Способ выделения хлоридов и сульфатов натрия,калия,магния из растворов при переработке полиминеральных калийных руд

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополиктельное н явт. свид-ву (22) Заявлено 22.06.77 (21) 2503101/23-26 с присоединением заявки K (23) Приоритет (5! )М. Кл.

С Ol Р 3/08

Гооударставииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано, 30;09.81 .

Бюллетень ¹ 36 (53 ) УД К.621.564.31 (088.8) Дата опубликования описания 30.09.81

Г. П. Баранов, В. М. Ковзень, Н. В. Хабер, 3, В. Наэаревич, И. К. Миньков, Л. Г. Пришляк, Л, А. Федорова, Ю. А. Дурицкая, P. М. Чих, Ю. Г. Дубровский, и М. А. Белышев (72) Авторы изобретения

I ! с с (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХЛОРИДОВ И СУЛЬФАТОВ НАТРИЯ, КАЛИЯ; МАГНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ

ПОЛИМИНЕРАЛЬНЫХ КАЛИЙНЫХ РУД

Изобретение относится к технологии комплексной переработки полимерных калийных руд, содержащих хлоридно-сульфатные соли калия, натрия и магния, и может быть использовано для раздельного вьщеления солей при глубоком концентрировании морской воды выпариванием.

Известен способ переработки полиминеральных калийных руд, содержащих хлоридно-сульфатные соли калия, натрия и магния, включающий приготовление шенитового раство10 ра, кристаллизацию шеннта прн охлаждении раствора, отделение его от маточного раствора, выпаривание раствора и вьщеленне искусственного каинита, введение хлористого кальция и отделение гипса, последующее выпаривание: т5 раствора и кристаллизацию карналлнта. С целью повышения выхода шеннта эа счет увеличения полноты выделения сульфатов в твердую фазу .,и уменьшения расхода хлористого кальция упариванне раствора при получении нскусствен20 ного каинита ведут сначала прн 60-8(fC до концентрации ионов магния 5,0-5,5 вес. %. с выделением хлоридов калия, натрия и шенита, а затем упаривают при 95-105 С до содеро

2 жания ионов магния 6,0 - 7,0 вес. % и отделяют кристаллы искусственного каиннта (1)..

Недостатком известного способа является то, что искусственный. каиннт содержит значительное количество хлористого натрия, ухудшающего технологические показатели на стадии кристаллизации шенита. Высокая конечная температура канннтовой суспензии (95 - 105оС) не позволяет использовать для отделения твердой фазы вакуум-фильтры н центрифуги, применение которых ограничено температурами соответственно 60 и 80 С. Указанные недостатки снижают выход и качество выделяемых продуктов, а также затрудняют выбор фильтровального оборудования для разделения каинитовой суспензии.

Цель изобретения - повышение выхода и качества получаемых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что способ вьщеления хлоридов и сульфатов натрия, калия и магния из растворов при переработке лолиминеральных калийных руд заключается в выпаривании раствора до концентрации ионов магния 4,2-4,3 вес.%, отделении поваренной со.

867877

55 ли, повторном выпаривании раствора при 6070 90-95О, 100-105, и 70-80 С до концентрации ионов магния 4,8-4,9; 5,2-5,3; 5,7-6,0 и 6,4-6,7 вес.% соответственно, а после отделения каинитовой суспензии раствор осветляют, охлаждают и отделяют хлористый калий.

Снижение степени концентрирования раствора по магнию на стадии кристаллизации NaCI в предлагаемом способе по сравнению с известным приводит к уменьшению выпадения примесей, а следовательно, и к повышению чистоты получаемой поваренной соли. Последующее выпаривание раствора на стадии получения искусственного каинита до содеужания ионовМд+

4,8-4,9 % с выделением загрязненной поваренной соли и возврат ее на предыдущую стадию . для перекристаллизации позволяет увеличить выход NBCI в готовый продукт. При концентрировании раствора по ионам Mg свыше 4,8-4,9 % выделение NaCI в твердую фазу резко уменьшается. Это позволяет получать искусственный каийит с низким содержание".л хлористого натрия.

Выпаривание раствора при 90-95 С в интервале концентрации ионов Мд+2от 4,8-4,9 до

5,2-5,3 % сопровождается переходом в твердую фазу сульфатов, в основном, в виде леонита. Указанный интервал концентрирования раствора является очень важным и, в значительной степени, обусловливает полноту выделения сульфатов в твердую фазу на всей стадии получения искусственного каинита. Если этот интервал концентраций по Mg âûäåðæèâà ется, то при последующем выпаривании раствора происходит более глубокое выделение сульфатов в твердую фазу и содержание сульфат иона в жидкой фазе составляет менее 5 вес.%, Дальнейшая ступенчатая упарка суспензии сначала при 100-105. С до содержания ионов о

Mg+ в жидкой фазе 5,7-6,0 %, а затем при

70-80 С до конечного содержания ионов

Mg+ в жидкой фазе 6,4-6,7 вес% приводит к вьщелению в твердую фазу лангбейнита каинита и сильвина с образованием сравнительно крупных кристаллов.

Предусмотренное в предлагаемом -способе выделение хлористого калия охлаждением осветленного раствора (после отделення кристаллов искусственного каинита) позволяет устранить при кристаллизации KCI повышение содержания сульфат-иона в растворе за счет ликвидации перехода сульфатов иэ твердой, фазы в жидкую и тем самым сократить рас/ ходы реагентов (хлористого кальция) на стадии химического обессульфачивания раствора.

Способ осуществляется по следующей технологической схеме.

В первом корпусе батареи раствор выпаризают при 60-70 С до концентрации ионов е

Mg 24,8-4,9 вес.!с с выделением кристаллов поваренной соли, содержащей примеси калийно-магниевых солей. Полученную суспензию разделяют на гидроциклонах. Загрязненную, поваренную соль направляют на стадию получения чистой повар нной соли, а маточник последовательно выпаривают при 90-95

100-105 и 70-80 С соответственно до концентрации ионов Mg+ 5,2-5,3; 5,7-6,0 и

6,4-6,7 вес.% с выделением в твердую фазу искусственного каинита. Искусственный каинит отделяют на гидроциклонах, а маточный раствор после осветления.в отстойнике охлаждают1 до 30 С в вакуум-кристаллизяторах с полуо ченнем кристаллов хлористого калия, Кристаллический хлористый калий отделяют от маточного раствора и смешивают с искусственным. каинитом, а раствор направляют на стадию обес- сульфачивания.

Пример 1. 150 т раствора выпаривают до концентрации ионов Mg2t4,2 вес. % с выделением в. твердую фазу 8,1 т чистой поваренной соли, которую отделяют на центрифугах. Оставшиеся после отделения поваренной соли 100 т раствора выпаривают сначала при

60-70О С до концентрации ионов Mg2 4,7 вес.%.

При этом выделяются 1,5 т,хлористого натрия (галита), содержащего 7-8 вес.% примесей. Загрязненную поваренную соль отделяют на гидроциклонах и направляют на стадию получения чистой поваренной соли. Раствор в количестве

86,5 т выпаривают последовательно при 9095 С до содержания ионов Mg +5.15 вес%, затем при 100-105 С до содержания ионов

Mg 5,7 вес.% и далее при 75-80 С до содер2+ о

З5 жания ионов Мд в жидкой фазе 6,3-6,35 вес.%.

В процессе упарки выделяется 16,22 т искусственного каинита, содержащего 5 т (31 вес.%) поваренной соли. Полученную каинитовую суспензию сгущают на гидроциклонах или в отстой4О нике до Ж:Т: 1:1 и направляют на вакуумфильтры. После фильтрации маточник в количестве 34,5 т охлаждают до 30 С. При охлаждении вьщеляют 1,9 т твердой фазы, содер.жащей до 80 % KCI, которую отделяют на гид45 роциклонах и смешивают с искусственным каи.нитом. 29,1 т раствора, содержащего 3,34 вес.%

$04, направляют на стадию обессульфачивания.

Пример 2, 157 т раствора выпаривают до концентрации ионов Mg2+4,3 вес.% с вьще5а пением в твердую фазу 8,9 т поваренной соли, которую отделяют на центрифугах. Оставшиеся после отделения кристаллов поваренной соли

100 т раствора выпаривают сначала при 6070 С до концентрации ионов Mg +4,8 вес.%.

При этом выделяется 1,9 т хлористого натрия (галита), содержащего до 10 % примесей.

Загрязненную поваренную соль отделяют на гидроциклонах и направляют на стадию полу77 6 загрязненной поваренной соли (до концентрации ионов Mg +4,7 вес. % и ниже) приводит к увеличению содержания хлористого натрия (галита) в искусственном каините до 30-35 вес.% (пример 1).

Превышение указанных пределов концентрир

,вання раствора на всех стадиях его упарки (пр мер 3) приводит к значительному загрязнению хлористого натрия калийно-магниевыми солями, что делает невозможным его использование на стадии получения чистой поваренной соли и выделению в большом количестве кристаллов карналлита, загрязняющего искусственный каинит.

Проведение процесса по предлагаемому способу в оптимальном технологическом режиме (пример 2) позволяет увеличить выход чистой поваренной соли, снизить содержание хлористого натрия в искусственном каините до

12-14 вес.%, увеличить извлечение в твердую фазу калия на 10 вес.%, сульфат-иона на 45 вес. % и тем самым повысить выход искусственного каинита на 20 %. Предлагаемый способ показывает значительные технологические преимущества перед существующими. Ожидаемый экономический эффект по ориентировочным расчетам составляет 1,6 млн. руб. в год.

ВНИИПИ Заказ 8228/27 Тираж 508 Подписнос

Филиал ППП"Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

5 8678 чения чистой поваренной соли. Раствор в количестве 85,0 т вьшаривают последовател,но при

90-95 С до содержания ионов Mg 5,25 вес.%, далее при 100-105 С до содержания ионов

Mg2 5,75-5,8 вес.%, затем при 75-80 С до содержания ионов Mg2 6,4-6,5 вес.%. В процессе упарки вьщеляется 19,5 т искусственного каинита, содержащего 2,6 т 13,3 вес.% поваренной соли. Полученную каинитовую суспензию сгущают на гидроциклонах или в отстой- 10 нике до Ж: Т - 1: 1 и фильтруют на вакуум-фильтрах. После фильтрации маточник о в количестве 29 т охлаждают до 30 С, Выделившуюся при охлаждении твердую фазу в количестве 1,6 т, содержащую до 80 вес. % 15

КО, отделяют на гидроциклонах и смешивают с искусственным каинитом. 25 т раствора, 2содержащего 2,84 вес.% $04, направляют на стадию обессульфачивания.

Пример 3. 157 т раствора выпаривают до концентрации ионов Мцбн+4,3 вес.% с выделением в твердую фазу 8,9 т поваренной соли, которую отделяют на центрифугах.

Оставшиеся после отделения кристаллов пова-. ренной соли 100 т раствора выпаривают сна- „ чала при 60-70 С до концентрации ионов Mg

5,0 вес.%. При этом выделяется 4,3 т хлористо.

1 го натрия (галита), содержащего 18-20 вес.% йримесей. Загрязненную поваренную соль отделяют на гидроциклонах и направляют на стадию получения чистой поваренной соли.

После отделения твердой фазы раствор в количестве 78 т выпаривают последовательно цри 90-95 С до содержания ионов Мп2+5,35о

5,4 вес.% затем нри 100-105 С до содержания ионов Mg 5,9-6,0 вес.% далее при 75-80 С до содержания ионов Mg .7.0 вес.%. В процесс« се упарки въщеляется 20,1 т искусственного каинита, содержащего 2,3 т (11,5%) поваренной соли и 1,5 т (7,5 %) карналлита. Полученную каинитовую суспензию сгущают на г дроциклонах . 40 или отстойнике до: Ж: Т = 1: 1 и направляют на вакуум-фильтры. После фильтрации маточник в количестве 25 т охлаждают до 30 С. Выделившуюся при охлаждении твердую фазу в количестве 15,55 т, содержащую до 72 % KCI, отделяют на гидроциклонах и смешивают с искусственным каинитом. Маточный раствор в количестве 21 т, содержащий 2,8 вес.%

2804, направляют на стадию обессульфачивания.

Как видно из приведенных примеров, недос- 50 таточная упарка раствора на стадии выделения

Формула изобретения

Способ выделения хлоридов и сульфатов натрия, калия, магния из растворов при переработке полиминеральных калийных руд, вклюо чающий выпаривание раствора при 60-70 С, отделение поваренной соли, повторное выпаривание раствора, сгущение и фильтрацию каинитовой суснензии, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и степени чистоты продуктов, выпаривание раствора на, стадии вьщеления поваренной соли ведут до концентрации ионов магния 4,2 - 4,3 вес. %, повторное выпаривание раствора ведут при 6070 С, 90-95 С, 100-105 С и 70-80 С до концентрации ионов магния 4,8-4,9 вес. %, 5,2-5,3 вес. %,5,7-6,0 вес. % и 6,4-6,7 вес. % соответственйо, а после отделения каинитовой суспензии раствор осветляют, охлаждают и отделяют хлористый калий.

Источники информации, «принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке

У 2398187/23-26, кл. С 01 0 3/08, 1976.