DD301480A7 - Verfahren zur Herstellung eines feinstkornarmen, freifließendenKalidüngesalzes bei der Hartsalzverarbeitung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein technisches Verfahren zur Herstellung eines feinstkornarmen und freifließenden Kalidüngesalzes im sogenannten Deckprozeß. Ziel und Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Deckverfahrens für die Hartsalzverarbeitung, welches die Herstellung eines feinstkornarmen, freifließenden Kalidüngemittels mit einem K ind 2 O - Gehalt > 60 % gestattet. Erfindungsgemäß wird die technische Aufgabe dadurch gelöst, daß ein natriumchloridhaltiges KCl-Vakuumsalz mittels KCl-gesättigter und NaCl-haltiger Lösungen zu einem NaCl-armen Kaliumchlorid in einem axial gerührten Deckkristallisator verarbeitet wird, wobei eine Verweilzeit von ungefähr 60 min, ein Energieeintrat von etwa 250 W/m exp 3 sowie eine Feststoffkonzentration in der Decksuspension von 45 bis 55 % eingehalten wird und die Decklösung aus Wasser und einer KCl-NaCl-Suspension hergestellt wird.{Kalidüngesalz; Herstellungsverfahren; Deckprozeß; Hartsalzverarbeitung; Deckkristallisator; Verweilzeit; Feststoffkonzentration; Energieeintrag; Decklösung; KCl-Vakuumsalz}

Description

Entsprechend den Gleichgewichtsverhältnissen wäßriger Lösungen mit Kalium- und Natriumchlorid löst die natriurnchloridhaltige, kaliumchloridgesättigte Lösung Natriumchlorid aus dem Vakuumkristallisat auf, wodurch aus der Lösung Kaliumchlorid verdrängt wird. Das ausgesalzte Kaliumchlord kristallisiert auf vorhandene Kaliumchloridpartikel des Vakuumkristallisates und bewirkt eine Agglomeration.

Dieser kristallisatorische Einfluß kann nach der geltenden Lehrmeinung nur in einem Deckprozeß mit Vakuumkristallisat aus der Carnallit- oder Mischsalzverarbeitung genutzt werden, weil dort ein Vakuumkristallisat mit 40% K₂O nach der Kühlung der heißen Lösung entsteht, das im Deckprozeß zur Anreicherung auf 60% erheblicher Wassermengen bedarf, was dann wiederum nach Herstellung der Kaliumchloridlösung große Mengen ausgesalzten Kaliumchlorids zur Folge hat und sich dementsprechend in hohem Maße auf das Kornband auswirkt.

Bei der Hartsalzverarbeitung beträgt die ausgesalzte Kaliumchloridmenge im Deckprozeß eines Vakuumkristallisates mit 53 bis 57% auf 60,0 bis 60,4% K₂O nur etwa 10% gegenüber dem Decken eines Vakuumkristallisates mit 40% K₂O. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß beim Deckprozeß in hartsalzverarbeitenden Betrieben eine Kornverbesserung gegenüber dem Stand der Technik möglich ist, wenn die KCI-Aussalzung aus der KCI-gesättigten Decklösung infolge des Auflösens von NaCI aus dem Kristallisat der Vakuumkühlanlage kontinuierlich bei einer Verweilzeit von 60 ± 10min, eirism Energieeintrag von 250 ± 50W/m³ sowie einer Feststoffkonzentration in der Decksuspension von 45 bis 55°·:· ^asseantcü durchgeführt wird und die Herstellung der KCI-gesättigten Decklösung aus Wasser und einer Suspension, die die mit eider Feststoffkonzentration von 45 bis 55% Masseanteil dem Rührgefäß zum Auflösen des NaCI aus dem Vakuumkristallisat entnommen wird, erfolgt. Der Einsatz axial nach unten fördernder Rührer in zylindrischen, stehenden Behältern mit Wandstrombrechern führt zu einer intensiven Durchmischung der flüssigen und zur Suspendierung der festen Phase. Örtliche Übersättigungen werden reduziert. Da, wie bereits beschrieben, die ausgesalzte Kaliumchloridmenge sehr gering ist, muß im Deckkristallisator eine Feststoffkonzentration 45 bis 55% Masseanteil realisiert werden. Diese hohen Feststoffkonzentrationen erwiesen sich für die Agglomeration als unbedingt notwendig.

Als vorteilhaft erwies sich die Herstellung der Kaliumchloridlösung aus der Suspension, die dem Deckkristallisator entnommen wird. Es stellen sich Natriumchloridgehalte in der Kaliumchloridlösung ein, die die Lösegeschwindigkeit des Natriumchlorids im Deckprozeß verringern, so daß die parallel ablaufende Kaliumchloridaussalzung ohne zusätzliche Keimbildung stattfindet. Um die erneute Zufuhr feinster Partikel mit der in einem gesonderten Rührgefäß aus Suspension und Wasser hergestellten Kaliumchloridlösung auszuschließen, istdas Lösegefäß mit klärtechnischen Einbauten wie Klär- und Ablenkring zu versehen, die einen Klärüberlauf garantieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Kornverbesserung des Verfahrens ohne die Anwendung von Sonderkristallisatoren oder extern nachgeschalteter Klassierprozesse für das Trockenprodukv

Ausführungsbeispiel

97 t/h filterfeuchtes Vakuumkristallisat mit 75,4% KCI, 6,7% NaCI und 15,0% H₂O gelangen vom Filter 1 in den Deckkristallisator 2. Als Deckkristallisator dient ein zylindrischer Behälter mit 5000 mm Durchmesser und einem Fassungsvermögen von etwa 80 m³, der mit 4 Wandstrombrechern und einem 6-Schrägblattrührer ausgerüstet ist. Der Leistungsbedarf des Rührers beträgt 21 kW bei einer Rührerdrehzahl von 44min"'.

Vom Lösegefäß 3 läuft dem Deckkristallisator natriumchloridhaltige Kaliumchloridlösung der Zusammensetzung 209g/l KCI, 6g/l MgCI₂,3g/l MgSO₄,38g/l NaCI und 901 g/l H₂O zu.

Die Trübedichte von 700 bis 800g Salz/l Suspension wird durch Zugabe von inerter Decklösung aus dem Lösungsstapel 5 geregelt. Kläreinbauten (Klär- und Ablenkring) im Lösegefäß 3 garantieren eine feststofffreie Kaliumchloridlösung, die zeitlich konstante Sättigungsverhältnisse aufweist, da ständig genügend Kaliumchloridbodenkörper bei Trübedichten von 100 bis 300 g Salz/l Suspension vorhanden sind. Im Lösegefäß 3 werden 24m³/h Kaliumchloridlösung aus 19m³/h Deckwasser und 6m³/h Suspension des Deckkristallisators erzeugt. Das gedeckte Produktsalz wird von der Decklösung mit der Zusammensetzung von 146g/l KCI, 22g/l MgCI₂,10g/l MgSO₄,152g/l NaCI sowie 878g/l H₂O und der Menge von 28m³/h auf dem Filter 4 getrennt. Man erhält 72t/h Trockenprodukt mit einer Konzentration von 60,4% K₂O, einem Feinkornanteil <63pm von 0,7% und einem Staubanteil von etwa 0,5g Staub/kg Fertigprodukt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung eines feinstkornarmen, freifließenden Kalidüngesalzes bei der Hartsalzverarbeitung, wobei das aus der Vakuumkühlanlage stammende natriumchloridhaltige Kaliumchlorid mit einem K₂O-Gehalt von 53 bis 57% mittels einor kaliumchloridgesättigten und natriumchloridhaltigen Lösung zu natriumchloridarmem Kaliumchlorid mit einem K₂O-Gehalt von 60,0 bis 60,4% kontinuierlich bei einer Verweilzeit von 60 ± 10 min in einem axial gerührten Deckkristallisator verarbeitet wird, gekennzeichnet dadurch, daß die KCI-Aussalzung aus der KCI-gesättigten Decklösung infolge des Auflösens von NaCI aus dem Kristallisat der Vakuumkühlanlage bei einem Energieeintrag von 250 ± 50W/m³ sowie einer Feststoffkonzentration in der Decksuspension von 45 bis 55% Masseanteil durchgeführt wird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung botrifft ein technisches Verfahren zur Herstellung eines feinstkornarmen und freifließenden Kalidüngesalzes im sogenannten Deckprozeß.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Der Deckprozeß ist in den Kalibetrieben eine qualitätsbestimmende Verfahrensstufe zur Herstellung chemisch und physikalisch hochwertiger Kalidüngemittel. Während bei der Mischsalz- beziehungsweise Carnallitverarbeitung Vakuumkristallisate mit einem KjO-Gehalt von ungefähr 40% erzeugt werden, entstehen bei der Hartsalzverarbeitung nach der Vakuumkühlung Zwischenprodukte mit K₂O-Gehalten von 53 bis 57%. Diese bereits hochkonzentrierten Zwischenprodukte fallen jedoch nur bei relativ geringen Magnesiumchloridgehalten in den Prozeßlösungen der Hartsalzverarbeitung an. Die Aufkonzentrierung des Vakuumkristallisates auf 60,0 bis 60,4% K₂O erfolgt in einem einstufigen Deckprozeß durch Zugabe von Wasser oder von niedrigkonzentrierter Kaliumchloridlösung. Der Einsatz dieser neben natriumchlorid- auch kaliumchloridlösender Medien bewirkt eine Verschlechterung der physikalischen Qualität des Vakuumkristallisates. Im nachgeschalteten Trocknungsprozeß muß der unter diesen Bedingungen anfallende Feinkorn- und Staubanteil des Produktes in Rauchgaszyklonen abgetrennt werden. Das sogenannte Zyklonsalz wird im Deckwasser aufgelöst und im Deckprozeß als niedrig konzentrierte Kaliumchloridlösung eingesetzt. Der im Produkt nicht vollständig im Zyklonen abzuscheidende Staubanteil beeinträchtigt die physikalische Produktqualität. Aus der Patentliteratur sind Verfahren und Vorrichtungen für die Anwendung im Deckprozeß mittelkonzentrierter Vakuumkristallisate, die bei der Verarbeitung von Carnallit oder Mischsalz bei hohen Magnesiumchloridgehalten der Prozeßlösungen entstehen, bekannt.

   Nach DD-WP 86833 besteht die Möglichkeit, in speziellen Grobkornkristallisatoren mit Leitrohr, Klärung und Klassierstrecke beim Deckprozeß eine Kornvergröberung zu erzielen, wenn der Prozeß so geführt wird, daß bei Aussalzvorgängen die Übersättigung in der Lösung im metastabilen Bereich bleibt und wenn als deckendes Medium Wasser oder kaliumchloridhaltigo Lösung eingesetzt wird. Dieses Verfahren hat sich technisch nicht durchgesetzt, da es die verfahrenstechnische Herstellung von grobkörnigem Kaliumchlorid nicht in erwartetem Ausmaß erlaubte und komplizierte Kristallisatoren erfordert. DD-WP 200 250 beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Kaliumchlorid bei Einhaltung des metastabilen Bereiches der Lösungsphase in speziellen Aufstromkristallisatoren. Aufgrund geringer spezifischer Durchsatzleistungen des Kristallisators konnte sich auch dieses Verfahren technisch nicht durchsetzen. In DD-WP 66182 wird ein Verfahren zur Erzeugung eines hochprozentigen, grobkörnigen und porösen Kalidüngesalzes für mittelkonzentrierte Vakuumkristallisate vorgeschlagen. Gedeckt wird ausschließlich mit Wasser. Der so produzierte Feinkornanteil wird erfindungsgemäß abgesiebt und in den LöseprozeP zurückgeführt. Dieses Verfahren hat die zusätzliche und technisch aufwendige Verfahrensstufe des Siebprozesses zum Nachteil.

   Ziel der Erfindung

   Es ist das Ziel der Erfindung, unter den Bedingungen der Hartsalzverarbeitung ein feinstkornarmes und freifließendes Kalidüngemittel herzustellen und den Prozeß ökonomischer zu gestalten.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein technisches Verfahren zu schaffen, das in hartsalzvorarbeitenden Kalifabriken die Herstellung feinstkornarmer, freifließender Kalidüngesalze im Deckprozeß gestattet. Die im herkömmlichen Deckprozeß zur Kornverfeinerung führende Behandlung des Vakuumkristallisates mit Wasser oder mit niedrig konzentrierter Kaliumchloridlösung wird durch die Verwendung natriumchloridhaltiger, kaliumchloridgesättigter Lösung vermieden.