СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СОДОПОТАШНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 1998 года по МПК C01D7/00 

Способ относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташных растворов, получаемых при переработке нефелиновых руд на глинозем и содопоташные продукты.

Известен способ, используемый в промышленности для переработки содопоташного раствора, получаемого из низкокалийной кия-шалтырской нефелиновой руды, при котором молярный индекс калийной щелочи в получаемом исходном содопоташном растворе не превышает 19-20%.

Принципиальная технологическая схема, используемая для переработки содопоташного раствора с низким молярным индексом калийной щелочи по этому способу, приведена на фиг.1. Согласно этой схеме, исходный содопоташный маточный раствор после его предварительной концентрирующей выпарки в многокорпусной выпарной батарее и смешения с оборотной двойной содопоташной солью, получаемой на последующей стадии, подвергают второй стадии выпарки до достижения плотности упаренного раствора до 1,41-1,42 г/см³ с выделением в осадок моногидратной продукционной соды. Молярный индекс калийной щелочи в упаренном маточном растворе при этом возрастает до 50-52%. После выделения моногидратной соды маточный раствор охлаждают до 35-40^oC с выделением из него в осадок кристаллов сульфата калия. Очищенный от сульфатной соли маточный раствор подвергают повторной упарке до достижения плотности упаренного раствора до 1,49-1,51 г/см³ с выделением в осадок безводной продукционной соды. Молярный индекс калийной щелочи в упаренном растворе при этом возрастает до 69-79%. Маточный раствор после отделения от карбонатной соды подвергают дальнейшей упарке до достижения плотности упаренного раствора до 1,645-1,647 г/см³ с выделением в осадок двойной содопоташной соли (Na₂CO₃, K₂CO₃), которую возвращают в голову технологического цикла. Молярный индекс калийной щелочи в упаренном маточном растворе при этом возрастает до 97-98%. Маточный раствор после отделения от двойной соли подвергают охлаждению до 35-40^oC в вакуумных кристаллизаторах с выделением в осадок полутораводных кристаллов продукционного поташа. Маточный раствор после выделения из него поташа делится на две части. Одна часть раствора возвращается обратно в технологический цикл для смешения с маточным раствором безводной продукционной соды. Вторую часть маточного раствора поташа возвращают в технологический цикл глиноземного производства для вывода накапливающихся в технологическим цикле содопоташного производства каустического щелочи, алюмината натрия и других солей.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого способа может рассматриваться способ, используемый для переработки содопоташного раствора, получаемого при переработке кольского нефелинового концентрата. Молярный индекс калийной щелочи в содопоташном растворе при этом составляет 37-40% [1].

Технологическая схема переработки содопоташного раствора по этому способу приведена на фиг.2. В отличие от первого способа, при переработке кольского нефелинового концентрата с более высоким молярным индексом калийной щелочи продукционную соду из содопоташного раствора выделяют в одну стадию в виде безводной карбонатной соды путем упарки исходного содопоташного раствора до плотности 1,49-1,51, при которой молярный индекс калийной щелочи в упаренном маточном растворе возрастает до 70%. Указанные выше способы пригодны для переработки растворов с молярным индексом калия не выше 65%.

Целью предлагаемого способа является разработка нового способа, пригодного для переработки содопоташных растворов, получаемых из высококалийных нефелиновых руд, при которых молярный индекс калийной щелочи в исходном маточном растворе будет превышать 65-70%.

Технологическая схема предлагаемого нового способа для осуществления переработки высококалийных содопоташных растворов приведена на фиг.3. Согласно этому способу, исходный содопоташный раствор после предварительной концентрирующей выпарки до плотности 1,46-1,47 подвергают второй стадии выпарки до достижения плотности упаренного маточного раствора 1,64-1,645 с выделением в осадок двойной содопоташной соли (NaH₂CO₃, K₂CO₃). При этом молярный индекс калийной щелочи в упаренном растворе достигает до 97-98%. Выделенную в осадок двойную содопоташную соль растворяют промывными водами, получаемыми от промывки содовых выпарных батарей и другой технологической аппаратуры, с доведением плотности получаемого раствора после растворения двойной соли до 1,4-1,42. При необходимости для растворения двойной содопоташной соли используется часть исходного содопоташного раствора. Приготовленный раствор двойной соли подвергают упарке до достижения плотности упаренного маточного раствора до 1,49-1,51 с выделением в осадок безводной продукционной соды. Маточный раствор после отделения от продукционной соды возвращают в голову технологического цикла, где его смешивают с исходным содопоташным раствором перед его упаркой на стадии выделения двойной содопоташной соли. Упаренный маточный раствор после выделения из него двойной содопоташной соли подвергают вакуумному охлаждению до t-35-40^oC с выделением в осадок кристаллов продукционного полутораводного поташа (K₂CO₃• 1,5 H₂O). Маточный раствор после выделения продукционного поташа делят на две части. Одну часть маточника поташа возвращают в голову технологического цикла на стадию выделения двойной содопоташной соли. Вторую часть маточного раствора поташа направляют в технологический цикл глиноземного производства для вывода из технологического цикла содопоташного производства накапливающихся в нем примесей каустической щелочи, алюминатного раствора и других солей. При необходимости из раствора двойной соли перед его упаркой для выделения соды выделяют сульфат калия путем его охлаждения до 35^oC.

Ниже приведен пример практического осуществления переработки содопоташного раствора с молярным индексом калийной щелочи 70% на соду и поташ предлагаемым способом. На фиг.4 приведены примеры практического осуществления переработки содопоташного раствора с молярным индексом калийной щелочи 70% на соду и поташ предлагаемым новым способом.

Использование изобретения относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташных растворов при переработке нефелиновых руд на глинозем и содопродукты. Сущность: согласно изобретению исходный содопоташный раствор с высоким молярным индексом калийной щелочи упаривают до плотности 1,64-1,645к/л с выделением в осадок двойной содопоташной соли, которую растворяют промывными водами, и из полученного раствора путем его упарки до плотности 1,49-1,51 кг/л выделяют в осадок безводную продукционную соду. Маточный раствор после выделения соды возвращают в голову технологического цикла для смешения с исходным содопоташным раствором после его концентрирующей выпарки. Из маточного раствора после выделения двойной соли путем его охлаждения до 35-40^oС выделяют в осадок продукционный полутораводный поташ. Маточный раствор после выделения поташа возвращают в головку технологического цикла на стадию выделения двойной содопоташной соли. Технический результат, достигаемый по данному изобретению, - обеспечение возможности переработки содопоташных растворов, получаемых при переработке высококалийных нефелиновых руд. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ переработки содопоташных растворов, включающий политермическую упарку содопоташного раствора в выпарных батареях с выделением из него продукционной соды, поташа и оборотной двойной содопоташной соли, отделяемых от упариваемого раствора в центрифугах, промывку выпарных батарей и центрифуг с получением промывных вод, отличающийся тем, что исходный содопоташный раствор упаривают до плотности 1,64 - 1,645 с выделением двойной содопоташной соли, растворяют ее промывными водами и полученный раствор упаривают до плотности 1,49 - 1,51 с выделением в осадок безводной продукционной соды. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на растворение двойной содопоташной смеси подают 20 - 30% исходного содопоташного раствора.