Способ выделения хлористого калия из сильвинитов Советский патент 1982 года по МПК C01D3/08 

Изооретение относится к переработке калийных солей и может быть использовано на калийных заводах, перерабатывающих СИЛЬВИНИТЫ на хлористый калий галургическим методом.

Известен способ выделения хлористого калия путем растворения руды в шнековых растворителях при температуре около 100 С.

Оборотный маточный щелок, полученный после кристаллизации хлористого калия (растворяющир щелок), сначала нагревают до 65-70 С в поверхностных конденсаторах вакуум-кристаллизационной установки, а затем до 113-115 с в трубчатых гйздогревателях, обогреваемых водяным паром.. Дополнительно в шнековые растворители через дюзы подают острый пар. Нагревать растворяющий щелок в трубчатых подогревателях выше 115 С недопустимо во избежание вскипения щелока при входе в растворитель, что приводит,к потерям тепла, а количество острого пара, вводимого в растворители через дюзы, строго ограничено водным балансом процесса. Излишнее количество острого пара и соответственно образующегося из него конденсата приводит к разбавлению получаемого в DacтвopитeV

насыщенного щелока и снижению извлечения из него на вакуум-кристаллизационной установке хлористого кас ЛИЯ. По этим причинам температура насыщенного щелока, поступающего в ва. кумм-кристаллизационную установку, не превышает , тогда как она могла быть 108-110°С (температуракипения

Q щелока) при возмохшости увеличения расхода пара через дюзы L1 Существенным недостатком известного способа является необходимость использования для подогрева растворяющего щелока большого количества

15 трубчатых подогревателей, трубки которых зарастшэт солями и требуют частого ремонта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому

20 результату является способ выделения хлористого калия из сильвинитов, включающий смешение руды со щелоком и растворение ее, отделение нерастворимого остатка, кристаллизацию хлорис25того калия (КС1) из щелока и его выделение.

При растворении сильвинита подводят тепло в виде острого пара. В этом случае получают более высокую температуру и степень насыщения по КС1 щелока после растворителей, а также исключают трубчатые подогреватели н При использовании острого пара необх димо из оборотных технологических щелоков выпаривать такое же количест во воды, какое вводится с паром в процессе растворения во избежание на рушения водного бсшанса процесса пер работки руды в целом. Кроме того, в целях экономии тепла в качестве острого греющего пара для растворения руды целесообразно-использовать раст юорный пар, образующийся при выпариваний оборотных щелоков. С целью повышения выхода KCI щело со стадии растворения руды и после его осветления подвергают выпаривани под атмосферным давлением, при этом из упаренной суспензии отделяются кристаллизат NaCl и- КС1. Далее получ ный щелок с температурой 105-10Эс и степенью насыщения по КС1 около 100% подают в вакуум-кристаллизацион ную установку. Образующийся при выпаривании вторичный пар подают ;Для нагрева в конденсаторе смещения, исходной руды и растворяющего щелока. Полученная горячая пульпа поступает в растворители, где происходит выщелачивание из руды хлбристого калия C Недостатками данного способа являются: увеличение температуры и сте пени насыщения по КС 1 достигается не на стадии растворения руды (где степень насыщения составляет всего лишь 91,5% при температуре значительно ниже температуры кипения щелока ), а на последующей стадии - при выпаривании всего щелока со стадии растворения руды; при выпаривании этого щелока образуется большое количество вторичного пара, содерясание тепла в котором повышает на 25-30% потребное его количество для растворения руды. По этой причине 25-30% растворного пара остается неиспользованным, что, в конечном итоге, приводит к нерацио нальному расходу на выпаривание щелока свежего ТЭЦ. Кроме того, щелок от растворения руды близок-к насыщению по КС и после выпаривания он становится насы щенным по КС1. По этой причине образующийся при выпаривании 1целока кристаллизат содержит значительное количество KCI. Этот кристаллизат во избежание потерь хлористого калия не выводят из процесса, а возвращают в голову процесса на растворение совместно с исходной рудой, что созд ет излишние циркуляционные нагрузки и увеличивает вынос солевого шлама из растворителей. .Цель изобретения - повышение выхода хлористого калия и снижение энергозатрат. Указанная цель достигается тем, что согласно способу выделения хлористого Калия из сильвинитов, включанвдему смешение руды со щелоком и растворение ее, отделение твердой фазы, кристаллизацию из полученного щелока хлористого калия и вьщеление его, после выделения хлористого кагЛИЯ щелок в количестве 20-30 мас.% упаривают и полученный пар направляют на стадию смешения и растворения руды в щелоке. . Кроме того, упаривание щелока ведут под избыточным давлением 0,5Q,6 атм. Целесообразно также после упаривания из полученной суспензии вьщелять хлористый натрий, а оставшийся щелок смешивать со щелоком после растворения руды и отделения твердой фазы,, Таким образом, увеличение концентрации КС I в щелоке, поступающем на кристаллизацию, и соответственно повышение выхода КС) из этого щелока в процессе кристаллизации достигается не упариванием щелока после стадии растворения, как по прототипу, а путем повышения температуры до 108-109с. С этой целью упаривание щелока веДут не под атмосферным давлением, как в-прототипе, а под избыточным давлением 0,5-0,6 атм с тем, чтобы температура пара, поступающего 3 процессе смешения и растворения pytды, была выше . Упариванию подвергают щелок не, после растворения руды, а после крисзталлизации и выделения из него хлористого калия. Кроме того, упаривают щелок в количестве 20-30 мас.%, что позволяет получить вторичного пара столько, сколько его необходимо для поддержания температуры среды в процессе смешения и растворения руды. За счет этого снижается на 25-30% расход пара ТЭЦ. Упаривание щелока после кристаллизации и вьоделения хлористого кгшия позволяет получить кристаллизат хлористого натрия, не содержащий твердого КС1, так как состав этого щелока в процессе упаривания находится только в области кристаллизации NaCl и не достигает насыщения по КС1 . За счет этого из суспензии после упаривания щелока выделяют чистый хлористый натрий, который является попутным товарным продуктом - поваренной солью сорта Высший (с содержанием NaCl более 98,5%. . Щелок после отделения хлористого натрия имеет температуру 105-109 С и он близок к насыщению по КС1, поэтому его смешивают со щелоком после растворения и отделения нерастворенного остатка и подают в процесс кристаллизации хлористого калия. Это . позволяет повторно извлечь КС1 из упаренного щелока и тем самым снизить на 20-25% Объемы щелоков, циркулируемых в цикле растворение-кристаллизация (что равнозначно пов лц1ению на 20-25% выхода хлористого калия с единицы объема щелоков ), Пример 1.4кг сильвинита состава, %: КС 1 20; NaCl 70;глинистое вещество Ю, смегиивают с 2,77 т маточного щелока с температурой , в полученную суспензию вводят острый пар в количестве 0,31 кг и при перб мешивании производят растворение сильвинита. Полученную суспензию с температурой разделяют на твердый остаток .(смесь ,хлорида натрия и глинистого шлама - 3,1 т ) и насыщенный щелок. Щелок охлаждают до , полученную суспенз.ию фильтрованием разделяют на кристашлизат хлористого калия (0,8 т) и маточный щелок(2,77 т), 20 мас.% маточн,его щелока (0,55 т) упаривают щелок (0,24 т), имеющий температуру 109°С, который смешивают, с насыщенным щел&ком и подают на охлаждение для кристаллизации ИЗ негр хлористого калия 30 мас.% маточного щелока (2,2 т ) возвращгиот на растворение сильвинита Полученные продуктыt хлористый калий содержит 96,8% KCI и 3,2% NaC хлористый Натрий 99,6% NaCl и 0,4% KC Пример 2. 4 кг сильвинита состава,%: КС1 30, NaCl 60 и нерастворимый ocTatoK 10, смешивают с т маточного щелока с температурой 81 С. В полученную суспензию вводят острый пар в количестве 0,69 т и при перемешивании производя растворение сильвинита. Полученную суспензию с температурой раз деляют на твердцй остаток (смесь хло рида натрия и глинистого шлама 2,7т ) и насыщенный щелок. Щелок охлаждают до , полученную суспен зию фильтрованием разделяют на кристаллизат хлористого калия (1,2 т ) и маточный щелок (4,. 15 т) , 30 мас.% маточного щелока (1,24 т ) упаривают под избыточным давлением вторичного пара 0,6 атм, который подают на нагрев суспензии сильвинита с маточным щелоком до . Полученную сус пензию разделяют на кристаллизат хлористого натрия (0,22 т) и упаренНый щелок (0,53 т), имеющий температуру , который смешивают с насыщенным щелоком и подают на охлаждение для кристаллизации из него хлорис того калия. 70 мас.% маточного щелока (2,91 г) возвращают на растворение сильвинита. Полученные продукты: хлористый калий содержит 97,5% КС1 и 25% NaCl; хлористый натрий - 99,4% NaCl и 0,6% КС1 , Пример 3. 4т сильвинита состава, %: КСГ 25; NaCl 65} нерастворенный остаток 10, смешивают с 3,46 т маточного щелока с температурой . В полученную суспензию вводят острый пар вколичестве 0,5 т и при перемешивании производят растворение сильвинита. : Полученную суспензию с температурой разделяют на твердый остаток (смесь хлорида натрия и глинистого шлама - 2,9 т) и насыщенный щелок (3,5Э т). Щелок охлаждают до , полученную суспензию.фильтрованием разделяют на кристаллизат хлористого калия (1т) и маточный щелок (3,46 т), 25 мас.% маточного щелока (0,88 т ) упаривают под избыточным давлением вторичного пара 0,6 атм, который подают на нагрев суспензии сильвинита с маточным щелоком до 108с. Полученную суспензию . разделяют на кристаллизат хлористого натрия (0,16 т) и упареннь1й щелок (0,38 т), имеющий температуру , который смешивают с насыщенным щелоком и подают на охлаждение для крисТс1ллизации из него хлористого калия. 75 мас.% маточного щелока (2,58 т) возвращают на растворение сильвинита. Полученные продукты: хлористый калий содержит 97% КС1 и 3% NaCl; хлористый натрий - 95,5% NaCl и 0,5« КС1. В таблице приведены основные материальные и тепловые потоки, а также рабочие объемы оборудования по предложенному способу и по прототипу (из расчета на 1 т хлористого калия, получаемого из сильвинита состава, %: КС1 25, NaCl 65 и нерастворимый остаток 10 ).

Насыщенный щелок после растворения руды и отделения нерастворенного остатка, т

Маточный щелок после кристаллизации и вьщеления хлористого калия, т

3,58 23,0

4,65

3,46 3,46