Способ получения сульфатных калийно-магниевых солей

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТНЫХ КАЛИЙНО-МАГНИЕВЫХ СОЛЕЙ из полиьданеральных калийных руд,включающий растворение последних в воде или маточном .растворе, отделение нерастворимого остатка, упаривание полученного раствора до концентрации ионов магния в жидкой фазе 3,7-3,9 мае. %, отделение вьтавшего при этом галита, смешивания упаренного раствора с лангбейнйтовым раствором, кристаллизацию калийно-магниевых солей из смешанных растворов ступенчатым охлаждением с вьщелением шенита, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозат(ат при получении калимагнезии и уменьшения в ней содержания хлора, смесь упаренного и лангбейнитового растворов выдерживают при 60-70°С в течение 35-45 мин, после чего из суспензии, охлажденной (Л до 50-55°С, вьщеляют соли, направляемые на получение калимагнезии. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

ПЕ О1) (я) С 01 D 5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ (21) 3514910/23-26 (22) 29.11.82 (46) 30.07.84. Бюл. Ф 28 (72) В.М. Ковзель, Г.П. Баранов, А. Н. Смолин, Л.Т. Цветкова, Ю.А. Гудзоватая, Б. И.Лущенко, Л. В. Бараненко, И.К. Миньков и 3. В. Назаревич (53) 661.832(088.8) (56) 1. Печковский В. Технология калийных удобрений . Минск, 1978, с. 240.

2. Авторское свидетельство СССР

В 808366, кл. С 01 D 5/12, 1981. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТНЫХ

КАЛИЙНО-МАГНИЕВЫХ СОЛЕЙ иэ-полиминеральных калийных руд,включающий растворение последних в воде или маточном. растворе, отделение нерастворимого остатка, упаривание полученного раствора до концентрации ионов магния в жидкой фазе 3,7-3,9 мас. %, отделение выпавшего при этом галита, смешивания упаренного раствора с лангбейнитовым раствором, кристаллизацию калийно-магниевых солей из смешанных растворов ступенчатым охлаждением с выделением шенита, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат при получении калимагнезии и уменьшения в ней содержания хлора, смесь упаренного и лангбейнитового растворов выдерживают при 60-70 С в течение 35-45 мин, после чего из суспензии, охлажденной до 50-55 С, выделяют соли, направляемые на получение калимагнезии.

11054

Изобретение относится к галургии и может быть использовано при комплексной переработке полиминеральных калийных руд, содержащих хлоридносульфатные соли калия, натрия и магния.

В настоящее время широкое применение в сельском хозяйстве находят бесхлорные калийные удобрения — калимагнезия (К2804 M@SO< ) и получаемый 10 при ее переработке сульфат калия (К2804) .

Известен способ получения калимагнезии при переработке полиминеральных руд сложного состава, включающий 15 приготовление исходного насьпценного раствора растворением руды при 6575 С в оборотном маточном растворе, приготовление лангбейнитового раствора растворением лангбейнитового концентрата в воде при 100 С, смешивание полученных растворов, разбавление <меси водой с последующей кристаллизацией шенита (КqS04 ° ИдS04"

«6Н О) при охлаждении до 20 С, отделение кристаллов от раствора и последующую их сушку в печах кипящего слоя "КС" (1) .

Однако при кристаллизации вместе с шенитом выделяется значительное количество галита (БаС1), затрудняющее использование калимагнезии в качестве удобрения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- 35 мому результату является способ получения сульфатных калийно-магниевых солей, в частности шенита, при переработке полиминерапьных калийных руд, включающий растворение руды с 40 получением насьпценного раствора, выпаривание его, приготовление лангбейнитового раствора из нерастворимого остатка, смен. ение упаренного и лангбейнитового растворов при 75-80 С 4> и кристаллизацию шенита ступенчатым охлаждением до 20 С с последующим отделением кристаллов шенита и сушкой их в печах кипящего слоя "КС" (2j, В этом способе с целью увеличе- 0 ния выхода шенита (а соответственно и калимагнезии) при кристаллизации и уменьшения содержания примесей в нем исходный насьпценный раствор выпаривают при 70-80 С до содержания 55 ионов И1, 23,7-3,9 мас. 7 с последующим отделением выделившегося хлористого натрия.

Так как основную долю в твердой фазе представляет кристаллогидрат, содержащий шесть молекул воды, то энергетические затраты, необходимые для обезвоживания твердой фазы с целью получения калимагнезии, значительны. Поэтому для получения калимагнезии желательно выделить в .твердую фазу леонит, имеющий меньшее содержание воды в кристаллогидрате.

Кроме того, выделение шенита приводит к значительному уменьшению содержания воды в растворе, что способствует выделению в твердую фазу галита, а охлаждение суспензии до 20 С обусловливает выделение сильвина (3-5 мас. X). Все это приводит к загрязнению калимагнезии хлоридами.

Целью изобретения является снижение энергетических затрат при получении калимагнезии и умеЛьшение в ней содержания хлора.Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения калимагнезии при переработке полиминеральных калийных руд, включающему приготовление насыщенного и лангбейнитового растворов растворением руды, выпаривание насьнц раствора до содержания ионов магния 3,7

3,9 мас. 7 с выделением и отделением кристаллов хлористого натрия, смешивание упаренного и лангбейнитового растворов, последующую кристаллизацию калийно-магниевых солей ступенчатым охлаждением, смесь упаренного и лангбейнитового растворов выдерживают при 60-70"С в течение 35-45 мин, после чего из суспензии, охлажденной до 50-55"С, выделяют соли, направляемые на получение калимагнезии.

Выдерживание растворов при температуре выше 70 С приводит к уменьшению выделения леонита вследствие образования значительного количества мелкодисперсного лангбейнита, непригодного для получения калимагнезии и увеличивающего влажность продукта, поступающего на последующую сушку.

Проведение процесса при температуре ниже 60 С приводит к снижению доли леонита в твердой фазе до 6065 мас. 7, что влечет увеличение энергетических затрат при послел лощем обезвоживании пропукта.

1105466

Пои уменьшении воемени провепения процесса ло 30-20 мин выхоп леонита в твеопую Фазу составляет 4025 мас. !, т.е. не обеспечивается полностью протекание химической реакции с выделением леонита. С увеличением времени пребывания свыше

45 мин количество выделяющегося леонита не увеличивается.

Выделение калийно-магниевых со-лей при температуре выше 55 С приводит к увеличению содержания в них лангбейнита, непригодного для получения калимагнезии. Выделение солей при температуре ниже 50 С приводит к увеличению содержания в продукте шенита, что увеличивает энергозатраты при производстве калимагнезии.

Пример. Для приготовления

91 т упаренного раствора растворяют

31 т полиминеральной калийной руды в 79 т раствора и получают 100 т исходного раствора. Полученный раствор упаривают до концентрации ионов магния в жидкой фазе 3,8 мас. 7 в выпарном аппарате при 75 С. В ре зультате выпаривания выделяют 3,4 т хлористого натрия, который отделяют, и упаривают 6,7 т воды, которую конденсируют и направляют на стадию приготовления лангбейнитового раствора.

Для приготовления 10 т лангбейнитового раствора 4,9 т лангбейнитового концентрата растворяют в 7,6 т воды, из которых 6,7 т составляет конденсат, полученный при выпаривании исходного насыщенного раствора.

Полученный лейнгбейнитовый раствор (10 т) смешивают с 91 r упарен— ного раствора и полученную смесь выдерживают при 65 С в течение

40 мин, при этом в твердую фазу выделяют до 8 т леонита. Полученную суспензию направляют в вакуум-кристаллиэационную установку, где осуществляют охлаждение до 20 С, причем продукционную суспензию отводят со стадии, соответствующей 52 С, и направляют на сгущение и далее на разделение. Твердую фазу (14,22 т), содержащую 12,7 г леонита (90 мас.7), и 0,08 т хлоридных солей, отделяют от жидкой фазы и направляют на сушку и обезвоживание для получения калимагнеэии.

В табл. 1 приведены данные, показывающие влияние температуры выдерживания на количество и качество получаемого продукта (время проведения процесса 40 мин).

Как видно из табл. 1, процесс необходимо проводить при 60-70"С, 5 так как именно в этом интервале обес. печивается максимальное содержание леонита в твердой фазе (84-92 мас.7.) имеющей крупность кристаллов 0,370,42 мм и влажность 4-5 мас. 7..

10 В табл. 2 приведены данные по влиянию времени выдержки на качество получавшейся твердой фазы при

65 С.

Как видно из табл. 2, время про15 ведения процесса конверсии должно составлять 35-45 мин, так как именно в этом интервале обеспечивается максимальное образование леочита (87-91 мас. 7), имеющего средний размер 0,32-0,45 мм.

В табл. 3 приведены данные по влиянию температурного интервала, при котором выводятся калийно-магниевые соли, на их состав.

Как видно иэ табл. 3, выведение калийно †магниев солей при темперао туре BbUUe 55 приводит к увеличению содержания в них лангбейнита, не30 пригодного для получения калимагнезии.

Выведение калийно-магниевых солей при температуре ниже 50 приводит к увеличению, содержания в продукте

35 шенита, что значительно увеличивает энергозатраты при последующей сушке.

В табл. 4 приведены составы твердой фазы, получепнс и прп проведении процесса по известному и предлагаемо40 му способам.

Как видно из табл. 4, при проведении процесса по предлагаемому способу в твердой фазе наблюдаются только следы натрия и хлора.

Таким образом, испопьзование предлагемого способа получения калимагнезии при переработке полиминеральньм калийных руд обеспечивает по сравнению с существующими способами сниже ние энергетических затрат на 20-307 при сушке и дегидратации продукта; исключение эасоления почвы при исполь зовании калийно-магниевьм солей в качестве удобрении; исключение стадии отмывки калийно-магниевых солей( от галита при переработке их на сульфат калия. Кроме того, получение крупнокристаллического леонита умень5 1105466 а шает унос его при сушке в печах ки- производительность технолог нческой пящего слоя "КС", что увеличивает линии на 10-15Х.

Т аблица1

Показатели

Количество леонита в продукте, мас. 7

60-65

92

82 80

Средний размер кристаллов, мм

0,37 0,42 0,41 0,40 0,4

0,35

6-8

5-7 4-5 4-5 4-5 6-8

Таблица2

Показатели

Количеотво леонита в продукте, мас. Ж

61

91

Средний размер кристаллов, мм

0 17 0,32, 0,42 0 45 0,4

Т а б л и ц а 3

Минералогический состав выводимых калийномагниевых солей

Температура, при которой выводятся калийно-магниевые

Леониг Шенит

К $0 NgS04 ° 4Н О К2$04 MgS04 ° 6Н О

Лангбейнит

K S0p 2MgS04

° соли

36-28

20-17

70-60

60-55

55-50

6-4

3-1

20-18

50-45

Содержание маточного раствора в пересчете на влажность кристаллов после фильтрации, мас. 7

Продукт, получаемый при температуре процесса, С

Твердая фаза при времени выдержки, мин

20 30 35 45 55

64-72

80-83

90-92

80-82

1105466

Таблица4

Способ

Химический состав твердой фазы, мас. 7. (1

К М8 . Na СВ 804 И о

18,03 5,78

1,78

4,3

Прототип

44,31 26,8

Предлагаемый

51,7 20,46

21,2 6,6

0,05 0,2

Заказ 5533/17 Тирах 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал. ППП "Патент", г.Ухгород, ул.Проектная, 4

Составитель А.Волков

Редактор Л.Веселовская Техред А.Кикемезей Корректор И.Эрдейи