專利名稱：制備堿金屬和堿土金屬氰化物顆粒的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過流化床噴霧造粒制備基本上包含堿金屬或堿土金屬氰化物的顆粒，特別是基本上包含氰化鈉、氰化鉀或氰化鈣的顆粒，其中將堿金屬或堿土金屬氰化物的水溶液或懸浮液噴射到位于流化床中的堿金屬氰化物晶核上，并且借助于流過流化床的干燥氣體蒸發(fā)掉水。
堿金屬氰化物特別是氰化鈉和氰化鉀被廣泛地用在電鍍浴中和作為制備有機氰化合物的原料；氰化鈉或氰化鈣被用于通過含金礦物的氰化物浸提制備金。
雖然迄今為止固體氰化鈉和氰化鉀主要是以壓制品或無粉研磨的顆粒進行處理的，但所謂的流化床噴霧顆粒正日益引起人們的興趣。這種一般呈球狀的流化床噴霧顆?？梢园凑赵贓PA 0600211和EPA 0600282中描述的方法制備。在這些方法中，在流化床噴霧造粒設備中將一種堿金屬氰化物溶液，通常是含量為20～45％(重量)的這樣一種溶液噴射到堿金屬氰化物晶核流化床上。借助于干燥氣體將所加入的水蒸發(fā)掉，該干燥氣體同時是流化氣體。已經(jīng)形成的顆粒通常借助于具有分級作用的卸料裝置從造粒裝置中卸出。在這二種提及的方法中，使用加熱空氣作為干燥氣體。
EPA 0600211方法的一個不足之處是它提出分兩個步驟進行該過程除了流化床噴霧造粒設備外，還需要一種流化床干燥器。在60～90℃的流化床溫度下進行噴霧造粒。其他的不足之處是，由于堿金屬氰化物的毒性，所有廢氣后處理所不可避免的費用和因此產(chǎn)生的能量損耗。正如重復再現(xiàn)該方法所證實的那樣，在給定的操作條件下，會發(fā)生相當多的操作故障，此外，不能完全避免形狀不規(guī)則的附聚物的形成。
EPA0600282的方法不同于先前提到的方法，它可以得到極好的球形氰化鈉和/或氰化鉀顆粒，該顆粒具有極小的結(jié)塊傾向，該方法優(yōu)選在130～300℃的流化床溫度下進行，它也是分兩步進行，但是該方法沒有必要對所有廢氣進行脫毒。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種通過使用堿金屬和/或堿土金屬氰化物溶液進行流化床噴霧造粒來制備堿金屬和堿土金屬氰化物顆粒的改進方法。根據(jù)優(yōu)選的實施方案，該方法與已知的方法相比，廢氣盡可能地少并且能量消耗盡可能地低。此外，對顆粒的質(zhì)量、特別是對副產(chǎn)物的范圍沒有不利的影響。
本發(fā)明的目的是通過根據(jù)流化床噴霧造粒制備基本上包含堿金屬或堿土金屬氰化物的顆粒，特別是氰化鈉、氰化鉀和氰化鈣顆粒的方法而達到的，這里，在流化床噴霧造粒的設備中將含堿金屬或堿土金屬氰化物的水溶液或懸浮液噴射到堿金屬或堿土金屬氰化物晶核的流化床上，在110～350℃的流化床溫度下借助于流過流化床的干燥氣流(初始溫度是150～500℃)蒸發(fā)掉水分，以已知的方式從該設備中排出顆粒，其特征在于使用過熱的水蒸氣作為干燥氣體。
從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明優(yōu)選的實施方案。
雖然使用水蒸氣操作流化床在其他領域是已知的，如煤的干燥-參見煤加工和應用的研究(Coal Handling and UtilizationConference，Sydney，19.-21.06.1990 s.184-188，C.J.Hamilton“SteamFluidized Bed Drying of Coal”)，但是迄今為止沒有提出將這樣的工藝用于由堿金屬氰化物或堿土金屬氰化物的溶液制備它們的顆粒，藝用于由堿金屬氰化物或堿土金屬氰化物的溶液制備它們的顆粒，其理由是害怕通過氰化物的水解大量形成甲酸鹽，例如在氰化鈉結(jié)晶時這是一個棘手的問題。但是令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的方法中，在造粒期間堿金屬或堿土金屬顆粒的甲酸鹽含量沒有發(fā)生改變。因為，在本發(fā)明的方法中，使用過熱水蒸氣代替空氣作為干燥氣體或流化氣體，所以不會產(chǎn)生二氧化碳問題，因此無碳酸鹽含量過高的問題。本發(fā)明制備的顆粒的組成基本上與所使用的溶液中溶解的物質(zhì)的組成相對應。
優(yōu)選地，將溫度為200～450℃、特別是300～400℃的過熱水蒸氣加入噴霧造粒器中。這里，噴霧水蒸氣不但作為干燥氣體而且作為流化氣體使用。另外，過熱水蒸氣可以借助于雙噴嘴作為欲噴射的溶液的推進劑，以及在具有帶分級作用的顆粒卸料裝置的造粒器中用作分離氣體。
根據(jù)優(yōu)選的實施方案堿金屬氰化物水溶液的的含量優(yōu)選是10～45％(重量)、特別是20～45％(重量)，更特別是40～45％(重量)，和以這樣的比例在造粒器中加入過熱水蒸氣，以保持流化床中的溫度是150～250℃、特別是180～220℃。為了調(diào)節(jié)使用性能，欲噴射的溶液可以包含有效量的外加劑和/或助劑。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在流化床噴霧造粒期間可以簡單地通過在欲噴射的堿金屬氰化物溶液中加入以堿金屬氰化物計約1～5％(重量)、特別是1.5～3％(重量)的堿金屬氫氧化物來控制堿金屬氰化物的平均顆粒尺寸。顆粒尺寸隨著堿金屬氫氧化物數(shù)量的提高而增大。在顆粒直徑為1～2毫米的氰化鈉顆粒中，如果欲噴射的氰化鈉溶液中氫氧化鈉的數(shù)量相對于氰化鈉計從1.5％(重量)提高到2.5％(重量)，那么該顆粒尺寸升高到約3～4毫米。為了防止顆粒的脫色(灰至黑)，已經(jīng)確定在欲噴射的堿金屬氰化物溶液中應該存在少量的堿金屬氫氧化物，其量相對于堿金屬氰化物至少是約1％(重量)。
關于流化床噴霧造粒的實際應用可以參閱H.Uhlem ann inChem.-Ing.Technik 62(1990)，822-834頁的內(nèi)容和EPA 0600282。為了毫無問題地形成顆粒，應該相互調(diào)整流化床溫度、噴射速度和流化床中晶核的體積密度-通過優(yōu)選法確定這些參數(shù)。當晶核的數(shù)目基本上保持穩(wěn)定時，可以得到穩(wěn)定的流化床。在晶核數(shù)目太小的情況下，通過加入細分散的材料，例如從安裝在造粒器下游的除塵器中得到灰塵，和/或通過在造粒器內(nèi)部產(chǎn)生的晶核來提高晶核數(shù)目。前面已經(jīng)探討了其他的控制可能性，即通過改變堿金屬氫氧化物的含量。當優(yōu)選地借助于和造粒器成為整體或連接在其后的具有分級作用的卸料裝置連續(xù)或至少是間歇地從造粒器中取出顆粒時，合適的是連續(xù)地操作造粒器。
根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方案，在閉路循環(huán)中加入過熱水蒸氣和基本上僅僅由隨噴射的溶液或懸浮液引入的水的蒸發(fā)所產(chǎn)生的過熱水蒸氣從該循環(huán)中排出。加入該循環(huán)的水蒸氣在重新過熱之后再次被加入噴霧造粒器中。排出的水蒸氣可以以不同的方式例如借助于冷凝器和洗滌機的組合或借助于冷凝器和真空蒸發(fā)設備的組合再利用。在具有閉路水蒸氣循環(huán)和其變體的實施方案中，因為無甲酸鹽和碳酸鹽形成，因此不僅可以得到高質(zhì)量的堿金屬氰化物或堿土金屬氰化物顆粒，而且該方法產(chǎn)生特別少的廢氣，并且在能量消耗方面是特別令人滿意的。另外，投資費用比使用干燥空氣時低許多。附

圖1/1表示上述方法的特別合適的實施方式，其中用圖表示設備的主要部分。
通過管道(2)在流化床噴霧造粒器(1)中加入欲制備顆粒的晶核。借助于在流化床底部(1.1)的下方加入的過熱水蒸氣在反應器中形成流化床之后，通過管道(3)將欲噴射的堿金屬或堿土金屬氰化物溶液加入在流化床內(nèi)部或上方安裝的噴射設備(1.2)中并噴射，其中該設備通常是單或雙噴嘴。通過管道(4)加入的過熱水蒸氣優(yōu)選作為推進劑用于借助于雙噴嘴進行噴射。已經(jīng)形成的顆粒通過與反應器成為一體的分級器(1.3)和卸料管道(20)排出。離開造粒器(1)的水蒸氣在除塵器(21)，通常是在過濾器和旋風分離器中除去灰塵。然后，水蒸氣成功地通過離心氣體吹管(8)進入安裝在燃燒室(6)中的蛇形管加熱器(6.1)中，在這里它被加熱，然后又返回流化床噴霧造粒器(1)中。通過管道(5)和管道(15)分別在燃燒室(6)中加入燃燒氣體和借助于空氣加熱器(16)預熱的燃燒空氣；煙道氣通過管道(7)離開燃燒室。在附圖1/1描述的實施方案中，在燃燒室的內(nèi)部具有另一個用于由冷凝物產(chǎn)生蒸汽的加熱器(6.2)；該蒸汽作為分離氣體加入分級器(1.3)中(另外也可以通過管道(4)加入)。由閉路循環(huán)排出的過熱水蒸氣在由冷凝器(10)和洗滌裝置(9)組成的組合中洗滌和冷凝。通過管道(11)和管道(12)分別供給洗滌機(9)冷凝物或水和氫氧化鈉溶液；氫氧化鈉溶液用于吸收氰化氫。洗滌用堿液通過泵(14)和熱交換器(22)循環(huán)。含氰化物的冷凝物通過管道(13)從洗滌循環(huán)中排出。通過管道(18)加入的冷卻水流過冷卻器(17)和通過管道(19)離開該體系。用于過熱水蒸氣使冷凝的水循環(huán)包括預熱器(16)、冷卻器(17)、熱交換器(22)和冷凝器(10)。
該方法的唯一廢氣是煙道氣，其能量在燃燒室中用于過熱循環(huán)水蒸氣。在需要時，可以產(chǎn)生附加的水蒸氣并將其例如用于運轉(zhuǎn)真空蒸發(fā)設備的蒸汽噴射器。該方法的能量消耗可以通過使用來自安裝在噴霧反應器之后的用于由相應氫氧化物的水溶液或懸浮液和氣態(tài)或液態(tài)的氰化氫或含氰化氫的氣體制備堿金屬或堿土金屬氰化物溶液的設備中的中和熱來進一步地被降低。通過這種無廢氣的作用原理，該方法的能量需求和投資需求與已知的方法相比被顯著地降低。此外，該方法不僅不會導致副產(chǎn)物的提高，而且得到具有優(yōu)良材料性能的顆粒。
實施例在根據(jù)附圖1/1的設備中制備氰化鈉顆粒。
使用氰化鈉含量是430克/升的氰化鈉溶液。附加地，首先在該溶液中加入7克/升的氫氧化鈉。噴射速度是120千克/小時。借助于過熱水蒸氣運轉(zhuǎn)造粒器初始溫度380℃，數(shù)量1000-1200立方米/小時。
離開造粒器的水蒸氣的溫度為約200℃；流化床的溫度是200～220℃(取決于溫度計的位置)。
得到無色的氰化鈉顆粒，其甲酸鹽含量和碳酸鹽含量與所使用的溶液中的數(shù)值相比無變化。90％以上的顆粒的直徑是1～2毫米。
氰化鈉溶液中氫氧化鈉的含量提高到10克/升，則顆粒的直徑提高到3～4毫米。
權(quán)利要求
1.一種通過流化床噴霧造粒制備基本上包含堿金屬或堿土金屬氰化物的顆粒、特別是氰化鈉、氰化鉀和氰化鈣顆粒的方法，其中，在流化床噴霧造粒的設備中將含堿金屬或堿土金屬氰化物的水溶液或懸浮液噴射到堿金屬或堿土金屬氰化物晶核流化床上，在110～350℃的流化床溫度下借助于流過流化床的初始溫度為150～500℃的干燥氣流蒸發(fā)掉水分和以已知的方式從該設備中排出顆粒，其特征在于使用過熱水蒸氣作為干燥氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于過熱水蒸氣的溫度為200～450℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在150～250℃、特別是180～220℃的流化床溫度下進行噴霧造粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3之一的方法，其特征在于過熱水蒸氣在閉路循環(huán)中循環(huán)，并且基本上僅僅是由蒸發(fā)形成的過量水蒸氣從該循環(huán)中排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于在通過除塵器之后，將離開流化床的水蒸氣分為二支分流，其中第一支分流流過燃燒室，并且因此而產(chǎn)生的過熱水蒸氣被重新用作干燥氣體，和基本上與過量的水蒸氣的數(shù)量相同的第二支分流從該循環(huán)中排出并洗滌和/或冷凝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5之一的方法，其特征在于為了制備堿金屬氰化物顆粒，向欲噴射的堿金屬氰化物溶液中加入以堿金屬氰化物計為1～5％(重量)、優(yōu)選為1.5～3％(重量)的堿金屬氫氧化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過流化床噴霧造粒由氰化物的水溶液制備基本上由堿金屬或堿土金屬氰化物組成的顆粒的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法,使用過熱水蒸氣作為干燥氣體。水蒸氣優(yōu)選在一閉路循環(huán)中循環(huán),并且僅僅排出的冷凝過量的水蒸氣。該方法基本上不產(chǎn)生廢氣,并且得到高質(zhì)量的顆粒。
文檔編號C01C3/08GK1191205SQ9712171
公開日1998年8月26日 申請日期1997年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月21日
發(fā)明者呂迪格·許特, 漢斯·克里斯蒂安·阿爾特, 斯特凡·舒爾策 申請人:德古薩股份公司