СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СОДОПОТАШНОГО РАСТВОРА Российский патент 2009 года по МПК C01D7/00 C01D5/00 

Способ переработки содопоташного раствора относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташного раствора, получаемого из низкокалийной нефелиновой руды.

Известен способ переработки содопоташного раствора с низким молярным индексом калийной щелочи по патенту РФ на изобретение №2264985 от 13 сентября 2004 года, рассматриваемый как наиболее близкий прототип заявляемого нового способа. Согласно известному способу содопоташный раствор, получаемый из нефелиновой руды с низким молярным индексом калийной щелочи, подвергают концентрирующей выпарке. Часть раствора после концентрирующей выпарки используют для перекристаллизации безводной соды.

Основное количество раствора после концентрирующей выпарки подвергают второй стадии выпарки с выделением в осадок чистой моногидратной соды при плотности упаренного раствора, равной 1,34-1,35 т/м³.

Маточный раствор после выделения из него моногидратной соды смешивают с маточным раствором безводной соды с доведением молярного индекса калия в смешанном растворе до 52-54%. В смешанный раствор дозируют расчетное количество беркеитовой соли или сульфата натрия для конверсии избыточного поташа в технологическом цикле в сульфат калия. Далее смешанную суспензию подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению до температуры 35-40°С с выделением в осадок сульфата калия при плотности охлажденного раствора, равной 1,40-1,41 т/м³. Часть маточного раствора сульфата калия возвращают в технологический цикл глиноземного производства в качестве оборотной соды для приготовления нефелиновой шихты. Остальное количество маточного раствора сульфата калия далее подвергают третьей стадии выпарки с выделением в осадок безводной соды, загрязненной примесями поташа, сульфата и хлорида калия при плотности заданного раствора 1,47-1,48 т/м³. Выделенную в осадок безводную соду подвергают перекристаллизации раствором концентрирующей выпарки при температуре 60-80°С в течение 2-х часов с дозировкой 1,5 м³ раствора на одну тонну безводной соды с получением в осадке моногидратной соды, очищенной от примесей поташа, сульфата и хлорида калия.

Технологическая схема переработки содопоташного раствора известным способом приведена на фиг.1. На фиг.2 приведен ожидаемый баланс материального потока в технологическом цикле в процессе практического осуществления переработки содопоташного раствора, получаемого из Кия-Шалтырской нефелиновой руды известным способом.

Основным недостатком известного способа является использование в качестве оборотной соды для приготовления нефелиновой шихты маточного раствора сульфата калия. С маточным раствором сульфата калия возвращается в технологический цикл глиноземного производства большое количество поташа, сульфата и хлорида калия, что приводит к завышенным потерям калийной щелочи в технологическом цикле глиноземного производства при спекании нефелиновой шихты и выщелачивании спека. Содопоташный раствор, поступающий в технологический цикл содового производства, содержит много поташа, сульфата и хлорида калия, что снижает выход моногидратной соды из содопоташного раствора, соответственно возрастает удельный поток содопоташного раствора на переделах выделения сульфата калия и безводной соды. Соответственно, на этих переделах возрастают эксплуатационные и энергетические затраты производства.

Технической задачей заявляемого изобретения является устранение перечисленных недостатков известного способа переработки содопоташного раствора, снижение потерь калийной щелочи в технологических циклах глиноземного и содового производства, снижение эксплуатационных и энергетических затрат в технологическом цикле содового производства.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки содопоташного раствора, получаемого из низкокалийной нефелиновой руды, включающем концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок чистой моногидратной соды, выделение сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды с дозировкой в него маточного раствора безводной соды из расчета повышения молярного индекса калия в смешанном растворе до 52-54% и дозировкой в смешанный раствор беркеитовой соли или сульфата натрия для конверсии избыточного в технологическом цикле поташа в сульфат калия, выделение из маточного раствора сульфата калия безводной соды, загрязненной примесями поташа сульфата и хлорида калия, перекристаллизацию выделенной безводной соды раствором концентрирующей выпарки с получением моногидратной соды, очищенной от примесей поташа, сульфата и хлорида калия, отличающемся тем, что в качестве оборотной соды для приготовления нефелиновой шихты возвращают в технологический цикл глиноземного производства мелкую фракцию безводной соды, репульпированную исходным содопоташным раствором.

На фиг.3 приведена технологическая схема переработки содопоташного раствора заявленным способом.

На фиг.4 приведен ожидаемый баланс материального потока и полученных товарных продуктов при практическом осуществлении переработки содопоташного раствора, получаемого из Кия-Шалтырской нефелиновой руды заявляемым способом.

Из приведенных в фиг.4 ожидаемых данных материального баланса, достигаемых в заявляемом способе, в сопоставлении с приведенными в фиг.2 данными, достигаемыми в известном способе, следует, что в заявляемом новом способе с оборотной содой возвращаются в технологический цикл глиноземного производства в 1,8 раза больше соды, 9,0 раз меньше поташа, 1,5 раза меньше сульфата калия и 19 раз меньше хлорида калия.

За счет этого в технологическом цикле глиноземного производства снижается молярный индекс калия, соответственно снижаются потери калийной щелочи на переделе спекания нефелиновой шихты и при выщелачивании нефелинового спека. В содопоташном растворе, поступающем в технологический цикл содового производства, снижается молярный индекс калийной щелочи до 11,3% в сопоставлении с 17% в известном способе.

За счет этого в новом способе увеличивается выход чистой моногидратной соды из содопоташного раствора на первой стадии выпарки на 35% по сравнению с известным способом. В соответствии с ним в новом способе сокращаются удельные потоки растворов на переделах выделения сульфата калия и выделения безводной соды на 35 и 26%, за счет чего соответственно сокращаются эксплуатационные и энергетические затраты производства на этих переделах.

За счет возврата мелкой фракции безводной соды на приготовление нефелиновой шихты подвергается перекристаллизации крупная фракция безводной соды с получением крупнокристаллической моногидратной соды.

Изобретение может быть использовано при переработке содопоташного раствора, получаемого из низкокалийной нефелиновой руды. В способе переработки содопоташного раствора проводят концентрирующую выпарку исходного содопоташного раствора и последующую его выпарку с выделением в осадок чистой моногидратной соды. Из маточного раствора моногидратной соды выделяют сульфат калия, дозируют в него маточный раствор безводной соды, доводят молярный индекс калия в смешанном растворе до 52-54%, выделяют из маточного раствора безводную соду, загрязненную примесями поташа, сульфата и хлорида калия, и проводят перекристаллизацию крупной фракции полученной безводной соды с получением очищенной от примесей моногидратной соды. Мелкую фракцию безводной соды, репульпированную исходным содопоташным раствором, направляют в качестве оборотной соды в технологический цикл глиноземного производства. Изобретение позволяет снизить потери калийной щелочи в технологических циклах глиноземного и содового производств, а также эксплуатационные и энергетические затраты в технологическом цикле содового производства. 4 ил.

Способ переработки содопоташного раствора, получаемого из низкокалийной нефелиновой руды, включающий концентрирующую выпарку исходного содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок чистой моногидратной соды, выделение из маточного раствора моногидратной соды сульфата калия с дозировкой в него маточного раствора безводной соды с доведением молярного индекса калия в смешанном растворе до 52-54%, выделение из маточного раствора безводной соды, загрязненной примесями поташа, сульфата и хлорида калия, перекристаллизацию полученной безводной соды с получением очищенной от примесей моногидратной соды, отличающийся тем, что перекристаллизации подвергают крупную фракцию безводной соды, а мелкую фракцию безводной соды, репульпированную исходным содопоташным раствором, направляют в качестве оборотной соды в технологический цикл глиноземного производства.