Способ выделения калийных и магниевых солей из шенитовых растворов

 

Союз Советскик

Социалистических

Республим

<1ц882915

+ с (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (53) м. кл.з (22) Заявлено 020879 (21) 2805058/23-26 с присоединением заявки Ho— (23) Приоритет

Опубликовано 2Ы181.Бюллетень N9 43

Дата опубликования описания 2311.81

С 01 В 3/08

Государственный комитет

С С С P по делам нзобретеннй н открытий ($$) /PE(661.42 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.С. Дубиль, С.Т. Вовк, И.В. Жаровский

Р.М. Чих, С.И. Пришляк, И.П. Мартынец ч, !

Калушское производственное объединени и Львовский ордена Ленина политехниче им. Ленинского комсомола (71) Заявители (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ КАЛИЙНЫХ И МАГНИЕВЫХ

СОЛЕЙ ИЗ ШЕНИТОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к переработке хлормагниевых рассолов, содержащих магний, с получением растворов хлористого магния.

Хлоридные соединения получают иэ естественных (природных) рассолов,содержащих магний,а также из искусственных растворов, получающихся при комплексной переработке галургическим способом поли- О минеральных руд, например полиминеральных руд Прикарпатья.

Для предотвращения накопления хлористого магния в оборотном маточном шенитовом щелоке и поддержания высокой растворимости калийсодержащих минералов руды в растворяющем щелоке. технологическая схема переработки полиминеральных руд Прикарпатья галургическим методом предусматривает вывод части. оборотного маточного ше- 20 нитового щелока из основного цикла и выделение из него солей калия (сильнина, каинита и карналлита и магния выпариванием последовательно в три стадии для получения концентрированных растворов хлористого магния.

Однако эти способы не дают воэможности получать высокую степень извлечения калийных и магниевых солей, искусственный каинит хорошего 30 качества и каинитовый щелок с повышенным содержанием магния и пониженной концентрацией сульфат-ионов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ выделения калийных и магниевых солей из шенитовых растворов.

Выделение калийных и магниевых солей и получение концентрированных растворов хлористого магния из вы.водимой части маточного шенитового раствора достигается выпариванием его с отделением поваренной соли, повторным выпариванием с отделением сильвина и искусственного каинита, обессульфачиванием раствора хлористым кальцием и выделением крналлита из вновь упаренного раствора.

Выпаривание раствора с выделением каинита проводят в двухкорпусных вакуум-выпарных установках в две ступени при температурах раствора 100110оС íà первой ступени и 70-80оС на второй ступени с задельными интенсвивностями удаления воды по ступеням соответственно 220-320 кг/м ч и 450-600 кг/м ч (11 ..

Однако при температурах раство- ра 70-80 С на второй ступени (второй

882915 корпус) вследствие высокой удельной интенсивности удаления воды из раствора выпариванием и кристаллизацией скорость. образования новых кристаллов каинита превышает скорость их роста, что приводит к получению высокодисперсных суспензий каинита, которые плохо фильтруются, и не даЕт воэможности проводить глубокую упарку раствора, обеспечивающую бо. лее высокую степень регенерации калийных и магниевых солей из маточного шенитового раствора. При этом получают плохо осветленный каинитовый маточник с низким содержанием хлористого магния и высоким содержанием сульфата магния (сульфат-ионов), на обессульфачивание и выпарку которого з атрачивается большое количество соответственно хлористого кальция и энергии.

Недостатком известного способа также являются потери большого количества маточника с большими объемами мелкокристаллических осадков каинита.

Цель изобретения — получение крупнокристаллического каинита повышение степени его чистоты, сокращение времени фильтрации, снижение расхода хлористого кальцйя и снижение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения калийных и магниевых солей из шенитовых растворов, включающему выпаривание раствора, отделение поваренной соли, повторное выпаривание раствора в две ступени, сначала при 100110ОС и удельной интенсивности удаления воды 220-320 кг/м ч, а затем при 70-80ОС, выделение каинита, обессульфачивание раствора хлористым кальцием и отделение карналлита из вновь упаренного раствора, упаривание при 70-80ОС ведут с удельной интенсивностью удаления воды 50250 кг/м ч.

В существующих вакуум-выпарных аппаратах, не уменьшая мощности подвода тепла на выпаривание воды (не снижая производительности вакуумвыпарных установок), удельную интенсивность удаления воды иэ раствора

50-250 кг/м ч достигают, например, увеличением объема раствора в циркуляционном контуре (увеличением продолжительности пребывания раствора, в процессе выпарки и кристаллизациФт), за счет включения в циркуляционную схему второго корпуса смесителя-кристаллизатора. Растворы выпарного аппарата и смесителя"кристаллизатора постоянно смешиваются.

Для понижения удельной интенсивности удаления воды иэ раствора от

450 до 50-250 кг/м ч смешивают объе мы растворов выпарного аппарата и смесителя-кристаллиэатора в соотно5

t0

t5

И

65 шениях 1:0,8 (для получения удельной интенсивности удаления воды из раствора 250 кг/м ч) и 1:8 для получения удельной интенсивности удаления воды из раствора 50 кг/м ч.

При предлагаемой более низкой удельной интенсивности удаления воды из выпариваемого маточника в растворе создается меньшее пересышение, скорость образования новых кристаллов уменьшается, что приводит к укреплению образующихся кристаллов.

Суспензии крупнокристаллического искуственного каинита хорошо фильтруются захватывают с твердой фазой небольшое количество маточника, что дает возможность проводить более .глубокую упарку.

Большая глубина выпарки приводит к более полному выделению в осадок каинита улучшенного качества, повышению степени регенерации калия, сульфата магния и хлористого магния а также к повышению концентрации хлористого магния и понижению содержания сульфата магния в каинитовом маточнике .

Понижение содержания сульфат-ионов в каинитовом маточнике, в свою очередь, приводит к уменьшению расхода хлористого кальция на обессульфачивание раствора, а также энергетических затрат на выпаривание воды, поступающей с раствором хлористого кальция.

Пример 1. 100 т .упаренного на первой стадии маточного шенитового раствора среднего состава, вес.:

К1 4,22; И9 4,56, Иа+ 3,37, С1

18,11, 50 5,98 и Н20 63,76, подвергают вйпариванию в вакуум-выпарных установках при 75 С и интенсивности удаления воды из раствора

50 кг/м ч.

После упаривания получают 43,54 т каинитового щелока среднего состава, вес.Ъ: К+ 3,26; Mg + 6,32 Na

2,44; CR 23,51j S04 2,65 и HgO

61,82 и 29,46 т искусственного каинита среднего состава, вес.%: K

9 51, Mg++ 6,14i Na 7,83; Cf 26,73)

S04 16, 38 и H gO 33, 41, осветляющегося со скоростью 1,55 м/ч и занимающего объем осадка после тридцатиминутного отстаивания 35%, а также получают 27 т вторичного водяного пара.

Пример 2. 100 т упаренного на первой стадии маточного шенитового раствора среднего состава, вес.Ъ:

К 4,22у Mg<+ 4,56; Na+ 3,37 ; С9

18,11; 504 5,98 и Н20 63,76, подвергают выпариванию в вакуум-выпарных установках при 750C и интенсивности удаления воды из раствора

150 кг/м ч.

После упаривания получают 44, 37 т каинитового щелока среднего состава, вес.Ъ!K 3,31, Mg+< 6,18) Na+ г

882915

12,51, СГ 22,92; 50 3,01 и Н О

62,07 и 28,63 т искусственного каинита среднего состава, вес.%: K+

9, 60; Иц+ 6, 35, Na+ 7, 88 С8 27 с 78

S0 16,20 и Н О 32,18, осветлякщегося со с корост ью О, 75 м/ч и з анимающего объем осадка после тридцатиминутного отстаивания 46%, а также получают 27 т вторичного водяного пара.

Пример 3. 100 т упаренного на первой стадии маточника шенитового раствора среднего состава, вес.%:

Кс 4с22с Mg++ 4,56; Na 3,37, CR

18,11; SO+ 5,98 и Н О 63,76, подвергают выпариванию в вакуум-выпарных установках при 75ОС и удельной интен. l5 сивности удаления воды из раствора

250 кг/м ч.

После упаривания получают 44,10 т

Известный способ

Предлагаемлй способ

Показатели удельная интенсивность удаления воды, кг/м

50 150

250

525

5,98

6,18

6,32

5 67

22,40 21,50

20с 35

15,50

4,18

Эс31

3,76

8,75

64,92

66,39 65,13

23, 30

80с69 77,59

75,34

11,20

72,43

74с68 73с50

54, 71

3,96

3,98

4,03

3,48

0,61

1с07

1,07

1,07

0,32

0,28

0,21

0,94

1с39

1 с 35

1,28

1,55

Содержание магния в каинитовом щелоке, %

Содержание хлористого магния в каинитовом щелоке, %

Содержание сульфата магния в каинитовом щелоке, %

Степень регенерации калия на второй стадии выпарки, %

Степень регенерации сульфат а магния н а второй ст адин выпарки, %

Степень регенерации хлористого магния на третьей стадии выпаркк и кристаллизации, %

Расход упаренного на пер-вой стадии маточного шенитового щелока, т/т

Количество воды, выпариваемое на второй стадии выпарки, т/т

Количество воды, выпариваемое на третьей стадии выпарки, т/т

Общее количество воды, выпариваемое на второй и третьей стадиях выпарки, т/т каинитового щелока среднего состава, вес.%: К+ 3,36} Mg + 5,98; Na+ 2,60)

СВ 22,34; ЬО- 3 34 и Н 10 62,38, и получают 28,90 т искусственного каинита среднего состава, вес.%:

К 9,48 Mg + бс65 Na+ 7с69) С0

28,57, 504 15,59 и Н10 32,02, ос" ветляющегося со скоростью 0,30 м/ч и занимающего объем осадка после тридцатиминутного отстаивания 54%, а также получают 27 т вторичного водяного пара.

Технико-экономические показатели процесса переработки хлор-магниевых растворов по известному и предлагаемому способам выделения калийных и магниевых солей для получения одной тонны карналлитового раствора в пересчете на 31%-ный MgC12, при

75оС приведены в таблице.

882915

Продолжение таблицы

Предлагаемый способ

Показатели сивность удаления воды, /„, Э

150 250

Количество воды, вводимое с раствором хлористого кальция, т/т

0,434

0,183 0,208

0,231

Расход 32%-ного раствора хлористого кальция, т/т

0,452

0,191 0,217

0,241

Размеры кристаллов каинита, мкм

5-20

60-80

50-85

40-65

Расход пара на выпаривание щелоков, т/т

0,863

0,713 0,752

О, 7,44

Формула изобретения

Составитель Г. Целищев

: Редактор Н. Данкулич Техред g.Ãoëèíêà Корректор В. Бутяга, Заказ 10101/25 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

Предлагаемый способ обеспечивает по сравнению с известным образование более крупных кристаллов каинита и сокращение времени фильтрации суспензий, повышение глубины выпарки и степени регенерации калия, сульфата магния и хлористого магния, улучшение качества получаемых каинитового щелока и искусственного каинита, снижение удельного расхода хлористого кальция на обессульфачивание щелока, а также снижение энергетических затрат на выпаривание щелоков.

Спо соб выделе ни я к алий ных и магниевых солей из шенитовых раство- 40 ров, включающий выпаривание раствора, отделение поваренной соли, повторное выпаривание раствора в две

1 ступени, сначала при 100-110 С и удельной интенсивности удаления воды 220-320 кг/м ч, а затем при 7080 С, выделение каинита, обессульфачивание раствора хлористым кальцием. и отделение карналлита иэ вновь упаренного раствора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью получения крупйокристаллического каинита, повышения степени его чистоты, сокращения времени фильтрации,. снижения расхода хлористого кальция и снижения энергетических затрат, упаривание при 70-804С ведут с удельной интенсивностью удаления воды 50250 кг/м ч

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Регламент хлормагниевой обогатительной фабрики производственного объединения "Хлорвинил", 1973.