Способ получения шенита Советский патент 1992 года по МПК C05D1/00 C01D5/06 

Изобретение относится к технологии получения бесхлорных калийно-магниевых удобрений, в частности к способам получения шенита.

Цель изобретения - обеспечение возг можности использования магнезита, содер жащего карбонат кальция и нерастворимьге в кислоте примеси без снижения извлечения калия и магния из сырья в продукт.

П р и м е р 1. В соответствии с известным способом 177 мае, ч. кислого сульфата калия состава. % : K2S04 55,6; H2S04 34,5; KCi 2,5, полученного взаимодействием 74,55 мас.ч. хлористого каяи и 106.69 мас.ч. серной кислоты (H2S04 ), обработали магнезитом по ГОСТ 1216-75 сорт III состава, %: МдО 75,- СаО 4,5; SI024; п.п.п, 1.6.

Получили калимагнезию состава, %: K2S04(26,1% К20)48,3; MgS04 (11.6% МдО) 34.65; CaS04 5.3; КС 2,1; н.о. 3.8.

Степень извлечения по калию 89%.

П р и м е р 2. 74,55 мас.ч. хлористого калия обрабатывали 106,59 мас.ч. серной кислоты при 120°С в течение 1 ч с получением 177 мас.ч. кислрго сульфата калия состава, %:К2504 55.6: H2S04 34.5; KCI 2,5. К полученному продукту добавили 206,30 мас.ч. шенитового раствора состава. %; K2S045,1; MgS04 25.02; 31.5 мас.ч. магнезита состава. %: МдО 75; СаО 4.5; 5102 4, и получили суспензию гипса и нерастворимых с концентрацией водородных ионов в жид-, кой фазе 2-10 г-ион/л, Водонерастворимые примеси отделили от раствора, насыщенного по сульфатам калия и магния

состава. %: K2S04 14.81; MgS0419.86. который охладили до 20°С с получением 154,1 мас.ч. шенита и маточного раствора состава. %:K2S045.10: MgSO 25.02. который вернули на обработку кислого сульфата калия.

Шенит высушили с получением калимагнезии состава. %: КаО 30.95; МдО 15.9. Степень извлечения по калию составило 98.2%.

Примерз. Процесс проводили в соответствии с примером 2. при этом на получение кислого сульфата калия брали 116.6 мас.ч. серной кислоты, а на его обработку 57.6 мас.ч. доломитового магнезита состава. %: МдО 33.5; СаО 14.0; и.о. 5. получили калимагнезию состава. %: fcO 29.9; MgO 14.7. Степень извлечения по калию составила 95.6%.

П р и м е р 4. Процесс проводили в соответствии с примером 2. при этом на обр,аботку кислого сульфата калия брали 28.1 мас.ч. магнезита состава. %: МдО 75; СаО 4.5; 51024. и получили суспензию гипса и нерастворимых с концентрацией водородных ионов 1.0-10 г-ион/л. После отделения нерастворимых и охлаждение полученного раствора получили калимагнезию состава. %; К20 28.92; МдО 13.1. Степень извлечения по калию составила 94.3%.

Пример 5. Процесс проводили в соответствии с примером 2. при этом на обработку кислого сульфата калия брали 33.5 мас.ч. магнезита состава. %: МдО 75; СаО 4.5; S102 4. при этом получили суспензию гипса и нерастворимых с концентрацией водородных ионов 1.510 г-ион/л. В результате отделения нерастворимых и кристаллизации шенита получили калимагнезию состава. %: К2029.3; МдО 14.8. Степень извлечения по калию 97.4%.

В соответствии с указанной совокупностью признаков в таблице представляет примеры осуществления способа с указанием температуры процесса и концентрации водородных ионов..

Из приведенных экспериментальных данных следует, что ведение процесса при концентрации водородных ионов Т .5-10 г-ион/л (опыты 1-5) позволяет получить высококачественный готовый продукт с высокой степенью извлечения по калию (94.3-98.2%). При концентрации водородных ионов свыше 1.5 10 г-ирн-л (опыт 8) степень извлечения уменьшается до 87,2% за счет потерь калия из-за образования сингенита и пентасульфата кальция, которые выводятся из процесса вместе с гипсом и нерастворимыми.

Качество готового продукта при этом ухудшается за счет уменьшения содержания в нем KzO до 23.35%.

При концентрации водородных ионов

менее 1-10 образуется готовый продукт, загрязненный серной кислотой (опыт 9). что усложняет аппаратурное оформление процесса и отрицательно сказывается на качестве и агрохимической эффективности

продукта.

Осуществление процесса при 70-100°С. как показывает анализ диаграммы растворимости в системе K2S04-MgS04-H20. позволяет получить растворы, близкие по

составу к эвтоническим и находящимся в равновесии с шенитом. который при охлаждении системы выделяется в твердую фазу с высокой степенью извлечения по калию (опыт 1-5). При уменьшении температуры до

60°С (опыт 6) шенит образуется- не в виде раствора, а в виде суспензии, что делает невозможным отделение от него гипса и нерастворимых примесей без потери основного вещества, поэтому степень извлечения

по калию уменьшается до 89.1 %.

Крометого. снижение температуры процесса уменьшает выход шенита за один цикл кристаллизации из-за малой разницы температур, что приводит к увеличению обьема циркулирующего оборотного раствора.

Увеличение температуры выше 100°С

(опыт 7) нецелесообразно, так как приводит

к образованию в данной системе труднораСтворимого лангбейнита (K2S042MgS04). в

результате чего образуется продукт с низким содержанием калия, загрязненный гипсом и нерастворимыми.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет использовать

магнезит, содержащий карбонат кальция и нерастворимые примеси, с получением безбалластного удобрения без снижения извлечения калия и магния из сырья в продукт, а также позволяет осуществить процесс в замкнутом цикле и тем самым избавиться от промышленных стоков.

Формула изобретения Способ получения шенита. включающий обработку при нагревании кислого сульфата калия магнезитом в водной среде, о т л и ч а ю щ и и с я тем. что. С целью обеспечения возможности использования магнезита с повышенным содержанием

карбоната кальция и нерастворимых в кис лоте примесей без снижения извлечения калия и магния из сырья в продукт, обработку ведут в присутствии циркулирующего оборотного шенитового раствора

при температуре 70-100 С до концентрации водородных ионов в реакционном растворе, равной 1 10-1,510 г-ион/л, с последующим отделением гипса и иераст

воримых примесей из полученной суСНеи- 5 нитового раствора.

зии, охлаждением и выделением продукта из образовавшегося раствора и направлением последнего на обработку кислого сульфата калия в качестве оборотного ше

Изобретение относится к технологии получения шенита и способствует созданию возможности использования магнезита, со^ держащего карбонат кальция и нерастворимые в кислоте примеси, без снижения извлечения калия и магния из сырья в продукт. Хлорид калия взаимодействует с сер,- ной кислотой с выделением хлористоговодорода образованием кислого сульфата калия, который обрабатывают магнезитом. Обработку ведут в присутствии циркулирующего o6qpOTHOfо шенитового раствора при температуре 70-100°С для концентрации водородных Ионов в реакционном растворе, равной 1 •10'^-1,5'10'^, с последующим отделением гипса и нерастворимых примесей из полученной суспензии. Из образовавшегося раствора охлаждением выделяют продукт, а полученный маточный шенитовый раствор направляют на обработку кислого сульфата калия. Согласно изобретению используют магнезит, содержащий карбонат кальция и нерастворимые прим'еси, с получением безбалластного удобрения со степенью извлечения калия из сырья 98.2%. 1 табл.