Способ выделения бишофита из хлормагниевых рассолов Советский патент 1982 года по МПК C01F5/30 

Изобретение относится к технологий производства неорганических солей и может быть использовано для получения из хлормагниевых рассолов технического бишофита, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 7759-73, а также бишофита повышенного качества, пригодного для применения в металлургии и энер-гетике.

Известен способ выделения бишофита, включакидий упаривание хлормагниевого рассола при 35-100°С с выделением в твердую фазу бишофита в смеси с гидратами сульфата натрия, наг эевание суспензии до 130-150°С, выдерживание ее при тех же температурах и нормальном или избыточном давлении в течение времени, достаточного для растворения гексагидрата хлористого магния и.кристаллизации из жидкой фазы искусственного кизерита, отделёние последнего фильтрованием и кристаллизация бишофита охлаждением обессульфаченного маточного рассола l.

Недостатками этого способа являются высокотемпературный режим стадии обессульфачивания и высокая вследствие этого степень гидролиза хлористого магния с выделением паров хлористого водорода, что ведет к инкрустации теплопередающих поверхностей и интенсивной коррозии оборудования, периодичность процесса и громоздкость технологической схемы. Кроме того, способ не предусматривает заводской очистки хлормагниевых рассолов от хлористого калия. Это приводит к необходимости глубокого бассейнбго обескаливания, что не во всех

10 климатических зонах возможно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является

15 способ выделения бишофита, заключающийся в упаривании хлормагниевого рассола в вакууме при 80-105°С до насыщения по бишофиту при 25-50°С,-выдерживании при 110-135с в течение

20 3-5 ч с выделением в твердую фазу сульфата в виде искусственного кизерита {Мд504-1,25 Н20), отделении последнего при тех же температурах фильтрованием, охлаждении обессульфа25ченного рассола до 25с с кристаллизацией карналлита и галита, отделении кристаллического осадка фильтрованием, выпаривании фильтрата в вакууме при .60-90°С с одновременным вгаделением 30 в твердую фазу бишофита 2. Недостатками способа являются повышенное содержание сульфат-ионов в продукте (0,01 мас.%), трудновть аппаратурного оформления процесса нагревания концентриров.анных хлорма ниевых рассолов в статических услов ях; периодичность процесса обессуль фачивания, что обусловливает громоз кость аппаратурно-технологической схемы и трудность организации рента бельного крупнотоннажного производства. Кроме того, рекомендуется при обессульфачивании и обескаливании определять глубину упаривания перед обессульфачиванием, что на позволяет регулировать степень обессульфачивания изменением концентрации хлористого магния. Это в свою очере снижает надежность и промышленные возможности способа. Выделение сульфат-ионов в статических, условиях вызывает образование большого числа мелкодисперсных зерен кизерита, что ведет к необходимости фильтрования больших объемов суспензии и не позволяет осуществлять ее разделение наиболее экономичным способом-отстаиванием. Целью изобретения является сниже ние содержания сульфат-ионов в продукте . .Поставленная цель достигается те что при осуществлении способа выделения бишофита из хлормагниевых рас СОЛОВ, включающего упаривание рассо-ла до концентрации, соответствующей насыщению по бишофиту при 25-50с, охлаждение рассола и отделение хло- i ристого натрия и карналлита, упарива ние рассола при 110-135 0, отделение кизерита и выделение из бессульфаченного рассола бишофита, упаривание рассола при 110-135°С Ведут до концентрации хлористого магния 36-. 42 мае., а отделение кизерита от раствора ведут после осаждения и выделения хлористого натрия и карналлита отстаиванием рассола при скорости слива 0,1-0,3 . Целесообразно выделение бигиофита вести при охлаждении обессульфаченного рассола до 50-80°С или путем упаривания рассола до получения плава продукта. Отличиями предложенного способа являются режим вьвделения кизерита и изменение порядка выделения хлористого натрия, карналлита и кизерита, а также режим выделения бишофита. Реализация; предложенного способа позволяет получать продукт, содержащий менее 0,005% сульфат-иона. . В. таблице показана зависимость содержания сульфат-иона в бишофите от концентрации хлористого магния в упаренном ббессульфаченном рассоле и скорости слива из отстойника при температуре выпарки.

353

80 50

106

110

80 50 80

112

50 80 50 80 50

119

0,0020,002

0,0040,004

122

0,0010,001

Бишофит при охлаждении не кристаллизуется

Вишофит не кристаллизуется

То же

п

0,0025 0,002 0,015

0,005 0,006 0,030

0,002 0,0025 0,012 Снижение скорости а ведет к резкому

Как видно из таблицы, содержание сульфата магния в обессульфаченном рассоле зависит от скорости слива из отстойника, величина которой обусловливает также кинетику процесса обессульфачивания, так как в отстойнике производятся снятие остаточного пересьпцения по сульфату магния, а такж.е рост зародыней кристаллов ..

Увеличение скорости сшива рассола из отстойника более 0,3 ведет к уносу кристаллов и ухудшению качества продукта. Увеличение концентрации хлористого магния в обессульфаченном рассоле выше 42% ухудшает качество продукта.

Пример 1. Из 1500 кг/ч хлормагниевого рассола среднего состава, мас.%: MgClg 24,79; MgSO 5,15, КСе 1,16, NaCl 1,93,- HjO 66,97 (г/л: MgCI 324,5; MgS04 67,4; КСЕ 15,2; NaCl 25,3; H2O 876,6; выпаривают в аппарате погружного горения при 90lOO e 332,43 кг/ч воды. При этом выпадает в твердую фазу 21,24 кг/ч хлористого натрия и 62,53 кг/ч кизерита (MgSi34 ) и получают 1083,8 кг/ч упаренного рассола среднего состава, мас.% MgCl2 34,31; MgS04 2,11; КСЕ 1,60, NaCl 0,71; HjO 61,27 (г/л: MgClg 459,4; MgSO. 28,3; КСе 21,4; NaCl 9,5;

HgO 820,4).

Суспензию охлаждают до , в результате чего дополнительно выделяют 5,2 кг/ч хлористого натрия и 62,54 кг/ч карналлита (КС1 MgCljfiH O {суспензию, содержащую хлористый натрий, кизерит и карналлит, сгущают в .отстойнике непрерывного действия при скорости слива 0,5 , где осаж дают галит с карналлитом и частично

Продолжение таблицы

кизерит. При зтом получают 857,1 кг/я

осветленного маточника среднего состава, мас.%: MgCl2 34,49; MgSO 2,24; КСе 0,18; NaCl 0,25; 62,84 (г/л: MgCl, 466,3; MgS04 30,3; КСЕ 2,4; NaCl 3,4; Н2О 849,6, содержащего 37,52 кг кристаллического кизерита, а также 272,95 кг/ч сгущенной суспензии; Последнюю разделяют на центрифуге с получением 151,64 кг/ч фугата и 121,31 кг/ч осадка, содержащего

26,44 кг хлористого натрия, 25,02 кг кизерита, 57,72 кг карналлита и 12,13 кг пропитывающего маточника.

Из осветленного маточника и фугата от -центрифугирования выпаривают в аппарате погружного горения при 110-118°С 53,42 кг/ч воды, в результате чего дополнительно выделяют в твердую фазу 10,77 кг/ч кристаллического кизерита и получают 944,55 кг/ч

упаренного пересыщенного по сульфату магния рассола среднего состава, мас.%: MgClj 36,83; MgSO 1,4; КСе 0,19; NaCl 0,27; HjO 61,31 (г/л: MgCl.j 494,3; MgSO 18,8; КСе 2,5; NaCl 3,6; 822,8).

Суспензию кизерита сгущают в отстойнике непрерывного действия при температуре выпарки и скорости слива 0,1 . В отстойнике снимают остаточное пересыщение по сульфату магния, в результате чего дополнительно выделяют 9,21 кг/ч кристаллического кизерита. После отстойника получают 848,88 кг/ч осветленного обессульфаченного рассола среднего состава, мас.%: MgCl2 37,2; МдЗОл 0,55; КСК 0,19; NaCl 0,27; НзО 61,79 (г/лг MgCl2 495,9; MgSO 7,3; КСЕ 2,5; NaCl 3,6; HjO 823,7; и 143,96 кг/ч сгущенной суспензии кизёрита, которую разделяют на центрифуслива ниже 0,1 Ч не влияет на качество бишофита, снижению производительности отстойника.

re с получением 79,98 кг/ч фугата и 63,98 кг/ч осадка кизерита, содержащего 6,39 кг пропитывающего маточника.

Осветленный обессульфаченный СОЛ и фугат охлаждают до 50SS C. При этом выделяют в твер дую фазу 64,8 кг/ч бишофита и 0,22 кг/ч хлористого натрия. Кристаллический осадок не содержит карналлита.

После центрифугирования суспензии и промывки осадка водой (1,72 л получают 67,31 кг/ч бишофита среднего состава, мас.%: МдС1.2 45,36, MgS04 0,005; KCi- 0,002; NaC 0,34, 54,29 и 863,27 кг/ч фугата,имеющего состав, мас.%: MgCl2 36,49; MgS04 0,59, KCJ 0,2; NaCI 0,26 (г/Л MgCl, 489,7- MgS04 7,9 KCC 2,7; NaCr3,5; H2O 838,2/. Фугат направляют в голову процесса.

Пример 2, Все, как в примере 1, но из осветленного маточника и фугата от центрифугирования выпаривают: в аппарате погружного горения при 118-126 С 92,7 кг/ч всэды, в результате чего дополнительно выдЪляют в твердую фазу 13,38 кг/ч кристаллического кизерита и получают 902,51 кг/ч упаренного перес1 ащенного по сульфату магния, рассола среднего состава,мас.%: МдС 12 38,55,MgS04 1,2) КСЕ 0,2; NaCl 0,2, НоО 59,,77 (г/л: MgCl 523,9; MgS04 16,3; КСг 2,7; NaCl 3,8; HgO 812,3).

Суспензию кизерита сгущают в отстойнике непрерывного действия при температуре выпарки и скорости слива 0,1 . В отстойнике . снимают остаточное пересыщение по сульфату магния, в результате чего дополнительно выделяют 8,13 .кг/ч кристаллического кизерита. После отстойника получают 805,62 кг/ч обессульфаченного рассола среднего состава, мас.%: MgClj 38,9; MgS04 0,42; ; KCI 0,2; NaC 0,28; НgO 60,2 (г/л: MgCI 626,3; MgS04 5,7 KCt 2,7; NaCl 3,8; HjO 814,5 и 147,94 кг/ч сгущенной суспензии, которую разделяют на центрифуге с получением 82,19 кг/ч фугата и 64,75 кг/ч осадка кизерита, содержащего 6,57 кг пропитывающего маточника.

Осветленный обессульфаченный рассол и фугат охлаждают до 50-55С. При этом выделяют в твердую фазу 208,62 кг/ч бишофита, 0,66 кг/ч хлористого натрия, 1,13 кг/ч карналлита

После центрифугирования суспензии и промывки осадка водой (5,57 л) получают 217,56 кг/ч биыофита среднего-состава, мас.%: MgCI 45,25; MgSO. 0,004; КСС 0,14; NaCl 0,30; 54,31 и 675,82 кг/ч фугата,имеющего состав, мас.%: MgClg 36,51,, MgS04 0,55; КСе 0,22; NaCl 0,27;

HjO 62,45 (г/л: MgCl,. 489,9,

MgSa4 KCe 3; NaCl 3,6; H2O838,l

Фугат направляют в голову процесса.

Пример 3, Все, как в примере 1, но из осветленного маточника и фугата от центрифугирования выпаривают в аппарате .погружного горения при 126-135 с 1.53,12 кг/ч воды в результате чего допблниТельно 1ыделяют в твердую фазу 15,34 кг/ч кристаллического кизерита и получают 840,28 кг/ч пересыщенного по сульфату магния упаренного рассола среднего состава., мас.%: MgCI 41,4; MgS04 1,1/ КСе 0,22, NaCl 0,3; -56,98 (г/л: МдСТ 576,3, MgSp4 15,3; КСё 3,1; Г4 ,2 ; HjO 793,1

Суспензию кизерита сгущают в отстойнике непрерывного действия при температуре выпарки и скорости сЛи.ва 0,1 м/М -ч.. В отстойнике снимают остаточное пересыщение по сульфату магния, в результате .чего дополнительно выделяют 7,95 кг/ч кристаллического кизерита. После отстойника получают 741,11 кг/ч обессульфаченного рассола среднего состава, мас.%: MgCl, 41,8; MgSQ. 20,28; КСС 0,22; NaCl О.,30; Н,О 57,4 (г/л: MgCl2578,l MgS04 3,9; КСЕ 3,0; tlaCl 4,1;. .-. HjO 793,9) и 152,03 кг/ч сгущенной суспензии, которую разделяют на центрифуге с получением 84,47 кг/ч фугата и 67,56 кг/ч осадка кизерита,содержащего 6,75 кг пропитывающего маточника. .

Осветленный обессульфаченный рассол и фугат охлаждают до 75-80°С о выделением в твердую фазу 335,54 кг/ бийюфита и 1,31 кг/ч хлористого натрия. Кристаллический осадок не содержит карналлита.

После центрифугирования суспензии и промывки осадка водой (8,91 л) получают 347,97 кг/ч бишофита среднего состава, мас.%: MgClj 45,37; МдЗОд 0,003; КСе О , ,NaC 1 0,38, и 486,52 кг/ч фугата7 имеющего состав, мас.%: MgCl 38,48 MgS04 0,47; КСе 0,37; NaCl 0,24, Н,О 60,44 (г/л: MgCl2 521,4; MgS04 6,4; КСе 5,0; NaCl .3,3, HgO 818,9. Фугат направляют в голову процесса.

Проведение обессульфачивания одновременно с выпаркой в непрерывном режиме позволяет создать необходимые условия для организации непрерывного крупнотоннажного промышленного производства. Кроме того, уменьшается по сравнению с известнь1М способом 2 3 количество единиц оборудования, что дает возможность сократить производственные площади и снизить капитальные затраты на строительство производства. Проведение обессульфачивания после обескаливания позволяет регулировать степень обессульфачивания изменением глубины и температуры выпаривания и тем самым обеспечит промышленную нгщежность схемы. Более глубокое по сравнению с известным способом f2j упаривание на стадии обессульфачивания дает воэможносоь усилить высаливакиций эффект хлористого магния и снизить содержание сульфат-иона до 0,005 вес.%, что гарантирует получение кристаллического бишофита, не содержащего кристаллического сульфата магния.

Формула изобретения

расоола бишофита, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания сульфат-иона в продукте, упаривание рассола при 110ISS C ведут до концентрации хлористого магния 36-42 мас.%, а отделение кизерита от раствора ведут после осаждения и выделения хлористого натрия и карналлита отстаиванием рассола при скорости слива 0,1-0. 0,3 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Патент .ФРГ 1667826, кл. С 01 F 5/30, 1974 (прототип).