Способ переработки калий,натрий,магниевыхсульфатных минералов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о11833509

Э (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 280679 (21) 2786822/23-26 с присоединением заяяки ¹(23) ПриоритетОпубликовано 300581 Бюллетень ¹ 20 (51)М. Кл.з

С 81 Э 5/00

С 01 Б 17/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661 8.532 (088 ° 8) Дата опубликования описания 300581 (72) Авторы изобретения

Д.З.Крикливый, Б,И.Бондаренко и М.Ф.Шпак (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КАЛИЙ, НАТРИЙ, МАГНИЕВЫХ СУЛЬФАТНЫХ МИНЕРАЛОВ

Изобретение относится к переработке калий, натрий, магниевых суль.фатных минералов с получением элементарной серы, окиси магния, сульфатов или сульфидов щелочных металлов, которые широко используются в различных областях народного хозяйства.

Известен способ переработки сульфатных минералов, например астраханита, с получением сульфида натрия, окиси магния и сернистого газа путем восстановления астраханита углем при 1000-1100 С в атмосфере воздуха (1).

Недостатком этого способа является высокий температурный режим, а также высокая стоимость продукта вследствие использования угля в избытке на выгорание.

Известен также способ переработ" ки сульфатных материалов, например смеси сульфатов калия и магния, с получением сульфата калия.или сульфида калия, элементарной серы и окиси магния путем восстановления сульфатных минералов природным газом при 700-850 С (2).

Недостатком данного способа является сложность подвода тепла в реакционную зону, обусловленная тем, что калий-магниевые минералы, а также продукты их восстановления имеют низкие температуры плавления, вследствие чего в случае подвода тепла через стенку реакционной эоны образуются наросты на стенках, которые повышают тепловое сопротивление и при этом, возрастают потери тепла, процесс переводится в жидкофазный режим, что уменьшает его эффективность. Эти факторы требуют для осуществления процесса сложного и дорогостоящего оборудования.

1э Цель изобретения — разработка способа переработки сульфатных минералов, повьзаение производительности процесса за счет уменьшения образо вания наростов на стенках реактора.

20 Поставленная цель достигается способом, заключающимся в том, что восстановление исходных сульфатных минералов ведут смесью природного газа с кислородом или воздухом в объемном соотношении СН4...0 =10:1,23,2.

Выбор предлагаемого соотношения обуславливается сбалансированием прихода и расхода тепла: при соотЗО ношении ниже 1,2 необходим дополни833509

5 !

О !

$0

Составитель Л.Темирова

Редактор В.Матюхина Техред H.Áàáóðêà КоРРектоР Г. Решетник

Заказ 3906/17 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 тельный подвод тепла через стенку, а при соотношении выше 3,2 возможен перегрев шихты, что приводит к ее оплавлению, непродуктивному расходу восстановителя. Приведенное соотношение охватывает возможность получения элементарной серы, сульфатов и сульфидон щелочных металлов по реакциям

K2SO4.. MgS0 + восстановитель=К Я04 +

+Mg0+S+ окись восстановителя

K S04. MgSO4+ восстановитель=К Я+

+Mg0+S+ окись восстановителя.

Способ осуществляют следующим образом.

Обезноженный натрий, калий, магниевый сульфатный минерал предварительно смешивают с термически устойчиными добавкамИ, например NgO, MgSO4, и загружают во вращающуюся печь, где шихту нагревают дымовыми газами при прямом контакте до температуры процесса. Нагретую шихту через запирающую емкость подают в реактор вращающегося или другого типа, где при 600-1000ОС происходит восстановление сульфатов смесью природного газа с кислородом или воздухом.

Природный газ, расходуемый на восстановление сульфатов, предварительно нагретый до 600-700 С, и воздух или кислород, нагретый до 700800 С, подают в реактор параллельными газоходами прямотоком по ходу сульфатной шихты. В реакционной зоне происходит смешение природного газа с кислородом или воздухом и за счет окисления части природного газа покрывается эндоэффект процесса г потери тепла во ннешнюю среду.

Газовые продукты процесса охлаждают в теплообменниках до 450-500 С, используя"тепло на нагрев природно го газа, затем конденсируют из них серу. После конденсации газоные продукты направляют на сжигание (дожигание природного газа и сероводорода) .

Твердые же продукты охлаждают в рекуператорах до 50-100 С и подвергают разделению †. вышелачивают водой растворимые сульфаты или сульфиды щелочных металлоь, отделяют растнор от MgO и с раствора кристаллиэуют получаемые соли.

Пример 1. Берут 1000 кг шенита (в пересчете на сухое нещество) и смешивают его с 500 кг MgO, затем полученную смесь во вращающейся печи нагревают до 750 С дымовыми газами и нагретую шихту подают в реактор, где без поднода тепла извне восстанавливают сульфат магния метано-кислородной смесью, взятой в объемном соотношении 10:1,2. После проведения восстановительного процесса, конденсации серы из газов, выщелачивания сульфата калия из твердого остатка и его выделения иэ раствора получают 570 кг сульфата калия и 80-90 кг элементарной серы.

Расход природного газа составляет

90 Нм, а расход кислорода 15 Нм, Пример 2. Для получения

1000 кг сульфида калия берут 1580 кг сульфата калия (в пересчете на сухое вещество), смешивают с 1000 Kr MgO и нагревают шихту во вращающемся реакторе до 900 С, а затем подают в реактор, где при 800 С восстанавливают сульфат калия метано-кислородной смесью при объемном соотношении

10:3,2. Далее процесс ведут как указано в примере 1.

При восстановлении шихты природным газом, содержащим 97Ъ СНд, степень восстановления сульфата магния за 20 мин составляет 99,5% при выходах (в пересчете. на серу) серы—

87,5Ъ, Н(Я вЂ” 5,6Ъ и ЯΠ— 6,4%. При этом образование наростов на стенках реактора не наблюдается.

Формула изобретения

Способ переработки калий, натрий, магниевых сульфатных минералов путем восстанонления их природным газом с получением элементарной серы, сульфидов и сульфатов соответству ющих металлов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения образования наростов на стенках реактора, природный газ используют в смеси с кислородом или воздухом в объемном соотношении СН4-02=10:1,23,2.

Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе

1. Труды института химических наук АН КаэССР, т.1, 1957, с.30-36.

2. ЖПХ, 1978, М 6, с,1282-1280.