MÉTODO PARA PRODUCIR UN HIDRÓXIDO DE METAL ALCALINO.

Método para producir hidróxido de sodio que comprende: a) obtener una mezcla que incluye cloruro de sodio y otra sal inorgánica soluble en agua, que incluye yoduro de sodio, mediante la neutralización de un gas que contiene cloruro de hidrógeno formado durante la incineración de residuos o la combustión en una caldera, con hidróxido de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio o sesquicarbonato de sodio, b) añadir agua o una solución acuosa de dicho cloruro de sodio a la mezcla obtenida en el paso

(a) en una cantidad suficiente para disolver al menos esencialmente la cantidad total de yoduro de sodio y que no es suficiente para disolver esencialmente la cantidad total de dicho cloruro de sodio, para obtener así una suspensión espesa en la que está disuelta esencialmente la cantidad total de yoduro de sodio, c) someter la suspensión espesa obtenida en el paso (b) a una separación sólido-líquido para recuperar el cloruro de sodio en forma de un componente sólido, y d) producir hidróxido de sodio por electrolisis de la solución acuosa del cloruro de sodio obtenida en el paso (c) mediante una membrana de intercambio iónico

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01121620.

Solicitante: ASAHI GLASS COMPANY, LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: Shin-Marunouchi Building 1-5-1 Marunouchi Chiyoda-kuTokyo 100-8405 JAPON.

Inventor/es: HIRANO, HACHIRO, SAKURAI, SHIGERU, NAKASHIMA,Fumiaki, KIKUCHI,Shintaro, Takahashi,Yuriko.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 11 de Septiembre de 2001.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/50 (Oxidos de azufre (B01D 53/60 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE... > Carbonatos de sodio, potasio o metales alcalinos... > C01D7/18 (Preparación por el proceso de amoniaco-sosa)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE... > Haluros de sodio, potasio o metales alcalinos en... > C01D3/18 (con disolventes selectivos)

Clasificación PCT:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/50 (Oxidos de azufre (B01D 53/60 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS PARA LA... > Producción electrolítica de compuestos inorgánicos... > C25B1/16 (Hidróxidos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE... > Haluros de sodio, potasio o metales alcalinos en... > C01D3/18 (con disolventes selectivos)

Clasificación antigua:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/50 (Oxidos de azufre (B01D 53/60 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS > PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS PARA LA... > Producción electrolítica de compuestos inorgánicos... > C25B1/16 (Hidróxidos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA INORGANICA > COMPUESTOS DE LOS METALES ALCALINOS, es decir, DE... > Haluros de sodio, potasio o metales alcalinos en... > C01D3/18 (con disolventes selectivos)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2367627_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a un método para producir hidróxido de sodio. El cloruro de sodio es útil como material fuente para la producción de hidróxido de sodio o carbonato de sodio o como agente para fundir la nieve o salmuera. Métodos para producir hidróxido de sodio a partir de cloruro de sodio son, por ejemplo, electrolisis empleando una membrana de intercambio iónico como diafragma (denominada en adelante electrolisis por membrana de intercambio iónico), electrolisis empleando mercurio como electrodo (denominada en adelante electrolisis por mercurio) o electrodiálisis. Además, como métodos para producir carbonado de sodio a partir de cloruro de sodio se pueden mencionar, por ejemplo, un proceso de sosa amoniacal o un proceso de sosa de cloruro amónico. El cloruro de sodio ha de contener pocas impurezas cuando se utiliza como material fuente para la producción de hidróxido de sodio o carbonato de sodio. Por ejemplo, cuando se desea producir carbonato de sodio mediante un proceso de sosa amoniacal, se requiere un cloruro de sodio de alta pureza con bajo contenido de calcio, magnesio y SO4 2- para mejorar la calidad del producto y para evitar la formación de costras que se pueden depositar en la instalación en cada paso. Además, en el caso de la producción de hidróxido de sodio por un proceso de membrana de intercambio iónico se requiere un cloruro de sodio de mayor pureza para evitar el deterioro de la membrana de intercambio iónico y para mantener la calidad del hidróxido de sodio como producto. Específicamente, el cloruro de sodio ha de tener un contenido extremadamente bajo de calcio, magnesio, estroncio, aluminio, hierro, plomo, mercurio, cobre, níquel, cromo, cobalto, vanadio, tungsteno, manganeso, zinc, titanio, molibdeno, estaño, tantalio, bario, hafnio, plata, cadmio, galio, bismuto, cerio, litio, potasio, sílice, SO4 2- , HSO3 - , azufre, ClO3 - , flúor, yodo, bromo, boro, fósforo, selenio, arsénico y sustancias orgánicas. Por otro lado, cuando se evapora una solución acuosa de cloruro de sodio para obtener cristales de cloruro de sodio, es necesario reducir las impurezas en la solución acuosa de cloruro de sodio para evitar que éstas influyan en la calidad del cloruro de sodio o en su deposición en un aparato de destilación. Como en el caso de la alta purificación del cloruro de sodio, cuando se utiliza cloruro de potasio como material fuente para obtener carbonato de potasio o hidróxido de potasio se requiere similarmente una alta purificación del mismo. Hasta ahora, algunos gases ácidos tales como cloruro de hidrógeno u óxido de azufre, que se forman durante la incineración de residuos urbanos o industriales, se eliminaban en muchos casos utilizando hidróxido de calcio como agente neutralizador. Sin embargo, en este caso es muy difícil producir hidróxido de calcio a partir del cloruro de calcio formado y reciclarlo a escala industrial. Además de hidróxido de calcio también se utilizan compuestos de sodio o de potasio como agentes neutralizadores. En especial, los compuestos de sodio son poco costosos y se pueden conseguir con facilidad, siendo su bicarbonato o carbonato particularmente adecuados como agentes neutralizadores, con relativamente poca delicuescencia. Específicamente se pueden mencionar, por ejemplo, hidróxido de sodio, carbonato de sodio, sesquicarbonato de sodio o bicarbonato de sodio. Tales compuestos pueden ser productos sintéticos o productos naturales. En tal caso, se formará cloruro de sodio como subproducto salino del tratamiento del gas y este cloruro de sodio se purifica, concentra y solidifica, por ejemplo mediante métodos de quelación, de precipitación, donde precipita a medida que se transforma en sulfuro o hidróxido, ultrafiltración, electrodiálisis o métodos de membrana de intercambio iónico, pero sigue conteniendo como impurezas sulfatos metálicos alcalinos, cloruro de potasio, yoduros, metales pesados, cenizas volantes, carbón activado utilizado para la eliminación de dioxina, etc. Por consiguiente, la sal sólida obtenida no se puede reciclar y actualmente se evacua a un vertedero. Sin embargo, la capacidad de los vertederos para basuras y residuos industriales es cada vez menor y esta evacuación de residuos se ha convertido en un grave problema en los últimos años. Así, es deseable utilizar dicho subproducto salino como material fuente para producir de nuevo un compuesto alcalino y reciclar el mismo. En relación con la eliminación de impurezas en el cloruro de sodio, por ejemplo para la eliminación de SO4 2- , hasta ahora normalmente se ha empleado un método en el que se añade cloruro de calcio para convertirlo en sulfato de calcio, seguido de separación sólido-líquido, o un método en el que se añade bario para convertirlo en sulfato de bario, seguido de separación sólido-líquido. Además, para eliminar metales pesados o yoduros normalmente se emplea un método en el que se aumenta el pH del líquido para que precipiten dichas sustancias en forma de hidróxido, o un método donde éstas se eliminan mediante resinas de intercambio iónico. Sin embargo, empleando únicamente un método de este tipo es imposible eliminar por ejemplo los yoduros y también el cloruro de potasio contenido en grandes cantidades en los subproductos salinos procedentes de las plantas de incineración de residuos. Por consiguiente, el producto no se puede utilizar para la producción de carbonato de sodio mediante un proceso de sosa de cloruro amónico, para la producción de hidróxido de sodio mediante un proceso de mercurio, para la producción de hidróxido de sodio mediante un proceso de membrana de intercambio iónico, ni para la producción de hidróxido de sodio mediante electrodiálisis, aunque sí se puede utilizar para la producción de carbonato de sodio mediante un proceso de sosa amoniacal. Además, normalmente, en los procesos de producción de este tipo, el agua que se incorpora al proceso con la materia prima (por ejemplo cloruro de sodio) es devuelta al material fuente y 2 ES 2 367 627 T3 reciclada, excepto aquel agua que se extrae con el producto (por ejemplo hidróxido de sodio) y, por consiguiente, cuando se introduce agua por separado desde el exterior del sistema durante el proceso de producción, la cantidad de líquido del sistema aumenta y el líquido correspondiente a este incremento debe ser descargado. Mediante el método convencional arriba mencionado, el cloruro de sodio se trata en forma de solución acuosa y no puede ser utilizado como tal, debiéndose solidificar mediante la evaporación del agua, con un gran consumo de energía. En concreto, el subproducto salino se puede suministrar en un sólido, pero en el caso del método arriba mencionado, el subproducto salino se ha de disolver en agua y tratar en solución acuosa. Además, si se utiliza para un proceso en el que se utiliza cloruro de sodio sólido como material fuente, debe evaporarse hasta la cristalización por solidificación de nuevo después de la purificación. Por otro lado, la operación de eliminación de SO4 2- mediante cloruro de calcio o cloruro de bario también tendrá el problema de que se formará de nuevo un residuo sólido, tal como sulfato de calcio o sulfato de bario sólido. En este contexto, el documento DE-A5-288 140 describe un método para la purificación de cloruro de sodio mediante extracción selectiva de las impurezas. Además, el documento GB-A-220 271 describe un proceso y un aparato para producir sal de mesa pura, de cocina e industrial a partir de cualquier sal impura adecuada, más en particular sales de desecho o residuales y sal marina, u otros productos que contienen cloruro de sodio. Así, un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método de producción de hidróxido de sodio donde el cloruro de sodio se purifica mediante un método que permite la separación de cloruros metálicos alcalinos,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para producir hidróxido de sodio que comprende: a) obtener una mezcla que incluye cloruro de sodio y otra sal inorgánica soluble en agua, que incluye yoduro de sodio, mediante la neutralización de un gas que contiene cloruro de hidrógeno formado durante la incineración de residuos o la combustión en una caldera, con hidróxido de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de sodio o sesquicarbonato de sodio, b) añadir agua o una solución acuosa de dicho cloruro de sodio a la mezcla obtenida en el paso (a) en una cantidad suficiente para disolver al menos esencialmente la cantidad total de yoduro de sodio y que no es suficiente para disolver esencialmente la cantidad total de dicho cloruro de sodio, para obtener así una suspensión espesa en la que está disuelta esencialmente la cantidad total de yoduro de sodio, c) someter la suspensión espesa obtenida en el paso (b) a una separación sólido-líquido para recuperar el cloruro de sodio en forma de un componente sólido, y d) producir hidróxido de sodio por electrolisis de la solución acuosa del cloruro de sodio obtenida en el paso (c) mediante una membrana de intercambio iónico. 2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el agua o la solución acuosa de cloruro de sodio del paso (b) es una salmuera diluida descargada desde el lado del ánodo de un electrolizador en un proceso de membrana de intercambio iónico. 3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque el componente sólido obtenido mediante la separación sólido-líquido de la suspensión espesa del paso (c) se disuelve de nuevo en agua y después se somete de nuevo a una separación sólido-líquido para eliminar impurezas insolubles en agua y de este modo recuperar dicho cloruro de sodio en forma de solución acuosa. 4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque las impurezas insolubles en agua contienen óxidos de metales pesados, carbón activado, sílice, alumnosilicatos y componentes de cenizas volantes. 5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al menos un tipo de las citadas sales inorgánicas solubles en agua es un yoduro metálico soluble en agua. 6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende una purificación de la solución acuosa que contiene el cloruro de sodio recuperado, mediante la eliminación de compuestos cloruro de metales pesados. 7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en el paso (b) la citada mezcla contiene yoduro de sodio como otra sal soluble en agua en una cantidad de como máximo 0,01 veces por mol con respecto al cloruro de sodio. 8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque, en la suspensión espesa obtenida en el paso (b), basada en agua, la concentración de yoduro de sodio reducida a la concentración de yodo alcanza como máximo el 5% en masa. 11 Cenizas volantes, metales pesados, etc. S1 Ag.quelanteFloculante Líquid.clarificado L2 Subproducto salino S2 ES 2 367 627 T3 Cenizas volantes S1 Aguas residuales de scrubber L1 Escape 12 Gas de escape G1 Gas de escape G2 Subproducto salino S2 ES 2 367 627 T3 Escape Gas de escape G1 Carbón activado Agente neutralizador en polvo Gas de escape G2 13 Líquido L3 Sólido S4 Precipitado S5 ES 2 367 627 T3 Subproducto salino S2 (S2) H2O o NaCl ac. Suspensión espesa SL1 Sal purificada cruda S3 Líquido de quelación Floculante Líquido clarificado L4 Salmuera altamente purificada L5 14