Способ переработки растворов,содержащих хлориды и сульфаты натрия,калия и магния Советский патент 1982 года по МПК C01D3/04 C01F5/30 

Изобретение относится к технологии переработки растворов, содержащих хлориды и сульфаты натрия, калия и магния, в частности маточного шенитового раствора и может быть использовано при переработке полиминёральных калийных руд.

Известен способ переработки растворов, содержащих хлориды и сульфаты .натрия, калия и магния, включающий упаривание раствора, отделение хлорида натрия, упаривание маточного раствора, отделение каинита, обессульфачиваниё и упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка и возвращение его на вторую стадию упаривания .

Недостатком указанного способа является то, что возвращение предварительно необработанного твердого остатка в процесс получения искусственного каинита приводит к ухудшению его кристаллизации вследствие наличия гипса в твердом остатке и частичного обессульфачивания раствора хлоридом кальция, присутствующим в пропитывающей твердый остаток «идкой фазе.

Кроме того, использование твердого остатка в указанном способе ограничено наличием в системе кристаллизации каинита сульфьтов, необходимых для конверсии твердого остатка. .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки растворов, содержащих хлориды и сульфаты натрия, калия и магния, включающий упаривание раствора, отделение хлорида натриЬ, упаривание маточного раствора, отделение каинита, обессульфачивание и упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка, обработку его водой, взятой в количестве 50 от массы твердого остатка, отделение раствора хлоридамагния, смешение твердого остатка с каинитом, флотацию и Прокаливание смеси 23Однако выделение хлорида магния при обработке твердого остатка водой проводят без предварительного вытеснения пропитывающей фазы, содержащей соли кальция, мто приводит к загрязнению хлормагниевого раствора, ухудшая его качество, и к дополнительным потерям магния при дальнейшей переработке хлормагниевых растворов.

Кроме того, технология переработки остатка после выделения хлорида мания многостадийная - дробление и измельчение остатка, его флотация, прокаливание при высокой температу ре (673, ) и многоступенчатая ,кристаллизация продукта, что усложняет процесс переработки и влечет за собой потери хлорида калия.

Цель изобретения - повышение степени извлечения хлоридов магния и ка-то осуществления предложенного способа.

ЛИЯ .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упаривают раствор, отделяют хлорид натрия, упаривают маточный раствор, отделяют каинит, 25 обессульфачивают и упаривают маточны раствор, отделяют твердый остаток и промывают его водой в две стадии, причем на первую стадию добавляют во ду в количестве 6-15% от массы твердого остатка, отделяют маточный раст вор и направляют его на стадию обессульфачивания, к образовавшемуся остатку добавляют воду в количестве 15 30 от его массы отделяют раствор хлорида магния, смешивают остаток с каинитом, добавляют к смеси исходный раствор в массовом соотношении 6:1-3 при температуре б5-8ос и отделяют раствор, содержащий хлориды магния и калия. Кроме того, раствор хлорида магния возвращают на стадию упаривания маточ ного каинитового раствора или направляют в хранилище. Добавление на первой стадии воды в количестве менее 6% от массы остатка приводит к загрязнению хлормагниевого раствора ионами Кальция при добавлении воды более 15 хлорид магния частично растворяется и теряется с кальциевыми солями. Добавление на второй стадии менее 15 воды приводиУ к снижению степени извлечения хлорида магния, а добавление воды в количестве более 30 приводит к значительному растворению

кёлиевых солей и к потерям калия с хлормагииевым раствором.

Снижение температуры обработки остатка исходным раствором ниже 65 С приводит К уменьшению степени извлечения хлоридов калия и магния в раствор, а при температуре выше 80 С наблюдается образование труднораст воримого лангбейнита, что также приводит к потерям К и Mg с остатком. Уменьшение соотношения остаток: исходный раствор 1:3 снижает растворимость калийно-магниевых солей,увеличивает потери калия и магния с остатком. Повышение соотношения 1:6 приводит к разбавлению калийно-магниевого раствора и к снижению извлечения калия и магния.

На чертеже представлена схема

Раствор, содержащий хлориды и сульфаты натрия, калия и магния подают нa стадию упаривания 1, отделяют твердый хлор натрия, подают маточный Раствор на стадию упаривания 2, отделяют хлор натрия, подают маточный раствор на стадию упаривания 3, отделяют каинит, подают маточный раствор на стадию обессульфачивания 4, при добавлении раствора хлорида кальция и затем на стадию упаривания 5, отделяют раствор хлорида магния и направляют его в хранилище, твердый остаток направляют на первую стадию водной обработки 6, отделяют маточный раствор на стадии 7 и возвращают его на стадию обессульфачивания k, твердый остаток на стадии 8 обрабатывают водой, отделяют на стадии 9 хлормагниевый раствор, который направляют на стадию упаривания 5 или в хранилище, полученный остаток смешивают с каинитом, полученным на 3 стадии упаривания и обрабатывают на стадии 10 исходным раствором. Пример 1. Берут 10 кг раствора, содержащего: КС1 9-9,15; MjCl i,96; MgS04 5,73; NaCl 11,69 и 68,2, упаривают раствор до выделения 60 мас.% хлорида натрия (0,75кг) Затем упаривают маточный раствор до выделения половины оставшегося хлорида натрия и получают 0,27 кг хлорида натрия. Маточный раствор, содержащий в мас.: К 6,29: NaCl 7, Cl 11,00; 504.9,50 и НдО 61,85 - в количестве 5,9б кг упаривают до выделения 1,65 кг каинита следующего состава, мас.: К 15,00; ,61; NaCl 10,60; Cl 14,70; SO 2i,32; 28,17 в т.ч. KCl 28,60 и получения 3,10 кг маточного каинитового раствора, содержащего, мае, %: К 3,20; 5,35; NaCl 3,60; Q- 13,94; ,19; 67,72. Маточный раствор подвергают обессульфачиванию при добавлении 1,08 кг раствора хлорида кальция,, получают 0,40 кг гипса и .3,73 кг обессульфаченного раствора следующего сос.тава, мае. %: ,67; .,5j ;NaCl 3,10;С1 15,40 , 74,41.Затем упаривают jDacTBOpдо выделения 0,589 кг твердого остатка следующего состава, мае. %: КС1 35,24; KClMgCL/. 611,0 22,04; NaCl 32,64; CaSa CaClg 0,65; HuOcpoF. 5,3 или КС1оещее Ь1б и MgCl 7,55 и 2,04l кг хлормагниевого раствора состава, мае. %: К 0,80; ,51; ,59; NaCl 0,82; С1 23,63; SOf- 0,08; 66,57 или MgCl2. 29,36.и KQ. 1,52.

Твердый остаток подвергают обработке водой в две стадии при темпе-: ,ратуре .

На первой стадии к 0,589 кг твердого остатка добавляют 0,035 кг виды (6% от его массы) перемешивают в течение 6 мин, фильтруют и получают 0,050 кг раствора кальциевых солей и 0,574 кг твердого остатка.

Состав раствора кальциевых солей, мае. %: ,; .90; ,27; NaCl l,3t; Cl 19,78; SOJ 0,05; 71,29.

Состав твердого остатка, мае. %: К 21,58; ,6l; ,10; MaCl 33,30; Cl- 23,89; S0pj4; 18,78 или KCl 41,15; MgCl2. 5,57.

Отмытый твердый оетаток в количеетве 0,574 кг обрабатывают 0,086 кг воды (15% от его маееы), в течение 20 мин, фильтруют и получают 0,141 кг хлормагниевого раетвора, содержащего мае. %: КС1 1,81; MgCl 28,90; NaCl 1,88; CaSO +CaClQ. 0,08; 67,33 и оетатка 0,519 кг еоетава, мае. %: К 29,Я7; ,20; ,12; NaCl 30,.20; СГ 27,60; ,50; НО 11,41 или КС1-57,15 и MgCla. 1,23.

Оетаток в количеетве 0,519 кг и иекусетвенный каинит с третьей етадии упаривания в количеетве 1,65 кг обрабатывают иеходным раствором в количеетве 13,014 кг (маееовое еоотношение ) при температуре в течение 40 мин.

Отделяют раствор. (14,980 кг), содержащий, мае. % : КС1 12,3; MgCl

5,10; MgS04 5,17; NaCl 11,37; HgO 65,83 и оетатка (хвоетов) 0.203 кг еоетава, мае. : 1,78; ,28; ,19; NaCl 84,10; Cl2,33; ,57; 10,75 или KCl 3,38.

Степень извлечения хлорида магния из твердого оетатка в хлормагниевый раетвор еоетавляет $1,521, а хлорида калия - в раетвор, еодержащий хлориды калия и магния, и в хлормагниевый раствор 89,59%.

Пример 2. Берут 10 кг раствора , содержащего , мае. : КС1 8,33; MgCl 26,25; MgS04. 5, 7; .iiCl 10,85 и 68,60 упаривают его до осаждения 60 мае. % хлорида натрия (0,70 кг,) Затем упаривают маточный раетвор е выделением половины оетавшегоея хлорида (0,24 кг).

Маточный раетвор еоетава, мае. %:

К 5,66; ,94; NnCl 5,67; Cl 12,25; ,87; 61,61 - в количеетве 6,03 кг упаривают довыделения каинита, еодержащего, мае. %: К+13,97; Мс2-- 7,04; NaCl 10,39; сГ

14,33; ,56; H, 28,71;

ИЛИ

KCl 26,64 и получения 3,10 кг маточного каинитового раствора еоетава, мае. %: K- 2,76; ,48; NaCl 3,71; Cl 14,30; ,68; 68,07.

Последний подвергают обессульфачиванию при давлении 1,01 кг 29%-ного раствора хлорида кальция, получают 0,ЗЬ кг гипса и 3,73 кг обессульфаченного раетвора, еодержащего, мае. %: ,50; ,51; ,41; NaCl 3,40; СГ 15,14; 0,14; 74,90.

Обеееульфаченный раетворупаривают до выделения 0,597 кг твердого остатка следующего состава, мае. %: КС1 26,94; .0 32,53; NaCl 30,40; CaS04fCaCli 1,04; 9,09 или KClopmee35,67 и MgCl 11J4 и 1,953 кг хлормагниевого раетвора

еоетава, мае. %: К 0,71; ,«9; ,66; NaCl 0,90; С1-23,61; S04 0,08; 66,55 или MgCl 29,34 и КС1 1,36.

Твердый остаток подвергают обработке водой в две стадии при температуре 22С.

На первой етадии к 0,597 кг твердого остатка добавляют 0,ОбЗ кг во7ды (10,5 от его массы) перемешивают в течение б мин, фильтруют и полу чают 0,090 кг раствора кальциевых со лей и 0,570 кг твердого остатка. Состав раствора кальциевых , мае, % ./fl; ,92: ,25; NaCl 1,40; Cl 19, S0.o,07; И..О 71,01. Состав твердого остатка, мае. %; ,10; ,30; ,П; NaCl 20,04; СГ23,47; ,02; 23,96или НС1 36,43 и MgCl2.8,25, 0,570 кг твердого остатка обрабатывают 0,128 кг воды С22,5 от его мас сы в течение 20 мин, отфильтровывают и получают 0,210 кг хлормагниевого раствора следующего состава мас. КС1 1,70; MgCla 29,10; NaCl 1,90; CaS04+CaCl2 0,10; Н2р 67,20 и О.,46В кг остатка состава, мае. %: К 22,93; ,40; Са 0,14; NaCl 28,64; С1 21,26; SOj0,82;H2.0 25,81; или КС1 43,72 и MgClz 1,18. Остаток в количестве 0,488 кг и и кусственный каинит с третьей стадии выпарки в количестве 1,78 кг обрабатывают исходным раствором в количестве 10,206 кг (массовое соотношение 4,5:1) при температуре 70С в течение 40 мин. Получают раствор, содержащий хлориды калия и магния, 12,164 кг еледующего состава мае. %: КС1 12,42; MgCla. 5,90; MgS04 4,86; NaCl 11,21; Hgp 65,61 и остатка (хвостов) 0,310 кг состава, мае. %: 1,20; ,30; ,18;NaCl 81,90; СГ 2,01; ,55; %.0 13,86 или КС1 2,28. Степень извлечения хлорида маг ния из твердого остатка хлормагние8ЫЙ раствор составляет 91,88, а хло рида калия в раствор содержащий хлориды калия-и магния и в хлормагниевый раствор 89,95. П р и м е р 3. Берут 10 кг раство ра, содержащего хлориды, мае. %: КС1 7,20; MgS04: 6,17; MgCl. 7,83; NaCl 9,94 и 68,86 или 3,78 и Mg 3,39, упаривают его выделения 60 мае. % хлорида натрия (0,64 кг). Маточный раствор подвергают упариванию на второй стадии е выделением половинь оставшегоея хлорида натрия (0,22 кг). Маточный раствор состава, мае.Д: ,02; ,65; NaCl 4,20; SOj 10,16; Cl- 13,51 и HjjO 61,43 в коли честве 6,08 кг упаривают до выделения .1,85 кг каинита следующего соста 6 ва, мае. |: К 13,27; ,22; NaCl 10,18; ,06; СГ13,86; H2,o29,4l в т.ч. КС1 25,30 и получения 3,09 кг маточного каинитового раствора соетава, мае. ,33; ,62; NaCl 3,82; S0jf5,21; Cl 14,66 и . 68,36. Поеледний подвергают обессульфачиванию при добавлении 0,91 кг 29%-ного раствора хлорида кальция получают 0,34 кг гипса и 3,66 кг обеееульфаченного раствора следующего соетава мае, %: ,27: ,58; Са 0,45; NaCl 3,31; SOT 0,16; СГ 15,14; 75,09. Обеееульфаченный раствор упаривают до выделения 0,604 кг твердого остатка следующего состава, мае. %: КС1 18,56; kCl«MgS046H4,0 43,31; NaCl 26,15; CaSQi+CaClo 1,44; Н 0свог 10,5 .или ,18 и MgClji. 14,84 и хлормагниевого раствора 1,856 кг состава, мае. %: К 0,66: 7,54; ,83; NaCl 0,74; ,09; С1 23,89; 66,25 или MgClj 29,54 и КС1 1,26. Твердый оетаток подвергают обработке водой в две етадии при температуре 22°С. На первой стадии к 0,604 кг твердого остатка доб.авляют 0,080 кг воды (15% от маееы оетатка), перемешивают в течение 6 мин, фильтруют и получают 0,112 кг раствора кальциевых солей и 0,572 кг твердого остатка. Состав раствора кальциевых солей, мае.:К 0,35;Mg 5,89;Ca 38;NaCl 0,80;5040,07;С1-19,89; На.0 71,68. ., Соетав твердого оетатка, мае. : К 16.60: ,03; ,15; NaCl 26,34;30|-0,96;СГ23,45;Н20 29,47 или КС1 31,65 и MgCl 11,27. Твердый остаток а количестве ,0,572 кг обрабатывают 30 воды,т.е. 0,172 кг, в течение 20 мин, фильтруют и получают 0,282 кг хлормагниевого раствора следующего состава,мае.: КС1 1,52; MgCli 29,30; NaCl 1,80; CaSO +CaClj. 0,06; 0 67,32; и оетатка 0,462 кг еоетава, мае. %:К 22,60; ,23; ,l8; NaCl 25,80; СГ20,89; S04 0,80; 29,50 или КС1 43,09 и MgCl 0,54. Оетаток в количестве 0,462 кг и искуеетвенный каинит с третьей етадией выварки 1,85 кг обрабатывают иеходным раствором в количеетве 6,936 кг (массовое соотношение 3:1) при темпера- туре в течение 40 мин. Получают 8,904.кг раствора состава, мае. I: КС1 12,77; MgCl, 6,09; MgSO 6,06; NaCl 9,71; 65,37 и 0, кг остатка состава, мае. %: К- 0,92; ,36; ,23; NaCl 82,22; СП,75; S0|0,72; Н-О 13.80 или КС1 1,75. Степень извлечения хлорида магния из твердого остатка в хлормагниевый раствор составляет 92,18% и хлорида .калия в раствор содержащий хлориды калия и магния и в хлормагниевый раствор 9Q.1%. Как следует из примеров, предложенный способ позволяет значительно повысить степень извлечения хлоридов магния и калия по сравнению с известным способом, так как в извест ном способе степень извлечения хлорида магния составляет 88,5, а сте пень извлечения хлорида калия ВЦ,Э7%. . Формула изобретения 1. Способ переработки растворов, содержащих хлориды и сульфаты натри я калия и магния, включающий упаривание раствора, отделение хлорида натрия, упаривание маточного раствора, отделение каинита, обессульфачивание и упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка и промывку его водой,отличающийся тем, что, с целью повышения, степени извлечения хлоридов магния и калия, промывку твердого остатка .водой осуществляют в две стадии, причем на первую стадию добавляют воду в количестве 6-15% от массы твердого остатка, отделяют Маточный раствор и нап-. равляют его на стадию обессульфачивания, к образовавшемуся остатку добавляют воду в количестве 15-30% от его массы, отделяют раствор хлорида магния, остаток смешивают к каинитом, добавляют к смеси исходный раствор в массовом соотношении 6:1-3:1 при температуре 65-80 С и. отделяют раствор, содержащий хлориды калия и магния. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что раствор хлорида магния возвращают на стадию упарива НИ1Я маточного каинитового раствора или направляют в хранилище. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Позин М.Е. Технология минеральных солей. Л., Химия, 1970, с.175176. 2.Патент США № 3 32258, кл. 23-91, 1969 (прототип).

$в91л patintof