | バブコツク日立株式会社 | Ｆｅ↓２Ｏ↓３の分離効率を高めた直接苛性化方法 |
| JPS58126389A (ja) * | 1982-01-16 | 1983-07-27 | バブコツク日立株式会社 | 黒液中の薬品を回収する方法 |
| JPS58132191A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-06 | バブコツク日立株式会社 | パルプ製造工程における直接苛性化方法及びその装置 |
| JPS58132192A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-06 | バブコツク日立株式会社 | 流動層炉を用いた直接苛性化方法 |
| JPS58132193A (ja) * | 1982-02-02 | 1983-08-06 | バブコツク日立株式会社 | 流動層を用いた苛性ソ−ダ回収方法 |
| CA1188485A (en) * | 1982-03-25 | 1985-06-11 | Kien L. Nguyen | Alkali regeneration process |
| ZA849901B (en) * | 1983-12-23 | 1985-08-28 | North Broken Hill Ltd | Method of improving the purity of alkali-metal hydroxides |
| EP0448681B1 (de) * | 1989-10-17 | 1997-02-26 | I.T.V.I. International Techno Venture Invest Ag | Gas-sensor-anordnung |
| ZA937253B (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-19 | North Broken Hill Ltd | A process for recovering alkali metal hydroxide from organic liquors |
| AU671493B2 (en) * | 1992-09-30 | 1996-08-29 | Amcor Limited | A process for recovering alkali metal hydroxide from organic liquors |
| ATE312799T1 (de) * | 1992-12-23 | 2005-12-15 | Imerys Minerals Ltd | Verfahren zur behandlung von abfallsuspensionen |
| US20060167331A1 (en) * | 1999-10-20 | 2006-07-27 | Mason J B | Single stage denitration |
| US7476194B2 (en) * | 1999-10-20 | 2009-01-13 | Studsvik, Inc. | In-container mineralization |
| US7011800B1 (en) | 2000-10-19 | 2006-03-14 | Studsvik, Inc. | Single stage denitration |
| US20030198584A1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-10-23 | Mason Bradley J. | Single stage denitration |
| US7125531B1 (en) | 1999-10-20 | 2006-10-24 | Studsvik, Inc. | Single stage denitration |
| US7531152B2 (en) * | 2000-10-19 | 2009-05-12 | Studsvik, Inc. | Mineralization of alkali metals, sulfur, and halogens |
| US20160379727A1 (en) | 2015-01-30 | 2016-12-29 | Studsvik, Inc. | Apparatus and methods for treatment of radioactive organic waste |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3304249A (en) * | 1964-02-28 | 1967-02-14 | Katz Herbert | Method of stabilizing a fluidized bed using a glow discharge |
| GB1407276A (en) * | 1972-11-10 | 1975-09-24 | Oji Paper Co | Method for directly converting sodium carbonate into caustic soda and application of said method to pulp and paper industry |
| JPS5112724B2 (fi) * | 1974-02-23 | 1976-04-22 | ||
| JPS5238123A (en) * | 1975-09-20 | 1977-03-24 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Alternating current power generator |
| JPS5380759A (en) * | 1976-12-24 | 1978-07-17 | Nittetsu Kakoki Kk | Method of treating organic acidic excrements |
-
1979
- 1979-04-18 US US06/031,215 patent/US4224289A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-04-18 CA CA325,686A patent/CA1115490A/en not_active Expired
- 1979-04-19 SE SE7903444A patent/SE439027B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-04-19 DE DE2915907A patent/DE2915907C2/de not_active Expired
- 1979-04-19 NZ NZ190223A patent/NZ190223A/xx unknown
- 1979-04-19 GB GB7913679A patent/GB2019370B/en not_active Expired
- 1979-04-19 FI FI791287A patent/FI75616C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-04-19 IT IT7922009A patent/IT1113379B/it active
- 1979-04-19 FR FR7909912A patent/FR2423444A1/fr active Granted
- 1979-04-20 JP JP4807879A patent/JPS54145396A/ja active Granted
- 1979-04-20 BR BR7902466A patent/BR7902466A/pt unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2915907C2 (de) | 1983-05-11 |
| CA1115490A (en) | 1982-01-05 |
| IT7922009A0 (it) | 1979-04-19 |
| GB2019370A (en) | 1979-10-31 |
| IT1113379B (it) | 1986-01-20 |
| DE2915907A1 (de) | 1979-10-25 |
| GB2019370B (en) | 1982-06-30 |
| US4224289A (en) | 1980-09-23 |
| FR2423444A1 (fr) | 1979-11-16 |
| FI791287A (fi) | 1979-10-21 |
| BR7902466A (pt) | 1979-10-30 |
| FI75616C (fi) | 1988-07-11 |
| JPS6143284B2 (fi) | 1986-09-26 |
| JPS54145396A (en) | 1979-11-13 |
| SE439027B (sv) | 1985-05-28 |
| NZ190223A (en) | 1981-04-24 |
| FR2423444B1 (fi) | 1984-11-30 |
| SE7903444L (sv) | 1979-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI75616B (fi) | Foerfarande foer aotervinning av en alkali- eller jordalkalimetalloxid eller -hydroxid. | |
| US4055400A (en) | Extracting sulfur and ash | |
| US4524049A (en) | Process for concurrent steam generation and metal recovery | |
| US4810682A (en) | Production of useful materials including synthetic nepheline from Bayer red mud | |
| FI100054B (fi) | Ligniinivalmiste, sen valmistus ja käyttö | |
| FI73255B (fi) | Regenereringsfoerfarande foer alkali. | |
| US2334621A (en) | Method of treating sulphite waste liquors | |
| CN115679737A (zh) | 一种碱回收浓白液除铁离子吸附剂制备方法及使用方法 | |
| US5545385A (en) | Process for recovering alkali metal hydroxide from organic liquors | |
| US6024833A (en) | Process for removing metals and recovering a chelating agent from a bleach plant waste liquor | |
| CA1053412A (en) | Process and apparatus for recovery of sulfur from a polysulfide pulping operation | |
| CA1193406A (en) | Process to regenerate kraft liquor | |
| US4574075A (en) | Purification of alkali metal nitrates | |
| JPS585845B2 (ja) | 有機質不純物を含むアルミナ原料鉱石を処理する方法 | |
| WO1987005530A1 (en) | Flue-gas purifying procedure | |
| CN102452673A (zh) | 一种乙烯装置废碱液的回收处理方法 | |
| FI73754B (fi) | Foerfarande vid beredning av kok-kemikalier foer cellulosaframstaellning. | |
| JPS62268888A (ja) | 酸化鉄造粒物の供給方法 | |
| SU1081253A1 (ru) | Способ регенерации отработанного щелока от натронной варки целлюлозы | |
| WO2020220117A1 (en) | Process to recover alkali from a metal oxide/hydroxide containing material | |
| NO150877B (no) | Fremgangsmaate for gjenvinning av et alkali- eller jordalkalimetalloksyd eller -hydroksyd | |
| CA1125459A (en) | Process for recovery of pulp mill chemicals | |
| FI54160C (fi) | Foerfarande foer behandling av material i en virvelbaeddreaktor | |
| SU889063A1 (ru) | Способ получени поглотител сероводорода | |
| JPS6317767B2 (fi) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: TOYO PULP CO., LTD. |