RU2161125C2 - Способ получения сульфата калия - Google Patents
Способ получения сульфата калия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161125C2 RU2161125C2 RU99103958A RU99103958A RU2161125C2 RU 2161125 C2 RU2161125 C2 RU 2161125C2 RU 99103958 A RU99103958 A RU 99103958A RU 99103958 A RU99103958 A RU 99103958A RU 2161125 C2 RU2161125 C2 RU 2161125C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potassium
- glaserite
- sulfate
- mother liquor
- salts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 61
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 title claims abstract description 57
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 88
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 78
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 57
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 50
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims abstract description 48
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 47
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 40
- 238000005188 flotation Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 21
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 20
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 13
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 6
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 63
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 17
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 9
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 45
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000010446 mirabilite Substances 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000010442 halite Substances 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 150000003139 primary aliphatic amines Chemical class 0.000 description 2
- RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O RSIJVJUOQBWMIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008396 flotation agent Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для получения сульфата калия. Способ включает взаимодействие сульфата натрия и хлорида кальция с маточным раствором сульфата калия с образованием глазерита и маточного раствора глазерита, превращение глазерита с хлоридом калия и водой в сульфат калия и маточный раствор сульфата калия, отделение сульфата калия, и рециркуляцию маточного раствора сульфата калия в процесс образования глазерита. При этом маточный раствор глазерита при молярном соотношении K2 : SO4 = (1,5-6,0):1 и содержании калия и сульфат иона в пределах K2=20,0-38,0 мол.%. SO4=13,4-6,3 мол.% подвергают воздушно-солнечному испарению в бассейнах с выделением в твердую фазу смеси глазерита и хлоридов натрия и калия. Смесь отделяют от раствора и из нее выделяют калийные соли растворением - кристаллизацией или флотацией с последующей рециркуляцией калийных солей в основной цикл получения сульфата калия. Изобретение позволяет упростить процесс и снизить энергозатраты на его реализацию. 3 з.п.ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к технике получения сульфата калия из хлорида калия и сульфата натрия,
Известен двухстадийный способ получения сульфата калия из хлорида калия и сульфата натрия либо мирабилита (Na2SO4•10H2O) с получением на первой стадии глазерита с последующим разложением его на второй стадии водным раствором хлорида калия на сульфат калия и возвратом маточного раствора на первую стадию (см. "Статическая модель процесса получения cульфата калия", авт. Соколов И.Д. и др. Хим.пром., 1978 (6), 444-447).
Известен двухстадийный способ получения сульфата калия из хлорида калия и сульфата натрия либо мирабилита (Na2SO4•10H2O) с получением на первой стадии глазерита с последующим разложением его на второй стадии водным раствором хлорида калия на сульфат калия и возвратом маточного раствора на первую стадию (см. "Статическая модель процесса получения cульфата калия", авт. Соколов И.Д. и др. Хим.пром., 1978 (6), 444-447).
В работе подробно рассмотрены процессы конверсии и утилизации глазеритового раствора путем их упаривания.
Предложенные способы переработки раствора глазерита сложны и требует больших энергозатрат для удаления всей воды, подаваемой в процессы конверсии.
Известен способ получения сульфата калия путем конверсии сульфата натрия хлористым калием с последующим разделением образующейся пульпы на маточник и глазерит, который далее подают на вторую стадию конверсии хлористым калием, а маточник подвергают охлаждению с последующим выделением мирабилита и упаркой охлажденного маточника с получением хлористого натрия, при этом маточный раствор после отделения хлористого натрия смешивают с мирабилитом и полученную сульфатную пульпу возвращают на первую стадию конверсии (см. а.с. СССР N 710945, кл. С 01 D 5/06, БИ N 3, 25.01.80).
Известный способ сложен в реализации, так как требует больших энергозатрат на охлаждение глазеритового раствора и удаление воды, подаваемой в процесс, выпаркой с использованием дорогого оборудования.
Известен способ непрерывного получения сульфата калия из сульфата натрия - прототип (см. патент России N 2107028, кл. C 01 D 5/06, 22.11.94, БИ N 8 (ч. II), 1998 г. ) путем взаимодействия хлорида калия и сульфата натрия (глауберовой соли или ее смеси с сульфатом натрия) с маточным раствором сульфата калия в стадии кристаллизации глазерита с образованием глазерита, отделения глазерита от маточного раствора глазерита, превращения глазерита с хлоридом калия и водой в сульфат калия и маточный раствор сульфата калия, отделения сульфата калия и рециркуляции маточного раствора сульфата калия в процесс кристаллизации глазерита, а также упаривания маточного раствора глазерита при выкристаллизовывании чистого хлорида натрия и отделения хлорида натрия, при этом состав маточного раствора глазерита устанавливают при молярном соотношении K2 : SO4 > 3:1 до 5:1 и Na2:SO4 > 6:1 до 11 к 1, из этого маточного раствора глазерита путем упаривания удаляют при 75-115oC 29-42% содержащейся воды, самое большое, однако, столько, чтобы избежать осаждения сульфатов, в особенности глазерита, и полученный после отделения хлорида натрия горячий, не содержащий кристаллов раствор от упаривания после охлаждения до температуры 15-40o непосредственно в виде содержащей KCl суспензии применяют для получения глазерита.
По предлагаемому способу является предпочтительным молярное соотношение K2:SO4 в глазеритовом растворе более 4:1 до 5:1.
Предлагаемый способ сложен в реализации, так как требует больших энергозатрат на упаривание всей воды, подаваемой в процесс, с использованием дорогого оборудования, предусматривает ведение процесса кристаллизации глазерита практически в очень узком диапазоне молярного соотношения K2:SO4, что требует жесткого контроля за дозировкой реагентов и потоков, предполагает использование большого объема рециркулируемого упаренного глазеритового раствора после выделения из него поваренной соли, что ведет за собой повышенный расход электроэнергии и применения дополнительного оборудования.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение процесса с одновременным снижением энергозатрат на его реализацию. Положительный эффект достигается тем, что в отличие от известного способа, включающего взаимодействие сульфата натрия и хлорида калия с маточным раствором сульфата калия с образованием глазерита и маточного раствора глазерита, превращение глазерита с хлоридом калия и водой в сульфат калия и маточный раствор сульфата калия, отделение сульфата калия и рециркуляцию маточного раствора сульфата калия в процесс кристаллизации глазерита, по предлагаемому способу маточный раствор глазерита при составе раствора в молярном соотношении K2:SO4 (1,5-6,0): 1 и содержания калия и сульфата иона в молярных процентах в пределах K2= 20,0 - 38,0%, SO4= 13,4-6,3% подвергают воздушно-солнечному испарению в бассейнах с выделением в твердую фазу смеси глазерита и хлоридов натрия и калия, смесь отделяют от раствора и из нее выделяют калийные соли их растворением-кристаллизацией или флотацией с последующей рециркуляцией калийных солей в основной цикл получения сульфата калия.
Отличием способа является также выделение калийных солей из смеси их с хлоридом натрия путем горячего растворения калийных солей в рециркулируемом растворе с последующим выделением из суспензии хлорида натрия, охлаждения осветленного раствора под вакуумом с последующим выделением кристаллизата - калийных солей и рециркуляцией их в основной цикл, нагрева раствора после выделения кристаллизата и рециркуляции его на горячее растворение.
Другим отличием способа является выделение калийных солей из их смеси с хлоридом натрия путем флотации калийных солей в ценный продукт в маточном растворе глазерита с применением флотореагентов, сгущения и фильтрации калийных солей с последующей их рециркуляцией в основной цикл, выделения хлористого натрия в пески флотации с последующей его фильтрацией.
Отличием является также рециркуляция калийных солей в основной цикл получения сульфата калия путем подачи их на превращение глазерита в сульфат калия либо путем подачи калийных солей или их части на образование глазерита.
Сущность способа состоит в следующем: в отличие от известного способа по предлагаемому способу маточный раствор глазерита подвергают воздушно-солнечному испарению в бассейнах с выделением в твердую фазу смеси глазерита хлоридов натрия и калия.
В известном способе для удаления из технологического цикла хлорида натрия вся вода, вводимая в процесс, удаляется путем упаривания глазеритового раствора в дорогих, как правило, титановых выпарных аппаратах, причем за один цикл удаляется 29-42% воды, что резко увеличивает потоки жидких фаз - цикле кристаллизации глазерита, его выделения из суспензии, выпарки глазеритового раствора и его охлаждения. При этом основная часть тепловых затрат приходится на испарение воды (более 600 ккал на кг воды). По предлагаемому способу маточный глазеритовый раствор подвергают воздушно-солнечному испарению в бассейнах при температуре окружающей среды с выделением в твердую фазу смеси глазерита и хлоридов натрия и калия. При этом хлорид калия выпадает в твердую фазу при пониженных температурах жидкой фазы в бассейне при молярном соотношении K2:SO4 более 4,5, а также при обезвоживании раствора, насыщенного тремя солями: хлоридом калия, глазеритом и хлоридом натрия.
Полученную в бассейне смесь солей отделяют от раствора известными способами, а раствор возвращают в бассейн. Таким образом, вся жидкая фаза постепенно превращается в смесь солей.
Для климатических регионов, где объем испаряемой воды значительно превышает количество выпадаемых осадков, предлагаемый способ имеет явные преимущества, так как затраты на содержание бассейнов незначительны.
Выделение калийных солей и их смеси хлоридом натрия с последующей рециркуляцией солей в основной цикл получения сульфата калия по предлагаемому способу ведут растворением-кристаллизацией, либо флотацией.
Выбор способа переработки смеси солей зависит от конкретных условий производства сульфата калия: требований к качеству хлористого натрия, получаемого в качестве побочного продукта, объема предполагаемых инвестиций, наличия энергоресурсов и т.п.
Способ переработки содей растворением-кристаллизацией включает растворение калийных солей в рециркулируемом растворе при температуре 98-105o, выделение хлористого натрия сгущением и фильтрацией на суспензии, охлаждение осветленного раствора до 20-45oС на вакуум-кристаллизационной установке с получением кристаллизата - калийных солей: смеси хлористого калия и глазерита, выделение кристаллизата сгущением и фильтрацией и рециркуляцию его в основной цикл получения сульфата калия, нагрев маточного раствора кристаллизата и рециркуляцию его на растворение калийных солей.
Энергозатраты на переработку смеси солей значительно ниже, чем в известном способе, так как по предлагаемому способу имеют место нагрев и охлаждение растворов как в известном способе и отсутствуют затраты на упаривание воды. Кроме того, предлагаемая рециркуляция в основной цикл твердых солей вместо возврата упаренного глазеритового раствора по известному способу приводит к резкому уменьшению потоков в цикле кристаллизации глазерита.
Способ растворения-кристаллизации позволяет получить качественный хлористый натрий как побочный продукт, но требует сравнительно высоких капиталовложений и энергозатрат на нагрев и охлаждение растворов.
Для снижения объема капиталовложений на 20-30% и энергозатрат на 80% по предлагаемому способу используют флотацию для выделения калийных солей из их смеси с хлоридом натрия. Процесс флотации ведут из смеси солей фракции менее 1 мм при температуре окружающей среды в стандартных флотомашинах с использованием флотореагентов калийных солей, например первичных алифатических аминов с длиной углеводородных радикалов C16, C18.
В качестве оборотного раствора используют маточный раствор глазерита, насыщенный галитом, глазеритом и хлоридом калия. Калийные соли с помощью пеногонов направляют на сгущение и фильтрацию с последующей их рециркуляцией в основной цикл, а пески флотации - хлористый натрий с примесью калийных солей фильтруют и используют для технических целей.
В отличие от известного способа по предлагаемому способу соотношение К2: SO4 расширено до (1,5-6,0): 1, при этом содержание калия и сульфат-иона в глазеритовом растворе находится в пределах К2=20,0 - 38,0; SO4 = 13,4 - 6,3, в молярных процентах.
При упаривании раствора по известному способу область кристаллизации хлористого натрия является очень узкой, как показано в аналоге - см. статью в ЖПХ, а с учетом неравновесных состояний соотношение еще более ограничивается и составляет K2: SO4 (4-5):1, что и нашло отражение в п.2 формулы изобретения прототипа. Нарушение этого соотношения ведет к загрязнению хлорида натрия, а также к инкрустации греющих поверхностей выпарного аппарата.
По предлагаемому способу интервал молярного соотношения К2:SO4 существенно расширен, так как при воздушно-солнечном испарении глазеритового раствора в бассейне изменение молярного соотношения К2:SO4 в глазеритовом растворе ведет лишь к увеличению или уменьшению доли глазерита и хлорида калия в его смеси с галитом и после выделения калийных солей и их рециркуляции в основной цикл получения сульфата калия потери твердых и жидких фаз в нем меняются незначительно. Следует отметить, что расширение интервала молярного соотношения К2: SO4 менее 1,5 и более 6 возможно, но нежелательно, так как при содержании в соотношении К2 - 1,5 ведет к кристаллизации наряду с глазеритом сульфата натрия, что усложняет процесс выделения калийных солей из их смеси с хлоридом натрия, а при содержании в соотношении К2> 6,0 приводит к увеличению содержания в смеси хлористого калия и к увеличению внутреннего потока калийных солей.
По предлагаемому способу рециркуляцию калийных солей ведут путем подачи их на превращение глазерита в сульфат калия, либо путем подачи части солей на образование глазерита.
Солевую смесь растворяют в воде с получением раствора, содержащего хлорид и сульфат калия, при этом глазерит из калийной соли превращается в сульфат калия.
Полученную суспензию используют для превращения глазерита основного цикла с хлоридом калия и водой в сульфат калия и маточный раствор сульфата калия.
Проведенные нами исследования показали, что весь хлористый калий, необходимый для получения сульфата калия, может быть подан на вторую стадию конверсии, либо до 30% хлорида калия может быть подано на стадию образования глазерита, а остальное количество - на стадию превращения глазерита в сульфат калия. Поэтому рециркулируемые калийные соли или их часть может быть использовано вместо хлористого калия на первой стадии конверсии.
По предлагаемому способу заявляется содержание калия и сульфат-иона в глазеритовом растворе в молярных процентах в пределах К2:20,0 - 38,0; SO4: 13,4 - 6,3. Молярное соотношение Na2:SO4 жестко привязывает состав глазеритового раствора к соотношению K2:SO4 и не учитывает температурные колебания раствора, метастабильные состояния в его составе, кинетические закономерности процесса, что может привести в известном способе к нарушениям в процессе выпарки.
При указании состава раствора в молярных процентах эти затруднения устраняются.
В таблице приведены равновесные составы глазеритового раствора при 25oС в молярных процентах, соотношение калия и сульфат-иона и состав твердой руды в начальный период обезвоживания в бассейне.
Способ осуществляется следующим образом: сульфат натрия, глауберовую соль или смесь с сульфатом натрия, хлорид калия и маточный раствор сульфата калия (в пусковой период вместо маточного раствора сульфата калия используют воду) ври температуре окружающей среды подвергают интенсивному перемешиванию в течение 20-60 мин при этом молярное соотношение K2:SO4 в глазеритовом растворе составляет (1,5 - 6,0):1 и содержание калия и сульфат-иона в молярных процентах в пределах К2:20,0 - 38,0%; SO4:13,4 - 6,3% (см. таблицу).
Полученную суспензию при необходимости сгущают и фильтруют с получением глазерита и маточного раствора глазерита. Глазерит превращают в сульфат калия путем его обработки в водной среде при температуре окружающей среды рециркулируемыми калийными солями и хлоридом калия при интенсивном перемешивании в течение 20-60 мин. В пусковой период при отсутствии калийных солей их заменяют хлоридом калия.
Полученную суспензию при необходимости сгущают и фильтруют с получением влажного сульфата калия, который после сушки является целевым продуктом, и маточного раствора сульфата калия, который рециркулируют на стадию образования глазерита.
Маточный раствор глазерита подвергают воздушно-солнечному испарению в бассейнах при температуре окружающей среды с выделением в твердую фазу смеси глазерита и хлоридов натрия и калия. Смесь солей отделяют от маточного раствора и раствор возвращают в бассейн.
Из смеси солей выделяют калийные соли их растворением-кристаллизацией или флотацией с последующей их рециркуляцией на стадию превращения глазерита в сульфат калия либо на стадию образования глазерита, причем на эту стадию может быть подана только часть калийных солей.
При выделении калийных солей из смеси растворением-кристаллизацией смесь измельчают до крупности менее 5 мм и подвергают интенсивному перемешиванию в оборотном растворе при температуре 98 - 105oC, полученную суспензию сгущают и фильтруют с выделением хлористого натрия, а осветленный раствор охлаждают на вакуум-кристаллизационной установке до температуры 20-45oC с получением суспензии кристаллизата - калийных солей: смеси хлористого калия и глазерита в маточном растворе. Суспензию сгущают и фильтруют с получением калийных солей, которые рециркулируют в основной цикл получения сульфата калия. Маточный раствор кристаллизата нагревают и рециркулируют на растворение калийных солей.
При выделении калийных солей из смеси флотацией смесь измельчают до крупности менее 1 мм, а затем из нее флотируют в оборотном растворе калийные соли в ценный продукт при температуре окружающей среды, но не менее 10oC с использованием флотореагентов. В качестве оборотного раствора используют глазеритовый раствор, насыщенный глазеритом, хлоридами натрия и калия.
Калийные соли в пенном продукте сгущают и фильтруют с последующей их рециркуляцией в основной цикл, а пески флотации - хлористый натрий с примесью калийных солей, фильтруют и используют для технических целей.
Предлагаемый способ осуществляется в непрерывном или периодическом режиме.
Пример 1
1000 в. ч. /ч сульфата натрия по ГОСТ 6318-77 с содержанием Na2SO4 98%, 757 в.ч./ч хлористого калия по ГОСТ 4568-83 с содержанием KCl 96% и 4397 в. ч. /ч раствора сульфата калия состава, мас.дол.%: К+ - 8,89, Na+ - 2,50, SO4 -- - 2,70, Cl- - 9,93, H2О -75,98 подвергали интенсивному перемешиванию при температуре 20oC в горизонтальном аппарате с перемешивающим устройством, обеспечивающим время пребывания реакционной массы в аппарате в течение 45 мин.
1000 в. ч. /ч сульфата натрия по ГОСТ 6318-77 с содержанием Na2SO4 98%, 757 в.ч./ч хлористого калия по ГОСТ 4568-83 с содержанием KCl 96% и 4397 в. ч. /ч раствора сульфата калия состава, мас.дол.%: К+ - 8,89, Na+ - 2,50, SO4 -- - 2,70, Cl- - 9,93, H2О -75,98 подвергали интенсивному перемешиванию при температуре 20oC в горизонтальном аппарате с перемешивающим устройством, обеспечивающим время пребывания реакционной массы в аппарате в течение 45 мин.
Полученную суспензию разделяли сгущением и фильтрацией на ленточном вакуум-фильтре с получением 4932 в.ч./ч маточного раствора глазерита с молярным соотношением K2:SO4 = 6:1 при содержании K2 - 38,0 и SO4 - 6,3 в молярных процентах и 1377 в.ч./ч глазерита с влажностью 8%. Маточный раствор глазерита подвергали воздушно-солнечному испарению в бассейне при суточном колебании температуры в интервале 10 - 35oC с получением 1525 в.ч./ч смеси солей состава мас.дол.%: NaCl - 52,0, KCl - 39,6, Na2SO4•3K2SO4 - 8,42.
Смесь измельчили до крупности менее 5 мм и подвергли интенсивному перемешиванию в горизонтальном растворителе при температуре 100oC в оборотном растворе, предварительно нагретом до 112oC. Полученную суспензию сгустили и фильтрацией выделили 800 в.ч./ч NaCl состава мас.дол.%: NaCl - 97,7, KCl - 0,8, SO4 -- - 0,95. После промывки соли содержанием в ней NaCl превысило 99%.
Фильтрат и осветленный раствор с температурой 95oC подвергли охлаждению до температуры 35oC с получением суспензии кристаллизата - калийных солей; смеси хлористого калия и глазерита с примесью хлорида натрия в маточном растворе. Суспензию сгущали и фильтровали с получением калийных солей, которую рециркулировали на вторую стадию конверсии в количестве 725 в.ч./ч следующего состава, мас. дол. %: KCl - 79,6, глазерит - 16,9, NaCl - 3,5. Одновременно на вторую стадию конверсии подавали глазерит с первой стадии, хлористый калий и воду для превращения глазерита в сульфат калия и маточный раствор сульфата калия. Полученную суспензию подвергали интенсивному перемешиванию при температуре 20oC в горизонтальном аппарате с перемешивающим устройством, обеспечивающим время пребывания реакционной массы в аппарате в течение 45 мин. Полученную суспензию разделяли сгущением и фильтрацией на ленточном вакуум-фильтре с получением маточного раствора сульфата калия и целевого продукта.
В результате осуществления способа получен сульфат калия состава мас. дол.%: K2O - 50,8, Cl2 - 0,38.
Технологическая степень извлечения (без учета механических потерь - дренажа системы, просыпей, промывки оборудования и т.п.): по калию - 99,7%, по сульфату - 99,5%.
Пример 2
1000 в. ч. /ч сульфата натрия, 120 в.ч./ч хлористого калия, 3262 в.ч./ч раствора сульфата калия и 306 в.ч./ч рециркулируемых калийных солей состава, мас. дол. %: KCl - 39,95, Na2SO4•3K2SO4 - 52,05, NaCl - 8,0 подвергли обработке в соответствии с примером 1 с получением 3557 в.ч./ч маточного раствора глазерита с молярным соотношением K2:SO4 = 1,5-1,0 и содержании К2 - 20,0, SO4 - 13,4 молярных процентов. Маточный раствор подвергли воздушно-солнечному испарению в бассейне при температуре окружающей среды с получением 1157,9 в.ч./ч смеси солей следующего состава, мас.дол.%: NaCl - 70,73, KCl - 11,7, Na2SO4•3K2SO4 - 17,57. Смесь измельчили до крупности менее 1 мм и затем осуществили флотацией при температуре окружающей среды (18-20oC) выделение из нее в пенный продукт калийных солей.
1000 в. ч. /ч сульфата натрия, 120 в.ч./ч хлористого калия, 3262 в.ч./ч раствора сульфата калия и 306 в.ч./ч рециркулируемых калийных солей состава, мас. дол. %: KCl - 39,95, Na2SO4•3K2SO4 - 52,05, NaCl - 8,0 подвергли обработке в соответствии с примером 1 с получением 3557 в.ч./ч маточного раствора глазерита с молярным соотношением K2:SO4 = 1,5-1,0 и содержании К2 - 20,0, SO4 - 13,4 молярных процентов. Маточный раствор подвергли воздушно-солнечному испарению в бассейне при температуре окружающей среды с получением 1157,9 в.ч./ч смеси солей следующего состава, мас.дол.%: NaCl - 70,73, KCl - 11,7, Na2SO4•3K2SO4 - 17,57. Смесь измельчили до крупности менее 1 мм и затем осуществили флотацией при температуре окружающей среды (18-20oC) выделение из нее в пенный продукт калийных солей.
Процесс флотации калийных солей из их смеси с галитом осуществляли в оборотном растворе состава, мас.дол.%: K2 - 29,5, SO4 - 6,5, при соотношении К2:SO4 = 4,53, Na2:SO4 = 10,84 с применением в качестве реагента для флотации первичных алифатических аминов с длиной углеводородного радикала C16, C18. При расходе 75 г/т исходной смеси солей.
Полученные калийные соли с помощью оборотного раствора направляли на сгущение, а затем сгущенный продукт фильтровали с получением калийных солей, которые рециркулировали на первую стадию конверсии. Слив сгустителя и фильтрат возвращали в цикл флотации.
Пески флотации в количестве 849 в.ч./ч слушали и фильтровали на вакуум-фильтре с получением поваренной соли следующего состава, мас.дол.%: NaCl - 93,92, KCl - 2,42, Na2SO4•3K2SO4 - 3,66. Качество поваренной соли можно существенно улучшить процессом промывки,
Извлечение KCl в пенный продукт из смеси солей бассейна составило 90,8%.
Извлечение KCl в пенный продукт из смеси солей бассейна составило 90,8%.
В результате осуществления способа получен сульфат калия состава К2О - 50,5%, Cl - 0,51%, технологическая степень извлечения по калию 96,4%, по сульфату 96,9%.
Пример 3
Способ осуществляют в соответствии с примером 1, но 75% рециркулируемых калийных солей подали на первую стадию конверсии, а 25% - на вторую.
Способ осуществляют в соответствии с примером 1, но 75% рециркулируемых калийных солей подали на первую стадию конверсии, а 25% - на вторую.
Пример 4
Способ осуществляют в соответствии с примером 1, но вместо сульфата натрия используют глауберовую соль (Na2SO4•10H2O) либо ее смесь с сульфатом натрия с корректировкой водного баланса.
Способ осуществляют в соответствии с примером 1, но вместо сульфата натрия используют глауберовую соль (Na2SO4•10H2O) либо ее смесь с сульфатом натрия с корректировкой водного баланса.
Claims (4)
1. Способ получения сульфата калия путем взаимодействия сульфата натрия и хлорида калия с маточным раствором сульфата калия с образованием глазерита и маточного раствора глазерита, превращения глазерита с хлоридом калия и водой в сульфат калия и маточный раствор сульфата калия, отделения сульфата калия и рециркуляции маточного раствора сульфата калия в процесс образования глазерита, отличающийся тем, что маточный раствор глазерита при молярном соотношении K2 : SO4 = (1,5 - 6,0) : 1 и содержании калия и сульфат-иона в пределах K2 = 20,0 - 38,0 мол.%, SO4 = 13,4 - 6,3 мол.% подвергают воздушно-солнечному испарению в бассейнах с выделением в твердую фазу смеси глазерита и хлоридов натрия и калия, смесь отделяют от раствора и из нее выделяют калийные соли растворением - кристаллизацией или флотацией с последующей рециркуляцией калийных солей в основной цикл получения сульфата калия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение калийных солей из их смеси с хлоридом натрия ведут путем горячего растворения калийных солей в рециркулируемом растворе с последующим выделением из суспензии хлорида натрия, охлаждения осветленного раствора под вакуумом с последующим выделением кристаллизата - калийных солей и рециркуляцией их в основной цикл, нагрева раствора после выделения кристаллизата и рециркуляции его на горячее растворение.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделение калийных солей из них смеси с хлоридом натрия ведут путем флотации калийных солей в пенный продукт в маточном растворе глазерита с применением флотореагентов, сгущения и фильтрации калийных солей с последующей их рециркуляцией в основной цикл, выделения хлористого натрия в пески флотации с последующей фильтрацией.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что рециркуляцию калийных солей в основной цикл получения сульфата калия ведут путем подачи их на превращение глазерита в сульфат калия либо путем подачи калийных солей или части их на образование глазерита.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103958A RU2161125C2 (ru) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Способ получения сульфата калия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99103958A RU2161125C2 (ru) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Способ получения сульфата калия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99103958A RU99103958A (ru) | 2000-12-20 |
| RU2161125C2 true RU2161125C2 (ru) | 2000-12-27 |
Family
ID=20216483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99103958A RU2161125C2 (ru) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | Способ получения сульфата калия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2161125C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102014018554A1 (de) | 2014-12-15 | 2016-06-16 | K-Utec Ag Salt Technologies | Feststoffgemisch zur Herstellung von Kaliumsulfat mit hoher Primärausbeute |
| RU2625246C1 (ru) * | 2013-07-31 | 2017-07-12 | Рисерч Инститьют оф Индастриал Сайенс энд Текнолоджи | Устройство для получения соединений калия и способ извлечения соединений калия из солевого раствора |
| RU2648330C2 (ru) * | 2013-09-27 | 2018-03-23 | Хэтч Лтд. | Бассейны для охлаждения и/или получения соли |
| RU2709686C2 (ru) * | 2014-12-18 | 2019-12-19 | Дзе Мозаик Компани | Способы и системы для улучшения эксплуатационных характеристик охлаждающего бассейна и производства соли в операции добычи растворением |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2043947B2 (de) * | 1970-09-03 | 1975-07-31 | Kirowabadskij Aljuminiewyj Sawod, Kirowabad | Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat aus Alkalisulfaten oder deren Gemischen mit Karbonaten |
| US4129642A (en) * | 1976-09-24 | 1978-12-12 | Kali & Salz Ag | Process for the production of potassium sulfate |
| FR2428001A1 (fr) * | 1978-06-05 | 1980-01-04 | Inst Galurgii | Procede de preparation de sulfate de potassium |
| US4533536A (en) * | 1982-03-11 | 1985-08-06 | Mines De Potasse D'alsace S.A. | Process for the manufacture of potassium sulphate by treating solutions containing magnesium chloride and potassium chloride |
| GB2270308A (en) * | 1992-09-03 | 1994-03-09 | Graessor Contactors Limited | Precipitation process for potassium sulphate |
| RU2107028C1 (ru) * | 1993-11-22 | 1998-03-20 | Маннесманн Аг | Способ непрерывного получения сульфата калия из сульфата натрия |
-
1999
- 1999-02-23 RU RU99103958A patent/RU2161125C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2043947B2 (de) * | 1970-09-03 | 1975-07-31 | Kirowabadskij Aljuminiewyj Sawod, Kirowabad | Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat aus Alkalisulfaten oder deren Gemischen mit Karbonaten |
| US4129642A (en) * | 1976-09-24 | 1978-12-12 | Kali & Salz Ag | Process for the production of potassium sulfate |
| FR2428001A1 (fr) * | 1978-06-05 | 1980-01-04 | Inst Galurgii | Procede de preparation de sulfate de potassium |
| US4533536A (en) * | 1982-03-11 | 1985-08-06 | Mines De Potasse D'alsace S.A. | Process for the manufacture of potassium sulphate by treating solutions containing magnesium chloride and potassium chloride |
| GB2270308A (en) * | 1992-09-03 | 1994-03-09 | Graessor Contactors Limited | Precipitation process for potassium sulphate |
| RU2107028C1 (ru) * | 1993-11-22 | 1998-03-20 | Маннесманн Аг | Способ непрерывного получения сульфата калия из сульфата натрия |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2625246C1 (ru) * | 2013-07-31 | 2017-07-12 | Рисерч Инститьют оф Индастриал Сайенс энд Текнолоджи | Устройство для получения соединений калия и способ извлечения соединений калия из солевого раствора |
| US10046302B2 (en) | 2013-07-31 | 2018-08-14 | Research Institute Of Industrial Science & Technology | Apparatus for manufacturing potassium compound and method of recovering potassium compound from brine |
| RU2648330C2 (ru) * | 2013-09-27 | 2018-03-23 | Хэтч Лтд. | Бассейны для охлаждения и/или получения соли |
| DE102014018554A1 (de) | 2014-12-15 | 2016-06-16 | K-Utec Ag Salt Technologies | Feststoffgemisch zur Herstellung von Kaliumsulfat mit hoher Primärausbeute |
| RU2709686C2 (ru) * | 2014-12-18 | 2019-12-19 | Дзе Мозаик Компани | Способы и системы для улучшения эксплуатационных характеристик охлаждающего бассейна и производства соли в операции добычи растворением |
| US10589185B2 (en) | 2014-12-18 | 2020-03-17 | The Mosaic Company | Methods and systems for enhancing cooling pond performance and salt production in a solution mining operation |
| US11117069B2 (en) | 2014-12-18 | 2021-09-14 | The Mosaic Company | Methods and systems for enhancing cooling pond performance and salt production in a solution mining operation |
| US11806638B2 (en) | 2014-12-18 | 2023-11-07 | The Mosaic Company | Methods and systems for enhancing cooling pond performance and salt production in a solution mining operation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3528767A (en) | Production of potassium chloride,potassium sulfate and sodium sulfate from brines and the like containing potassium,chloride and sulfate | |
| RU2176218C2 (ru) | Способ получения сульфата калия и сульфата натрия (варианты) | |
| US7014832B2 (en) | Simultaneous recovery of potassium chloride and KCL enriched edible salt | |
| CN112591771A (zh) | 一种碳酸氢钠及氯化铵的循环生产工艺 | |
| US6491807B2 (en) | Process for producing sodium persulfate | |
| US2687339A (en) | Process for the treatment of liquors to recover potassium and magnesium values | |
| EP1699738B1 (en) | SIMULTANEOUS RECOVERY OF POTASSIUM CHLORIDE AND KCl ENRICHED EDIBLE SALT | |
| US2895794A (en) | Process for recovering potassium values from kainite | |
| RU2161125C2 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| US2764472A (en) | Brine purification | |
| US3634041A (en) | Method for the production of potassium sulfate from potassium-containing double salts of magnesium sulfate | |
| RU2705953C1 (ru) | Способ получения нитрата калия | |
| US2753242A (en) | Process for the separation of sodium sulfate from an intermixture of crystals of sodium sulfate and sodium chloride | |
| US4986976A (en) | Recovery of glycine and glauber's salt from waste crystal liquors | |
| US3218121A (en) | Manufacture of ammonium perchlorate | |
| CN104557517A (zh) | 一种废柠檬酸钠母液综合处理工艺 | |
| RU2065399C1 (ru) | Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья | |
| US2758912A (en) | Process for producing a substantially sulfate-free and potassium-free magnesium chloride solution | |
| RU2105717C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| JPH0122203B2 (ru) | ||
| US2809093A (en) | Production of potassium sulfate from langbeinite | |
| RU2132302C1 (ru) | Способ получения искусственного карналлита | |
| RU2133220C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| SU715470A1 (ru) | Способ раздельного получени нитратов натри и кали | |
| US1794553A (en) | Process of recovering salts from minerals |