СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СОДОПОТАШНОГО РАСТВОРА Российский патент 2004 года по МПК C01D7/00 C01D5/00 

Способ относится к цветной металлургии, конкретно к комплексной переработке нефелиновых руд, содержащих щелочь с низким молярным индексом калия.

Известен способ переработки содопоташного раствора с низким молярным индексом калийной щелочи, осуществленный в промышленном масштабе на Ачинском глиноземном комбинате при комплексной переработке нефелиновой руды Кия-Шалтырского месторождения ("Производство кальцинированной соды и поташа при комплексной переработке нефелинового сырья". Авторы: Варламов М.Л., Беньковский С.В., Крачевская Е.Л., Романчиков И.В. и др. М.: "Химия", 1977 г., стр. 82-98).

По этому способу содопоташный раствор, получаемый из нефелиновой руды в технологическом цикле глиноземного производства, подвергают предварительно концентрирующей выпарке до заданной плотности упаренного раствора. Упаренный раствор смешивают с оборотной двойной содопоташной солью (Nа₂СО₃, К₂СО₃), получаемой на последующей стадии процесса. Смешанный с двойной солью содопоташный раствор далее подвергают второй стадии выпарки с выделением из него в осадок моногидратной соды при плотности упаренного маточного раствора 1,38-1,39 т/м³. Очищенный от моногидратной соды маточный раствор смешивают с оборотным маточным раствором безводной соды, получаемым на последующей стадии процесса. Смешанный раствор разбавляют водой и подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению до t - 35-40^oС с выделением в осадок сопутствующего в содопоташном растворе сульфата калия, при молярном индексе калия в смешанном маточном растворе 52-54%.

Очищенный от сульфата калия маточный раствор подвергают третьей стадии выпарки до достижения плотности упаренного раствора 1,47-1,49 т/м³ с выделением в осадок безводной соды при молярном индексе калия в маточном растворе, равном 67-70%. Часть очищенного от безводной соды маточного раствора возвращают на стадию выделения из содопоташного раствора сульфата калия. Другую часть раствора смешивают с оборотным маточным раствором поташа и подвергают четвертой стадии выпарки до достижения плотности упаренного маточного раствора до 1,64-1,65 т/м³, с выделением в осадок двойной содопоташной соли (Na₂CO₃•K₂СО₃), которую возвращают в голову процесса для смешения с исходным содопоташным раствором, после его концентрирующей выпарки.

Маточный раствор, очищенный от двойной содопоташной соли, разбавляют водой до снижения плотности раствора до 1,55 т/м³ и далее подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению до t - 25-30^oС с выделением в осадок сопутствующего в растворе солей хлорида и сульфата калия.

Очищенный от сопутствующих солей маточный раствор подвергают пятой стадии выпарки до достижения плотности упаренного раствора до 1,65-1,66 т/м³; упаренный раствор охлаждают до t - 40-50^oС с выделением в осадок полутороводного поташа (К₂СО₃•1,5 H₂O). Очищенный от поташа маточный раствор возвращают обратно в процесс на стадию смешения с маточным раствором безводной соды.

Как видно из указанного описания технологической схемы, способ переработки содопоташного раствора по действующей технологии очень сложен, связан с многократной выпаркой, охлаждением и нагревом содопоташных растворов, с большим оборотом промежуточных растворов и солей в технологическом цикле и связан с большими теплоэнергетическими и другими эксплуатационными затратами производства. Получаемая на второй стадии технологического цикла безводная сода загрязнена примесями карбоната, сульфата и хлорида калия.

Технической задачей изобретения является упрощение технологической схемы способа переработки содопоташного раствора, снижение теплоэнергетических и других эксплуатационных затрат производства и улучшение качества получаемой товарной соды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды, с низким молярным индексом калийной щелочи, включающим концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды, выделение безводной соды из маточного раствора сульфата калия, избыток карбонатной калийной щелочи, поступающей в процесс с содопоташным раствором нефелиной руды переводят в сульфат калия путем его конверсии эквивалентным количеством раствора сульфата натрия или серной кислоты, вводимыми в процесс со стороны на стадии выделения сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды.

Безводную соду, выделяемую из маточного раствора сульфата калия, подвергают очистке от примесей карбоната, сульфата и хлорида калия путем ее конверсии в содопоташном растворе на стадии его концентрирующей выпарки и всю соду выделяют из процесса очищенной.

На фиг.1 приведена технологическая схема переработки содопоташного раствора предлагаемым способом.

На фиг.2 приведен баланс практического осуществления переработки содопоташного раствора, получаемого из Кия-Шалтырской нефелиновой руды, заявляемым способом с конверсией избытка карбоната калия в процессе серной кислотой.

На фиг.3 приведен баланс практического осуществления переработки содопоташного раствора, получаемого из Кия-Шалтырской нефелиновой руды, заявляемым способом с конверсией избытка карбоната калия в процессе сульфатом натрия.

Согласно этому способу после концентрирующей выпарки, в исходном содопоташном растворе, подвергают перечистке безводную соду от примесей карбоната, сульфата и хлорида калия с выделением из него в осадок всей товарной соды в виде очищенной от примесей моногидратной соды. Маточный раствор моногидратной соды разбавляют расчетным количеством воды, дозируют в разбавленный раствор эквивалентное количество раствора сульфата натрия или серной кислоты для перевода избыточного количества карбоната калия в технологическом цикле в сульфат калия и далее его смешивают с оборотным раствором безводной соды до повышения в нем молярного индекса калия до 52-53%. Смешанный раствор подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению до t - 35-40^oС с выделением в осадок товарного сульфата калия. Маточный раствор сульфата калия подвергают последующей выпарке с плотностью упаренного раствора 1,47-1,49 т/м³ с выделением из него в осадок безводной соды, которую возвращают в голову технологического цикла для его перечистки от примесей на стадии концентрирующей выпарки исходного содопоташного раствора.

Маточный раствор безводной соды возвращают на стадию выделения сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды. При новом способе действующей технологической схемы переработки содопоташного раствора исключаются переделы выделения оборотной двойной соли, выделения хлорида калия и поташа.

При осуществлении переработки содопоташного раствора заявляемым способом из семи переделов технологического цикла сохраняются только четыре, удельные потоки растворов в технологическом цикле сокращаются на 20-25%, теплоэнергетические затраты производства снижаются на 17-20%. Улучшается качество получаемой товарной соды. При конверсии поташа сульфатом натрия дополнительно увеличивается количество получаемой товарной соды.

Способ переработки содопоташного раствора относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды, содержащей щелочь с низким молярным индексом калийной щелочи. Способ переработки содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды с низким молярным индексом калийной щелочи, включает концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды, выделение безводной соды из маточного раствора сульфата калия. Избыток карбонатной калийной щелочи, поступающий в процесс с исходным содопоташным раствором нефелина, переводят в сульфат калия путем его конверсии расчетным количеством раствора сульфата натрия или серной кислоты, вводимыми в процесс на стадии выделения сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды. Безводную соду, получаемую на второй стадии технологического цикла, подвергают очистке от примесей карбоната, сульфата и хлорида калия путем ее конверсии в исходном содопоташном растворе на стадии его концентрирующей выпарки и всю соду выделяют в виде очищенной от примесей моногидратной соды. Изобретение позволяет снизить энергозатраты и улучшить качество получаемой товарной соды. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ переработки содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды, с низким молярным индексом калийной щелочи, включающий концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды, выделение безводной соды из маточного раствора сульфата калия, отличающийся тем, что избыток карбонатной калийной щелочи, поступающей в процесс с содопоташным раствором нефелиновой руды, переводят в сульфат калия путем его конверсии эквивалентным количеством раствора сульфата натрия или серной кислоты, вводимыми в процесс со стороны на стадии выделения сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что безводную соду, выделенную из маточного раствора сульфата калия, подвергают очистке от примесей карбоната, сульфата и хлорида калия путем ее конверсии в содопоташном растворе на стадии его концентрирующей выпарки и всю безводную соду выделяют из процесса очищенной.