Способ переработки растворов,содержащих хлориды и сульфаты натрия,калия и магния

Способ переработки растворов,содержащих хлориды и сульфаты натрия,калия и магния

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик ()929556 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 04.06.80 (21) 2935093/23-26 (5l)M. Кл. с присоединением заявки М

С 01 Р 3/04

С О1 F 5/30

ВкудеретееиыН кемитет

СССР пе делам «зебретений н еткрытн11 (23) ПрноритетОпубликовано 23. 05. 82. Бюллетень М19 (53) УДК 546.32..131:546.33.

° 131- 546. 46

088.8

Дата опубликования описания 23 . 05 . 82

Д.В.Гребенюк, И.И.Слюзар, И.М.Окрепкий, В.В

И.Я.Долошицкий, P À.Ìàðóñÿê, Б.M.Kóðèëêo, О .Р.Ì.4èõ, И.К.Миньков, З.В.Назаревич, Я.З.Бо

И.Д.Караванский и С.И;Пришляк

Калушский научно-исследовательский филиал В научно-исследовательского и проектного инсти и Калушское производственное обьединение "Хлорвинил" (72) Авторы изобретения, (71) Заявители (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ

ХЛОРИДЫ И СУЛЬФАТЫ НАТРИЯ, КАЛИЯ И МАГНИЯ

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 полиминеральных 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, обессульфачивание и упаривание маточного. раствора, отделение твердого остатка и возвраыение его на вторую стадию упариваиия (!).

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 час2 тичного обессульфачивания раствора хлоридом кальция, присутствующим в пропитывающей твердый остаток жидкой фазе.

Кроме того, использование твердого остатка в указанном способе ограничено наличием в системе кристаллизации каинита сульфатов, 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 натри1т, 15 упаривание маточного раствора, отделение каинита, обессульфачивание и упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка, обработку

20 его водой, взятой в количестве 503 от массы твердого остатка, отделение раствора хлорида магния, смешение твердого остатка с каинитом, флотацию и т1рокаливание смеси P2).

3 9295

Однако выделение хлорида магния при обработке тверд то остатка водой проводят без предварительного вытеснения пропитывающей фазы, содержащей . соли кальция, что приводит к загрязнению хлормагниевого раствора, ухудшая его качество, и к дополнительным потерям магния при дальнейшей переработке хлормагниевых растворов.

Кроме того, технология переработ- 1о ки остатка после выделения хлорида магния многостадийная - дробление и измельчение остатка, его флотация, прокаливание при высокой температу" ре (673. 33 С) и многоступенчатая !з ,кристаллизация продукта, что усложняет процесс переработки и влечет за собой потери хлорида калия.

Цель изобретения — повышение степени извлечения хлоридов магния и ка- щ лия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу упаривают раствор, отделяют хлорид натрия, упаривают маточный раствор, отделяют каинит, у обессульфачивают и упаривают маточный раствор, отделяют твердый остаток и промывают его водой в две стадии, причем на первую стадию добавляют воду в количестве 6-153 от массы твер- щ дога остатка, отделяют маточный раствор и направляют его на стадию обессульфачивания, к образовавшемуся остатку добавляют воду в количестве 15300 от его массы отделяют раствор хлорида магния, смешивают остаток с каинитом, добавляют к смеси исходный раствор в массовом. соотношении 6: 1 3:1 при температуре 65-80 С и отделяют о раствор, содержащий хлориды магния и 4в калия.

Кроме того, раствор хлорида магния возвращают на стадию упаривания маточного каинитового раствора или направляют в хранилище.

56 4 калиевых солей и к потерям калия с хлормагниевым раствором.

Снижение температуры обработки остатка исходным раствором ниже 65 С приводит к уменьшению степени извлечения хлоридов калия и магния в расто вор, а при температуре выше 80 С наблюдается образование труднорастворимого лангбейнита, что также приво2 дит 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 осуществления предложенного способа.

Раствор, содержащий хлориды и сульфаты натрия, калия и магния подают ,на 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 4, 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.

Добавление на первой стадии воды в количестве менее 63 от массы остатка приводит к. загрязнению хлормагниевого раствора ионами кальция при добавлении воды более 153 хлорид магния частично растворяется и теряется с кальциевыми солями.

Добавление на второй стадии менее

154 воды приводит к c, èæåíèþ степени извлечения хлорида магния, а добавление воды в количестве более 303 приводит к значительному растворению

Пример 1. Берут 10 кг раствора, содержащего: КС1 9-9,15; M 1

4,96; MgSO 5,73; ХаС1 11,69 и Н О

68,42, упаривают раствор до выделения 60 мас.Ф хлорида натрия (0,75 кг) .

Затем упаривают маточный раствор до выделения половины оставшегося хлорида натрия и получают 0,27 кг хлорида натрия.

Иаточный раствор, содержащий в мас. 3: К 6,29; Mg 4,22; NaC1

7,14; С1 11,00; SO 9,50 и Н О

61,85 - в количестве 5,96 кг упарива35

5 92 ют до выделения 1,65 кг каинита, следующего состава, мас. Ф: K+ 15,00;

Mg +-6,61; NaC1 10,60; Cl 14,70;

$0 24,92; К2О 28,17 в т.ч. КС1

28,60 и получения 3, 10 кг маточного каинитового раствора, содержащего, мас, Ф: К 3,20; Mg + 5,35; NaC1

3,60; Сl 13,94; $04 6,19; И О

67,72. Маточный раствор подвергают обессульфачиванию при добавлении

1,08 кг 29 -ного раствора хлорида кальция, получают 0,40 кг гипса и .3,73 кг обессульфаченного раствора следующего состава, мас. i: К + 1,67;

Mg 4,46;Са 0,54; NaC1 3,10;Cl 15,40;

S04 0,12;Н О 74,41.Затем упаривают

"раствор до выделения 0,589 кг твердого остатка следующего состава, мас. 3: КС1 35,24; КС1<МцС1.g 6Н О

22,04; NaC1 32,64; CaSO +СаС1 0,65;

Н20свок 243 или КС1о це<41,16 и

MgC1< 7,55 и 2,041 кг хлормагниевого раствора состава, мас.

Му +7,51; Са 0 59; NaC1 0 82; Сl

23,63; SO 0,08; н70 66,57 или

МдС1 29,36 и Щ 1,52.

Твердый остаток подвергают обработке водой в две стадии при темпе-. ,ратуре 22 С.

На первой стадии к 0,589 кг твер. дого остатка добавляют 0,035 кг воды (64 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, мас. 3: К 0 0; Mg 5,90; Са 1,27;

NaC1 1,31; Cl 19,78; $0 + 0,05;

Н20 71, 29 °

Состав твердого остатка, мас. 4:

К 21,58; И +1,61; Са 0,10; МаС1

33,30; Cl 23,89; SOp0,74, Hg0

18,78.или КС1 41,15; MgClg 5 57.

Отмытый твердый остаток в количестве 0,574 кг обрабатывают 0,086 кг воды (15 от его массы), в течение

20 мин, фильтруют и получают 0,141 кг хлормагниевого раствора, содержащего, мас. Ф: КС1 1,81; MgC13 28,90;

NaC1 1,88; Са$0 +СаС1 0,08; Н О

67,33 и остатка 0,519 кг состава, мас. 3: К 29,97; Mg +0,20; Са 0,12;

NaCl 30,20; Cl 27,60; $840 50; Н<0

11,41 или КС1 57,15 и MgClg 1*23 °

Остаток в количестве 0,519 кг и искусственный каинит с третьей стадии упаривания в количестве 1,65 кг обрабатывают исходным раствором в количестве 13,014 кг (массовое соот9556 6,ношение 3:1) при температуре 65 7С в течение 40 мин.

Отделяют раствор. (14,980 кг), со держащий, мас. /0 : :VC1 12,3; MgC1

8.10; N8800 3,171 NaC1 11,37; Н00

63,83 и остатка (хвостов) О 203 кг состава, иас. 22 K+ 1 78; N 0 28;

Со 0,191 N0C1 84,101 Cl 2,33;

$04 0,57; И О 10,75 или KCl 3,38.

Степень извлечения хлорида магния из твердого остатка в хлормагниевый раствор составляет С71,524, а хлорида калия - в раствор, содержащий хлориды калия и магния, и в хлормагниевый раствор 89,593.

Пример 2. Берут 10 кг раствора, содержащего, мас. 4: КС1 8,33;

1lgC1g 6,25; Мд$0,1 5,97;," аС1 10,85 и Н О 68,60 упаривают его до осаждеzo ния 60 мас. 4 хлорида натрия (0,70 кг)

Затем упаривают маточный раствор с выделением половины оставшегося хлорида (0,24 кг) .

Маточный раствор состава, мас. 3:

K+ 5,66; Мг, 4,94; МС1 5,67; Cl

12,25; $04 9,37; H О 61,61 - в количестве 6,03 кг упаривают до" выделения каинита, содержащего, мас. 4:

K+13,97; Mg 7,04; NaCl 10,39; Cl зо 14,33; $04 25,56; н80 28,71; или

КС1 26,64 и получения 3,10 кг маточного каинитового раствора состава, мас. Ф: К" 2,76; М т 5,48; NaCl

3,71 Cl 14,30; $04а 5,68; нао 68.07.

Последний подвергают обессульфачиванию при давлении 1,01 кг 298-ного раствора хлорида кальция, получают 0,36 кг гипса и 3,73 кг обес4о сульфаченного раствора, содержащего мас. ";: К + 1,50; Mg 4,51; Са +0,41;

NaCl 3,40; Cl- 15,14; $042 О, 14;

H O 74,90.

Обессульфаченный раствор упаривают до выделения 0,597 кг твердого остатка следующего состава, мас. 3:

КС1 26,94; KC1MgClp 6HzO 32,53;

NaC1 30,40; Са$04ФСас12 1,04; й10. Ъ

9,09 иЛи KC1 ðö 8035,67 и MgCl 11,14 и 1,953 кг хлормагниевого раствора состава, мас. 3: К 0,71; М 7,49;

Са 0,66; NaC1 0,90; Cl 23,61;

$04 0,08; н00 66,55 или мцГ1 29,34 и КС1 1,36.

Твердый остаток подвергают обра55 ботке водой в две стадии при температуре 22 С.

На первой стадии к 0,597 кг твердого остатка добавляют 0,063 кг во29556 8

7 9 ды (10,54 от его массы) перемешивают в течение 6 мин, фильтруют и получают 0,090 кг раствора кальциевых солей и 0,570 кг твердого остатка.

Состав раствора кальциевых солей, мас. 3 К 0,41; Mg 5,92 Са 1,25;

NaC1 1,40. Cl 19,94; 80,4 0,071 800

71,01.

Состав твердого остатка, мас. Ф:

К+19,10; Мд" 2,30; Са 0,11; NaC1

20,04; С1 23,471 ;$04, 1,021 ;НХО

23,96 или HCl 36,43 и MgClg8,25, 0,570 кг твердого остатка обрабатывают. 0,128 кг воды (22,5i от его мас. сы в течение 20 мин, отфильтровывают- и получают 0,210 кг хлормагниевого раствора следующего состава, мас. 3:

KCl 1,70; MgClg 29, 10; NaCl 1,90;

CaSO4 + GaCl О, 10; Й О 67,20 и

0„468 кг остатка состава, мас.

К 22,93; Mg 0,40; Са 0,14; NaC1

28,64; С1 21,26; SQ 0,82; И О

25,81; или КС1 43,72 и MgCly 1,18.

Остаток в количестве 0,488 кг и искусственный 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 70 С в течение 40 мин.

Получают раствор, содержащий хлориды калия и магния, 12,164 кг сле- дующего состава мас. : КС1 12,42;

MgC1g» 5,90; MgSOp 4,86; NaC1 11,21;

Н О 65,61 и остатка (хвостов)

0,310 кг состава, мас. Ж: К+ 1,20;

Мд 0,30; Са 0,18; ИаС1 81,90; С1

2,01; $0 0,55; IQO 13,86 или КС1

2,28. Степень извлечения хлорида магния из твердого остатка хлормагниевый раствор составляет 91,883, а хлорида калия в раствор содержащий хлориды калия-и магния и в хлормагниевый раствор 89,954.

Пример 3. берут 10 кг раствора, содержащего хлориды, мас. Ф:

KCl 7,20; Мд$0» 6, 17; MgGly 7,83;

NaCl „9,94 и Н О 68,86 или К+3,78 и Mg 3,39, упаривают его выделения .60 мас. 3 хлорида натрия (0,64 кг).

Маточный раствор подвергают упариванию на второй стадии с выделением

= половины оставшегося хлорида натрия (0,22 кг).

Маточный раствор состава,.мас, 4:

К 1 5,02; 11 5,65; NaC1 4,20; SOy

10,16; С1- 13,51 и Н О 61.43 в количестве 6,08 кг упарйвают до выделения .1,85 кг каинита следующего соста" ва, мас. р. .К 13,27; Mg +7,22; Nacl

10,18; SOg 26,06; С1 13,86; H О 29,41 в т.ч. КС1. 25,30 и получения 3,09 кг маточного каинитового раствора состава, мас. 4: К 6 2,33, MR+"5,62; NaC1

3, 82; $0+ 5, 21; С1 . 14,66 и Н О, 68, 36, Последний подвергают обессульфачиванию при добавлении 0,91 кг 293-ного раствора хлорида кальция получают

10 0,34 кг гипса и 3,66 кг обессульфаченного раствора следующего состава мас, В: К+1,27 Му 4,58; Са 0,45;

NaCl 3, 31; SO О, 16; Cl 15, 14;

Н О. 75,09.

15 Обессульфаченный раствор упаривают до выделения 0,604 кг твердого остатка следующего состава, мас. 3:

КС1 18,56; КС1 Mg$04 6Н О 43,31;

NaC1 26,15; CaSO<+CaC1 1,44",Н Освок щ 10,54 или KCl „„„-30,18 и MgC1 14,84 и хлормагниевого раствора 1,856 кг состава, мас. 3: К 0,66 Mg++ 7,54;

Са 0,83; NaC1 0,74; SO 0,09; Cl

23,891 Н20 66,25 или M8Cfa 29,54

25 и KCl.1,26.

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

На первой стадии к 0,604 кг твердого остатка добавляют 0,080 кг воды (15> от массы остатка), перемешивают в течение 6 мин, фильтруют и получают

0,112 кг раствора кальциевых солей и 0,572 кг твердого остатка.

Состав раствора кальциевых солей, мас.3:К+» 0,35;Mg 5,89;Са +38;NaC1

0,80;$0g0,07;Cl 19,89; НдО 71,68.

Состав твердого остатка, мас. 4:

К 16.60: Mg++3,03; С 0,15; NaCl

:26,34;504 0,96;С1 23,450Н О 29,47 или

KCl 31,65 и MgClg 11,27.

Твердый остаток в количестве ,0,572 кг обрабатывают 303 воды т.е.

0,172 кг, в течение 20 мин, фильтруют и получают 0,282 кг хлормагниевого раствора следующего состава,мас.Ф:

КС1 1,52; MgCl 29,30; NaC1 1,80;

Ca$O4+CaC1 0,06; Н О 67,32; и остатка 0,462 кг состава, мас. 4:К+

22,60; Mg 0,23; Са 0,18; NaC1

25,80; С1 20,89; $04 0,80; Hg0 29,50 или КС1 43,09 и MgCl 0,54.

Остаток в количестве 0,462 кг и искусственный каинит с третьей стадией выварки 1,85 кг обрабатывают ис" ходным раствором в количестве 6,936 кг (массовое соотношение 3: I) при темпера туре 80 С в течение 40 мин. !

Получают. 8,.904, кг раствора состава,. мас. 3: .КС1 12,77; MgC1 6,09;

MgSOg 6,06; NaC1 9,71; HgO 65,37 и 0,344 кг остатка состава, мас. Ф:

К+ 0,92; М 0,36; Са 0,23; NSC1

82,22; Cl 1,75; S0g 0,72; Н О. 13,80 или КС1 1,75.

Степень извлечения хлорида магния из твердого остатка в хлормагниевый раствор составляет 92,184 и хлорида .калия в раствор содержащий хлориды калия. и магния и в хлормагниевый раствор 9ф413.

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 88,543, а степень извлечения хлорида калия84,97Ф.

Формула изобретения о.

1. Способ переработки растворов, содержащих хлориды и сульфаты натрия, калия и магния, включающий упаривание раствора, отделение хлорида натрия, упаривание маточного раствора, отделение каинита, обессульфачивание

929556 l0 и упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка и промывку его водой, отличающийся . тем, что, с целью повышения. степени

5 извлечения хлоридов магния и калия, промывку твердого остатка водой осуществляют в две стадии, причем на первую стадию добавляют воду в количестве 6-153 от массы твердого остатКа, отделяют маточный раствор и нап- равляют его на стадию обессульфачивания, к образовавшемуся остатку добав ляют воду в количестве 15-303 от его массы, отделяют раствор хлорида маг!

5 ния, остаток смешивают к каинитом, добавляют к смеси исходный раствор в массовом соотношении 6:1-3:1 при о температуре 65-80 С и. отделяют раствор, содержащий хлориды калия и

20 магния.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что раствор хлорида магния возвращают на стадию упаривания маточного каинитового раствора

25 или направляют в хранилище, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Позин И.Е. Технология минеральных солей. Л., "Химия", 1970, с.175зо 176.

2. Патент США 11 3432258, кл. 23-91, 1969 (прототип).

929556 йавв рааюйф

Составитель Т.Пушкина

Редактор Г.Волкова Техред А. бабинец Корректор Г.Решетник ю ю ю «юте а в

Заказ 3396/27 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, М-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4