СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ Российский патент 2013 года по МПК B03B7/00 

Изобретение относится к технике получения хлорида калия из сильвинитовых руд их химическим или флотационным обогащением.

Широко известны способы получения хлорида калия, включающие флотационные методы обогащения калийных солей с применением реагентов или химические методы, основанные на процессах горячего растворения сильвина с последующей кристаллизацией из осветленных растворов целевого продукта, см., например, А.Б.Здановский. Галургия, Изд. «Химия», Л., 1972, с.430-466. Во всех методах образуются галитовые отвалы, которые после фильтрации направляются на отдельные площадки для хранения, и глинисто-солевой шлам, направляемый в шламохранилище, где шлам дополнительно сгущается, а осветленная жидкая фаза возвращается на калийные предприятия.

К недостаткам способов следует отнести необходимость создания шламохранилищ с большой поверхностью, в которых происходит накопление жидкой фазы за счет атмосферных осадков - до 500 мм в год на 1 м². Ложа шламохранилищ дренируют жидкую фазу, загрязняя грунтовые воды хлоридами, а в случае флотационного способа - и токсичными флотореагентами. Для создания емкости шламохранилища предусматривают обвалование выбранной территории дамбами, см., например, В.И.Белов, А.В.Соколов. Добыча и переработка калийных солей, Изд. «Химия», Л.О., 1971, с.293-294, а в настоящее время ведутся работы по закладке галитовых отвалов и шламов в выработанное пространство рудников. Однако для реализации данных технических решений необходимо время для появления таких пространств, при этом захоронить отходы калийных предприятий в полном объеме не представляется возможным.

Известно также раздельное хранение отфильтрованного глинисто-солевого шлама и галитового отвала, см., например, Способ размещения отходов обогатительных фабрик калийных предприятий, а.с. СССР №994727, кл. Е21С 41/00, публ. 10.08.83, Бюл. №5. Известный способ не нашел широкого применения из-за трудности раздельного складирования отходов калийных производств.

Известны способы получения хлорида калия из сильвинитовых руд, включая их химическое или флотационное обогащение, выделение галитового отвала, отстаивание, промывку и фильтрацию глинисто-солевого шлама - прототип, см. Р.С.Пермяков, С.В.Егоров, Г.Г.Колпиков, А.Г.Злобинский. Технология и автоматизация производства калийных удобрений, Изд. «Химия», Л.О., 1973, с.46-61.

Способ позволяет повысить извлечение хлорида калия из руды в целевой продукт за счет промывки твердых фаз, однако не исключает использование шламохранилищ. Транспортировка отфильтрованного глинисто-солевого шлама традиционными способами затруднена из-за налипания шлама на конвейерный транспорт, поэтому его разбавляют рассолом из шламохранилища и возвращают в него на хранение в виде суспензии.

Задачей предлагаемого изобретения является исключение из технологического цикла производства хлорида калия хранилищ глинисто-солевого шлама.

Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа получения хлорида калия из сильвинитовых руд, включающего их химическое или флотационное обогащение, выделение галитового отвала, отстаивание, промывку и фильтрацию глинисто-солевого шлама, по предлагаемому способу фильтрацию ведут на осадительно-фильтрующих центрифугах, полученный шлам смешивают с выделенным галитовым отвалом до получения однородной массы, смесь охлаждают до температуры ниже минус 2°С и хранят на открытых площадках.

Сущность способа получения хлорида калия из сильвинитовых руд как технического решения заключается в следующем.

В отличие от известного способа, включающего химическое или флотационное обогащение руд, выделение галитового отвала, отстаивание, промывку и фильтрацию глинисто-солевого шлама, по предлагаемому способу фильтрацию ведут на осадительно-фильтрующих центрифугах нового поколения, например, фирмы Andriz, обеспечивающих предельное уплотнение глинисто-солевого шлама.

Отфильтрованный шлам в непрерывном режиме по предлагаемому способу смешивают с выделенным фильтрованием галитовым отвалом в смесителях роторного типа, например, фирмы Lödige с получением однородной массы, из которой при транспортировке ее на солеотвал традиционным транспортом не выделяется жидкая фаза вследствие максимального уплотнения глинисто-солевого шлама. Тщательно гомогенизированную смесь при транспортировке на солеотвал или непосредственно на солеотвале охлаждают до температуры ниже минус 2°С, при этом происходит гидратация хлорида натрия в смеси за счет воды жидкой фазы отвала и глинисто-солевого шлама по реакции:

NаСl+2Н₂О_ж.ф.→NaCl·2H₂O,

при этом 1 т хлорида натрия связывает более 0,6 т воды.

В результате образуется сухая смесь, состоящая из бигидрата хлорида натрия, обезвоженных нерастворимых соединений (глины, ангидрита) хлорида калия и др. солей.

Охлаждение смеси может быть достигнуто с применением искусственного охлаждения традиционным способом; при транспортировке и отсыпке отвала при минусовых температурах; при транспортировке и отсыпке отвала при температуре выше 0°С, но с охлаждением отвала в зимнее время на глубину его промерзания.

Смесь галитового отвала и глинисто-солевого шлама распределяется и хранится на открытых площадках в соответствии с известными способами, см., например, Способ отсыпки плоских отвалов, а.с. СССР №979635, кл. Е21С 41/00, публ. 07.12.1982, Бюл. №45; Способ отвалообразования, а.с. СССР №1054541, кл. Е21С 41/00, E21F 16/00, публ. 15.11.1983, Бюл. №42.

Благодаря обезвоживанию смеси за счет образования бигидрата хлорида натрия, масса теряет пластичность, что способствует экономически эффективному формированию солеотвалов. При повышении температуры отвала выше 0°С кристаллогидраты хлорида натрия разрушаются с образованием безводной соли и рассола, насыщенного хлоридами, который дренирует и отводится из отвала традиционными способами. Однако при этом находящиеся в отвале обезвоженные нерастворимые соединения теряют способность вновь сорбировать воду, вследствие чего солеотвал не приобретает пластических свойств, а глинистые соединения не мешают дренировать жидкой фазе.

Таким образом решается задача предлагаемого изобретения - исключение из технологического цикла производства хлорида калия шламохранилищ глинисто-солевого шлама.

Способ осуществляют следующим образом.

Сильвинитовые руды подвергают химическому или флотационному обогащению с получением хлорида калия и выделением галитового отвала фильтрованием, например, на ленточных вакуум-фильтрах. Глинисто-солевой шлам отстаивают, при необходимости промывают и фильтруют на осадительно-фильтрующих центрифугах, например, фирмы Andriz, после чего тщательно смешивают с отфильтрованным галитовым отвалом до получения однородной массы, например, в роторном смесителе фирмы Lödige. Смесь охлаждают до температуры ниже минус 2°С и хранят на открытых площадках. Охлаждение смеси ведут с применением искусственного охлаждения, например, на аэродорожках охлажденным воздухом; при транспортировке смеси и отсыпке отвала при минусовых температурах; при транспортировке и отсыпке отвала при температуре выше 0°С, но с охлаждением отвала в зимнее время на глубину его промерзания.

Примеры осуществления способа

Пример 1.

Сильвинитовую руду подвергли химическому обогащению с получением хлорида калия и выделением галитового отвала на ленточном вакуум-фильтре; содержание воды в отвале 6,1%.

Глинисто-солевой шлам сгустили отстаиванием, промыли и отфильтровали на осадительно-фильтрующей центрифуге до содержания влаги в шламе 38,5%, после чего тщательно смешали с галитовым отвалом. Полученную смесь направили на отвал при температуре минус 10°С, и в процессе транспортировки и отсыпки смесь охладилась с образованием бигидрата хлорида натрия и других обезвоженных соединений, содержащихся в отходах калийного производства. В летний период смесь нагрелась до температуры выше 0°С, гидрат хлорида натрия распался с образованием безводной соли и раствора, насыщенного хлоридами, который дренировался в канавы и был направлен на промывку шлама на производство.

Пример 2.

Способ осуществляли в соответствии с примером 1, но обогащение руды с получением целевого продукта проводили методом флотации, смесь направили на отвал при температуре выше 0°С, а образование бигидрата происходило в осенне-зимний период непосредственно в отвале на глубину его промерзания.

Пример 3.

Способ осуществляли в соответствии с примером 1, но охлаждение смеси провели с применением искусственного охлаждения хладоносителя - воздуха с подачей его в смесь на аэродорожках.

Изобретение относится к технике получения хлорида калия из сильвинитовых руд их химическим или флотационным обогащением. Способ получения хлорида калия из сильвинитовых руд включает их химическое или флотационное обогащение, выделение галитового отвала, отстаивание, промывку и фильтрацию глинисто-солевого шлама. Фильтрацию ведут на осадительно-фильтрующих центрифугах, полученный шлам смешивают с выделенным галитовым отвалом до получения однородной массы, смесь охлаждают до температуры ниже минус 2°С и хранят на открытых площадках. Технический результат - упрощение технологического цикла за счет исключения из него шламохранилища глинисто-солевого шлама. 3 пр.

Способ получения хлорида калия из сильвинитовых руд, включающий их химическое или флотационное обогащение, выделение галитового отвала, отстаивание, промывку и фильтрацию глинисто-солевого шлама, отличающийся тем, что фильтрацию ведут на осадительно-фильтрующих центрифугах, полученный шлам смешивают с выделенным галитовым отвалом до получения однородной массы, смесь охлаждают до температуры ниже минус 2°С и хранят на открытых площадках.