Способ выделения бишофита из хлормагниевых рассолов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 101080 (21) 2996063/23-26 t51) M.К .З

С 01 F 5/30 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений н открытий

Опубликовано 0710.82. Бюллетень Йо 37

Дата опубликования описания 04. 02.83 (53) УДК 661. 946. . 321(088.8) ив Фас 1

В .И . Ирмомекко, Е.E . Фроловский и А.И. ЗЦйиовский к (1:.м м

1 о къ

Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт;галургии (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (541 СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БИШОФИТА ИЗ ХЛОРМАГНИЕВЫХ

РАССОЛОВ

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 ).

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 поверхностей и интенси=.ной коррозии оборудования, периодичность процесса и громозд,кость технологической схемы. Кроме того, способ не предусматривает заводской очистки хлормагниевых рассолов от хлористого калия. Это приводит к необходимости глубокого бассейного обескаливания, что не во всех климатических 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 25-50оС,.выдерживании при 110 135 С в течение

3-5 ч. с выделением в твердую фазу сульфата в виде искусственного кизерита (HgS04 1,25 H20), 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 . 60-90 С с одновременным в щеленнем в твердую фазу биыофита 52). 963954

Концентрация хлористоro маг1 ния, мас.%

Содержание сульфат-иона, % при скорости слива из отстойника, м /м .ч

Температура охлаждения, С

Темпе,ратура выпарки, С

0,2 0,3

О, 05»

0,4

Бишофит при охлаждении не кристаллизуется

106

50. 80

Бишофит не кристаллизуется

110

50, 37

112

То же

50. 119

0,002

0,004

0,001

0,002

0,004

80

122

0,0025 0,012

0,002

0,001

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 осуществлять ее разделение наиболее экономичным способом-отстаиванием, Целью изобретения является снижение содержания сульфат-ионов в продукте ° 30

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа выделения бишофита из хлормагниевых рассолов, включающего упаривание pacco" ла до концентрации, соответствующей насыщению по бишофиту при 25-50 C, 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.%, 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 пла- . ва 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

0,005 0,006 0,030

963954

:Продолжение таблицы

Температура выпарки, С

Концентрация хлористого магния, мас.%

Температура охлаждения, С,Содержание сульфат-иона, % при скорости слива из отстойника, м /м .ч

0,05 0,1 0,2,0,3 . 0,4

135

0,001

О, 006

О, 001

0,0018 0,002 0,011

0,008 0,009 0,045

0,006

80

0,02

0,02

0i04

0,055 0,06

0,12

0,09

0,09

0 15 0,17

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/ч ние сульфата магния в обессульфачен- осветленного маточника среднего сосном рассоле зависит от скорости сли- тава, мас.%: NgС12 34,49; MgS04 2,24; ва иэ отстойника, величина которой КСВ 0,18; NaC1 0,25; Й20 62,84 (г/лг обусловливает также кинетику процес- Мдс12 466.3; М9504 30.3i КСК 2.4; са обессульфачивания, так как в от- NaCl 3,4; Н О 849,6), содержащего стойнике производятся снятие оста- 0 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 /м2ч 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- 12,13 кг пропитывающего маточника. рации хлористого магния в обессульфа- Из осветленного маточника и фугаченном рассоле выше 42% ухудшает та от;центрифугирования выпаривают качество продукта. 40 в аппарате погружного горения при

Пример 1. Из 1500 кг/ч хлор- 110-118 С 53,42 кг/ч воды, в резульмагниевого рассола среднего состава, тате чего дополнительно выделяют в мас.%: MgC12 24,79; Mgs04 5,15, твердую фазу 10,77 кг/ч кристалличесКСВ 1,16, NaCl 1,93; Н О 66,97 (г/л: кого кизерита и получают 944,55 кг/ч

NgCl2 324,5; MgS04 67,4; КС0 15,2; 45 упаренного пересыщенного по сульфаNaCl 25,3; Й2О 876,6) выпаривают в ту магния рассола среднего состааппарате погружного горения при 90- ва, мас.%: NgC12 36,83; MgSO< 1,4;

100 С- 332,43 кг/ч воды. При этом вы- КСй 0,19; NaC! 0,27; Н20 61,31 (г/л: падает в твердую фазу 21,24 Kr/V MgC12 494,3; NgSO< 18,8; KÑ% 2,5; хлористого натрия и 62,53 кг/ч кизе- 0 NaC1 3,6; Н20 822,8). рита (MgS04 Н20) и получают Суспензию кизерита сгущают в от.1083,8 кг/ч упаренного рассола сред- стойнике непрерывного действия при него состава, мас.%: MgC12 34,31; температуре выпарки и скорости слиNgSO4 2,11; КС3 1,60, NaC1 0,71; ва 0,1 м /м2-ч. В отстойнике снимаН2О 61,27 (г/лг NgC12 459,4; NgS04 ют остаточное пересыщение по сульфа28,3; КСВ 21,4; NaCl 9,5, Н О ту магния, в результате чего до820 4) .

I о полнительно выделяют 9,21 кг/ч крисСуспензию охлаждают до 25 С, в таллического кизерита. После отстойрезультате чего дополнительно выде- ника получают 848,88 кг/ч осветленнояют 5,2 кг/ч хлористого натрия и го обессульфаченного рассола средне62,54 кг/ч карналлита (КС1 ° MgCI> 6Н 0) 60 ro состава, мас.%: MgC12 37,2;

Суспензию, содержащую хлористый нат- 1М9504 0,55; KCR 0,19; NaC) 0,27> рий, кизерит и карналлит, сгущают в Н20 61,79 (г/л." MgC12 4/5,9; M9SO4 7,3; .отстойнике непрерывного действия при КС0 2,5; NaCl 3,6; Н2О 823,7 ) и скорости слива 0,5 м3/M2ч, где осаж- 143,96 кг/ч сгущенной суспензии киэедают галит с карналлитом и частично. 65 рита, которую разделяют на центрифу9839

re с получением 79,98 кг/ч фугата и 63,98 кг/ч осадка киэерита, содержащего 6,39 кг пропитывающего маточника.

Осветленный обессульфаченный рас. сол и фугат охлаждают до 50- 5

55ОС. При этом выделяют в твер. дую фазу 64,8 кг/ч бишофита и

0,22 кг/ч хлористого натрия. Кристаллический осадок не содержит карналлита. 10

После центрифугирования суспензии и промывки осадка водой (1,72 л) получают 67,31 кг/ч бишофита среднего состава, мас.Вг MgC12 45,36, MgSO4 О,ОО5; КСЙ 0,002; йаС1 0,34;

Н О 54,29 и 863,27 кг/ч фугата,имеющего состав, мас.Ъг MgC1 36,49;

NgSO4 0,59, КС1. 0,2; NaC1 0,26 (г/л

MgC1 489,7, MgS04 7,9 КС8 2,7;

NaCl 3,5; Н О 838,2). Фугат направляют в голову процесса.

П р и и е р 2. Все, как в примере 1, но иэ осветленного маточника и фугата от центрифугирования выпаривают в аппарате погружного горения при 118-126 С 92,7 кг/ч воды, в результате чего дополнительно выделяют в твердую фазу 13,38 кг/ч кристаллического киэерита и получают

902,51 кг/ч упаренного пересыщенного по сульфату магния рассола среднего состава,мас.%г МдС12 38,55;

MgS04 1,2> КСВ 0,2; йаС! 0,2, НдО

59,,77 (г/лг М9С1 523,9; NgSO4 16,3, КСР 2,7; йаС! 3,8; Н20 812,3).

Суспензию кизерита сгущают в от- 35 стойнике непрерывного действия при температуре выпарки и скорости слива 0,1 м /м .ч. В отстойнике. снимают остаточное пересыщение по сульфату магния, в результате чего допол- 40 нительно выделяют 8,13 .кг/ч кристаллического кизерита. После отстойника получают 805,62 кг/ч обессульфаченного рассола среднего состава, мас. Ъ г Ng C12 38,9; Mg S04 О, 42; ". 45

KCl 0,2; NaC1 0,28; Н О 60,2 (г/лг

MgC12 626 3; MgS04 5 7, КС1 2 7;

NaC1 3,8; Н20 814,5 ) и 147,94 кг/ч сгущенной суспензии, которую разделяют на центрифуге с получением

82,19 кг/ч фугата и 64,75 кг/ч осадка киэерита, содержащего 6,57 кг пропитывающего маточника.

Осветленный обессульфаченный рассол и фугат охлаждают до 50-55ггC.

При этом выделяют. в твердую фазу

208,62 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: MgClz 45,25, MgSO< 0,004; КС0 0,14; йаС! 0,30;

Н О 54,31 и 675,82 кг/ч фугата,имеющего состав, мас.%г MgС1> 36,51„

NgSO4 0,55; КС0 0,22; йаС! 0,27г 65

Н О 62,45 (г/лг MgClg 489,9г

М950г 7 4, КСг, Зр NaC1 3 6; Н О 838 1).

Фугат направляют в голову процесса.

Пример 3. Все, как в примере 1, но иэ осветленного маточника и фугата от центрифугирования выпаривают в аппарате погружного горения при 126-135 С .153,12 кг/ч воды, в результате чего дополнительно выделяют в твердую фазу 15,34 кг/ч кристаллического кизерита и получают 840,28 кг/ч пересыщенного по сульфату магния упаренного рассола среднего состава, мас.Ъг MgC1 41,4г

М9504 1,1; КСР 0,22, йаС1 0,3, Н20 -56,98 (г/лг MgÑ1,2 576,3, MgSO4 15,3; КС 3,1;hTaC1 4,2;НО 793,1)

Суспензию киэерита сгущают в отстойнике непрерывного действия при температуре выпарки и скорости слива 0,1 м >/м ч. В отстойнике снимают остаточное пересыщение по сульфату магния, в результате чего дополнительно выделяют 7,95 кг/ч кристаллического кизерита. После отстойника получают 741,11 кг/ч обессульфаченного рассола среднего состава, мас.Ъг

MgC12 41, 8, И95Ц 20,28) KCR 0,22, NaC1 0.,30; Н20 57,4 (г/лг NgC12578,1;

MgSO4 3,9) КСг. 3,0, АаС1 4,1; .

Н20 793,9) и 152,03 кг/ч сгущенной суспенэии, 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 с. выделением в твердую фазу 335,54 кг/ч биг!гофита 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: NgC1 45,37;

NgS04 0,003; KCR 0,002,NaCl 0,38, и 486,52 кг/ч фугата, имеющего состав, мас.Ъ::igС1 38,48 г MgS04 0,47;

КС0 0,37> NaC1 0,24, Н20 60,44 (г/лг

MgC!2 521,4; NgSOg 6,4; KCE 5,0;

NaC1 .3,3, Н20 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

20

Составитель .В.Гроздовская

Редактор 3.Бородкина Техред С.Мигунова Корректор A-Ференц

Заказ 223/1 Тираж 509

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры выпаривания и тем самым обеспечить промышленную надежность схемы. Более глубокое по. сравнению с известным способом (23 упаривание на стадии обессульфачивания дает возможносчь усилить высаливакиций эффект хлористого магния и снизить содержание сульфат-иона до 0,005 вес ° %, что гарантирует получение кристаллического . бишофита, не содержащего кристаллического сульфата магния. 0

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 юшийся 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 хлористого натрия .и карналлита отстаиванием рассола при скорости слива 0,1- 1, 0,3 м /м ч.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что обессульфаченный рассол охлаждают до 50-80 С и отделяют продукт.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что,.обессульфаченный рассол упаривают до плава бишофита.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3690844, кл. 23-90,1972.

2; Патент,ФРГ 9 1667826, кл. С 01 F 5/30, 1974 (прототип).