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

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсимкСоциалистическиеРеспубпии(51)М. Кл. с присоединением заявки М С 01 Р 3/04 С О 1 Р 5/30 Гаеударетееице кемитет СССР пе делам зебретений н еткрытн 11Дата опубликования описания 23.05.82 В.Г Я.Д МвЧ И.М.Окрепкий, В.Вк, Б.М.Курилко, ОНазаревич Я.З.Бои С.И;Пришляктельский филиал Ви проектного инстиое обьединение "ХлорвИзобретение 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 возвращение его на вторую стадию упариваиия 1.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 частичного обессульфачивания раствора хлоридом кальция, присутствующим в пропитывающей твердый остаток жидкой фазе.Кроме того, использование твердого 5 остатка в указанном способе ограничено наличием в системе кристаллизации каинита сульфатов, необходимых для конверсии твердого остатка.,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является способ переработки растворов, содержащих хлориды и сульфаты натрия, калия и магния, включающий упаривание раствора, отделение хлорида натри 1 т 15упаривание маточного раствора, отделение каинита, обессульфачиваниеи упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка, обработку 20его водой, взятой в количестве 503 от массы твердого остатка, отделение раствора хлорида магния, смешение твердого остатка с каинитом, флотацию и прокаливание смеси 21.3 9295Однако выделение хлорида магния при обработке твердто 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 о 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, И 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 15- 303 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 отделяютораствор, содержащий хлориды магния икалия. 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 6. 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 приво 2+дит к потерям К и Мд с остатком.Уменьшение соотношения остаток: исходный раствор 1:3 снижает растворимость калийно-магниевых солей,увеличивает потери калия и магния с остатком. Повышение соотношения 1;б 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 б, 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 1 О исходным раствором.Добавление на первой стадии воды в количестве менее 6 от массы остатка приводит к. загрязнению хлормагниевого раствора ионами кальция при до- в бавлении воды более 153 хлорид магния частично растворяется и теряется с кальциевыми солями.Добавление на второй стадии менее 154 воды приводит к снижению степени извлечения хлоридэ магния, а добавление воды в количестве более 303 приводит к значительному растворению П р и м е р 1. Берут 10 кг раствора, содержащего: КС 1 9-9,15; МдС 1 4,96; МфО, 5,73; ХаС 1 11,69 и НО 68,42, упаривают раствор до выделения 60 мас.Ж 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; Мд 4,22; ВаС 1 7,14; С 1 11,00; 04 9,50 и НО 61,85 - в количестве 5,96 кг упарива35 5 92ют до выделения 1,65 кг каинита, следующего состава, мас. Ф: К+ 15,00;Му+6,61; ИаС 1 10,60; С 1 14,70;504, 24,92; К 20 28, 17 в т.ч. КС 128,60 и получения 3, 10 кг маточногокаинитового раствора, содержащего,мас, 4: К 3,20; Мд + 5,35; ИаС 13,60; С 1 13,94; 504 6,19; ИО67,72. Маточный раствор подвергаютобессульфачиванию при добавлении1,08 кг 29-ного раствора хлоридакальция, получают 0,40 кг гипса и,3,73 кг обессульфаченного раствораследующего состава, мас. 7.: К+ 1,67;М 17 4,46;Са 0,54; ИаС 1 3,10;С 115,40;504 0,12;НО 74,41.Затем упаривают"раствор довыделения 0,589 кг твердого остатка следующего состава,мас. Ф: КС 1 35,24; КС 1 МцС 1.т 61022,04; ИаС 1 32,64; Са 5 С +СаС 1 0,65;НОсвж ,43 или КС 1 ощее 41,16 иМдС 1 7,55 и 2,041 кг хлормагниевогораствора состава, мас, 8: К 0,80;Му+7,51; Са 0,59; ИаС 1 0,82; С 123,63; 50 0,08; НО 66,57 илиМдС 1 29,36 и КЦ 1,52.Твердый остаток подвергают обработке водой в две стадии при темпе-.,ратуре 22 С,На первой стадии к 0,589 кг твердого остатка добавляют 0,035 кг воды (64 от его массы) перемешиваютв течение 6 мин, Фильтруют и получают 0,050 кг раствора кальциевых солей и 0,574 кг твердого остатка,Состав раствора кальциевых солей,мас. : К 0 ДО; Мд 5,90; Са 1,27;ИаС 1 1,31; С 1 19,78; 50 0,05;Н О 71 29Состав твердого остатка, мас. Ф:К 21,58; И +1,61; Са 0,10; МаС 133,30; С 1- 23,89; 50+О,74; йо18,78.или КС 1 41,15 МдС 12 5 57Отмытый твердый остаток в количестве 0,574 кг обрабатывают 0,086 кгводы (15 от его массы), в течение20 мин, фильтруют и получают 0,141 кгхлормагниевого раствора, содержащего,мас. Ж: КС 1 1,81; М 17 С 1 28,90;ИаС 1 1,88; Са 50+СаС 130,08; нО67,33 и остатка 0,519 кг состава,мас. 8: к 29,97; Мд 2+0,20; сац.0212;ХаС 1 30,20; С 1 27,60; 5840,50 Н О11,41 или КС 1 57,15 .и МдС 12 1,23.Остаток в количестве 0,519 кг иискусственный каинит с третьей стадии упаривания в количестве 1,65 кгобрабатывают исходным раствором вколичестве 13,014 кг (массовое соот 9556 6,ношение 3:1) при температуре 65 С в течение 40 мин.Отделяют раствор. (14,980 кг), содержащий, мас. 3: КС 1 12,3; М 17 С 122 5,10; М 8804 5,17; 71 аС 1 11,37; НОО65,83 к остатка (хвостов) О 203 кгсостава, вас. 22 К+ 1,781 И 0,28;Со 0,191 МОС 1 84,101 С 1 2,33;504 0,57; 1110 10,75 или КС 1 3238.Степень извлечения хлорида магнияиз твердого остатка в хлормагниевыйраствор составляет с 71,524, а хлори-да калия - в раствор, содержащий хлориды калия и магния, и в хлормагние вый раствор 89,59.П р и м е р 2. Берут 10 кг раствора, содержащего, мас. 4: КС 1 8,33;ИЯС 11 6,25; МД 504 5,97;,"аС 1 10,85и НО 68,60 упаривают его до осажде 2 о ния 60 мас.хлорида натрия (0,70 кг)Затем упаривают маточный раствор свыделением половины оставшегося хлорида (0,24 кг).Маточный раствор состава, мас. 3: 25 К 5,66; МР 4,94.; МС 1 52672 С 14 9 87; Н О 61 61 - в количестве 6,03 кг упаривают до" выделения каинита, содержащего, мас. З,;К+13,97; Мд 7,04; ЧаС 1 10,39; С 1 зо 14,33; 5025,56; НО 28,71; илиКС 1 26,64 и получения 3,10 кг маточного каинитового раствора состава,мас. Ф: К 2,76; Мс 7 5,48; 141 аС 1С 1 14,30 5042 К 5 68 НО 68 07,Последний подвергают обессульфачиванию при давлении 1,01 кг 29-ногораствора хлорида кальция, получают 0,36 кг гипса и 3,73 кг обес 4 о сульфаченного раствора, содержащегомас. о;: К + 1,50; Мд 4251; Са+0241;1 ФС 1 3 40 С 1 15,14 504НО 74,90.Обессульфаченный растворупаривают до выделения 0,597 кг твердогоостатка следующего состава, мас. 3:КС 1 26,94; КС 1 оМсЗС 1 т 6 Н 20 32,53;М С 1 30,40; С 504 ФСас 12 1,04; й 10 с а9,09 или КС 3 ,це 35 в 67 и МОС 12 11,14и 1,953 кг хлормагниевого растворасостава, мас. 3: К 0,71; МЗк,49;Са 0,66; ИаС 1 0,90; С 1 23,61;504 0,08; НО 66,55 или МдГ 1 29,34 и КС 1 1,36.Твердый остаток подвергают обработке водой в две стадии при температуре 22 С.На первой стадии к 0,597 кг твердого остатка добавляют 0,063 кг во29556 8 7 9ды (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; Мд 5,92 Са 1,25;ХС 1 1,40. С 1 19,94; ЯОО,О 7; НО71,01.Состав твердого остатка, мас. Ф:К+19,10; Мдф 2,30 р Са 0,11; МаС 120042 С 1 23,472 Я 04 12029 НО23,96 или НС 1 36,43 и МдС 18,25,0,570 кг твердого остатка обрабатывают. 0,128 кг воды (22,53 от его мас"сы в течение 20 мин, отфильтровывают и получают 0,210 кг хлормагниевого раствора следующего состава,мас. 3:КС 1 1,70; МДС 19 29, 10; ХаС 1 1,90;СаБ 04+СаС 1 0,101 ЙО 67,20 и0468 кг остатка состава, мас. 3:К 22,931 Мр 0,401 Са 0,14; ИаС 128,64; С 1 21,26; И 4 0,82; ИО25,81; или КС 1 43 72 и МдС 12 1,18.Остаток в количестве 0,488 кг и искусственный каинит с третьей стадиивыпарки в количестве 1,78 кг обрабатывают исходным раствором в количестве 10,206 кг (массовое соотношение 4,5:1) при температуре 70 С втечение 40 мин.Получают раствор, содержащий хлориды калия и магния, 12,164 кг сле-дующего состава мас. Ф: КС 1 12,42;МцС 1 д. 5 90 МАМБО4,86; ИаС 1 11,21;НО 65,61 и остатка (хвостов)0,310 кг состава, мас. 4: Кф 1,20;Мд 0,30; Са" 0,18; ИаС 1 81,90; С 12,01; Ю 0,55; 0 13,86 или КС 12,28. Степень извлечения хлорида магния из твердого остатка хлормагниевый раствор составляет 91,88, а хлорида калия в раствор содержащий хлориды калия и магния и в хлормагниевый раствор 89,953П р и м е р 3. берут 10 кг раствора, содержащего хлориды, мас. Ф: КС 1 7 20; МдЯО 6, 17 МдС 1 7,83; МаС 1 9,94 и НО 68,86 или К+3,78 и Мд 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+ 5,02 Мдф 5,65; ИаС 1 4,20; БО 10,16; С 1 13,51 и НО 61,43 в количестве 6,08 кг упарйвают до выделения .1,85 кг каинита следующего соста" ва, мас. : К 13,27; Мдф+7,22; ИаС 110,18; ЯО. 26,06; С 1 13,86; Н О 29,41в т.ч, КС 1. 25,30 и получения 3,09 кгматочного каинитового раствора состав ва, мас.Ф: К+ 2,33, Миф"5,62; ЗаС 13,82; 80 5,219 С 1 14,66 и Н 0,68,36,Последний подвергают обессульфачиванию при добавлении 0,91 кг 29-ногораствора хлорида кальция получают10 0,34 кг гипса и 3,66 кг обессульфаченного раствора следующего составамас, В: К+1,27 Му 4,58; Са 0,459ИаС 1 3,319 ЯО, 0,16; С 1 15,14;НО. 75,09.5 Обессульфаченный раствор упариваютдо выделения 0,604 кг твердого остатка следующего состава, мас. 3:КС 1 18,56; КС 19 МАЗО 6 НО 43,31;ХаС 1 26,15; СаЯ 04+СаС 1 1,44; ЙОсвокщ 10,54 или КС 1 -30,18 и МдС 19 14,84и хлормагниевого раствора 1,856 кгсостава, мас. : К 0,66 Мдф+ 7 5"9Са 0,83; ИаС 1 0,74; ЯСФ 0,09; С 129,89; НО 66,29 или МОС 1 29,9425 и КС 1.1,26.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(153 от массы остатка), перемешиваютв течение 6 мин, фильтруют и получают0,112 кг раствора кальциевых солейи 0,572 кг твердого остатка.Состав раствора кальциевых солей,мас.Ф:К+ 0,35;Мд 5,89;Са 38;ИаС 1О, 80; %4 О, 07 9 С 1 19, 891 Нд О 71, 68.Состав твердого остатка, мас. 4:К+16.60: Му 3,03; С 0,15; ИаС 1.4,26 341904 0 961 С 1 23 45 н О 29 47 илиКС 1 31,65 и Мд,С 1 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.3:КС 1 1,52; МдС 12 29,30; МаС 1 1,80;Сас 904+СаС 1 0,061 ЙО 67,32; и остатка 0,462 кг состава, мас. Ж:К+22,60; Мд 0,231 Саф 0,189 ИаС 125,80; С 1 20,89; ЯО;4 0,809 НУО 29950или КС 1 43,09 и МдС 1 0954. 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 соотношенив 3: 1)при темпера туре 80 С в течение 40 мин.Получают. 8,.904. кг раствора состава,. мас, Ж: .КС 1 12,77; МдС 1, 6,09 МАМБО, 6,06; ИаС 1 9,71; НО 65,37 и0,344 кг остатка состава, мас. Ф: Кф 0,92; М 1 0,36; Са 0,23; ИЗС 1 82,22; С 1 1,75; ЯЯ,72; Н 0 13,80или КС 1 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 941,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 88,5 й, а степень извлечения хлорида калия,97. 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 10и упаривание маточного раствора, отделение твердого остатка и промывкуего водой, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повышения. степени5 извлечения хлоридов магния и калия,промывку твердого остатка водой осуществляют в две стадии, причем напервую стадию добавляют воду в количестве 6-153 от массы твердого остат 10 Ка, отделяют маточный раствор и нап-равляют его на стадию обессульфачивания, к образовавшемуся остатку добавляют воду в количестве 15-30 от егомассы, отделяют раствор хлорида маг 5 ния, остаток смешивают к каинитом,добавляют к смеси исходный растворв массовом соотношении 6:1"3:1 приотемпературе 65-80 С и. отделяютраствор, содержащий хлориды калия и20 магния.2, Способ по и. 1, о т л и ц а ющ и й с я тем, цто раствор хлоридамагния возвращают на стадию упаривания маточного каинитового раствора25 или направляют в хранилище,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Позин И.Е. Технология минеральных солей. Л., "Химий", 1970, с,175 зо 176,2. Патент США ФР 3432258,кл. 23-91, 1969 (прототип).929556 йаее рааюйг оставитель Т.Пушкинаехред А. бабинец Кор едакт олк тор ГРешетникак сное лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 3396/27 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, 3-3514 Подного комитета ССОРений и открытий Раушская наб д. 4/5