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Verfahren zur Verhinderung der Glaseritausscheidung bei der Verarbeitung
von im wesentlichen aus Kaliumchlorid bestehenden Rohsalzen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Verhinderung der Glaseritausscheidung bei der Verarbeitung von
im wesentlichen aus Kaliumchlorid bestehenden, daneben aber noch Sulfate des Magnesiums
und der Alkalien enthaltenden Rohsalze, bei dem die Rohsalze mit einer an Natriumchlorid
gesättigten umlaufenden Löselauge behandelt und aus der Lauge durch Abkühlen das
aus dem Rohsalz in Lösung gegangene Kaliumchlorid abgeschieden wird.
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Derartige Rohsalze, wie die in Neumexiko gewonnenen des SS lv inittyps,
können zur Entfernung von Kaliumchlorid durch Verfahren, wie Flotation, Tafeltrocknung,
Lösen und Kristallisieren, aufbereitet werden. Im allgemeinen wird bei diesen Aufbereitungsverfahren
das Rohsalz in eine Lauge gebracht. Die Auflösung des Rohsalzes führt in die Lauge
Sulfate ein, die an bestimmten Punkten des Verfahrens reagieren und Glaserit, d.
h. K3 Na (S 04).- bilden. Dieser Glaserit verschmutzt nicht nur das aliumchlorid,
sondern kristallisiert in der Verfahrensapparatur aus, wodurch Rohrleitungen verstopft
werden und andere Behinderungen des Verfahrens eintreten, so daß die Arbeit unterbrochen
und die Anlage zur Entfernung des Glaserits auseinandergenommen werden muß. Das
ist ein sehr kcstspieliges Unterfangen, insbesondere dann, wenn die Wirtschaftlichkeit
des Verfahrens von einer kontinuierlichen Arbeitsweise in sehr großem Maßstab abhängt.
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Das Problem der Glaseritbildung im Verfahrensgang hat man bereits
dadurch zu lösen versucht, daß man die Glaseritbildung im ersten Abschnitt des Verfahrens
absichtlich gefördert hat, damit sie bei dem weiteren Verfahrensgang nicht mehr
stört.
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Dieses Verfahren, obgleich anwendbar, brachte so viele Nachteile mit
sich, daß es sich nicht einführen konnte. Um die Glaseritbildung nach den bekannten
Verfahren zu vermeiden, müssen nämlich große Absitzbehälter dem Verfahren vorgeschaltet
werden, in denen die Rohsalzlauge ruht und die Glaseritausscheidung vonstatten gehen
kann. Diese Arbeitsweise erfordert nicht nur einen großen apparativen Aufwand, sondern
der Produktionsprozeß wird auf längere Zeit unterbrochen. Um dann wieder kontinuierlich
arbeiten zu können., müßten wenigstens zwei Anlagen parallel vorhanden sein, die
wechselweise arbeiten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Glaseritbildung von vornherein
verhindert, was dadurch geschieht, daß aus einem Teil, und zwar einem solchen Teil
der bei der Kaliumchloridabtrennung anfallenden Mutterlauge, durch Abkühlen auf
ungefähr - 13,9° C Glaubersalz und Kaliumchlorid abgeschieden werden, daß in der
mit dem Rest der Mutterlauge vereinigten. Löselauge nicht mehr als 27 g/1 Natriumsulfat
bei einem Mg: S 0 4 Verhältnis von 1:2 oder nicht mehr als 33 g/1 Natriumsulfat
bei einem Mg: S 04 Verhältnis von 1:1 enthalten sind.
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Die Menge Natriumsulfat, die zu entfernen ist. wird zweckmäßigerweise
durch Bestimmung des Mg: S O4 Verhältnisses in der Rohsalzlauge bestimmt. Es wurde
gefunden, daß Glaserit aus wäßrigen Kaliumrohsalzlaugen, die hinsichtlich Kaliumchlorid
bei ungefähr 1(y° C oder mehr gesättigt sind, dann auskristallisiert, wenn die Lösung
mehr als 27 g/1 Natriumsulfat enthält und ein Mg : S 04 Verhältnis von 1:2 besitzt,
und daß eine wäßrige Lauge von Kaliumrohsalzen einen Gehalt von 33g/1 Na. S O.,
und ein Mg: S 04 Verhältnis von 1:1 zuläßt, ohne daß sich Glaserit bildet. Bei einem
Mg: S O4 Verhältnis von 2,7:1 kann jede Menge an Nag S O4 anwesend sein,
ohne daß sich Glaserit bildet. Da jedoch fast alle bekannten Kaliumrohsalze ein
Mg : S 04 Verhältnis von unter 2,7:1 besitzen und in vielen Fällen das Mg: S 04
Verhältnis kleiner als 1:2 ist, ist es erforderlich, die Nag S O4 Konzentration
in der Mutterlauge so einzustellen, daß eine Bildung von Glaserit verhindert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung kann daher die Bildung von Glaserit einmal durch
Einhalten des Mg : S 04 Verhältnisses und durch Ein-
Stellung des
Nag S 04 Gehaltes entsprechend dem Mg: S 04 Verhältnis in der Mutterlauge gesteuert
werden. Wenn also die Mutterlauge, nachdem diese das Rohsalz gelöst hat, ein Mg
: S 04-Verhältnis von 1:2 besitzt, muß die Nag S 04 Konzentration unter 27g/1 und
bei einem Mg : S 04 Verhältnis von 1:1 muß die Nag S 04 Konzentration unter 33 g/1
gehracht werden. Es ist nur eine verhältnismäßig einfache Berechnung erforderlich,
um die Menge der Lösung zu bestimmen, die von der Mutterlauge abgetrennt und aus
der Natriumsulfat auskristallisiert werden muß, damit die Natriumsulfatkonzentration
unter den durch das Mg: S 04 Verhältnis gegebenen kritischen Punkt fällt.
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Das erfindungsgemäße Vorgehen findet insbesondere bei den auf die
Gewinnung von Kaliumchlorid durch Auslaugung der Kaliumsalze mit umlaufenden Löselaugen
abzielenden bekannten Verfahren Anwendung. Bei diesen Verfahren werden die Rohsalze,
um aus ihnen Kaliumchlorid zu lösen, mit einer an Natriumchlorid gesättigten erwärmten
Lauge in einem Lösetank, der das gebrochene Rohsalz enthält, behandelt. Aus der
anfallenden hinsichtlich Kaliumchlorid gesättigten Lauge wird durch Abkühlen Kaliumchlorid
auskristallisiert und die von Kaliumchlorid abgetrennte Mutterlauge erneut als Löselauge
für weiteres Rohsalz verwendet. Durch das wiederholte Zurückführen, der Mutterlauge
wird in ihr bald eine Nag S 04 Konzentration erreicht. die über dem zur Glaseritbildung
Veranlassung gebenden kritischen Wert liegt. Die Glaseritbildung kann jedoch durch
die Anwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verhütet werden, indem
aus einem Teil der umlaufenden Löselauge durch Abkühlen Glaubersalz auskristallisiert
wird und die sich bei dem Abtrennen des Glaubersalzes ergebende Mutterlauge der
Restlöselauge wieder zugeführt wird. Die aus einem Teil der Löselauge ausgeschiedenen
Salze können getrocknet und als solche verwendet werden. Sie können aber auch in
wässeriger Lösung mit Kaliumchlorid zu Kaliumsulfat umgesetzt werden. Dabei ist
es jedoch erforderlich, daß die Lösung, aus der das Kaliumsulfat auskristallisiert
wird, weniger als 8 Teile NaCI je 100 Teile Wasser enthält, damit keine Störung
durch die Bildung von Glaserit eintritt.
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Im allgemeinen wird die Kristallisation von Natriumsulfat zusammen
mit Kaliumchlorid aus dem kleinen Anteil der umlaufenden Löselauge zweckmäßigerweise
durch Abkühlen auf ungefähr -13,9° C oder tiefer herbeigeführt. Beispiel Sylvinit
mit ungefähr 21 °% K20 und einem Mg : SO-Verhältnis von ungefähr 1:2 wurde gepulvert
und mit einer wässerigen, an Natriumchlorid gesättigten, aber an Kaliumchlorid ungesättigten,
etwa 93°C heißen Lauge behandelt. Die Lauge löste das Rohsalz und wurde dadurch
an Kalium-Chlorid gesättigt. Daraufhin wurde die Lauge einem Kristallisationsbehälter
zugeführt, in dem sie auf ungefähr 36° C abgekühlt wurde. Während der Abkühlung
kristallisierte aus der Lauge Kaliumchlorid aus, welches entfernt wurde. Es ergab
sich eine Mutterlauge, die bei einer Temperatur von ungefähr 35,5° C sowohl an Kalium-
als auch an Natriumchlorid gesättigt war. Eine Berechnung ergab, daß zur Aufrechterhaltung
einer Nag S 04 Konzentration in der Mutterlauge von nicht mehr als ungefähr 27 g/1
zur Entfernung von Sulfat 95 I/Min. bei einer Gesamtmenge an umlaufender Lauge von
11400 1/Min. abgelassen werden mußten. Der Anteil der Mutterlauge, der von
der Hauptmenge der Mutterlauge abgetrennt wurde, wurde zweiter auf - 14,4° C abgekühlt,
bei welcher Temperatur Glaubersalz (Na. S 04. 10 H2 O) ausfiel, das zusammen mit
Kaliumchlorid und etwas anhaftendem Natriumchlorid abgetrennt wurde. Die sich bei
der Abtrennung des Kristallisats ergebende Lauge wurde der Hauptmenge der Mutterlauge
zur weiteren Auflösung von Rohsalz zugeführt. Das Glaubersalz-Kaliumchlorid-Kristallisat
wurde in einer solchen Menge Wasser bei Lufttemperatur gelöst, daß das Natriumchlorid
in der Lösung unter 8 Teilen je 100 Teile Wasser blieb. Aus dieser Lösung wurde
nach Zusatz von Kaliumchlorid, ohne daß es zur Bildung von Glaserit kam, Kaliumsulfat
auskristallisiert.