-
Verfahren zur Herstellung von Kahumsulfat aus Kainit Es ist bekannt,
die durch Umsetzung von Kainit mit Wasser gewonnene Kalimagnesia mit Kaliumchlorid
zu Kaliumsulfat umzusetzen. Es ist außerdem aus der deutschen Auslegeschrift
1086 220 bekannt, Kaliumsulfat aus natriumchloridhaltigem Kainit in mehreren
Stufen in der Weise herzustellen, daß in der ersten Stufe durch Lösen von Kainit
in Wasser und Kristallisation Kalimagnesia gewonnen wird. In der zweiten Stufe wird
weiterer Kainit mit der Mutterlauge der ersten Stufe und einem Teil der Sulfatlauge
aus der Kaliumsulfatgewinnung gelöst und daraus in zwei Kristallisationsstufen durch
Kühlung Kaliumchlorid und weitere Kalimagnesia gewonnen. Die in der ersten und zweiten
Verfahrensstufe gewonnene Kalimagnesia wird dann mit dem im Verfahren außerdem gewonnenen
Kaliumchlorid zu Kaliumsulfat umgesetzt.
-
Es wurde nun gefunden, daß dieses Verfahren wesentlich verbessert
werden kann, wenn die Kainitlösung in der zweiten Stufe eingedampft und auf nicht
wesentlich unter 50°C gekühlt wird, wodurch im wesentlichen wasserhaltiges Kalium-Magnesium-Sulfat,
vorzugsweise als Leonit, auskristallisiert, und die Restlösung dann weiter eingedampft
und auf etwa 20°C gekühlt wird, wodurch im wesentlichen Kaliumehlorid auskristallisiert.
Dieses Kaliumchlorid wird mit zusätzlichem, dem Verfahren von außen zugeführtem
Kaliumchlorid, in an sich bekannter Weise mit Kalimagnesia zu Kaliumsulfat umgesetzt.
-
Nach einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
die Mutterlauge, aus der in der zweiten Stufe Kalimagnesia und Kaliumchlorid erhalten
werden, eingedampft und zunächst auf etwa 50°C abgekühlt, wodurch im wesentlichen
Natriumchlorid, und dann auf etwa 25°C weiter abgekühlt, wodurch im wesentlichen
Kaliumchlorid auskristallisiert. Dieses Kaliumchlorid wird ebenfalls bei der Umsetzung
der Kalimagnesia mitverwendet. Die Mutterlauge aus dieser Natrium- und Kaliumchloridkristallisation
wird weiter eingedampft und auf etwa 70°C gekühlt, wodurch im wesentlichen Kainit
auskristallisiert. Dieser Kainit kann im Verfahren im Kreislauf geführt werden und
wird daher in der ersten Verfahrensstufe als Ausgangsstoff mit eingesetzt.
-
Die Sulfatlauge aus der Kaliumsulfatgewinnung wird zweckmäßigerweise
vollständig in die zweite Stufe zurückgeführt und dort zusammen mit der Mutterlauge
aus der ersten Stufe als Löselauge für den Kainit verwendet, der in der zweiten
Verfahrensstufe verarbeitet wird.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Gewinnung von Kaliumsulfat
aus Kainit wird im kontinuierlichen Betrieb Kainit mit etwa 10 bis 20
% NaCl zusammen mit rückgeführtem Kainit, der in der Endstufe der Laugenverarbeitung
anfällt, verlöst und unter Wasserverdampfung und Kühlung Kalimagnesia gewonnen.
Ob die Kalimagnesia als Schönit oder Leonit anfällt, hängt von den Konzentrations-
und Temperaturverhältnissen bei der Kristallisation ab. Die Mutterlauge dieser Kalimagnesiakristallisation
wird mit der Sulfatlauge aus der Kaliumsulfatgewinnung vereinigt, wobei sich ein
Verhältnis von etwa zwei Teilen Kalimagnesiamutterlauge zu drei Teilen Sulfatlauge
ergibt, und diese Laugenmischung wird zum Verlösen von weiterem Kainit benutzt.
Die erhaltene Rohlösung wird nun in zwei Kristallisationsstufen eingedampft und
auf die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Temperaturen gekühlt, wobei in der ersten
Stufe im wesentlichen Kalimagnesia, vorzugsweise in Form von Leonit, und in der
zweiten Stufe im wesentlichen Kaliumchlorid auskristallisieren. Die in den Stufen
I und 1I gewonnene Kalimagnesia wird im folgenden in bekannter Weise mit Kaliumchlorid
umgesetzt, wobei das in der Stufe 1I gewonnene Kaliumchlorid neben von außen zugeführtem
zusätzlichem Kaliumchlorid verwendet wird. Durch Anmaischen
der
Kalimagnesia mit diesem Kaliumchlorid erhält man in bekannter Weise Kaliumsulfat
neben Sulfatlauge, die, wie vorbeschrieben, dem Kainitlöseprozeß wieder zugeführt
wird.
-
Die Aufarbeitung der in der Stufe II angefallenen Mutterlauge erfolgt
nach Eindampfen wiederum durch eine zweistufige Kristallisation, wobei in der ersten
Kristallisationsstufe auf die erfindungsgemäße Temperatur von etwa 50°C gekühlt
und im wesentlichen Natriumchlorid gewonnen wird und in der zweiten Kristallisationsstufe
ohne weitere Wasserverdampfung bis auf 25°C herunter gekühlt und im wesentlichen
Kaliumchlorid erhalten wird. Dieses Kaliumehlorid wird zusammen mit dem Kaliumchlorid
aus der Stufe II und dem zusätzlich eingeführten Kaliumchlorid bei der Kalimagnesiaumsetzung
verwendet. Die Mutterlauge dieser Stufe III wird weiter eingedampft und bei einer
Temperatur von etwa 70°C Kainit auskristallisiert, der im Verfahren neben frischem
Kainit als Ausgangsstoff wieder eingesetzt wird. Die verbleibende Mutterlauge wird
abgestoßen.
-
Soweit im vorstehenden bei den verschiedenen Stufen von Eindampfen
und Kühlen gesprochen wird, ist es möglich, mit gleichem Ergebnis so zu arbeiten,
daß zuerst bei höherer Temperatur eingedampft und dann anschließend auf die gewünschte
Kristallisationstemperatur gekühlt wird, wie auch in einem Vakuumkristallisator
bei der gewünschten Kristallisationstemperatur gleichzeitig einzudampfen und zu
kristallisieren, ohne daß eine besondere Kühlung notwendig wird.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß das Kaliumehlorid
des Kainits fast vollständig zu Kaliumsulfat umgesetzt wird, weil zusätzliches Kaliumchlorid
von außen in das Verfahren eingeführt wird.
-
Das Verfahren zeigt eine außerordentlich günstige Bilanz, was darauf
zurückzuführen ist, daß bei der Aufarbeitung der Mutterlauge aus der Stufe II zunächst
weiteres Kaliumchlorid und zuletzt sogar nochmals Kainit gewonnen wird, der in die
Ausgangsstufe zurückgeführt werden kann und somit hilft, die Kaliumbilanz zu verbessern.
-
An Hand des Fließbildes sei das erfindungsgemäße Verfahren bei kontinuierlicher
Arbeitsweise in einem Beispiel erläutert.
-
In der Stufe I werden 60 kg/Stunde Kainit mit 16 0% NaC1 mit 83 kg/Stunde
Wasser in an sich bekannter Weise bei etwa 95°C zu 102I/Stunde Rohlösung verlest.
Dieser Kainit ist ein Teil einer Mischung von 70 kg/Stunde Ausgangskainit mit 14
°/o NaC1 und 30 kg/Stunde rückgeführtem Kainit aus der Aufarbeitung der Mutterlauge
der Stufe III mit 19 °/o NaCl. Aus den 102I/Stunde Rohlösung werden 121/ Stunde
Wasser verdampft und die Restlösung auf etwa 20°C gekühlt, wobei neben geringen
Mengen NaCl und KCl 23 kg/Stunde Leonit auskristallisieren. Die verbleibenden 741/Stunde
Mutterlauge werden mit der gesamten Sulfatlauge (1041/Stunde) aus der Kaliumsulfatgewinnung
unter Zusatz von 121/Stunde Kondensat aus der Stufe II gemischt. Diese Lauge wird
dazu benutzt, die aus dem Gemisch von Ausgangskainit und rückgeführtem Kainit verbliebenen
restlichen 40 kg/Stunde Kainit zu 200 I/Stunde Rohlösung zu verläsen. Aus dieser
Lösung werden in einer ersten Stufe 26I/Stunde Wasser verdampft und die Restlösung
auf 50°C gekühlt, wobei 28 kg/Stunde Leonit, 2 kg/Stunde NaCl, 3 kg/Stunde KCl und
1 kg/Stunde MgS04 auskristallisieren, wobei das MgS04 an KCI gebunden als Kainit
vorliegt. Durch weiteres Verdampfen von 6 I/Stunde Wasser und Kristallisation bei
20°C werden 8 kg/Stunde KCI und 2 kg/Stunde NaCl erhalten. Dieses Kaliumchlorid
wird bei der Kaliumsulfatherstellung zur Umsetzung mit dem in den Stufen I und Il
gewonnenen Leonit verwendet.
-
In der Stufe III werden aus 134 I/Stunde Mutterlauge 271/Stunde Wasser
verdampft und die Restmutterlauge in zwei Stufen gekühlt. Beim Kühlen auf 50°Ckristallisieren
6kg/StundeNaClund0,2kg/Stunde KCl aus. Bei der weiteren Kühlung auf 25°C kristallisieren
nochmals 4 kg/Stunde KCl und 0,6 kg/Stunde NaCl aus. Die verbleibenden 100I/Stunde
Mutterlauge werden nochmals aufgewärmt, und 43 I/Stunde Wasser bei 70°C ausgedampft,
wobei 21 kg/Stunde Kainit neben 5,6 kg/Stunde NaCI und 1,2 kg/Stunde MgCl2 auskristallisieren.
Das Salzgemisch wird in die Ausgangsstufe zurückgeführt und dort zusammen mit Rohkainit,
wie beschrieben, eingesetzt.
-
Die in der Stufe III angefallenen 4 kg/Stunde KCl werden zusammen
mit den von außen zugeführten 15 kg/Stunde KCl in 90 I/Stunde Wasser gelöst. Diese
Lösung wird zusammen mit dem in den Stufen I und II angefallenen Leonit in eine
Maischanlage gegeben, der außerdem die 8 kg/Stunde KCl aus der Stufe 1I zugefügt
werden. Der Leonit wird dann zu Kaliumsulfat umgesetzt. Dieses wird abgetrennt und
die Sulfatlauge, wie bereits angegeben, in die Stufe II zurückgeführt, wo sie zusammen
mit der Mutterlauge der Stufe I die Löselauge bildet. Bei diesem Verfahren werden
38 kg/Stunde Kaliumsulfat gewonnen, was einer Ausbeute von 98 °/o, bezogen auf das
eingesetzte Kalium, entspricht.