DD159423A1 - Verfahren zur gewinnung und verarbeitung von carnallitsole - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole aus der solenden Gewinnung von Carnallititlagerstaetten durch Bohrungen von ueber Tage aus. Die Erfindung hat das Ziel und die technische Aufgabe, ein Solverfahren anzugeben, nach welchem die Anwendung extrem grosser Bohrungskaliber nicht erforderlich ist und alle fuendigen Bohrungen unabhaengig von der Beschaffenheit der Lagerstaette, auch bei komplizierter Lagerstaettenstruktur genutzt werden koennen.Die zu gewinnende Lagerstaette wird sowohl durch Heiss- als auch durch Kaltsolung in Doppel- und Einzelkavernen ausgesolt, die gewonnenen heissen und kalten Solen werden in einem gemeinsamen Verarbeitungsprozess aufgearbeitet. Fuer die Gewinnung der Heisssole wird eine heisse konzentrierte Magnesiumchloridloesung, fuer die Kaltsole Wasser oder eine Mischung aus Wasser und Duennloesungen, verwendet.

Description

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a) Titel der Erfindung

Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole aus der soltechnischen Gewinnung von Carnallititlagerstätten durch Bohrungen von über Tage aus»

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist ein Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole bekannt, das mächtige und relativ einfach strukturierte Carnallitlagerstätten dadurch gewinnt, daß zunächst ausgehend von einer Bohrung mit Wasser je ein flacher Hohlraum in Form eines auf der Spitze stehenden Kegels ausgesolt wird. Der Zwischenraum zwischen den Bohrungen wird so gestaltet $ daß sich beide Hohlräume in ihrer Endphase vereinigen und so eine flache Doppelkaverne entsteht, die anschließend.mit einem heißen Lösemittel stufen-,. . weise- hochgesolf-wird ,. .wobei eine . heiße- cgrnallitgesättigte • Sole gewonnen wird, die gekühlt und nach der Abtrennung des Carnallit-Kristallisates erneut nach entsprechendem Aufheizen als Lösemittel in eine der beiden Bohrungen eingeleitet wird» · ·

Auf diese vVeise lassen sich Carnallitlagerstätten prinsi- . '. piell gewinnen, wenn die Lagerstätte die erforderlichenBe-

dingungen für-die Anlegung von'Doppelkavernen erfüllt» Bei kompliziert aufgebauten Lagerstätten mit hohem Einfallen des Lagers, starken Mäcatigkeitsunterschiecten bei benachbarten Bohrungen, Einschüben ν,οη nichtcarnallitischen Kalimineralien im Carnallititlager und tektonischen Störungen des Lagers ist das .Aussolen des Carnallitminerals nach der vorbeschxiebenen Methode entweder nicht oder nicht effektiv anwendbar, da in derartigen La-" gerstätten nur. ein geringer Teil der niedergebrachten Bohrungen für die Aussolung nutzbar ist und ein wesentlicher Anteil der Bohrungen für die Aussolung in Doppelkavernen verworfen werden muß_G

Es wurde,vorgeschlagen, die heiße lussolung des Carnallitlagers in Einzelkavernen analog der bei der Aussolung von Steinsalzlagerstätten angewandten Technologie durchzuführen und eine Methode angegeben, nach welcher die Rohrstränge einer Bohrung gegeneinander thermisch isoliert werden können«. Mit derartigen Einzelkavernen lassen sich tektonisch komplizierte Lagerstätten sicherer und vollständiger gewinnen als mit Doppelkavernen«. Dieses Verfahren beansprucht jedoch für die Durchführung sehr viel größere .Kaliber, der Bohrungen und ist daher wesentlich teurer als das vorher beschriebene Verfahren unter normalen Umstandene Die Anwendung der beiden sich ergänzenden Verfahren.ist zwar prinzipiell nebeneinander möglich, aber entweder muß vor dem Niederbringen der Bohrung feststehen ob in Einzeloder Doppelkavernen zu solen ist, oder es muß vorbeugend jede Bohrung mit dem großen Bohrungskaliber niedergebracht werden* Beide Verfahrensweisen sind mit hohen wirtschaftlichen Verlusten verbunden, da erst das Bohrergebnis eine ,. . Entscheidung über, das anzuwendende·.Verfahren -gestattete -.

d) . Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel und die technische Aufgabe, ein . '. · .. Solverfahren anzugeben, nach welchem die Anwendung extrem großer Bohrungskaliber nicht erforderlich ist und alle fündigen Bohrungen unabhängig von der Beschaffenheit der •Lagerstätte, auch bei komplizierter LagerStättenstruktur

genutzt werden können«. Darüber hinaus soll das Verfahren auch die Nutzung von nichtcarnallitischen Kalipartien innerhalb eines Carnallititlagers sowie die Mitgewinnung verstauchter oder stark einfallender Lagerstättenteile zulassen. Bisher ist das bei keinem der vorgenannten Verfahren möglich.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es wurde gefunden, daß sich die Lagerstättenteile einer Carnallititlagerstätte, die sich auf Grund ihrer tektonischen Beanspruchung und/oder ihrer Mineralzusammensetzung nicht für die Durchführung eines Heißsolverfahrens in Doppelkavernen eignen, auf kaltem Wege' ausgesolt werden können, wobei eine Kaltsole gewonnen wird, die im Prozeß der Heißsoleverarbeitung zur Zersetzung des sich bildenden künstlichen Carnallits verwendbar ist«

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei gänzlich verschiedene Soletypen - Heißsole mit hohem MgClp-Gehalt und Kaltsole mit niedrigem MgClp-Gehalt und Kaltsole mit niedrigem MgCl^-Gehalt gewonnen, die in einem Verarbeitungsverfahren so zu verarbeiten sind, daß verkaufsmäßige Produkte ( Kalidüngemittel mit 60 % KpO, Steinsalz ) und MgCIp-SpIe in Verkaufs- oder deponierfähiger Form anfallen. Die Solegewinnung gestaltet sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren folgendermaßen«, Ausgehend von einer Anzahl an niedergebrachten Bohrungen werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren drei Gruppen von Gewinnungssonden angelegt* Die erste Gruppe umfaßt die in ungestörten Lagerstättenpartien befindlichen Bohrungen, die nach bekannter .Technologie heiß im. .Doppelsondenbetrieb, ausgesolt werdeiie Die zweite Gruppe umfaßt Sonden, die in geringmächtigen, tektonisch oder/und mineralogisch gestörten Lagerstättenabschnitten stehen. Die dritte Gruppe umfaßt Bohrungen, die wegen starken Einfaliens oder.stärkerer Welligkeit des La-. gers' im unteren Lagerstätt.enbereich ungünstige Bedingungen aufweisen* Während die erste Gruppe ausschließlich heiß

geso.lt und die zweite Gruppe ausschließlich kalt gesolt wird, wird die dritte Gruppe zunächst kalt begonnen und der heiße Doppelsondenbetrieb erst aufgenommen, wenn der gestörte untere Lagerstättenbereich durch die kalte iussolphase abgesolt iste Die auf diese Weise gewonnenen heißen und kalten Solen werden getrennt in die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Verarbeitungsanlage gefördert und dort gemeinsam aufbereitet«.

Es wurde gefunden, daß sich beträchtliche Mengen MgCIparme kalte Sole neben den MgClp-reichen heißen Solen in einen einzigen Verarbeitungsprozeß einführen lassen, wenn die kalte Sole zur Zersetzung des bei der Kühlung der heißen Sole anfallenden künstlichen Carnallits verwendetwird und das dabei anfallende Gemisch aus Kalium™ und Natriumchlorid durch Umlösen oder Kaliumchloridflotation zu festem Kaliumchlorid und festem Natriumchlorid, also ohne ...Anfall von Decklösungen aufbereitet wird* Wesentlich am erfindungsgemäßen' Verfahren ist das gleichzeitige Gewinnen von Heiß- und Kaltsole und die gleichzeitige Verarbeitung beider Arten von Sole in einem Verarbeitungsverfahren zu festem Kaliumchlorid und Natriumchlorido

Es wurde weiter gefunden, daß die Verarbeitung der kalten Sole außer sum Zersetzen von künstlichem Carnallit auch dadurch erfolgen kann, daß die heiße und kalte Sole vor oder innerhalb der Vakuumkühlanlage miteinander vermischt werden« Bei.dieser Ausfuhrungsart des Verfahrens fällt neben konzentrierter MgCl₂-IiOsung direkt festes Kalium™ und Natriumchlorid an, welche nach bekannten Verfahren zu verkaufsfähigen Produkten aufgearbeitet werden können_e

Da's erfindungsgemäße Verfahren, kann, an-die Anforderungen der LagerStättenbeschaffenheit angepaßt und der Mengenanteil an heißer und kalter Sole in weiten Grenzen variiert werden* Die Kaltsole kann außer der vorzugsweisen Gewinnung mittels kalten Wassers auch durch Aussolen von Carnallitit mit' Gemischen aus Wasser und MgCl_o-haltigen Lösungen go-

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wonnen werden» Auf diese Weise läßt sich auch das Problem

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der Mitverwendung der aus der Breitsolphase anfallenden dünnen Breitsollösungen und anderer Dünnsolen verschiedener Genese lösen, deren Verarbeitung bei den vorgenannten bisherigen Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole ein ungelöstes Ecoblem ist«.

Das erfindungsgemäße Verfahren der Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole wird im folgenden durch Beispiele erläutert*

f) Ausfuhrungsbeispiel 1

Durch Aussolen einer Carnallititlagerstätte mit heißem Lösemittel werden in 1o Doppelsonden 12oo iir heiße Sole mit 77 g/l KCl₅ 341 g/l MgCl₂, 3o g/l MgSO₄, 28 g/l NaCl und 84o g/l HpO mit einer Temperatur von 80 C gewonnen und über Rohrleitungen zur Verarbeitungsanlage gepumpt. Durch Aussolen mit kaltem Wasser und unter Anwendung von in der Vorbereitungsphase in wechselnder Menge anfallender Breitsolwässer der mittleren Zusammensetzung 55 g/l ECl, 68 g/l MgCl₂, 21 g/l MgSO₄, 12o g/l NaCl und 891 g/l H₂O werden in 6 Einfachsonden und einer im.unteren Bereich kalt gesolten Doppelsonde 212 jp Kaltsole mit 87 g/l KCl, 122 g/l MgCl₂, 17 g/l MgSO₄, 14o g/l NaCl und 872 g/l H₂O mit einer Temperatur von 28⁰C hergestellt und ebenfalls zur Verarbeitungsanlage geleitete Durch Kühlung der Heißsole in einer Vakuumkühlanlage auf 38 C und anschließender Filtration der Suspension werden 244 t künstlicher Carnallit mit 2o,6 % KCl, 3o,9 % MgCl₂, o,6 % MgSO₄₅ 5,3 % NaCl und 42,6 % H₃O sowie 97o up Mutterlösung mit 43 g/l KCl, 341 g/l MgCl₂, 36 g/l MgSO₄₅ 21 g/l NaCl und 861 g/l H₂O gewonnene Der filterfeuchte künstliche Carnallit wird mit der Kaltsole in Rührwerken • 'zersetzt und die .entstehende Suspension- durch 'Eindicken und¹··- Filtrieren getrennt. Es werden dabei 111 t Kristallisat mit 49,5 % KCl, 5,o % MgCl₂, o,3 MgSO₄, 31,2 % NaCl und 14,ο % H₂O sowie 3o9 mr Zersetzungslösung mit 45 g/l KCl, 310 g/l MgCl₂, 15 g/l MgSO₄, 26 g/l NaCl und 883 g/l H₂O gewonnen.

Das Kristallisat wird nach bekannten Verfahren auf Kalidüngemittel mit 60 % KoO-Gehalt durch Umlösen aufgearbeitet»

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lus 9'7o m anfallender Mutterlösung und 153 m Zersetzungslösung wird das für die Heißsolung erforderliche Lösemittel synthetisiert" und nach Aufheizung auf 11o°C im Solprozeß eingesetzt* Die restliche Zersetzungslösung wird, aus dem Prozeß ausgeführt«

Äusfülxrungsbeispiel 2

800 Ίί? Heißsole mit 77 g/l EOl, 341 g/l MgCl₂, 3o g/l MgSO₄, 28 g/l NaGl und 84o g/l H₂O werden gemeinsam mit 184 in³ Kaltsole mit 87 g/l KCl, 122 g/l MgOl₃, 17 g/l MgSO₄, 14o g/l NaCl und 872 g/l H₃O und 18 nfi Waschlösung mit 87 g/l KCl, I60 g/l MgCl₂, 15 g/l MgSO₄, 1o9 g/l NaCl und 875 g/l H₂O in einer Vakuumkühlanlage von 80 auf 38⁰C abgekühlt, das Kristallisat eingedickt, gefiltert und gewaschen« Dabei werden 64 t gewaschenes Kristallisat mit

46,7 % KCl, 1,4 % MgCl_OJ o,1 % MgSO,., 39,0 % NaCl und 12,8 %

H₂O und 912 nr Mutterlösung der Zusammensetzung 52 g/l KCl,

331 g/l MgCl₂, 3o g/l MgSO₄, 25 g/l NaCl und 866 g/l H₂O erhaltene Das Kristallisat wird nach bekannten Verfahren durch Umlösen aufgearbeitet und Kaliumchlorid in der Qualität KGl 98 und ein verkaufsfähiges Steinsalz gewonnene Von der gebildeten Menge an Mutterlösung werden 807 or für die Herstellung des heißen Lösemittels eingesetzt und der Rest aus dem Prozeß abgestoßene

Claims (2)

— Jf- Erfindungsanspruch

1· Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole durch Aussolung von CarnaHititlagerstätten über Bohrungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu gewinnende Lagerstätte sowohl durch Heiß- als auch durch Kaltsolung , in Doppel- und Einzelkavernen ausgesolt und die gewonnenen heißen und kalten Solen in einem gemeinsamen Verarbeitungsprozeß aufgearbeitet werden, wobei für die Gewinnung der Heißsole eine heiße konzentrierte Magnesiumchloridlösung und für die Gewinnung der Kaltsole Wasser oder eine Mischung aus Wasser Breitsollösung und anderen Dürmlösungen mit niedrigem MgClp-Gehalt verwendet werden, und die Kaltsole im Verarbeitungsprozeß-zur Zersetzung des bei der Kühlungskristallisation der Heißsole anfallenden künstlichen Carnallit verwendet wird*

2» Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von Carnallitsole nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltsole vor oder während der Kühlungskristallisation mit der Heißsole vermischt wird«