Способ выделения хлоридов и сульфатов натрия,калия,магния из растворов при переработке полиминеральных калийных руд Советский патент 1981 года по МПК C01D3/08 

(54)

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХЛОВДЦОВ И СУЛЬФАТОВ НАТРИЯ, КАЛИЯ, МАГНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ПОЛИМИНЕРАЛЬНЫХ КАЛИЙНЫХ РУД

Изобретение относится к технологии комплексной переработки полимерных калийных руд содержащих хлоридио-сульфатные соли калия, натрия и магния, и может быть использовано для раздельного выделения солей при глубоком концентрировании морской воды выпариванием Известен способ переработки полиминеральных калийных руд, содержащих хлор1щно-супьфатные соли калия, натрия и магния, включающий приготовление шенитового раствора, кристаллизацию шенита при охлаждении раствора, отделение его от маточного раствора, выпаривание раствора и выделение искусственного каинита, введение хлористого кальция и отделение гипса, последующее выпаривание раствора и кристаллизацию карналлита. С целью повышения выхода шенита за счет увеличения полноты выделения сульфатов в твердую фазу -и уменьшения расхода хлористого кальция упаривание раствора при получении искусственного каинита ведут сначала при 60-8(ГС до концентрации ионов магния 5,0-5,5 вес. % с выделением хлоридов калия, натрия и шенита, а затем упаривают при 95-Ю5 Сдо содержания ионов магния 6,0 - 7,0 вес. % и отделяют кристаллы искусственного каинита 1.. Недостатком известного способа является то, что искусственный- каинит содержит значительное количество хлористого натрия, ухудшающего технологические показатели на стадии кристаллизации шенита. Высокая конечная температура каинктовой суспензии (95 - 105°С) не позволяет использовать для отделения твердой фазы вакуум-фильтры и центрифуги, применение которых ограничено температурами соответственно 60 и 80°С. Указанные недостатки снижают выход и качество вьщеляемых продуктов, а также затрудняют выбор фильтровального оборудования для разделения каинитовой суспензии. Цель изобретения - повышение выхода и качества получаемых продуктов. Поставленная цель достигается тем, что способ вьвделения хлоридов и сульфатов натрия, калия и магния из растворов при переработке полиминеральных калийных руд заключается в выпаривании раствора до концентрации ионов магния 4,2-4,3 вёс.%, отделении поваренной соли, повторном выпаривании раствора при 6070° 90-95, 100-105° и 70-80°С до концентрации ионов магния 4,8-4,9; 5,2-5,3; 5,7-6,0 и 6,4-6,7 вес.% соответственно, а после отделения каинитовой суспензии раствор осветляют, охлаждают и отделяют хлористый калий.

Снижение степени концентрирования раствора по магнию на стадии кристаллизации NaCI в предлагаемом способе по сравнению с известны приводит к уменьшению выпадения примесей, а следовательно, и к повышению чистоты получаемой поваренной соли. Последующее выпаривание раствора на стадии получения искусственного каинита до содержания ионов Мд 4,8-4,9 % с выделением загрязненной поваренной соли и возврат ее на предыдущую стадию . для перекристаллизации позволяет увеличить выход NaCI в готовый продукт. При концентрировании раствора по ионам Мд свыше 4,8-4,9 % выделение NaCI в твердую фазу резко уменьшается. Это позволяет получать искусственный каинит с низким содержанием хлористого натрия.

Выпаривание раствора при 90-95° С в интервале концентрации ионов 4,8-4,9 до 5,2-5,3 % сопровождается переходом в твердую фазу сульфатов, в основном, в виде леонита. Указанный интервал концентрирования раствора является очень важным и, в значительной степени, обусловливает полноту выделения сульфатов в твердую фазу на всей стадии получения искусственного каинита. Если этот интервал концентраций по выдерживается, то при последующем выпаривании раствора происходит более глубокое выделение сульфатов в твердую фазу и содержание сульфатиона в жидкой фазе составляет менее 5 вес.%,

Дальнейшая ступенчатая упарка суспензии сначала при 100-105. С до содержания ионов жидкой фазе 5,7-6,0 %, а затем при 70-80 ° С до конечного содержания ионов жидкой фазе 6,4-6,7 вер,% приводит к вьщелению в твердую фазу лангбейнита, каинита и сильвина с образованием сравнительно крупных кристаллов.

Предусмотренное в предлагаемом-способе выделение хлористого калия охлаждением осветлённого раствора (после отделения кристаллов искусственного каинита) позволяет устранить при кристаллизации - KCI повышение содержания сульфат-иона в растворе за счет , ликвидации перехода сульфатов из твердой . фазы в жидкую и тем самым сократить расходы реагентов (хлористого кальция) на стадии химического обессульфачивания раствора.

Способ осуществляетря по следующей технологичйской схеме.

В перзом корпусе батареи раствор выпаривают при 60-70 ° С до концентрации ионов

Мд 4,8-4,9 вес.% с выделением кристаллов поваренной соли, содержащей примеси калийно-магниевых солей. Полученную суспензию разделяют на гидроциклонах. Загрязненную поваренную соль направляют на стадию получения чистой поваренной соли , а маточник последовательно выпаривают при 90-95 100-105 и 70-80 С соответственно до концентрации ионов Мд 5,2-5,3; 5,7-6,0 и 6,4-6,7 вес.% с выделением в твердую фазу искусственного каинита. Искусственный каинит отделяют на гидроциклонах, а маточный раствор после осветления.в отстойнике охлаждают/ до 30 С в вакуум-кристаллиза торах с получением кристаллов хлористого калия. Кристаллический хлористый калий отделяют от маточного раствора и смешивают с искусственным. каинитом, а раствор направляют на стадию обессульфачивания.

Пример 1. 150 т раствора выпаривают до концентрации ионов ,2 вес. % с выделением в твердую фазу 8,1 т чистой поваренной соли, которую отделяют на центрифугах. Оставшиеся после отделения поваренной соли 100 т раствора выпаривают сначала при 60-70 С до концентрации ионов ,7 вёс.%. При зтом выделяются 1,5 т.хлористого натрия (галита), содержащего 7-8 вес.% примесей. Загрязненную поваренную соль отделяют на гидроциклонах и направляют на стадию получения чистой повареиной соли. Раствор в количестве 86,5 т выпаривают последовательно при 9095 С до содержания ионов ,15 вес,%, затем при 100-105 С до содержания ионов ,7 вес.% и далее при 75-80 С до содержания ионов жидкой фазе 6,3-6,35 вес.%. В процессе упарки выделяется 16,22 т искусственного каинита, содержащего 5 т (31 вес.%) поваренной соли. Полученную каинитовую суспензию сгущают на гидроциклонах или в отстой0 нике до Ж.Т - 1:1 и направляют на вакуумфильтры. После фильтрации мЬточник в количестве 34,5 т охлаждают до . При охлаждении вьщеляют 1,9 т твердой фазы, содержащей до 80 % KCI, которую отделяют на гидроциклонах и смешивают с искусственным каи.нитом. 29,1 т раствора, содержащего 3,34 вес.% SO, направляют на стадию обессульфачивания. Пример 2. 157 т раствора выпаривают до концентрации ионов ,3 вес.% с вьще0 лением в твердую фазу 8,9 т поваренной соли, которую отделяют на центрифугах. Оставшиеся после отделения кристаллов поваренной соли 100 т раствора выпаривают сначала при 6070 С до концентрации ионов ,8 вес.%.

5 При этом выделяется 1,9 т хлористого натрия (галита), содержащего до 10 % примесей. Загрязненную поваренную соль отделяют на гндроциклонах и направляют на стадию получения чистой поваренной соли. Раствор в коии честве 85,0 т выпаривают последователино при 90-95° С до содержания ионов ,25 вес.%, далее при 100-105 С до содержания ионов ,75-5,8 вес.%, затем при 75-80 С до содержания ионов ,4-6,5 вес.%. В процессе зшарки вьщеляется 19,5 т искусственного каинита, содержащего 2,6 т 13,3 вес.% поваренной соли. Полученную каинитовую суспензию сгущают на гидроциклонах или в отстойнике до Ж : Т - 1 : 1 и фильтруют на вакуум-фильтрах. После фильтрации маточник в количестве 29 т охлаждают до 30 С, Выделивщуюся при охлаждении твердую фазу в количестве 1,6 т , содержащую до 80 вес, % KCI, отделяют на гидроциклонах и смешивают с искусственным каинитом. 25 т раствора, содержащего 2,84 вес.% 5Од направляют на стадию обессульфачиванил. Пример 3.157т раствора выпаривают до концентрации ионов ,3 вес.% ; е-вьщелением в твердую фазу 8,9 т поваренной соли, которую отделяют на центрифугах. Оставшиеся после отделения кристаллов пова ренной соли 100 т раствора выпаривают сна- ; чала при 60-70 С до концентрации ионов Мд 5,0 вес.%. При этом выделяется 4,3 т хлористо го Натрия (галита), содержащего 18-20 вес.% примесей. Загрязненн)ао поваренную соль отделяют на гидррциклонах и направляют на стадию получения чистой поваренной соли. После отделения твердой фазы раствор в количестве 78 т выпаривают последовательно при 90-95 С до содержания ионо.в ,355,4 вес.% затем при 100-105 С до содержания ионов ,9-6,0 вес.% далее при 75-80 С до содержания ионов Мд 7,0 вес.%. В процессе упарки вьшеляется 20,1 т искусственного к нита, содержащего 2,3 т (11,5%) поваренной соли и 1,5 т (7,5 %) карналлита. Полученную каинитовую суспензию сгущают на гидроциклона или отстойнике до Ж : Т 1 : 1 и направляют на вакуум-фильтры. После фильтрации матотаи в количестве 25 т охлаждают до 30° С. Выделившуюся при охлаждении твердую фазу в количестве 15,55 т. Содержащую до 72 % KCI, отделяют на гнд1юциклонах и смешивают с искусственным каинитОм. Маточный раствор 8 количестве 21 т, содержащий 2,8 вес.% SOj, направляют на стадию обессульфачивания Как видно из приведенных примеров, недос таточная упарка раствора на стадии вьщеления загрязненной поваренной соли (до концентрации ионов ,7 вес. % и ниже) приводит к увеличению содержания хлористого натрия (галита) в искусственном каините до 30-35 вес.% (пример 1). Превышение указанных пределов концентри) вания раствора на всех стадиях его упарки (прл мер 3) приводит к значительному загрязнению хлористого натрия калийно-магниевыми солями, что делает невозможным его использование на стадии получения чистой поваренной соли и вьщелению в большом количестве кристаллов карналлита, загрязняющего искусственный каинит. Проведение процесса по предлагаемому способу в оптимальном технологическом режиме (пример 2) позволяет увеличить выход чистой поваренной соли, снизить содержание хлористого натрия в искусственном каините до 12-14 вес.%, увеличить извлечение в твердую фазу калия на 10 вес.%, сульфат-иона На 45 вес. % и тем самым повысить выход искусственного каинита на 20 %. Предлагаемый способ показывает значительные технологические преимущества перед существующими. Ожидаемый экономический эффект по ориентировочным расчетам составляет 1,6 млн. руб. в год. Формула изобретения Способ выделения хлоридов и сульфатов натрия, калия, мапшя из растворов при переработке полиминеральных калийных руд, включающий выпаривание раствора при 60-70 С, отделение поваренной соли, повтррное выпариванне раствора., сгущение и фильтрацию каинитовой суспензии ,отличающий. ся тем, что, с целью повышения выхода и степени чистоты продуктов, выпаривание раствора на стадии вьщеления поваренной соли ведут до концентрации ионов магния 4,2 - 4,3 вес. %, повторное выпаривание раствора ведут при 6070 С, 90-95 С, 100-105 С и 70-80 С до концентрации ионов магния 4,8-4,9 вес. %, 5,2-5,3 вес. %, 5,7-6,0 вес. % и 6,4-6,7 вес. % соответственно, а после отделения каннитовой суспензии раствор осветляют, охлаждают и отделяют хлористый калий. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2398187/23-26, кл. С 01 D 3/08 , 1976.