Способ получения хлористого калия

 

Изобретение относится к технике переработки мелкодисперсного хлористого калия, образующегося в производстве калийных удобрений из сильвинитовых руд. Способ включает растворение тонкодисперсного хлористого калия в воде с получением суспензии и последующую сушку суспензии с Ж:Т=0,7-1,5 в аппарате кипящего слоя при 110-135°С, при этом сушку суспензии ведут совместно с отфильтрованным хлористым калием, а доля суспензии в материале, поступающем на сушку, составляет 10-90%, при этом суспензию готовят на воде либо растворе хлористого калия, полученного, например, в системе мокрой газоочистки этого же аппарата. Способ предусматривает также использование циклонной пыли, образующейся в аппарате кипящего слоя при совместном обезвоживании отфильтрованного хлористого калия и суспензии. Технический результат состоит в упрощении процесса с получением хлористого калия с улучшенными физико-механическими свойствами, а также снижается содержание мелкодисперсных классов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технике переработки мелкодисперсного хлористого калия, образующегося в производстве калийных удобрений из сильвинитовых руд.

Широко известны способы укрупнения хлористого калия его классификацией с последующим горячим растворением мелкодисперного продукта и выделением из раствора при охлаждении укрупненного хлористого калия (см., например, "Пути дальнейшей интенсификации и повышения эффективности производства калийных удобрений" н-т конф. 28-30 мая 1985 г. , Пермь с.114-115, а.с. СССР N 1125191, кл. C 01 D 3/04, а.с. СССР N 1490082, кл. C 01 D 3/08 от 16.03.89).

Известные способы сложны в реализации и энергоемки, так как предусматривают переработку фактически готовой продукции по галургической технологии, связанной с большими энергозатратами на нагрев и охлаждение твердых и жидких фаз.

Известен способ получения хлористого калия, включающий растворение мелкодисперсного некондиционного хлористого калия в воде при расходе 0,3-1,0 мас. ч. воды на 1 мас.ч. хлористого калия с последующей сушкой суспензии в аппарате кипящего слоя при 110-130^oC - прототип (патент РФ N 2114784, кл. C 01 D 3/08 от 10.07.98). Способ позволяет решить проблему использования мелкодисперсного хлористого калия, однако сложен в реализации и энергоемок, так как предусматривает использование операций сгущения, фильтрации, а также необходимость утилизации части жидкой фазы в технологическом цикле основного производства.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить процесс с получением хлористого калия с улучшенными физико-механическими свойствами. Это достигается тем, что в отличие от известного способа, включающего растворение тонкодисперсного хлористого калия с получением суспензии с Ж:Т=0,7-1,5 в аппарате кипящего слоя при 110-135^oC, по предлагаемому способу сушку суспензии хлористого калия ведут совместно с отфильтрованным хлористым калием, например, полученным на флотационной или галургической фабриках, при этом доля суспензии в материале, поступающем на сушку, составляет 10-90%, а суспензию готовят на воде либо растворе хлористого калия.

По предлагаемому способу для приготовления суспензии используют циклонную пыль галургических или флотационных фабрик, мелкокристаллический продукт, полученный мокрой или сухой классификацией, а также циклонную пыль, образующуюся в аппарате кипящего слоя при совместном обезвоживании отфильтрованного хлористого калия и циклонной пыли, полученной из этого же аппарата.

Для приготовления суспензии хлористого калия может быть использована вода либо раствор хлористого калия, например, из системы мокрой газоочистки печи кипящего слоя.

Сущность способа состоит в следующем. Хлористый калий, полученный во флотационном или галургическом производстве, после фильтрации и сушки в аппаратах кипящего слоя содержит фракции -0,1 до 15%, а фракции -0,2 мм - до 30%, при этом в зависимости от скорости газов в слое эти фракции выносятся в систему газоочистки и улавливаются циклонами, либо, в основном, фракция -0,2 + 0,1 мм остается в печи и выводится через выгрузное устройство совместно с основным продуктом.

В соответствии с известным способом циклонную пыль растворяют в воде при расходе 0,3-1,0 мас.ч. воды на 1 мас.ч. мелкодисперсного хлористого калия с последующей сушкой суспензии с Ж:Т=0,7-1,5, подаваемой через пневматические форсунки в аппарате кипящего слоя при скорости газов 1,8-2,5 м/с и сопротивлении слоя до 600 мм вод. ст.

В отличие от известного способа по предлагаемому способу сушку суспензии хлористого калия ведут совместно с отфильтрованным хлористым калием, при этом доля суспензии в материале, поступающем на сушку, составляет 10-90%.

Отфильтрованный хлористый калий, как правило, имеет влажность 6-8% и подается непрерывно механическим забрасывателем в печь кипящего слоя. Суспензия мелкодисперсного хлористого калия подается в печь, например, через пневматические форсунки и готовится путем добавления воды к мелкодисперсному хлористому калию либо раствора хлористого кали, полученного, например, в системе мокрой газоочистки аппарата кипящего слоя.

Предлагаемый способ выгодно отличается от известного, так как при одновременном обезвоживании хлористого калия, поступающего с фильтров, и суспензии мелкодисперсного хлористого калия, подаваемой в кипящий слой через распылительное устройство, происходит укрупнение всего продукта за счет агломерации пылевых фракций на более крупных частицах отфильтрованного хлористого калия и их закрепление при обезвоживании жидкой фазы - насыщенного раствора хлористого калия с увеличением среднего размера частиц всего продукта.

По предлагаемому способу доля суспензии в материале, поступающем на сушку, составляет 10-90%.

В таблице приведен гранулометрический состав хлористого калия, полученного по предлагаемому способу совместной сушкой отфильтрованного хлористого калия и суспензии мелкодисперсного хлористого калия фракции -0,1 мм в аппарате кипящего слоя.

Из приведенных данных видно, что распыление суспензии мелкодисперсного хлористого калия при одновременной подаче хлористого калия с фильтра на сушку является эффективной операцией по агломерации циклонной пыли и способствует резкому снижению содержания мелкодисперсных классов в основной продукции без дополнительных операций по ее кондиционированию за счет классификации. Кроме того, распыление суспензии с одновременной сушкой основного продукта также способствует укрупнению частиц по сравнению с известным способом, так как по предлагаемому способу агломерация происходит на частицах продукции, имеющих значительно меньшую поверхность, чем у циклонной пыли.

Предлагаемый способ позволяет использовать для приготовления суспензии циклонную пыль, образующуюся в аппарате кипящего слоя при совместном обезвоживании отфильтрованного хлористого калия и суспензии мелкодисперсного хлористого калия. Это техническое решение позволяет использовать аппарат кипящего слоя как классификатор и получать полностью обеспыленный товарный продукт с возвратом всей циклонной пыли обратно в аппарат кипящего слоя наиболее экономически эффективным способом. Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет для приготовления суспензии использовать вместо воды раствор хлористого калия, полученный, например, при мокрой газоочистке отходящих газов. Это техническое решение позволяет получать дополнительный экономический эффект за счет сокращения потерь целевого продукта в тракте газоочистки и уменьшить расход тепла на сушку суспензии, содержащей не воду, а раствор хлористого калия.

Способ осуществляется следующим образом.

Тонкодисперсный хлористый калий, например циклонную пыль флотационных или галургических фабрик, растворяют с получением суспензии хлористого калия с Ж:Т=0,7-1,5 при интенсивном перемешивании в течение 10-30 мин. Полученную суспензию распыляют, например, через пневматические распылительные форсунки кипящего слоя, куда одновременно подают отфильтрованный хлористый калий, получаемый в основном производстве методом флотации или растворения-кристаллизации. Продукт сушат при 110-135^oC с получением высококачественного обеспыленного хлористого калия. Для приготовления суспензии с Ж:Т=0,7-1,5 может быть использован раствор хлористого калия, полученный, например, в системе мокрой газоочистки аппарата кипящего слоя, а в качестве тонкодисперсного хлористого калия - циклонная пыль, образующаяся в этом же аппарате кипящего слоя при совместном обезвоживании отфильтрованного хлористого калия и суспензии. Увеличение Ж:Т суспензии более 1,5 ведет к ухудшению технико-экономических показателей процесса сушки за счет затрат на удаление избыточного количества воды, а снижение Ж:Т менее 0,7 снижает текучесть суспензии и создает трудности по ее подаче в аппарат кипящего слоя.

Примеры осуществления способа Пример 1 100 мас. ч. циклонной пыли с температурой 80^oC флотационной фабрики ОАО "Уралкалий" растворяли в воде с получением суспензии с Ж:Т=1,0 в течение 20 мин. Расход воды при этом составил 50,4 мас.ч. Полученную суспензию распыляли через пневматические форсунки в кипящем слое аппарата КС, куда предварительно была загружена "подушка" из сухого хлористого калия до сопротивления в слое 600 мм вод. ст. Одновременно в аппарат через роторный забрасыватель подавали 225,6 мас.ч. хлористого калия с фильтров флотофабрики с влажностью 7%, при этом доля суспензии в материале, поступающем на сушку, составила 40% по массе. Суспензию и сырой хлористый калий сушили при 120-130^oC и скорости газов 2,1 м/с, а выгрузку готового продукта из аппарата через выгрузное устройство осуществляли непрерывно по мере роста сопротивления слоя. Получили продукт с содержанием класса -0,2+0,1 мм - 3,1%, класса -0,1 мм - 2,4%. Продукт по качеству отвечал требованиям ГОСТ 4568-83 на хлористый калий (K₂O -60,1%, H₂) - 0,8%) и соответствовал требованиям экспорта по содержанию класса -0,1 мм (не более 5%).

Пример 2.

В соответствии с примером 1 осуществляли совместное обезвоживание суспензии тонкодисперсного хлористого калия и сырого хлористого калия с фильтров галургического производства, но для приготовления суспензии с Ж:Т=1,5 использовали циклонную пыль, образующуюся в аппарате кипящего слоя при совместном обезвоживании хлористого калия и суспензии циклонной пыли, приготовленной из выгрузки циклонов этого же аппарата при доле суспензии в материале 80%. Получили продукт с содержанием класса -0,1 мм - 2,7%.

Пример 3 В соответствии с примером 1 осуществляли способ, где для приготовления суспензии с Ж:Т=1,3 использовали раствор хлористого калия с содержанием KCl - 22,4% из системы мокрой газоочистки этого же аппарата кипящего слоя. Получили продукт с содержанием класса -0,1 мм - 2,1%.

Формула изобретения

1. Способ получения хлористого калия, включающий растворение тонкодисперсного хлористого калия с получением суспензии и последующую сушку суспензии с Ж : Т = 0,7 - 1,5 в аппарате кипящего слоя при 110 - 135^oC, отличающийся тем, что сушку суспензии хлористого калия ведут одновременно с отфильтрованным хлористым калием, при этом доля суспензии в материале, поступающем на сушку, составляет 10 - 90%, а суспензию готовят на воде либо растворе хлористого калия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления суспензии используют циклонную пыль, образующуюся в аппарате кипящего слоя при совместном обезвоживании отфильтрованного хлористого калия и суспензии циклонной пыли, полученной из этого же аппарата.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве раствора хлористого калия используют раствор из системы мокрой газоочистки аппарата кипящего слоя.

РИСУНКИ

Рисунок 1