Способ выделения бишофита из хлормагниевых рассолов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 101080 (21) 2996063/23-26 (1) М.КЛ. С 01 Г 5/30 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 0710.82. Бюллетень Йо 37 Дата опубликования описания 04.02,83 53) УДК 661. 946. . 321(088.8) ивмемес В,И, Ирмомекко, Ей.ки . Фроловский и А.И. ЗЦйиовский(71) Заявитель 1541 СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БИШОФИТА ИЗ ХЛОРМАГНИЕВЫХРАССОЛОВ Изобретение относится к технологии производства неорганических солей и может быть использовано для получения иэ 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, включающий упаривание хлормагниевого рассола при 35-100 С с выделением в твердую фазу бишофита в смеси с гидратами сульфата натрия, нагревание 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 иэ жидкой фазы искусственного кизерита, отделение последнего Фильтрованием и кристаллизация бишофита охлаждением обессульфаченного маточного рассола 1 1.Недостатками этого способа являются высокотемпературный режим стадии обессульфачивания и высокая вследствие этого степень гидролиэа хлористого магния с выделением паров хлористого водорода, что ведет к инкрустации теплопередающих поверхностейи интенси=ной коррозии оборудования,периодичность процесса и громозд,кость технологической схемы. Крометого, способ не предусматривает заводской очистки хлормагниевых рассолов от хлористого калия. Это приводит к необходимости глубокого бассейного обескаливания, что не во всехклиматических зонах возможно. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ выделения бишофита, заключающийся в упаривании хлормагниевого рассола в вакууме при 80-105 С до насыщения по бишофиту при 25-50 С, выдерживании при 110-135 С в течение 3-5 ч. с выделением в твердую Фазу сульфата в виде искусственного кизерита (И 9504 1,25 Н 20), отделении последнего при тех же температурах Фильтрованием, охлаждении обессульфаченного рассола до 25 С с кристаллизацией карналлита и галита, отделении кристаллического осадка фильтрованием, выпаривании Фильтрата в вакууме при . 6 0-90 С с одновременным в щеленнем в твердую фазу биыофита 23.963954 Концентрацияхло- ристого магния,мас.Ъ Содержание сульфат-иона, % при скорости слива из отстойника, м 3/м ч Температураохлаждения, С Темпе,ратура выпарки,С 0,2 0,3 О, 05 ф 0,4 1 80 Бишофит при охлаждении не кристалли- зуется 106 50. 80 Бишофит не кристаллизуется 110 50,37 80 112 То же 50. 119 80 0,002 0,004 0,001 0,002 0,004 50 80 122 0,0025 0,012 0,002 0,001 50 Недостатками способа являются повышенное содержание сульфат-ионов в продукте (0,01 мас.%), трудность аппаратурного оформления процесса нагревания концентрированных хлормагниевых рассолов в статических условиях; периодичность процесса обессульфачивания, что обусловливает громоздкость аппаратурно-технологической схемы и трудность организации. рентабельного крупнотоннажного производства.Кроме того, рекомендуется при обессульфачивании и обескаливании определять глубину упаривания перед обессульфачиванием, что не позволяет регулировать степень обессульфачивания изменением концентрации хлористого магния. Это в свою очередь 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 осу ществлять ее разделение наиболее экономичным способом-отстаиванием,Целью изобретения является снижение содержания сульФат-ионов в продукте30Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа выделения бишофита из хлормагниевых рассолов, включающего упаривание рассо ла до концентрации, соответствующей насыщению по бишофиту при 25-50 С, охлаждение рассола и отделение хло-ристого натрия и карналлита, упаривание рассола при 110-135 С, отделение кизерита и выделение из бессульфаченного рассола бишофита, упаривание рассола при 110-135 С ведут до концентрации хлористого магния 36-: 42 мас.3, а отделение кизерита от раствора ведут после осаждения и выделения хлористого натрия и карналлита отстаиванием рассола при скорости слива 0,1-0,3 м/м ч.Целесообразно выделение бишофита вести при охлаждении обессульфаченного рассола до 50-80 С или путем упаривания рассола до получения плава продукта.Отличиями предложенного способа являются режим выделения 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 обессульфаченном рассоле и скорости слива из отстойника при температуре выпарки. 0,0025 0,002 0,015 0,0050,006 0,030,Содержание сульфат-иона, В при скорости слива из отстойника, м /м ч 0,05 0,1 0,2,0,3 . 0,4 135 80 0,001 0,006 0,001 0,0018 0,002 0,011 0,008 0,009 0,045 50 0,006 43 80 0,02 0,02 0,04 0,055 0,06 0,12 50 0,09 0,09 0,15 0,17 Ф Снижение скорости слива ниже 0,1 м /м ч не влияет на качество бишофита 3 2,1 а ведет к резкому снижению производительности отстойника.Как видно из таблицы, содержа- . кизерит. При этом получают 857,1 кг/ц ние сульфата магния в обессульфачен осветленного маточника среднего сосном рассоле зависит от скорости сли- тава, мас.В: МдС 1 34,49; Мд 504 2,24; ва иэ отстойника, величина которой КСВ 0,18; МаС 1 0,25; НО 62,84 ( г/лг обусловливает также кинетику процес- МдС 1 д 466,3; Мд 504 30,3; КСК 2,4; са обессульфачивания, так как в от- МаС 1 3,4; Н 20 849,61, содержащего стойнике производятся снятие оста- ЗО 37,52 кг кристаллического кизерита точного пересыщения по сульфату маг- а также 272,95 кг/ч сгущенной суспенния, а также рост зародьыей кристал- зии; Последнюю разделяют на центрилов. фуге с получением 151,64 кг/ч фугаУвеличение скорости слива рассола та и 121,31 кг/ч осадка, содержащего из отстойника более 0,3 м/мч ведет 35 26,44 кг хлористого натрия, 25,02 кг к уносу кристаллов и ухудшению ка- киэерита, 57,72 кг карналлита и чества продукта. Увеличение концент,13 кг пропитывающего маточника. рации хлористого магния в обессульфа- Из осветленного маточника и фугаченном рассоле выше 42 ухудшает та от;центрифугирования выпаривают качество продукта. 4 О в аппарате погружного горения приП р и м е р 1. Из 1500 кг/ч хлор-118 С 53,42 кг/ч воды, в резульмагниевого рассола среднего состава, тате чего дополнительно выделяют в мас.%: МдС 1 д 24,79; Мд 504 5,15, твердую фазу 10,77 кг/ч кристалличес- КСВ 1,16, МаС 1 1,93, Н О 66,97 г/л: кого кизерита и получают 944,55 кг/ч МдС 1 324,5 Мд 504 67,4; КСО 15,2; 45 упаренного пересыщенного по сульфаМаС 1 25,3; Й 20 876,6) выпаривают вту магния рассола среднего состааппарате погружного горения при 90- ва, мас.Ъ: МдС 1 д 36,83; Мд 504 1,4;100 С 332,43 кг/ч воды. При этом вы- КСй 0,19; МаС 1 0,27; Н О 61,31 (г/лг падает в твердую Фазу 21,24 кг/ч МдС 1 494,3; Мд 504 18,8; КС 6 2,5; хлористого натрия и 62,53 кг/ч кизе- О МаС 1 3,6; Н 20 822,8). рита (Мд 504НО) и получают Суспензию кизерита сгущают в от- .1083,8 кг/ч упаренного рассола сред- стойнике непрерывного действия при него состава, мас.Ъ: МдС 12 34,31; температуре выпарки и скорости слиМд 504 2,11 КС 2 1,60, МаС 1 0,71; ва 0,1 м /м ч. В отстойнике снимаН 20 61,27 г/л: МдС 1 о 459,4; Мд 504 ют остаточное пересыщение по сульфа,3; КСВ 21,4; МаС 1 9,5, Н 20 ту магния, в результате чего до 4).ополнительно выделяют 9,21 кг/ч крисСуспензию охлаждают до 25 С, в таллического кизерита. После отстой- результате чего дополнительно выде- ника получают 848,88 кг/ч осветленнояют 5,2 кг/ч хлористого натрия и го обессульфаченного рассола средне,54 кг/ч карналлита КС 1 МдС 12 6 Н О,) ф го состава, мас.Ъ: МдС 1 37,2; Суспензию, содержащую хлористый нат Мд 504 0,55 КСР 0,19; МаС 1 0,27 рий, кизерит и карналлит, сгущают в НО 61,79 (г/лт МдС 1 495,9; Мд 504 7,3; .отстойнике непрерывного действия при КСР 2,5; МаС 1 3,6; Н 2 О 823,7 ) и скорости слива 0,5 м 3/мч, где осаж,96 кг/ч сгущенной суспензии киэедают галит с карналлитом и частично 65 рита, которую разделяют на центрифу 98397ге с получением 79,98 кг/ч фугатаи 63,98 кг/ч осадка киэерита, содержащего 6,39 кг пропитывающегоматочника,Осветленный обессульфаченный рассол и фугат охлаждают до 50- 555 С. При этом выделяют в твердую фазу 64,8 кг/ч бишофита и0,22 кг/ч хлоРистого натрия. Кристаллический осадок не содержит карналлита, 10После центрифугирования суспензии и промывки осадка водой (1,72 л)получают 67,31 кг/ч бишофита среднего состава, мас.В: Мцс 12 45,36,Мд 50 0,005; КСЙ 0,002; ИаС 1 0,34;НО 54,29 и 863,27 кг/ч Фугата,имеющего состав, мас.Ъ: Мдс 12 36,49;Мд 504 0,59, КС 1 0,2) Иас 0,26 (г/лМцС 1 489,7, Мц 504 7,9 КСО 2,7;Мас 3,5; Н 20 838,2), Фугат направляют в голову процесса.П р и и е р 2. Все, как в примере 1, но иэ осветленного маточникаи Фугата от центрифугирования выпаривают в аппарате погружного горения при 118-126 С 92,7 кг/ч воды, врезультате чего дополнительно выделяют в твердую фазу 13,38 кг/ч кристаллического киэерита и получают902,51 кг/ч упаренного пересыщенногопо сульфату магния рассола среднего состава,мас.Ъ: Идс 12 38,55;Ид 504 1,2 р КСВ 0,2; МаС 0,2, НдО5977 (г/л: Мдс 1 5239; мд 504 16,3,КСР 2,7; МаС 3,8; Н 20 812,3),Суспензию кизерита сгущают в отстойнике непрерывного действия притемпературе выпарки и скорости слива 0,1 м /м ч. 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,Ъг МцС 12 38,9; Мд 504 0,42;", 45КС 1 0,2; МаС 1 028 р НО 602 (г/лгМцс 12 626,3; Мд 504 5,7, КС 1 2,7;ИаС 1 3,8; Н 20 814,5) и 147,94 кг/чсгущенной суспензии, которую разделяют на центрифуге с получением 5082,19 кг/ч фугата и 64,75 кг/ч осадка киэерита, содержащего 6,57 кг пропитывающего маточника.Осветленный обессульфаченный рассол и фугат охлаждают до 50-55 фС,При этом выделяют. в твердую фазу208,62 кг/ч бишофита, 0,66 кг/ч хлористого натрия, 1,13 кг/ч карналлита,После центрифугирования суспенэии и промывки осадка водой(5,57 л)получают 217,56 кг/ч бишофита среднего состава, мас,З: МцС 12 45,25,Мц 500,004; КС 0 0,14; Иас О,ЗОрН 20 54,31 и 675,82 кг/ч фугата,имеющего состав, мас.%: Мцс 1 36,51Мц 504 0,55; КСО 0,22; Мас 0,27 65 54 НцО 62,45 (г/л: Мдс 1 489,9Мд 50, 7,4, КСФ Зр МаС 1 3,6; НО 838,1).Фугат направляют в голову процесса.П р и м е р 3. Все, как в примере 1, но иэ осветленного маточника и фугата от центрифугированиявыпаривают в аппарате погружного горения при 126-135 С .153,12 кг/ч воды,в результате чего дополнительно выделяют в твердую фазу 15,34 кг/чкристаллического кизерита и получают 840,28 кг/ч пересыщенного по сульфату магния упаренного рассола среднего состава, мас.Ъ: Мдс 1 41,4Мд 504 1,1) КСР 0,22, МаС 1 0,3)Н 20 -56,98 (г/лй Мдс 1,2 576, 3,Мд 504 15,3; КСФ 3,1)йас 4,2)НфЭ 793,1)Суспензию киэерита сгущают в отстойнике непрерывного действия притемпературе выпарки и скорости слива 0,1 м/м 2 ч. В отстойнике снимаютостаточное пересыщение по сульфатумагния, в результате .чего дополнительно выделяют 7,95 кг/ч кристаллического кизерита. После отстойникаполучают 741,11 кг/ч обессульфаченного рассола среднего состава, мас.Ъ:Мде 41,8; Мд 50 2 О,28; КСЕ 0,22;Мас 1 О 30; Н 20 57,4 (г/л: Мдс 12578,1)Мд 504. 3,9) КСВ 3,0) Мас 1 4,1) .Н 20 793,9) и 152,03 кг/ч сгущеннойсуспенэии, 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 свыделением в твердую фазу 335,54 кг/чбийофита 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,Ъ: МЧС 1 45,37;М 9504 0,003; КСР 0,002,МаС 1 0,38, и 486,52 кг/ч фугата, имеющего состав, мас.Ъ: Мцс 1 38,48 Мц 504 0,47; КСЮ 0,37 Иас 0,24, Н 20 60,44 (г/ле МцС 1) 521,4; Мд 504 6,4) КС 5,О;МаС 1 3,3, Н 20 818,9 ). Фугат направляют в голову процесса.Проведение обессульфачивания одновременно с выпаркой в непрерывном режиме позволяет создать необходимйе условия для организации непрерывного крупнотоннажного промышленного производства. Кроме того, уменьшается по сравнению с известным 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 температу10 963954 формула изобретения 15 20 Составитель .В,ГроздовскаяРедактор З.Бородкина Техред С,Мигунова Корректор А.ференц Заказ 223/1 Тираж 509ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры выпаривания и тем самым обеспечитьпромышленную надежность схемы. Болееглубокое по. сравнению с известнымспособом 23 упаривание на стадииобессульфачивания дает возможносчьусилить высаливакиций эффект хлористого магния и снизить содержаниесульфат-иона до 0,005 вес.%, что гарантирует получение кристаллическогобишофита, не содержащего кристаллического сульфата магния. 10 1. Способ выделения бишОфита из хлормагниевых рассолов, включающий упаривание рассола до концентрации соответствующей насыщению по бишофиту при 25"50 С, отделение хлористого натрия и карналлита при охлаждении рассола, упаривание рассола при 110.135 С, отделение кизерита и выделение из обессульфаченного рассола бишофита, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения содержания сульфат-иона в продукте, упаривание рассола при 110135 С ведут до концентрации хлористого магния 36-42 мас,Ъ а отделение кизерита от раствора ведут после осаждения и выделения хлористогонатрия и карналлита отстаиванием рассола при скорости слива 0,1-),0,3 м /м ч.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обессульфаченный рассол охлаждают до 50-80 С иотделяют продукт,3. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, чтообессульфаченныйрассол упаривают до плава бишофита,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3690844,кл. 23-90,1972.2; Патент ,ФРГ 9 1667826,кл. С 01 Г 5/30, 1974 (прототип).