СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОЙ ПОВАРЕННОЙ СОЛИ ИЗ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ХИМИЧЕСКИМИ И МЕХАНИЧЕСКИМИ ПРИМЕСЯМИ СОЛЕЙ Советский патент 1927 года по МПК C01D3/18 

Предлагаемое изобретение касается способа и аппарата для получения чистой поваренной соли из соли, загрязненной всякого рода примесями, в особенности из морской соли, или из других веществ, содержащих хлористый натрий.

Обычно встречающимися в морской соли загрязняющими примесями являются хлористый калий, хлористый магний, сернокислый магний, гипс, углекислый кальций и глинистый шлам. Известный прием очистки загрязненных солей в особенности морской соли, от содержащихся в них химических и механических примесей состоит в промывании их водою или рассолом. До сего времени такая обработка заключалась в том, что морскую соль смешивали в чане с морскою водою, а выделяющиеся при этом примеси удаляли из чана. Этот способ, как и все другие применявшиеся до сего времени методы, оказался неудовлетворительным с экономической точки зрения, так как он не дает чистой поваренной соли и расходует большие количества жидкости, вследствие чего происходят значительные потери вымываемого хлористого натрия.

Предлагаемое изобретение имеет целью сократить потери от вымывания хлористого натрия и получить чистую соль при затрате возможно малых количеств жидкости.

В предлагаемом способе применяется принцип встречных течений совместно с ведением рабочего процесса ступенями и в одной или нескольких фазах, или с применением любой комбинации этих приемов.

Грязная соль проводится навстречу воде или же концентрированному или вполне насыщенному рассолу, которым она выщелачивается, вымывается и освобождается от шлама и других механических загрязнений и примесей, при чем это вымывание или выщелачивание ведут в одной или нескольких следующих друг за другом фазах.

Процесс очистки в одной или нескольких фазах осуществляется следующим образом: в одной фазе на предварительно обработанную соль действуют свежей водой; в следующей фазе работу ведут насыщенным рассолом, а в дальнейшей фазе образовавшимся насыщенным рассолом пользуются для удаления из соли хлористого магния, сернокислого магния, горькой соли и других составных частей и для их концентрации в рассоле, при чем выпадение хлористого натрия происходит в той мере, в какой хлористый магний переходит в раствор, что обменяется известным свойством хлористого магния понижать растворимость хлористого натрия.

Во второй фазе, в которой происходит удаление грязи, оставшейся после первой обработки, заставляют применяемый для этой цели рассол работать замкнутым кругооборотом, возвращая его всякий раз в процесс после предварительной очистки или фильтрации. Применяемый рассол можно либо брать из самого процесса, либо приготовлять независимо от последнего и вводить в кругооборот рабочего процесса. Образовавшийся насыщенный рассол утилизируется затем частично в другой фазе (называемой в дальнейшем условно первой фазой) в качестве выщелачивающей жидкости для хлористого магния, горькой соли и других подлежащих удалению веществ.

Таким образом, процесс может быть разбит на первую фазу выщелачивания, в которой введенную соль освобождают при помощи рассола от ее наиболее грубых загрязняющих примесей и одновременно с тем обогащают рассол переведением в него хлористого магния, горькой соли и пр., и на вторую, так называемую, циркуляционную или очистную фазу, при которой циркулирующий в процессе рассол утилизируется для удаления находящегося в соли шлама или оставшихся от первой фазы загрязняющих составных частей, при чем циркулирующий рассол непрерывно фильтруется или иным образом подвергается очистке.

Можно, кроме того, присоединить к этим двум фазам промывание или ополаскивание соли, обозначая этот прием, как третью фазу. Промывание производится свежей водою, применяемою для образования рассола, который затем и вводится в кругооборот второй фазы и служит для удаления из соли остатков химических, физических и механических загрязнений. В промывную (третью) фазу процесса вводят такое количество свежей воды, какое лишь необходимо для выведения в первой фазе хлористого магния и горькой соли в концентрированном растворе. Хлористый магний утилизируется систематически и последовательными ступенями для выпадения хлористого натрия из рассола и понижения, таким образом, до минимума потерь в перерабатываемой поваренной соли.

Обрабатываемая соль, двигаясь поступательно, переворачивается, вследствие чего действию промывной жидкости подвергаются постоянно новые поверхности очищаемой соли.

Для осуществления предлагаемого способа применяется неподвижный чан или вращающийся барабан, в котором расположены транспортирующие или просеивающие приспособления, при чем для разграничения отдельных рабочих фаз устраиваются разделительные перегородки. Кроме того, возможно применить приспособления для пропускания промывающего рассола через аппараты замкнутым кругооборотом, при чем рассол во время циркуляции или перед возвращением в процесс фильтруется.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез предлагаемого аппарата, фиг. 2 - то же, вид сверху, фиг. 3 - вертикальный разрез второй формы выполнения аппарата; фиг. 4 - разрез по линии V - VI на фиг. 3, в большем масштабе, фиг. 5 - схему устройства для 2-й и 3-й фаз промывки соли, и фиг. 6 - 8 - третью форму выполнения соответственно в вертикальном разрезе и в сечениях по линиям I - II и III - IV на фиг. 6.

Изображенный на фиг. 1 и 2 аппарат состоит из неподвижного преимущественно наклонно расположенного чана 1, в котором работает шнек или иное транспортирующее приспособление 2. Винтовые лопасти шнека могут быть снабжены (не показанными на чертеже) отверстиями для пропуска промывной жидкости. Обрабатываемая соль, например, морская, вводится через воронку 3, а свежая вода подводится через отверстие 4; выпуск промытой соли производится в желоб 5. Для осуществления циркуляционной фазы, которая при разделенном на три части процессе является промежуточной фазой, служат насос 9 и фильтр 7, которые присоединены трубопроводом 10 к двум соответствующим местам неподвижного чана 1.

Рассол, требующийся для циркуляционного процесса, может быть получен во время самого процесса внутри аппарата, но может быть приготовлен и отдельно. В последнем случае рассол впускается в аппарат по трубе 8, которую можно закрыть, когда рассол берется из промывательного чана 1. Для разграничения фазных процессов в аппарате чан 1 может быть разделен перегородками 28 на отделения, соответственно числу фаз.

Работа аппарата происходит следующим образом: через воронку 3 грубая или молотая сырая соль поступает в аппарат, где она лопастями шнека 2 перемещается вверх по чану. Через отверстие 4 вводится свежая вода, притом в ограниченном количестве, которое находится в прямой зависимости от содержания хлористого магния в сырой соли. Через трубу 6 рассол поступает на фильтр 7, после чего насосом 9 подается снова в процесс через трубу 10. Таким образом, на пути между входом и выходом труб 6 и 10 соль подвергается энергичному действию рассола, который после фильтрации или очистки иным образом снова вводится в работу. Между трубами 6 и 4 происходит лишь дополнительная промывка соли свежей водой, имеющая целью удалить последние химические или механические загрязняющие примеси. Между трубой 10 и выходом 11 рассола направляется небольшое количество рассола, достаточное лишь для поглощения хлористого» магния, содержащегося в сырой соли. Так как каждый шаг винта образует рабочую ступень, то содержание хлористого магния в растворе возрастает от одной ступени к другой, и в той же мере убывает содержание в нем хлористого натрия; таким образом, из чана вытекает концентрированный раствор хлористого магния.

Изображенный на фиг. 3 и 4 аппарат представляет конический вращающийся барабан 1, снабженный на внутренней стенке направляющими ребрами 20, которые расположены в параллельных плоскостях, перпендикулярных оси барабана, и образуют при помощи примыкающих к ним наклонных планок 21 направляющие каналы 25 для проведения соли к следующим ребрам. Высота этих направляющих ребер может быть соразмерена таким образом, чтобы она постепенно возрастала соответственно увеличивающемуся диаметру конического барабана 1, с целью воспрепятствования перетеканию промывной жидкости поверх ребер. Вращательное движение барабан получает при помощи нескольких окружающих кожух барабана зубчатых ободьев 17 и зубчатых колес 18.

Процесс очистки соли в описываемом аппарате может быть рассматриваем, как однофазная система; работа ведется по принципу встречных течений, и, благодаря устроенным в аппарате системам ребер, происходит ступенчатая обработка соли.

Аппарат действует следующим образом: подлежащая очищению соль вводится в более узком месте барабана через отверстие 3. Благодаря вращению барабана, соль, перекатываясь, движется в направлении стрелки x по дну барабана и по каналам 25. У торцевой стенки 26 барабана 1 имеется некоторое число черпаков 15, которые поднимают промытую соль и выпускают ее через отверстие 5 наружу вдоль наклонных поверхностей 16. Движение промывающей жидкости совершается в обратном направлении, а именно, жидкость, напр., вода, или более или менее концентрированный, или вполне насыщенный рассол, входит в барабан 1 по трубе 4 у торцевой стенки 26, заполняя последовательно различные ступени аппарата, образуемые ребрами 20, пока не дойдет приблизительно до уровня 19. Жидкость течет в направлении, обратном движению соли, т.е. по стрелке y, и выходит из барабана в его узком конце через отверстие 11, попадая в улавливающий ее сосуд. Так же, как и в первом аппарате, можно присоединить циркуляционный процесс для очистки или фильтрации выходящего из отверстия 11 рассола и нагнетания его снова по трубе 4 в аппарат, где он может служить для очистки новых количеств соли. На фиг. 4 стрелка z обозначает направление вращения барабана 1.

В аппарате, изображенном на фиг. 5, работа ведется частью по принципу встречных течений и в то же время по системе разделения на фазы, при чем в цилиндре 1 протекает лишь первая фаза (выщелачивания), а вторая фаза (циркуляция с очисткой) и третья фаза (опрыскивания) выполняются вне его.

Промывающая жидкость входит в чан 1, снабженный шнеком 2, по трубе 24, при чем она может быть получена независимо от процесса очистки и вводиться извне или же может заимствоваться из дальнейших фаз процесса. В соответствии с происходящим в чане 1 по принципу встречных течений процессом (первая фаза), соль выходит из барабана 1 по желобу 5 и сбрасывается на бесконечную транспортную ленту 22, где опрыскивается и промывается посредством разбрызгивателя 6 насыщенным рассолом (вторая фаза). Стекающий с ленты насыщенный рассол собирается в сборный бак 23, откуда высасывается по трубе 10 насосом 9 и пропускается через фильтр 7 по трубе 6 снова на транспортную ленту 22, часть же очищенного насыщенного рассола возвращается в чан 1 по ответвлению 24.

Третья (опрыскивающая) фаза осуществляется посредством опрыскивания находящейся на ленте 22 соли свежей водой, поступающей по трубе 4 и затем стекающей в сборный бак 23, тогда как очищенная соль сбрасывается транспортной лентой 22 на наклонную поверхность 16.

Аппарат, изображенный на фиг. 6, 7 и 8, состоит из некоторого числа вставленных один в другой и снабженных сетчатыми стенками 12, 13, 14 барабанов, которые помещены внутри вращающегося кожуха 1 и укреплены на общей задней стенке 27. Кроме сетчатых барабанов, в кожухе 1 расположены черпаки 15. Вращение кожуха 1 достигается при помощи расположенных на его окружности зубчатых ободьев 17, находящихся в сцеплении с зубчатыми колесами 18. Посредством увеличения числа вставленных друг в друга сетчатых барабанов можно удлинить путь прохождения соли. Уровень жидкости в аппарате обозначен цифрой 19.

Аппарат действует следующим образом. Подлежащая очищению соль вводится в аппарат через отверстие 3. С внутреннего сита 12 она падает на сито 13, затем на сито 14 и т.д., и, наконец, на стенку кожуха 1, с которой она удаляется из аппарата черпаками 15 через отверстие 5 на отводящую наклонную поверхность 16. Рассол и соль движутся навстречу друг другу, при чем последняя, благодаря вращению барабана, перекатывается.

Таким образом, процесс может быть рассматриваем, как однофазный, однако, путем присоединения к нему циркуляционного процесса его можно превратить в двухфазный. С этой целью можно подвергать фильтрованию уже отработавший и выведенный из аппарата рассол, а затем вводить его обратно в процесс на сито 13 или 14.

При всех приемах осуществления предлагаемого способа соль по выходе из аппарата подвергается сушке и может быть непосредственно применена в пищу, без применения искусственных очищающих средств.

Как установлено опытами, в предлагаемом способе хлористый магний почти полностью переходит в раствор, обусловливая выпадение хлористого натрия, так что возможно работать без потерь. Вытекающая промывная жидкость содержит около 28% хлористого магния и почти не содержит хлористого натрия; в некоторых случаях содержание в растворе поваренной соли снижается даже до 0,10%. В циркуляционной или очистной фазе содержание поваренной соли в растворе остается почти неизменным, т.е. работа ведется постоянно с насыщенным раствором удельного веса около 1,2, при содержании поваренной соли в 26%.

1. Способ получения чистой поваренной соли, столовой и технической, из загрязненных химическими и механическими примесями солей, в особенности из морской соли или из других веществ, содержащих хлористый натрий, отличающийся тем, что для освобождения от грязи и растворимых примесей загрязненную соль подвергают воздействию воды или более или менее концентрированного, или вполне насыщенного раствора хлористого натрия (рассола), или же обеих этих жидкостей в одной или нескольких следующих друг за другом фазах с применением принципа противоположных течений, для каковой цели служащий для промывания и выщелачивания соляной раствор после очистки возвращают в процесс, так что получается замкнутый круговой процесс, который осуществляется с помощью рассола, взятого из самих рабочих аппаратов.

2. Прием выполнения способа по п. 1, отличающийся тем, что для совершения замкнутого кругового процесса применяют концентрированный рассол.

3. Прием выполнения способа по п. 1 и 2, отличающийся тем, что процесс очищения осуществляют в нескольких, например, двух или трех фазах, из коих во второй фазе работу ведут с насыщенным рассолом, который, после фильтрации или очистки иным способом, возвращают в работу, тогда как в первой фазе часть рассола постепенно обогащают хлористым магнием, горькой солью и другими веществами, а третью фазу применяют лишь в случае необходимости, пользуясь для ее осуществления свежей водой.

4. Прием выполнения способа по п.п. 1 - 3, отличающийся тем, что лишь часть фаз всего рабочего процесса, напр., первую или выщелачивающую, осуществляют с применением принципа встречных течений, а остальные фазы без применения этого принципа.

5. Прием выполнения способа по п.п. 1 - 4, отличающийся тем, что в последнюю фазу процесса вводят лишь такое количество свежей воды, какое необходимо в первой фазе для удаления из соли хлористого и сернокислого магния в виде концентрированного рассола.

6. Прием выполнения способа по п.п. 1 - 5, отличающийся тем, что при осуществлении его в виде двухфазной системы промывание соли в первой фазе производят уже бывшими в деле, очищенными и возвращенными в процесс соляными рассолами, а во второй фазе свежей водой или свежими рассолами, или тем и другим.

7. Прием выполнения способа по п.п. 1 - 6, отличающийся тем, что очищаемую соль при ее передвижении навстречу очищающего раствора подвергают непрерывному переворачиванию, с целью облегчения очищения соли.

8. Аппарат для осуществления способа по п.п. 1 - 7, состоящий из наклонного или горизонтального чана с воронкой и желобом для ввода и вывода соли и трубами для привода и отвода воды, транспортирующими приспособлениями, напр., вращающимися шнеками, отличающийся присоединением к нему циркуляционной системы 6 - 10 для ответвления насыщенного рассола и для возвращения его в процесс через фильтр 7 и насос 9 (фиг. 1 и 2).

9. В аппарате по п. 8 применение перегородок 28 для разграничения отдельных фаз процессов, указанных в п.п. 1 - 7 (фиг. 1 и 2).

10. Аппарат для осуществления способа по п.п. 1 - 7, отличающийся применением вращающегося конического барабана с направляющими ребрами 20, расположенными в параллельных друг другу и перпендикулярных к оси барабана плоскостях, каковые ребра при помощи присоединенных к передним концам их и направленных под углом планок 21 образуют между собою каналы 25, служащие для движения навстречу друг другу соли и промывающей жидкости (фиг. 3 - 4).

11. В указанном в п.п. 8 и 9 аппарате применение устройства для осуществления 2 и 3 фаз промывки соли, состоящего из транспортной ленты 22 и опрыскивающих приспособлений - 4 для воды и 6 - для рассола, забираемого из сборного бака 23 при помощи указанного в п. 8 циркуляционного приспособления 6 - 10, снабженного патрубком 24 для подачи части рассола в цилиндр 1 со шнеком 2 (фиг. 5).

12. Аппарат для осуществления способа по п.п. 1 - 7, отличающийся применением вставленных друг в друга и снабженных сетчатыми стенками 12, 13, 14 барабанов, помещенных внутри вращающегося кожуха 1, снабженного черпаками 15 для соли (фиг. 6 - 8).