Способ переработки калийной полиминеральной руды с получением нитрата калия

 

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛИЙНОЙ ПОЛИМИНЕРАЛЬНОЙ РУДЫ С ПОЛУЧЕНИЕМ НИТРАТА КАЛИЯ, включающий разложение руды 10-20%-ной азотной кислотой, нейтрализацию раствора известковым молоком, отделение гипса. выпаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия и высаливание нитрата калия метанолом при охлаждении в присутствии хлорида калия, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода азотной кислоты при сохранении высокой степени извлечения калия, руду предварительно подвергают выщелачиванию, отделяют твердый остаток от раствора и взвеси шлама, азотнокислотно разложению подвергают твердый остаток при поддержании Ж:Т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 01 D 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3566519/23-26 (22) 26.01.83 (46) 15.04.85. Бюл. № 14 (72) В. Т. Яворский и И. Ю. Костин (71) Калушский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (53) 631.839 (088.8) (56) 1. Патент США № 4246019, кл. С 05 С 5/02, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР № 916399, кл. С 01 D 9/04, 1979 (прототип) . (54) (57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛИЙНОЙ ПОЛИМИНЕРАЛЬНОЙ РУДЫ

С ПОЛУЧЕНИЕМ НИТРАТА КАЛИЯ, включающий разложение руды 10 — 20%-ной азотной кислотой, нейтрализацию раствора известковым молоком, отделение гипса, „„SU„„1150224 A выпаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия и высаливание нитрата калия метанолом при охлаждении в присутствии хлорида калия, отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода азотной кислоты при сохранении высокой степени извлечения калия, руду предварительно подвергают выщелачиванию, отделяют твердый остаток от раствора и взвеси шлама, азотнокислотно разложению подвергают твердый остаток при поддержании

Ж:Т = (1,5 — 2,5):1, перед стадией нейтрализации раствор смешивают с продуктом азотно кислотного разложения и азотной кислотой, взятой в эквивалентном коли.честве к сульфат-ионам, а шлам промывают и промывной раствор направляют на стадию выщелачивания руды.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выщелачивание ведут при соотношении руды и промывного раствора 1:(1,7 — 2,1).

1150224

Изобретение относится к области переработки труднорастворимых в водных растворах полимерных калийных руд на высококонцентрированные сложные удобрения и может быть использовано в производстве минеральных удобрений.

Известен способ переработки полиминеральной калийной руды на азотно-калийное удобрение путем ее отмывки от хлорида натрия, разложения азотной кислотой, нейтрализации образовавшейся супензии, отделения гипса, выпаривания нейтрализованного раствора до образования расплава с последующим гранулированием удобрения (1).

Однако прн переработке калийных руд, содержащих легкорастворимые калийные минералы, в процессе отмывки вместе с хлористым натрием в раствор переходят также соли калия и магния.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ переработки полиминеральной калийной руды на нитрат калия, включающий азотнокислотное разложение, выделение хлорида натрия, нейтрализацию азотнокислого раствора известковым молоком, отделение образовавшегося гипса и глинистого шлама с образованием фильтрата и выделение азотнокалийного удобрения путем добавления метанола и хлорида калия (2).

Недостатком способа является то, что в присутствии азотной кислоты разлагается вся руда, включая легкорастворимые ее минералы.

Кроме того, в состав полиминеральной руды входит до 15 — 30/p глинистых примесей, которые частично взаимодействуют с азотной кислотой. Поэтому для обеспечения максимального выделения калия и азота в нитрат калия растворение руды необходимо осуществлять с 15 — 20 /p-ным избытком азотной кислоты по отношению к растворимым сульфатам-ионам.

Цель изобретения — сокращение расхода азотной кислоты при сохранении высокой степени извлечения калия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки калийной полиминеральной руды с получением нитрата калия, включающему разложение руды 10—

20 /p-ной азотной кислотой, нейтрализацию раствора известковым молоком, отделения гипса, выпаривание нейтрализованного раствора с выделением хлорида натрия и высаливание нитрата калия метанолом при охлаждении в присутствии хлорида калия, руду предварительно подвергают выщелачиванию, отделяют твердый остаток от раствора и взвеси шлама, азотнокислотному

Уменьшение расхода азотнокислого раствора ниже 1,5 (как видно из табл. 1) приво15 дит к неполному растворению остатка и потерям ценных компонентов руды, а увеличение более 2,5 — к повышению затрат на аппаратурное оформление вследствие образования большого количества разбавлен20 ных растворов. Уменьшение концентрации азотной кислоты ниже 10О/p и увеличение более 20О/О (как видно из таблицы 2) приводит к уменьшению степени растворения остатка.

55 разложению подвергают твердый остаток при поддержании Ж:T = (15: — 2,5):1, перед стадией нейтрализации раствор смешивают с продуктом азотнокислотного разложения и азотной кислотой, взятой в эквивалентном количестве к сульфат-ионам, а шлам промывают и промывной раствор направляют на стадию выщелачивания руды.

Выщелачивание ведут при соотношении руды и промывного раствора, равном

1: (1,7 — 2,1) .

При уменьшении расхода нейтрального промывного раствора ниже 1,7 степень растворения легкорастворимых минералов недостаточна, что приводит к образованию большого количества нерастворимого остатка и, как видно из табл. 1, требует повышенных затрат на аппаратурное оформление стадии азотнокислотного разложения остатка. Кроме того, степень отделения глинистого шлама от руды при этом низкая, он попадает с остатком в азотнокислотную среду и (как видно из табл. 3) обусловливает повышение расхода азотной кислоты.

Увеличение расхода раствора более 2,1 приводит к повышению объема оборудования стадии растворения руды в нейтральном растворе ввиду образования разбавленных сред.

Снижение расхода азотной кислоты на переработку руды объясняется тем, что глинистые примеси в процессе растворения в нейтральной среде выводятся из руды на

83 — 88О/о. В процессе азотнокислотного разложения руды глинистые примеси частично взаимодействуют с азотной кислотой, Для поддержания эквивалентного равенства между водородными и сульфатными ионами в насыщенном растворе необходимо вводить 15 — 20О/p-ный избыток азотной кислоты по отношению к растворимым сульфатным ионам руды. Поэтому отделение глинистых примесей в нейтральной среде позволяет разлагать азотной кислотой остаток, содержащий лишь 12 — 17О/р глинистых примесей руды, что уменьшает нейтрализацию кислоты и, как видно из табл. 2, уменьшает ее расход на разложение руды.

1150224

Таблица 1

Объем обоРасход

15Х-ного

Степень растворудования, работающего в азотнокислой раствора азотной рения остатка,X кислоты, кг/кг остатка среде, для

100 т/ч исходной руды

11,4

69,1

1,3:1

92,7

12,5

1,5:1

99,4

2,0:1

15 1

100,0

100, 0

17,7

2,5:1

20,3

3,0:1

Таблица 2

Степень растворения остатка,X

Концентрация HNOg мас.Х

84,9

97,1

99,4

99,2

95,8

Таблица 3

Расход 15Х-ного азотной кислоты на 1 кг руды, KI

Соотношение руда: нейтральный, раствор

1:1,5

1,88

1:1,7

1,86

1:1,9

1:2,1

1,85

1,82

1:2,3

1,79

Прототип

2,15

Пример 1. 400 г полиминеральной калийной руды состава, мас. о/p. .К" 8,45;

Mg + 4,56; Са 1,09; Na+ 13,71; Cl 26,7

SO 23,39; н. о. 13,30; Н О 8,73 — растворяют в 680 г. раствора, полученного после промывки глинистого остатка состава, мас. А

К 1,51; Mg 1,77; Ca + 0,04; Na

1,96; СГ 8,06; SO . 2,13 -при 80 С в течение 20 мин. Суспензию глинистого шлама отделяют декантацией. Получают 91,7 r нерастворившегося остатка состава, мас. о/p.

К 8,38; Mg + 6,36; Са + 2,42; Na+ 1073

Cl 17,60; SP, 39,81; н.о. 8,52; Н О 6,18.

Суспензию глинистого шлама обрабатывают 5 r 0,25О/р раствора полиакриламида, осветляют, декантируют осветленный раствор, уплотненный шлам фильтруют. Получают 910 r насыщенного раствора состава, мас /p . К 3,75; Mg 2,54; Са 0,04;

Na 6,25; CI 15,?8; SO 6,44.

Лангбейнито-полигалитовый остаток измельчают до крупности 1 мм и растворяют в 183 г 15О/О-ного раствора азотной кислоты при 80 С в течение 30 мин. Образующийся раствор смешивают с насыщенным раствором и добавляют 153 г 55О/p-ной азотной кислоты. Полученную смесь нейтрализуют

228 г известкового молока, содержащего

28О/р Са(ОН) . Выделившийся гипс отделяют фильтрованием, получают 1340 г фильтрата состава, мас. /о. К+ 3,03; Mg"+ 2,09; Са +

0,26; Ма» 4,83; СГ 11,57; SO24, 0,12; NOs

8,11. Из фильтрата выпаривают при 100 С

720 r воды, выкристаллизовавшийся хлорид натрия (155 г) отделяют фильтрованием.

Упаренный раствор состава, мас. о/p» К

8,55; Mg 5,67; Са + 0,14; Na 1,02;

Cl 13,24; SO 0,08; ИОз 22,44 — смешивают с 184 г 27О/р-ного раствора хлорида калия, охлаждают до 30 С, добавляют

360 r метанола и охлаждают до 0 С. Осадок отделяют фильтрованием, промывают метанолом и сушат, получают 165 г. нитрата калия чистотой 98,4О/р.

Пример 2. 400 г полиминеральной калийной руды состава по примеру 1 растворяют в 760 г раствора после промывки глинистого шлама. Суспензию глинистого шлама декантируют, получают 82,3 г нерастворившегося остатка состава, мас. о/о. К

9,61; Mg + 7,53; Са 2,70; Na+ 4,82;

СГ 8,91; SOQ 46,04; н. о. 9,52; Н О 19,48.

Суспензию глинистого шлама разделяют, получают 980 г насыщенного раствора состава, мас /о. К» 3,72; Мд + 2,48; Car+ 0,03;

Na 6,22; Cl 15,69; SO < 6,10.

Нерастворившийся остаток измельчают до крупности менее 1 мм и растворяют в

165 г 15О/p-ного раствора азотной кислоты.

Образовавшийся раствор смешивают с насыщенным раствором и добавляют 157 г

55О/р-ной азотной кислоты. Смешанный раствор нейтрализуют 228 г 28О/p-ного известкового молока, выделившийся гипс отделяют

1150224

Составитель Е. Наумов

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 2041/17 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 фильтрованием, получают 1380 г фильтрата, из которого выпаривают 750 r. воды. Осадок поваренной соли (159 г) отделяют фильтрованием, получают 471 г раствора состава, мас о/p К 8,76; MR 6,04; Са + 0,18;

Na 0,98; СГ 14,96; SO2> 0,07; NO3 21,64.

К упаренному раствору добавляют 184 r

27о/p-ного раствора хлорида калия, охлаждают до 30 С, добавляют 360 г метанола и охлаждают до 0 С. Супензию фильтруют, осадок промывают метанолом и сушат, получают 167 г нитрата калия чистотой 98,4о/о.

Пример 3. 400 г полиминеральной калийной руды состава по примеру 1 растворяют в 840 г раствора после промывки глинистого шлама. Супензию глинистого шлама отделяют декантацией. Получают 75,8 г нерастворившегося остатка состава, мас.о/о.

К 10,34; Mg 8,01; Са2 3,00; Иа+ 2,02;

С1 5,01; SO 24 48,97; н. о. 18,69; Н g.O.

13,96. Суспензию глинистого шлама разделяют, получают 1064 г насыщенного раствора состава, мас. /p. .К+ 3,45; Mg + 2,45;

Са 0,04; Na 6,32; СГ 15,66; SO 6,01.

Нерастворившийся остаток измельчают до крупности менее 1 мм и растворяют в

152 r 15о/о-ного раствора азотной кислоты.

Образующийся раствор добавляют в насыщенный раствор, в который добавляют также 157 г 55о/p-ной азотной кислоты. Смешанный раствор нейтрализуют 228 r 28о/p-но го известкового молока, Образовавшуюся суспензию фильтруют, получают 1440 г фильтрата, из которого выпаривают 800 r воды. Осадок поваренной соли (162 г) отделяют фильтрованием, получают 478 г раствора состава, мас. /p. К+ 8,85; Mg

6,53; Са2+ 0,10; 1Ча 0,97; С1 15,92; SO j

0,07; NOq 22,26. К упаренному раствору добавляют 184 г 27 /о-ного раствора хлорида калия, охлаждают до 30 С, добавляют 360 r метанола и охлаждают до 0 С. Суспензию фильтруют, осадок промывают метанолом и сушат, получают 162 г нитрата калия чистотой 98,4о/о.

Предлагаемый способ по сравнению с известными позволяет значительно сокра20 тить расход азотной кислоты при сохранении высокой степени извлечения калия, кроме того, при его осуществлении более чем в

4 раза снижается объем дорогостоящего коррозионного оборудования, работающего в азотнокислых средах.