专利名称：化学物质的结晶方法
技术领域：
本发明涉及一种化学物质的结晶方法，化学物质首先熔化，并送入一个容器，在那里经散热而结晶，并且为容器输送后可作为产品取出。
这类方法是已知的(Fachbuch“Crystallization”，J.W.Mullin，第3.版，Reed Internat.Books，Oxford，314页)。在这种方法中，在文献DE3615776C2中作为例子被描述的刮板冷却器(Kratzkuhler)用于制造具有大约40％重量结晶体的糊状物，该糊状物然后通入一个脉动的或非脉动式运行的净化塔，该塔用作对流洗涤装置。在此，在生成熔融体和重结晶的同时杂质从结晶体表面除去。在净化塔的下端有加热器，已净化的熔融体可以从这里取出。
虽然在其他结晶方法中也采用富含结晶体的糊状物来生产纯净物，但供给富含结晶体的糊状物导致结晶晶核在糊状物中的分布不均匀，并因此导致生产过程所必须的结晶体不均匀增长。虽然已有振动洗涤塔，其中设有各种由孔板构成的层，在各层预先放置许多球，以机械性粉碎与糊状物一起来自刮板冷却器的结晶体并由此扩大用于生产的结晶体的总表面，但现已表明，这种方法和设备仅适于某些材料，并且实施这种方法所需要的设备费用巨大。
因此，本发明的任务是对开头所述形式的方法作改进，以用简单而可靠的方式提供生成结晶体所需要的结晶晶核的大面积。
为了解决这项课题，在开头所述形式的方法中，建议将小的、尤其是单分散并且至少部分是固体的粒子以均匀的分布注入容器中，并且通过该容器运送，熔融体在颗粒上结晶。其中，在本发明的进一步形式中，粒子至少由熔融体的一部分生成，并且在结晶之后其它熔融体以较大的粒子形式，或者以由它形成的熔融体形式取出。因此，这一安排放弃了迄今为止惯用的制造富含结晶体的糊状物的过程，并且使用固体粒子作为种子粒子代替糊状物，或者以纯化过程本身串联步骤的形式，制造尽可能小的，但同样大小的粒子，然后使这些粒子比较均匀地分布在人们熟悉的熔融体逆流中，并且由此用比较简单的方式提供大的结晶表面积，故而保障了均匀的流动导向(Stromungsfuhrung)以及高的产率。按本发明方式应用的粒子或首先从熔融体中产生的粒子与已知方法相反，也可大量进入净化塔，而不必担心粘结到一起或结块，粘结和结块干扰流动导向并由此通过轴向的反向混合干扰设备运转。这些都对通过新方法达到高产量共同负有责任。
在本发明的进一步形式中，上述用简单方式生成的粒子可以由上方进入由下向上流通的容器中，向下降落，在那里被取出或被熔化。这种安排在适当调整流动比率情况下，利用通过结晶而逐渐变大的粒子的自重，就可以省去昂贵的搅拌设备。
在本发明的进一步形式中，粒子可以用简单的方式通过将熔融体滴落到硬化带上而获得，这一作法可以通过已知的设备，例如按DE2853054C2的设备简单完成。
这种新的方法允许在逆流中降落时产生的较大粒子直接地卸料，作为产品使用或者也可以在一个后续方法中进一步纯化。也可能让生成的较大的粒子，尤其在洗涤塔下端以流化床法的方式保持在逆流中，借此进一步纯化，然后熔化并以熔融体形式取出。
用本发明也可以以简单的方式制备肥料片剂，其特征如在权利要求书中表明的那样。
本发明借助于实施本方法所用的装置的实施例，以图表示并在下面加以阐明。
图1，本发明所述方法的第一种可能实施方案的示意图，图2，一个用新的方法形成的结晶粒子的细节图，图3，生成本发明所述的结晶粒子所用的浓度和温度之间关系示意图，图4，为了实施本发明方法的装置的第二种实施方案，其中熔融体的一种成分从具有多种成分的混合熔融体中结晶析出，图5，用图4装置借助相图实施本发明的方法的图示，和图6，实施本发明的方法的另一种方案。
图1示意给出一个结晶容器(1)，容器壁没有详细给出保温套。在容器(1)中从下面通过入口(2)输入熔融体，熔融体从下往上流动，并可按箭头(3)的方向以剩余熔融体形式重新回收。
熔融体在容器(1)中位于水平面(4)以下，可是高于出口导管(3)。
按照本发明，从熔融体中首先生成单分散的固体粒子(5)，这些粒子从上面落入熔融体中，而且确保防止加入的粒子(5)粘结到一起。
在所示的实施例中，这按如下实现熔融体按箭头(6)的方向输送到所谓的转动成型器(Rotoformer)上(按DE2853054C2)，它使熔融体以单个珠滴形式落到下面的运转的冷却带(8)上，在这里通过硬化可以大量生成单分散的粒子。当带(8)运转到右侧终点时这些粒子(5)落下，并可进入容器(1)中。
冷却带上生成的粒子(5)的尺寸可以具有1mm以下的直径，在容器(1)中熔融体在粒子(5)上结晶析出，从而形成图2中所示的较大的粒子(9)，它的中心为粒子(5)。较大的粒子(9)可以按本发明所述的方法，按箭头(10)的方向，在容器(1)的下端，例如通过卸料螺杆取出，并且收集在另一个容器(11)中。粒子(5)在冷却带上制备之后，在使用之前，也可能再进行一次扩散洗涤，这是合乎目的的，在洗涤过程中粒子在干净的熔融体中被纯化。
在图1的方法中，期间用本身已知的方式(图3)在所用熔融体的硬化曲线(13)范围内进行操作，其中通过冷却硬化界限按箭头(12)的方向逐渐达到一个温度范围--在规定的浓度内，这一温度范围通过界限曲线(14)表示。如果在容器(1)中让温度保持在这一范围，在粒子(5)上进行熔融体的结晶，则粒子(5)按图2导致更大粒子(9)形成。
当然，为了实施本发明的方法，并不是绝对必需通过一个转动成型器(7)和一个冷却带(8)来生成粒子(5)，虽然这种方案对于制造所希望的均匀一致的种子结晶体大小是非常优越的。粒子也可通过其它已知方法制备，例如用造粒塔(Prillturm)或类似设备。不过使用转动成型器(7)带来的优点是保证制造出单分散的粒子。
在图4和图5中展示了本发明方法的改进形式，其中，在容器(15)中可以对按箭头(16)加入的熔融体中的(A)和(B)两种成分进行分离。这里粒子(5)只是由熔融体(A，B)的(A)组分制备，并按箭头(17)加入到容器(15)中。熔融体的(A)组分在粒子(5)上生长，这样这些较大的粒子(18)只是由A组分构成，并按箭头(19)和(20)方向直接离开容器，或类似于图1在另一个容器中储存起来，或可以进一步处理或按箭头(21)的方向通入一个后续的洗涤塔(22)，洗涤塔(22)备有保温套(23)，其目的是使得到的粒子(18)再进一步纯化，以便以后可按箭头(24)方向以熔融体形式取出。
其中按图5进行操作，由(A)和(B)组分构成的熔融体按箭头(25)方向在冷却至(T1)温度时加入，如此可以实现所希望的A组分的结晶。
最后，图6示出了实施本发明方法的一种结构的改进型，其中粒子(5)在容器(25)的颈部通过保温套短时间内升温到大于它的熔化温度，从而令它的外层容易溶解。这样预处理的粒子然后在容器的逆流中向下移动，由于这里的温度为了达到亚稳态而保持在稍低于熔点温度，故粒子将生长成较大的粒子，如前面已经描述的装置那样。熔融体本身可以由一种或多种成分组成，它按缓冲空间(beruhigungsraumes)(28)上面的箭头(27)的方向加到容器(25)中，以在用虚线表示的范围(29)里，使变大的粒子(30)保持流化层形式，并通过对流被纯化。在缓冲空间(28)里温度可相当于熔点温度，以使纯化的熔融体可以按箭头(31)的方向取出。剩余的熔融体将按箭头(32)的方向从容器(25)的上部引出。
也可能像虚线表示的那样，纯化了的熔融体不按箭头(31)的方向直接取出，而是将还没彻底熔化的粒子(30)在一个后续洗涤塔中进一步纯化。
最后，也有可能的是，所示出的实施方式的粒子(5)不是由待纯化的熔融体或其中的一部分制备。也可能的是，使用由一种惰性材料构成的单分散粒子，例如小的玻璃球，熔融体在它上面结晶并可随后从它的惰性核上熔掉。
新方法的一个特别优越的应用形式是制备肥料片剂。在这里例如可以用氯化钾或硫酸铵作为单分散的粒子，也就是作为核，在核上然后结晶出硝酸铵、尿素或硫黄。生成易包装的，有效的肥料片剂，它可以用一种聚合物保护层包裹起来，它同样可以用本发明的方法来完成，并可以避免在使用前所不受欢迎的受潮，施用到土壤中之后溶解。
权利要求书按照条约第19条的修改1、化学物质的纯化方法，该物质首先熔化并加到一个容器中，在那里经散热而结晶并由容器输送后可作为产品取出，其特征在于将小的、尤其是单分散的并且至少部分为固体的粒子均匀分布送入容器中，并通过该容器输送，熔融体在所述颗粒上结晶。
2、按权利要求1所述的方法，其特征在于粒子(5)至少是由熔融体的一部分生成，并在其它熔融体结晶之后以较大的粒子(9，18，30)或以由这些粒子形成的熔融体形式取出。
3、按权利要求1所述的方法，其特征在于将粒子(5)由上方投入到由下向上流通的容器中(1，15，25)中，向下降落并在那里取出。
4、按权利要求2所述的方法，其特征在于粒子(5)通过将熔融体滴落在硬化带(8)上而获得。
5、按权利要求2或其它权利要求之一所述的方法，其特征在于较大的粒子(18)随后经历洗涤过程。
6、按权利要求2所述的方法，其特征在于较大的粒子(30)以流化床法的方式经历另一个纯化过程，然后熔化。
7、按权利要求2所述的方法，其特征在于粒子(5)在通过结晶变成产品粒子之前，先通过扩散洗涤过程而纯化。
权利要求
1.化学物质的结晶方法，该物质首先熔化并加到一个容器中，在那里经散热而结晶并由容器输送后可作为产品取出，其特征在于将小的、尤其是单分散的并且至少部分为固体的粒子均匀分布送入容器中，并通过该容器输送，熔融体在所述颗粒上结晶。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于粒子(5)至少是由熔融体的一部分生成，并在其它熔融体结晶之后以较大的粒子(9，18，30)或以由这些粒子形成的熔融体形式取出。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于将粒子(5)由上方投入到由下向上流通的容器中(1，15，25)中，向下降落并在那里取出。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于粒子(5)通过将熔融体滴落在硬化带(8)上而获得。
5.按权利要求2或其它权利要求之一所述的方法，其特征在于较大的粒子(18)随后经历洗涤过程。
6.按权利要求2所述的方法，其特征在于较大的粒子(30)以流化床法的方式经历另一个纯化过程，然后熔化。
7.按权利要求2所述的方法，其特征在于粒子(5)在通过结晶变成产品粒子之前，先通过扩散洗涤过程而纯化。
8.按权利要求1所述的方法，其特征在于作为小的尤其是单分散的粒子使用肥料成分，熔融体在该成分上结晶，熔融体由其它肥料成分和/或由用作保护层的成分构成，保护层可以阻止快速溶解。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于作为单分散的粒子使用由氯化钾或硫酸铵构成的粒子，在粒子上结晶出由硝酸铵、尿素或硫黄，或由聚合物构成的层。
全文摘要
化学物质的结晶方法，化学物质首先熔化并送入容器里，在那里经散热而结晶并经容器输送后可作为产品取出，其特征在于小的、尤其单分散的并且至少部分为固体的粒子以均匀的分布送入容器中，并通过该容器传输，熔融体在粒子上结晶。并发明适用于制备肥料片剂。
文档编号B01J2/00GK1162299SQ95191742
公开日1997年10月15日 申请日期1995年11月30日 优先权日1995年11月30日
发明者A·柯尼格, J·乌尔里希 申请人:桑特拉德有限公司