Способ получения обогащенного карналлита

Способ получения обогащенного карналлита

Реферат

Способ получения обогащенного карналлита относится к химической технологии неорганических веществ, в частности к технологии получения обогащенного карналлита из природных руд по галургической технологии, и может использоваться на химических предприятиях, производящих обогащенный карналлит.

Известен способ получения карналлита с пониженным влагопоглощением и слеживаемостью, заключающийся в обработке гранул карналлита с размером 2÷4 мм реагентом, состоящим из смеси легкоплавких парафинов в количестве 0,15÷3,0% от массы карналлита [1]. К недостаткам способа относятся: значительное увеличение расхода реагента при обработке обогащенного карналлита с размером 0,3÷0,5 мм, сравнительно высокая стоимость реагента.

Известен также способ получения обогащенного карналлита, включающий растворение карналлитовой руды в маточном щелоке при повышенных температурах, осветление насыщенного щелока путем отстаивания, введение карбамида, вакуум-кристаллизацию, сгущение и гидроклассификацию, при котором карбамид вводят в осветленный щелок в количестве 1,5÷2,5% от массы щелока т.е. 7,90÷13,2% от массы обогащенного карналлита [2]. Недостатками способа являются снижение выхода обогащенного карналлита на 10÷15% и сравнительно высокий расход карбамида.

Для устранения указанных недостатков предлагается способ получения обогащенного карналлита, включающий растворение карналлитовой руды маточным щелоком, осветление насыщенного щелока, вакуум-кристаллизацию карналлита из насыщенного щелока, сгущение и центрифугирование карналлита, обработку технологического потока раствором карбамида, отличающийся тем, что раствором карбамида обрабатывают осадок карналлита, полученный после стадии центрифугирования, причем количество наносимого на обогащенный карналлит карбамида составляет 0,01÷1,00 вес.%.

Подача наносимого на обогащенный карналлит раствора карбамида в количестве 0,01÷1,00 вес.% позволяет поддерживать небольшой расход, что снижает затраты на внесение модификатора. При расходе модификатора менее 0,01 вес.% уменьшается эффективность антислеживающего действия модификатора, а при расходе модификатора более 1,00 вес.% возрастают затраты на модификатор, а эффективность антислеживающего действия модификатора практически не возрастает.

Пример. Карналлитовую руду Верхнекамского калийного месторождения следующего состава, %: NaCl 30,2; KCl 18,3; MgCl₂ 26,7 растворяли в горячем растворяющем щелоке при температуре 105°С. Расход по руде составлял 90 т/ч, расход по щелоку 370 т/ч. Затем осветляли горячий концентрированный щелок от солевых и илистых частиц и получали 379 т/ч осветленного насыщенного щелока. Охлаждали его вакуум-кристаллизацией с 92 до 48°С, при этом происходило образование пульпы, состоящей из кристаллов карналлита и маточного раствора, которую подвергали сгущению до соотношения Ж:Т=1,9 и центрифугированию до содержания гигроскопичной влаги 2,5%. После центрифугированию получали обогащенный карналлит следующего состава, %: NaCl 3,1; KCl 23,8; MgCl₂ 32,6; Н₂Огигр 2,5%; Н₂Окр 38,1. Производительность по обогащенному карналлиту составляла 60 т/ч. Партию полученного обогащенного карналлита массой 1 кг отбирали с конвейера и подвергали обработке 55% раствором карбамида, содержание карбамида составляло 0,01% от массы обогащенного карналлита.

С целью определения величины влагопоглощения и слеживаемости обогащенного карналлита из партии обработанного и необработанного модификатором продукта отбирали пробы по 50 г. Затем образцы обогащенного карналлита увлажняли в атмосфере насыщенных паров воды в течение 2 часов и по привесу определяли величину влагопоглощения образца (W).

Эффективность снижения влагопоглощения обогащенного карналлита (Ew) модификатором определяли по формуле:

Ew=100(W₀-W)/W₀

где W₀ и W - соответственно влагопоглощение (%) образца обогащенного карналлита без добавки модификатора-антислеживателя и влагопоглощение (%) образца обогащенного карналлита с добавкой.

Методика измерения слеживаемости образцов обогащенного карналлита состояла в следующем. Образцы обогащенного карналлита увлажняли в атмосфере насыщенных паров воды. Для этого образцы обогащенного карналлита помещали в открытой чашечке в эксикатор со 100%-ной влажностью (для чего на дно эксикатора помещают дистиллированную воду) и выдерживали в эксикаторе 2 часа. Затем брали навеску гранул увлажненного таким образом обогащенного карналлита массой 1,00 г и помещали в пресс-форму диаметром 10 мм на 2 минуты под статическую прессовую нагрузку 2,5 кг/см². Через 2 минуты осторожно извлекали из пресс-формы образовавшийся монолитный цилиндрик из спрессованных гранул карбамида и помещали его в сушильный шкаф при Т=60°С на 3 часа. Затем измеряли прочность на сжатие цилиндрического образца обогащенного карналлита (σ) на приборе для измерения прочности гранул "ИПГ-1" по стандартной методике, прилагаемой к прибору. Для получения статистически достоверных результатов измерения прочности образцов проводили при одинаковых условиях не менее 5 раз. Считали, что чем выше прочность монолитного образца обогащенного карналлита (σ), тем выше его слеживаемость.

Эффективность снижения слеживаемости обогащенного карналлита (Еσ) модификатором определяли по формуле:

Eσ=100(σ₀-σ)/σ₀

где σ₀ и σ - соответственно статическая прочность (кг/см²) сформированного образца обогащенного карналлита без добавки модификатора-антислеживателя и статическая прочность (кг/см²) сформированного образца обогащенного карналлита с добавкой. Результаты измерения влагопоглощения и слеживаемости сведены в табл.1.

Примеры 2-4 проводили аналогично примеру 1 с тем отличием, что на стадии обработки обогащенного карналлита вводили раствор карбамида в другом количестве. Содержание карбамида составляло 0,10÷1,00%. Результаты измерения влагопоглощения и слеживаемости приведены в табл.1.

Пример 5 осуществляли аналогично примеру 1 с тем отличием, что не проводили обработку обогащенного карналлита модификатором. Результаты измерения влагопоглощения и слеживаемости сведены в таблице.

Таблица
Сводные результаты по влагопоглощению и слеживаемости (статической прочности) образцов гранулированного карбамида
№ п.п	Содержание карбамида, %	Влагопоглощение, %	Эффективность снижения влагопоглощения (Ew), %	Слеживаемость, кгс/образец	Эффективность снижения слеживаемости (Еσ), %
1	0,01	0,31	6	1,6	27
2	0,10	0,30	9	1,2	45
3	0,50	0,29	12	1,0	54
4	1,00	0,29	12	0,8	64
5	0	0,33	0	2,2	0

Как видно из анализа данных таблицы, получение обогащенного карналлита по заявляемому способу (примеры 1-4) с введением 0,01÷1,00% карбамида позволяет снизить слеживаемость обогащенного карналлита с эффективностью 27÷64%. Наилучшие результаты (минимальное влагопоглощение и меньшая слеживаемость при невысоком расходе антислеживателя) получены при введении карбамида в количестве 0,10÷0,50% от массы обогащенного карналлита. Эффективность снижения слеживаемости в данном случае (примеры 2-3) составила 45÷54%. При подаче модификатора в меньшем количестве (0,01%, пример 1) эффективность снижения слеживаемости уменьшается до 27%, а при подаче модификатора в количестве более 0,50 вес.% (пример 4) эффективность снижения слеживаемости составляет 64%, что мало отличается от эффективности в примере 3. В то же время влагопоглощение обогащенного карналлита не снижается при увеличении расхода карбамида с 0,50 до 1,00% (пример 3 и пример 4). Во всех рассмотренных примерах выход карналлита сохранялся на постоянном уровне, т.е. не снижался при обработке обогащенного карналлита модификатором.

Таким образом, проведение процесса получения обогащенного карналлита по заявляемому способу позволяет исключить снижение выхода обогащенного карналлита и уменьшить расход антислеживателя при соблюдении высокой эффективности антислеживающего действия.

Источники информации

1. Пат. Австрии №0183401. МПК C05G 3/00; C05D 1/02; C05D 5/00; B01J 2/30. Карналлит, имеющий пониженное влагопоглощение, и метод его производства. Elam Meir и др. 11.08.2001.

2. А.С. СССР №1318527. МПК C01F 5/30. Способ получения обогащенного карналлита. Л.В.Головченко, В.З.Пойлов и др. 23.06.1987.

Способ получения обогащенного карналлита, включающий растворение карналлитовой руды маточным щелоком, осветление насыщенного щелока, вакуум-кристаллизацию карналлита из насыщенного щелока, сгущение и центрифугирование карналлита, обработку технологического потока раствором карбамида, отличающийся тем, что раствором карбамида обрабатывают осадок карналлита, полученный после стадии центрифугирования, в количестве 0,01÷1,00% от массы осадка обогащенного карналлита.