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Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat aus kochsalzhaltigem Kainit
Es ist bekannt, Kainit (KCL - MgS04 ' 3H20) zu
Kaliumsulfat
in der Weise aufzuarbeiten, daß der Kainit in Wasser bzw. in der aus der Kahumsulfatherstellung
anfallenden Lauge heiß gelöst wird und daß aus dieser Lösung durch Abkühlen Schönit
(K2S04.M9S04-6H20) bzw. Leonit (K2S04-Mgs04 * 41-40) ausgeschieden werden,
die anschließend, gegebenenfalls unter Zusatz von Kaliumchlorid, zu Kaliumsulfat
umgesetzt werden. Aus den dabei anfallenden Endlaugen können durch mehrfaches Eindampfen
und Kühlen noch Kaliumehlorid bzw. Kainit gewonnen und im Verfahren wieder verwendet
werden.
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Rohkainit kann beträchtliche Mengen Natriumchlorid enthalten. Dann
wird aus einem Teil des Rohkainits das Natriumchlorid durch Flotation ausgeschieden,
um die Natriumchloridkonzentration der im Verfahren umlaufenden Lösungen klein zu
halten. Die Flotationsanlagen erfordern hohe Anlage- und Betriebskosten, und außerdem
führt die Flotation nicht immer zu dem erwarteten Erfolg.
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Man hat schon versucht, den Rohkainit mit Kaliumsulfatlauge bei Temperaturen
über 1000 C zu Langbeinit (2MgS04 * K.S04) umzusetzen, wobei das Kochsalz
als Rückstand verbleibt.
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Der Langbeinit fällt als sehr feine Suspension in der Lauge an, und
diese Suspension kann von dem grobkörnigem Kochsalz-Rückstand abgetrennt werden.
Beim Abkühlen der vom Rückstand abgetrennten heißen Suspengion nach Zugabe von Sulfatmutterlauge
und Wasser scheiden sich Schönheit bzw. Kaliumchlorid aus, die dann in bekannter
Weise zu Kaliumsulfat umgewandelt werden können.
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Im Rohkainit enthaltene unlösliche Bestandteile, wie Ton, Aluminiumsilikate
und Anhydrit, bleiben wegen ihrer Feinheit bei dieser Arbeitsweise in der Suspension
von Langbeinit in Umsetzungslauge. Wenn der Rohkainit beispielsweise etwa
0,5 bis 1 1/o solcher Verunreinigungen enthält, dann führt das zu
einem Schlammgehalt von etwa 10 bis 15 g je Liter in den im Verfahren
umlaufenden Laugen. Diese Schlammkonzentration stört die Weiterverarbeitung des
Langbeinits sehr.
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Bei starker Vermahlung des Rohkainits bildet das darin enthaltene
Kochsalz eine Feinkornfraktion, die ebenfalls in der Suspension des Langbeinits
in der Umsetzungslauge bleibt. Die Abtrennung dieses Kochsalzanteils durch Flotation
ist aber nur erfolgreich, wenn der Schlanungehalt der Suspension gering ist. Sonst
wird die Trennung so unscharf, daß entweder der Chlorgehalt im gewonnenen Kaliumsulfat
unzulässig hoch wird oder daß die Ausbeute beträchtlich absinkt, weil mit dem Kochsalz
auch beträchtliche Mengen von Schönit bzw. Kaliumchlorid abgestoßen werden.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Rohkainit über Langbeinit
zu Kaliumsulfat aufgearbeitet, ohne daß dabei eine Flotation erforderlich ist. Sowohl
der Kochsalzanteil als auch die unlöslichen Verunreinigungen werden bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren nacheinander durch Sedimentatioli ausgeschieden.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kaliumsulfat
aus kochsalzhaltigem Kainit, in welchem der rohe Kainit durch Verlösen in heißer
Kaliumsulfatlösung zu einer Suspension von Langbeinit in Kahumsulfatlösung umgewandelt
wird, diese Suspension von rückständigem Kochsalz abgetrennt und danach durch Zusatz
von Mutterlaugen nacW folgender Verfahrensstufen und Abkühlung zur Kristallisation
eines Gemisches von Leonit und Kaliumchlorid gebracht wird und dieses Gemisch zu
Kaliumsulfat weiterverarbeitet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch
gekennzeichnet ' daß der Langbeinit in der vom Kochsalz abgetrennten, mit
Mutterlaugen gemischten Suspension bei etwa 100' C unter Zusatz von heißem
Wasser in Lösung gebracht wird und die Lösung bei dieser Temperatur durch Sedünentation
geklärt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß der rohe Kainit
durch Verlösen in heißer Kaliumsulfatlauge zunächst in Langbeinit umgewandelt wird.
Aus der entstandenen Suspension wird das Kochsalz als Rückstand durch eine Klassierung,
z. B. durch Sedimentation in einem Eindicker, oder durch Behandlung in einem Hydrozyklon
oder einem Spiralscheider abgetrennt.
Der aus dieser Klassierung
ablaufenden Suspension von Langbeinit in-'Umsetzungsläuge,#.-.die jetzt an Kochsalz
verarmt ist aber noch die unlöslichen Verunreinigungen enthält wird unmeb erfindungsgemäß
außer der restlichen Sulfatlauge aus der Kaliumsulfatgewinnung und einer im Kreislauf
gehaltenen kalten Mutterlauge aus der nachfolgenden Abscheidung von Leonit und Kaliumehlorid
so viel heißes Wasser iugesetzt, daß der suspendierteLängbeinit in Lösung
-geht und die unlöslichen-- Verunreinigungen durch Klärung abgetrennt werden
können. Nach dieser Klärung wird die Lösung auf etwa 201 C gekühlt, wobei
Schönit bzw. Leonit und Kaliumchlorid abgeschieden werden. Dieses Salzgemisch wird
dann in bekannter Weise, gegebenenfalls unter Zugabe von weiterem Kaliumchlorid
zu Kaliumsulfat aufgearbeitet, und die verbleibenden Laugen werden gegebenenfalls
nach weiterer Eindampfung in das Verfahren zurückgenommen.
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In der Zeichnung ist das Fließschema des Verfahrens zur Aufarbeitung
von Kainit unter Verwendung der erfIndungsgemäßen Verfahrenssehritte dargestellt.
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Rohkainit 1 wird vermahlen und d2 nn
- in dem Löseapparat2 in heißer Kaliumsulfatlauge aus der Kaliumsulfatgewinnung
7 bei Temperaturen über 100' C verlöst. Die dabei entstehende Suspension
von Langbeinit wird in den folgenden Abscheider 3
geleitet, wo eine Abtrennung
von Kochsalz erfolgt. Die an Kochsalz verarmte Suspension gelangt danach in den
Behälter 4, wo durch Zusatz von heißem Wasser, von Mutterlauge aus der nachfolgenden
Kristallisation 6 des Leonits und Kaliumchlorids und eines Teils der Mutterlauge
aus der Kaliumsulfatgewinnung 7 die Suspension bei etwa 1001 C so
weit verdünnt wird, daß der suspendierte Langbeinit in Lösung geht.
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Aus dieser Lösung werden die unlöslichen Verunreinigungen 4 durch
Klärung in Behälter 5 bei etwa 1001 C abgetrennt.
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Beira Abkühlen der geklärten Lösung im Kristallisator 6 auf
etwa 20 bis 251 C kristallisieren Leonit und Kaliumchlorid aus. Das Salzgemisch
wird abgetrennt und in den Nfischkessel 7 der Kaliumsulfatgewinnung gegeben.
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Die im Kristallisator6 anfallende Mutterlauge wird zum Teil im Kreislauf
zurück in den Behälter 4 zur Verdünnung der Langbeinitsuspension geführt. Der übrige
Teil der Mutterlauge wird in der Eindampfanlage 8 eingeengt und fraktionierend
gekühlt, s o., 4 aß -nacheinander- in der Stufe 9, K aliunyrhlorid
und Natriumchlorid ausgekhieden werden. Das Kaliumehlorid wird in die Kähumsulfatgewinnung
7 gegeben. Das Natriumchlorid wird aus dem Verfahren #Die.'verblbibende.La-dge,'---
M tä yvird--* 'der-zwei a Eindampfanlage 10 weiter konzentriert. Nach
Abküh-
lung scheidiet;sich dann ein Kristallisat von Kainit aus#, das-
dem zu verarbeitenden Rohkainit 1 zugefügt wird. Als Restlauge wird eine
konzentrierte Lösung von Magnesiumehlorid abgestoßen. B e i s p i e
1
1000kg Rohkainit, der 621/o Reinkainit, 37,9% Kochsalz und 0,1"/o Ton enthält,
werden je Stunde in 0,32m3 Mutterlauge aus der Stufe7 im Lösebehälter 2 heiß
verlöst. Aus der entstandenen Suspension werden in der Trübeldassierung
3300 kg Kochsalz abgeschieden. In die Stufe 4 gelangen etwa 0,8 m3
einer Suspension von Langbeinit, welche 420 kg Feststoffe und 0,5
m3 Lauge enthält. In die Stufe 4 werden außerdem zur Lösung des Langbeinits
0,55 m3 Wasser, 0,55 m3 der Mutterlauge aus der Stufe 7 und
1 m3 Mutterlauge aus der Kühlstufe 6
eingeführt, so daß etwa
3 m3 Lösung in den Klärapparat 5 gelangen, aus dem je Tonne
Rohkainit 1 kg Ton entnommen -wird. In der Kühlstufe 6 befinden
sich dann schließlich etwa 2,9 m3 geklärte Lösung, aus welcher die Kristallisation
von Leonit und Kaliumchlorid erfolgt.