Способ выделения хлористого калия из сильвинитов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 11966006(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 190880 (21) 2978135/23-26с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 15.1082. Бюллетень М 9 38 Р 1 М Кз01 0 3/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(531 УДК 661. 832. .321(088.8) Дата опубликования описания 151082(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ ИЗ СИЛЬВИНИТОВ Изобретение 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 раствоорителях при температуре около 100 С.10Оборотный маточный щелок, полученный после кристаллизации хлористого калия (растворяющий щелок), сначала нагревают до 65-70 С в поверхностных конденсаторах вакуум-кристаллизационной установки, а затем до 113-115 С в трубчатых Подогревателях, обогреваемых водяным паром, Дополнительно в шнековые растворители через дюзы подают острый пар. Нагревать растворяющий щелок в трубчатых подогревателях выше 115 С недопустимо во изобежание вскипения щелока при входе в растворитель, что приводит к потерям тепла, а количество острого пара, вводимого в растворители через дю зы, строго ограничено водным балансом процесса. Излишнее количество острого пара и соответственно образующегося из него конденсата приводит к разбавлению получаемого в растворите-.: 30 лях насыщенного щелока и снижению извлечения из него на вакуум-кристаллизационной установке хлористого калия. По этим причинам температура насыщенного щелока, поступающего в вакумм-кристаллизационную установку, не превышает 95 С, тогда как она могла быть 108-110 С (температуракипения щелока) при воэможности увеличения расхода пара через дюзы 1 1.Существенным недостатком известного способа является необходимость использования для подогрева растворяющего щелока бопьшого количества трубчатых подогревателей, трубки которых зарастапт солями и требуют частого ремонта.Наиболее близким к изобретейив по технической сущности и достигаемому результату является способ выделения хлористого калия из сильвинитов, включающий смешение руды со щелоком и растворение ее, отделение нерастворимого остатка, кристаллизацию,хлористого калия (КС 1) иэ щелока и его выделение.При растворении сильвинита подводят тепло в виде острого пара. В этом случае получают более высокую темпеРатуру и степень насыщения по КС 1 щелока после растворителей, а также исключают трубчатые подогреватели, но. при использовании острого пара необходимо из оборотных технологических щелоков выпаривать такое же количество воды, какое вводится с паром в 5 процессе растворения во избежание нарушения водного баланса процесса переработки руды в целом. Кроме того, в целях экономии тепла в качестве острого греющего пара для растворения 10уды целесообразно использовать расторный пар, образующийся при выпаривании оборотных щелоков.С целью повышения выхода КС 1 щелок со стадии растворения руды и после 15 его осветления подвергают выпариванию под атмосферным давлением, при этом из упаренной суспензии отделяются кристаллиэат йаС и КС Далее полученный щелок с температурой 105-109 С и степенью насыщения по КС 1 около 100 подают в вакуум-кристаллиэацион ную установку Образующийся при выпаривании вторичный пар подают для нагрева в конденсаторе смешения исходной руды и растворяющего щелока, Полученная горячая пульпа поступает в растворители, где происходит выцелачивание из руды хлбристого калия 12.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 ), 35 а на последующей стадии - при выпари. вании всего щелока со стадии растворения руды; при выпаривании этого щелока образуется большое количество вторичного пара, содержание тепла в 40 котором повышает на 25-30 потребное его количестводля растворения руды. По этой причине 25-30 растворного пара остается неиспользованным, что, в конечном итоге, приводит к нерациональному расходу на выпаривание щелока свежего пара ТЭЦ.Кроме того, щелок от растворения руды близок к насыщению по КС и после выпаривания он становится насыценным по КС 1. По этой причине образующийся при выпаривании щелока кристаллиэат содержит значителвное количество КС 1. Этот кристаллиэат во избежание потерь хлористого калия не выводят иэ процесса, а возвраща ют в голову процесса на растворение совместно с исходной рудой, что созда. ет излишние циркуляционные нагрузки и увеличивает вынос солевого шлама из растворителей. 60Цель изобретения - повышение выхода хлористого калия и снижение энергозатрат.Указанная цель достигается тем, что согласно способу выделения хлористого калия из сильвинитов, включаюцему смешение руды со целоком ирастворение ее, отделение твердойФазы, кристаллизацию из полученногощелока хлористого калия и выделениеего, после выделения хлористого ка-.лия щелок в количестве 20-30 мас.упаривают и полученный пар направляют на стадию смешения и растворенияруды в щелоке.. Кроме того, упаривание щелокаведут под избыточным давлением 0,5 Ц,6 атм.Целесообразно также после упаривания из полученной суспензии выделять хлористый натрий, а оставшийсящелок смешивать со щелоком послерастворения руды и отделения твердойфазы,Таким образом, увеличение концентрации КС 1 в щелоке, поступаюцем накристаллизацию, и соответственно повышение выхода КС 1 из этого щелокав процессе кристаллизации достигается не упариванием щелока после стадии растворения, как по прототипу,а путем повышения температуры до108-109 С. С этой целью упариваниещелока. ведут не.под атмосферным давлением, как в.прототипе, а под избыточным давлением 0,5-0,6 атм с тем,чтобы температура пара, поступающего,в процессе смешения и. растворения ру 1 ды, была выше 100 С.Упариванию подвергают щелок непосле растворения руды, а после кристаллизации и выделения из него хлористого калия. Кроме того, упаривают щелок в количестве 20-30 мас.,что позволяет получить вторичногопара столько, сколько его необходимо для поддержания температуры средыв процессе смешения и растворенияруды. За счет этого снижается на25-30 расход пара ТЭЦ.Упаривание щелока после кристаллизации и выделения хлористого калияпозволяет получить кристаллизатхлористого. натрия, не содержащий твердого КС 1, так как состав этого щелока в процессе упаривания находитсятолько в области кристаллизациийаС 1 и не достигает насыщения по КС 1.За счет этого из суспензии послеупаривания щелока выделяют чистыйхлористый натрий, который являетсяпопутным товарным продуктом - поваренной солью сорта "Высший" (с содержанием йаС 1 более 98,5 МЩелок после отделения хлористогонатрия имеет температуру 105=109 Си он близок к насыщению по. КС 1,поэтому его смешивают со щелоком после растворения и отделения нерастворенного остатка и подают в процесскристаллизации хлористого калия. Этопозволяет повторно извлечь КС 1 иэупаренного щелока и тем самым снизить966006 лок после растворениния нерастворенного Насыщенный руды и отд остатка, т 4,65 2 3,5 заМаточны ции и в осле крист хлористого щелок еления 3,46 т на 20-25 объемы щелоков, циркулируемых в цикле "растворение-кристаллизация" (что равнозначно повышениюна 20-25 выхода хлористого калияс единицы объема щелоков ).П р и м е р 1, 4 кг сильвинитасостава, : КС 20; МаС 1 70; глинистое вещество 10, смешивают с 2,77 тматочного щелока с температурой78 С, В полученную суспензию вводятострый пар в количестве 0,31 кг и 1 Опри перемешивании производят раство- френие сильвинита. Полученную суспенэию с температурой 107 С разделяютна твердый остаток, (смесь,хлориданатрия и глинистого шлама - 3,1 т ) 15и насыщенный щелок. Щелок охлаждаЮт /до 25 С, полученную суспензию фильторованием разделяют на кристаллизатхлористого калия (0,8 т ) и маточныйщелок(2,77 т ), 20 мас. маточного 2 Ощелока (0,55 т ) упаривают щелок. (0,24 т ), имеющий температуру 109 С,который смешивают с насыщенным щелоком и подают на охлаждение для кристаллизации из него хлористого калия, 2530 мас. маточного щелока (2,2 т )возвращают на растворение сильвинита.Полученные продукты: хлористыйкалий содержит 96,8 КС 1 и 3,2 МаС 1;хлористый натрий 99,6 МаС и 0,4 КС 1 30П р и м е р 2. 4 кг сильвинитасостава,%: КС 1 30, МаС 1 60 и нераст- .воримый остаток 10, смешивают с4,15 т маточного щелока с температурой 81 С. В полученную суспензию .вводят острый пар в количестве0,69 т и при перемешивании производятрастворение сильвинита. Полученнуюсуспензию с температурой 108 С раз-.деляют на твердый остаток (смесь хлорида натрия и глинистого шлама2,7 т ) и насыщенный щелок. Щелокохлаждают до 25 С, полученную суспензию фильтрованием разделяют на крис- .таллизат хлористого калия (1,2 т )и маточный:щелок (4,15 т), 30 мас.45маточного щелока (1,24 т) упариваютпод избыточным давлением вторичногопара 0,6 атм, который подают нанагрев суспензии сильвинита с маточным щелоком до 107 С. Полученную сус Опензию разделяют на кристаллизатхлористого натрия (0,22 т ) и упаренный щелок (0,53 т ), имеющий температуру 109 С, который смешивают с насыщенным щелоком и подают на охлаждение для кристаллизации иэ него хлористого калия. 70 мас. маточного щелока (2,91 г ) возвращают на растворение сильвинита.Полученные продукты: хлористыйкалий содержит 97,5 КСи 25 МаС 1;хлористый натрий - 99,4 МаС 1 и0,6 КС 1.П р и м е р 3. 4 т сильвинитасостава, : КС 1 25; МаС 1 65; нерастворенный остаток 10, смешивают с3,46 т маточного щелока с температурой 80 С. В полученную суспенэиювводят острый пар в количестве 0,5 ти при перемешивании производят растворение сильвинита.Полученную суспензию с температурой 109 С разделяют на твердый остаток (смесь хлорида натрия и глинистого шлама - 2,9 т ) и насыщенный щелок (3,5 т ). Щелок охлаждают до25 фС, полученную суспензию.фильтрованием разделяют йа кристаллизатхлористого калия (1 т ) и маточныйщелок (3,46 т ), 25 мас. маточногощелока (0,88 т ) упаривают под избыточным давлением вторичного пара0,6 атм, который подают на нагревсуспензии сильвинита с маточным щелоком до 108 С. Полученную суспенэиюразделяют на кристаллиэат хлористогонатрия (0,16 т ) и упаренный щелок(0,38 т ), имеющий температуру 109 С,который смешивают с насыщенным щелокол и подают на охлаждение для кристаллизации из него хлористого калия.75 мас. маточного щелока (2,58 т )возвращают на растворение сильвинита.Полученные продукты: хлористыйкалий содержит 97 КС 1 и 3 МаС 1;хлористый натрий - 99,5 МаС 1 и0,5 КС 1,В таблице приведены основные материальные и тепловые потоки, а также рабочие объемы оборудования по предложенному способу и по прототипу (иэ расчета на 1 т хлористого калия, получаемого из сильвинита состава, : КС 1 25, МаС 1 65 и нерастворимый остаток 10 ).966006 Продолжение таблицы 0,50 0,50 81,1 0,88 4,653,95 90,4 0,38 100,0 0,16 0;50 28,6 0,70 0,45 28,9 0,32 0,32 0,32 0,35 30,0 0,50 21,6 29,0 370 23,9 1,94 2,55 23,1 2,0 2,6 90,5 0,06 0,63 29,0 4,84 6,82 51,8 0,40 0,83 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 7763/32 Тираж 509 Подписноеф 1 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Ж Вода, испаряемая при кристаллизации хлористого калия, т Маточный щелок, поступающий наупаривание, т Упаренный щелок после отделенияхлористого натрия, т Поваренная соль, тВыпаренная вода со вторичным паром, т Тепло, содержащееся во вторичномпаре, Г кал Тепло, необходимое для растворенияРуды, Г кал Расход тепла пара ТЭЦ, Г кал Расход электроэнергии, кВт ч3Рабочий объем растворителей, м Отстойная площадь осветлителянасыщенного щелока, мЯ. Отстойная площадь сгустителядля упаренной суспензии, мТеплопередающая поверхность 3 греющей камеры выпарного аппарата, мОбъем парового пространстваиспарителя выпарного аппарата, м Как видно из таблицы, предложенный способ позволяет снизить по сравнению с прототипом объемы насыщенного целока на 23 (что равнозначно повышению выхода из щелока хлористого калия ), маточного щелока, поступающего на упаривание, на 81,1, упаренного щелока на 90,4, расход пара на 30, электроэнергии на 21,6, объемыоборудования 20-50, попутно получить 50 иэ расчета на 1 т хлористого калия 0,16 т поваренной соли сорта "Высший". 1. Способ выцеления хлористого калия из сильвинитов, включающий смешение руды со щелоком и растворение ее,.отделение твердой Фазы, кристаллизацию хлористого калия иэ щелока и его вццеление, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода продукта и снижения энергозатрат, после выделения хлористого калиящелок в количестве 20-30 мас. упаривают, и полученный пар направляютна стадию смешения и растворения руды со щелоком.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - .щ и й с я тем, что упаривание щелока ведут под избыточным давлением0,5-0,6 атм.3. Способ по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что после упариванияиз щелока выделяют хлористый натрийи смешивают раствор со щелоком послерастворения руды и отделения от неготвердой фазы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Поэин М.Е. Технология минеральных солей, 1970, т. 1, с. 150.2, Патент ФРГ 9 1592056,кл, 12 1 3/06, опублик. 1972.