[发明专利]制备碱金属和碱土金属氰化物颗粒的方法及由此获得的高纯度碱金属氰化物颗粒

说明书

本发明涉及制备碱金属氰化物和碱土金属氰化物颗粒的方法，特别是实际上包括氰化钠，氰化钾和氰化钙的颗粒。该方法基于在流化床中氰化氢与碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物的反应，称之为反应性流化床造粒(RWG，Reaktionswirbelschichtgranulation)。本发明亦涉及由此方法可获得的球形NaCN和KCN颗粒，它们具有高纯度的特征。

氰化钠和氰化钾被广泛用于制备电解浴和表面硬化盐浴以及用于有机化合物的合成；氰化钠和氰化钙大量用于通过矿石的氰化物沥取以回收黄金。当用于电解浴时，碱金属氰化物也必须具备很高的纯度。尽管碱金属氰化物中小浓度的碱金属氢氧化物作为稳定剂，但碱金属碳酸盐和碱金属甲酸盐的浓度必须尽可能地低。从安全角度考虑，氰化物通常须以无尘的颗粒状态备用。

已知碱金属氰化物可以通过在水溶液中中和氰化氢(HCN)和碱金属氢氧化物，然后结晶，固/液分离，随后机械成形来制备。这类过程非常昂贵且产品易于形成粉尘而难于操作。一个特别的缺点是为了减少副产物的富集并获得纯品，部分母液要从该过程中移走。通常10-30％的碱金属氰化物要随母液被除去。

迄今仍在使用的碱金属氰化物成形的工业方法非常昂贵，它实际上可以通过如EP-A 0 600 282所描述的称作流化床喷射造粒得到改进。在所提及的方法中，碱金属氰化物溶液被喷射到含有碱金属氰化物种粒的流化床上，引入的水通过流经流化床的干燥气流蒸走。获得了包含具有非常低的磨耗和低粘结指数的基本上为球形的微粒的颗粒。由于需要碱金属氰化物的水溶液以进行EP-A 0 600 282中的过程，这可通过已知方法获得，即在水溶液中用碱金属氰化物中和HCN，该溶液也含有这些已知的副产物，特别包括相应的碳酸盐和甲酸盐。使用含有副产物的碱金属氰化物溶液的结果，导致由此制备的碱金属氰化物颗粒不可能比溶液本身更纯净。附加的碱金属碳酸盐是由于包含在流化/干燥空气中的二氧化碳与碱金属氰化物溶液中过量的碱金属氢氧化物反应而形成的，以致在碱金属氰化物颗粒中的碱金属碳酸盐的浓度通常要高于由结晶然后成形方法制得的碱金属氰化物中的浓度。

一种很不相同的制备碱金属氰化物固体颗粒的方法可从DE-A 3832 883获知。在该方法中，含氰化氢的气体连续地与细密分布的碱金属氢氧化物水溶液的液滴反应，同时引入的和生成的水则同时被蒸走，并且沉淀的固体微粒经过分离，再进行成形和/或后干燥过程。这样，该方法构成了伴随着气/液反应(这里是中和反应)的喷射干燥方法。因此，如果所用HCN大大过量且碱金属氢氧化物的浓度低，则使用该方法只得到高浓度的碱金属氰化物产物。喷射干燥和中和反应合并的缺点是细小液滴从外部开始干燥，此处正是碱金属氰化物形成之处。当外部区域固体层变厚时，HCN气体向液滴内核(此处尚存在液态碱金属氢氧化物溶液)的扩散变得困难。因此为了获得高的转化率，扩散的驱动力必须大，HCN的大量过量和/或干燥时间的减少对此是有利的。然而这减少了该方法的时空产率。该方法的另一个缺点是获得的产物为细粉，须在另外的加工步骤中成形以提供可安全操作的颗粒。

上面提到的DE-A 38 32 883也公开了在该方法合适的温度下固态的、细密分布的碱金属氢氧化物与气态的氰化氢之间实际上不发生反应。反应需要水和溶解的碱金属氢氧化物的存在。考虑到该公开内容，该方法不能用于通过使用碱土金属氢氧化物的悬浮水溶液来制备碱土金属氰化物，特别是氰化钙。

Trojosky等在Chem.Ing.Technik 9/95的184页中描述了利用流化床中吸附干燥法进行半干烟道气脱硫的方法。在此方法中，用双相喷嘴将氢氧化钙悬浮水溶液喷到流化床设备的流化床表面。尽管通过加入多于化学计量所需的吸附剂获得了令人满意的烟道气除硫的效果，但在分出的颗粒状终产物中石膏的比例还是很低，因为除了石膏之外它还含有相当量的氧化钙或氢氧化钙。由于反应不完全且由此得到的颗粒物质的纯度不能令人满意，该文件所描述的方法显然不能用来制备碱金属氰化物和碱土金属氰化物，特别是高纯度的碱金属氰化物。

本发明的目的是提供制备碱金属氰化物和碱土金属氰化物颗粒的改进方法，该方法使碱金属氰化物或碱土金属氰化物水溶液的分离制备成为不必要，而且也避免了先前已知的基于喷射干燥和中和反应之结合的方法的缺点。本发明进一步的目的是提供制备以特别良好的颗粒性能和高纯度为特征的氰化钠和氰化钾的方法。最后，根据本发明的方法旨在能够利用不同来源因而具有不同气体组成的含氰化氢的气体。