Способ переработки содопоташного раствора

 

Использование: способ относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташных растворов, полученных при комплексной переработке нефелиновых руд с высоким молярным индексом калийной щелочи на глинозем, соду, поташ и сульфат калия. Сущность изобретения: способ переработки содопоташного раствора, получаемого при переработке нефелина, включает концентрирующую выпарку исходного раствора, смешение упаренного раствора с оборотным маточным раствором карбонатной соды, конверсию сульфата натрия, содержащегося в растворе, в сульфат калия при концентрации титруемой щелочи в смешанном растворе 275±5 г/л в пересчете на Na₂O c дозировкой смешанного раствора на конверсию сульфата натрия из расчета обеспечения молярного индекса калия от суммы щелочей 51+1% на стадии кристаллизации сульфата калия при 35-40°С, последующее выделение соды из маточного раствора после выделения сульфата калия его упариванием до плотности 1,49-0,01 кг/л. Способ по изобретению позволяет перерабатывать содопоташные растворы, молярный индекс калийной щелочи в которых превышает 65-70%. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к комплексной переработке нефелиновых руд с высоким молярным индексом калийной щелочи на глинозем и содопоташные продукты.

Известен способ переработки содопоташного раствора, получающегося при комплексной переработке нефелинового сырья, на карбонатную соду и сульфат калия по патенту РФ N 2060940, МПК: С 01 Д 5/00.

Согласно этому способу, включающему выпарку исходного содопоташного раствора до плотности 1,48-1,50кг/л с выделением из упаренного раствора в осадок карбонатной соды, с целью увеличения выхода карбонатной соды с попутным получением продукционного сульфата калия и сокращения стадий выпарки раствора в технологическом цикле, в упаренный маточный раствор после выделения из него карбонатной соды вводят сульфат натрия или его смесь с карбонатной содой в количестве, обеспечивающем получение в осадке продукционного сульфата калия. При этом для обеспечения требуемого качества получаемых в осадке сульфата калия и карбонатной соды и сокращения удельного потока растворов в технологическом цикле процесс конверсии сульфата натрия в маточном растворе соды проводят при 35-40^oC до снижения молярного индекса калия от суммы щелочей в растворе до 45-55%. Для исключения кристаллизации карбонатной соды из раствора на стадии конверсии сульфата натрия разбавляют до требуемой равновесной концентрации растворенной карбонатной соды путем дозировки в него требуемого количества исходного неконцентрированного содопоташного раствора.

Известен также способ переработки содопоташного раствора на карбонатную соду, сульфат калия и поташ по заявке на изобретение с решением о выдаче патента РФ N94005168/26, МПК: C 01 D 7/00, принятый в качестве прототипа. Согласно этому способу, включающему концентрирующую выпарку исходного раствора, смешение упаренного раствора с оборотной содопоташной солью, упарку смешанного раствора с выделением в осадок продукционной карбонатной соды, смешение маточного раствора соды с маточным раствором, получаемым после выделения продукционного поташа, упарку смешанного раствора до плотности 1,640-1,645 кг/л с выделением из него в осадок оборотной двойной содопоташной соли, выделение из маточного раствора двойной содопоташной соли продукционного поташа путем охлаждения раствора до 35-40^oC, продукционный сульфат калия получают путем конверсии сульфата натрия и его смеси с карбонатной содой при t-30-60^oC в течение 5-20 ч в маточном растворе, полученном после выделения поташа или соды, взятыми в количестве, обеспечивающем молярный индекс калийной щелочи от суммы щелочей в растворе на стадии кристаллизации сульфата калия на уровне 50-60% и концентрации натриевой щелочи в маточном растворе на уровне 95-150 г/л в пересчете на Na₂O.

Указанные известные способы переработки содопоташных растворов рассчитаны и пригодны для переработки содопоташных растворов, в которых молярный индекс калийной щелочи от суммы щелочей не превышает 60%. Для переработки содопоташных растворов, в которых молярный индекс калийной щелочи от суммы щелочей превышает 60%, они малоэффективны. Для переработки содопоташных растворов, в которых молярный индекс калийной щелочи превышает 70%, они неприемлемы.

Технической задачей изобретения является разработка нового способа, пригодного для переработки содопоташных растворов, в которых молярный индекс калийной щелочи превышает 65-70%, с получением карбонатной соды, сульфата калия, с выделением при необходимости части калийной щелочи из раствора в виде продукционного поташа.

Технический результат достигается за счет проведения конверсии сульфата натрия в смеси исходного содопоташного раствора после его концентрирующей выпарки и маточного раствора, получаемого после выделения соды при концентрации титруемой щелочи в смешанном растворе 275±5 г/л в пересчете на Na₂O с дозировкой смешанного раствора на конверсию сульфата натрия из расчета обеспечения молярного индекса калия от суммы щелочей в растворе 51±1% на стадии кристаллизации сульфата калия при 35-40^oC; при этом соду выделяют из маточного раствора после выделения сульфата калия упариванием его до плотности 1,49±0,01 кг/л.

При необходимости выделения части калийной щелочи содопоташного раствора в виде продукционного поташа часть маточного раствора после выделения соды упаривают до плотности 1,645±0,005 кг/л с выделением в осадок двойной содопоташной соли, направляемой на конверсию сульфата натрия и маточного раствора, подвергаемого охлаждению до 40-50^oC с получением в осадке поташа и маточного раствора, направляемого на конверсию сульфата натрия.

Технологическая схема переработки содопоташного раствора с высоким молярным индексом калийной щелочи на карбонатную соду и сульфат калия предлагаемым новым способом приведена на фиг.1. Согласно этой схеме исходный содопоташный раствор после концентрирующей выпарки смешивается с оборотным маточным раствором, получаемым на стадии выделения карбонатной соды. В смешанном растворе подвергается конверсии сульфат натрия и(или) его смесь с карбонатной содой при температуре 35-40^oC и концентрации титруемых щелочей в смешанном растворе на уровне 275±5 г/л в пересчете на Na₂O с дозировкой смешанного раствора на конверсию сульфата натрия из расчета обеспечения молярного индекса калия от суммарного содержания калия и натрия в растворе 51±15 на стадии кристаллизации сульфата калия при температуре 35-50^oC. Маточный раствор после отделения от сульфата калия подвергается выпарке до достижения плотности упаренного раствора до 1,49±0,01 кг/л с выделением в осадок безводной карбонатной соды. Маточный раствор после отделения от карбонатной соды возвращается в голову технологического цикла на стадию конверсии сульфата натрия.

При необходимости выделения части калийной щелочи из раствора в виде продукционного поташа часть маточного раствора, получаемого после выделения карбонатной соды, подвергается выпарке до достижения плотности упаренного раствора до 1,640-1,645 с выделением в осадок двойной содопоташной соли. Содопоташную соль возвращают в голову технологического цикла на стадию конверсии сульфата натрия. Из маточника двойной соли путем его охлаждения до -35-50^oC выделяют в осадок продукционный поташ. Маточный раствор, получаемый после выделения поташа, возвращают в голову технологического цикла на стадию конверсии сульфата натрия.

Технологическая схема переработки содопоташного раствора на карбонатную соду, сульфат калия с выделением части калийной щелочи в виде продукционного поташа предлагаемым новым способом приведена на фиг.2.

Далее приведены пример 1 практического осуществления способа переработки содопоташного раствора с молярным индексом калийной щелочи 70% на карбонатную соду и сульфат калия с балансом материального потока солей и растворов в технологическом цикле и пример 2 практического осуществления способа переработки содопоташного раствора аналогичного состава на карбонатную соду сульфат калия с выделением части калийной щелочи в виде продукционного поташа.

Схемы практического осуществления предлагаемого способа по примерам 1 и 2 даны в конце текста описания.

Формула изобретения

1. Способ переработки содопоташного раствора, получаемого при переработке нефелина, включающий концентрирующую выпарку исходного раствора, последующее упаривание с выделением соды и конверсию сульфата натрия с получением сульфата калия, отличающийся тем, что конверсию сульфата натрия проводят в смеси исходного содопоташного раствора после концентрирующей выпарки и маточного раствора после выделения соды при концентрации титруемой щелочи в смешанном растворе 275 ± 5 г/л в пересчете на Na₂O с дозировкой смешанного раствора на конверсию сульфата натрия из расчета обеспечения молярного индекса калия от суммы щелочей 51 ± 1% на стадии кристаллизации сульфата калия при температуре 35 - 40^oС, а соду выделяют из маточного раствора после выделения сульфата калия упариванием его до плотности 1,49 ± 0,01 кг/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть маточного раствора после выделения соды упаривают до плотности раствора 1,645 ± 0,005 кг/л с получением осадка двойной содопоташной соли, направляемой на конверсию сульфата натрия, и маточного раствора, подвергаемого охлаждению до 40 - 50^oС с получением осадка поташа и маточного раствора, направляемого на конверсию сульфата натрия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4