DE1288538B - Verfahren zum Schlaemmen eines Salzes aus einer unterirdischen Lagerstaette - Google Patents

Verfahren zum Schlaemmen eines Salzes aus einer unterirdischen Lagerstaette

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DE1288538B
DE1288538B DET35187A DET0035187A DE1288538B DE 1288538 B DE1288538 B DE 1288538B DE T35187 A DET35187 A DE T35187A DE T0035187 A DET0035187 A DE T0035187A DE 1288538 B DE1288538 B DE 1288538B
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    • E21B43/28Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schlämmen eines Salzes aus einer unterirdischen Lagerstätte, in der dieses, insbesondere Kaliumchlorid, als der schwerer lösliche Bestandteil eines Doppelsalzes, insbesondere Karnallit, enthalten ist, in dessen ge= sättigter Lösung, aus der das schwerer lösliche Salz gewonnen werden soll, das leichter und das schwerer lösliche Salz zu ungleichen Teilen enthalten sind.
  • Karnallit ist ein aus Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid bestehendes Doppelsalz mit der Formel KCl - MgCl2 - 6 H20. Dieses Salz ist hauptsächlich auf Grund seines Kaliumchloridgehaltes wertvoll, da Kaliumchlorid in der Düngemittelindustrie verwendet wird. Magnesiumchlorid ist gegenwärtig verhältnismäßig wenig wertvoll.
  • Obgleich schon versucht worden war, Karnallit in Form einer Lösung abzubauen, haben diese Versuche sich nicht als erfolgreich erwiesen. Der Grund hierfür ist hauptsächlich darin zu sehen, daß das gewünschte Produkt, Kaliumchlorid, viel weniger wasserlöslich ist als Magnesiumchlorid. Die Einführung von Wasser in ein unter Tage befindliches Karnallitlager hat zur Folge, daß der Karnallit sich auflöst und sich eine mit Magnesiumchlorid angereicherte Lauge bildet, während der größte Teil des Kaliumchlorids in ungelöstem, festem Zustand verbleibt. Bisher wurde kein praktisches Verfahren vorgeschlagen, dieses ungelöste Kaliumchlorid zu fördern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abbauverfahren zu schaffen, mittels welchem der schwerer lösliche Bestandteil eines Doppelsalzes erhalten und in Form eines Schlammes aus ungelösten Teilchen an die Oberfläche gebracht wird. Insbesondere soll ein Abbauverfahren für Karnallit geschaffen werden, mittels welchem Kaliumchlorid erhalten und in Form eines Schlammes aus ungelösten Teilchen an die Oberfläche gebracht wird. Die Erfindung besteht darin, daß 1. Wasser oder eine ungesättigte wäßrige Salzlösung in das Lager eingebracht wird, wodurch das leichter lösliche Salz ausgelaugt und ein Hohlraum gebildet wird und wobei durch das Auslaugen eine im wesentlichen gesättigte Lösung des leichter löslichen Salzes und ein Schlamm des ungelösten, schwerer löslichen Salzes entstehen, 2. die im wesentlichen gesättigte Lösung des leichter löslichen Salzes, die ungelöste Teilchen des schwerer löslichen Salzes mit sich führt, entfernt wird und 3. hieraus das schwerer lösliche Salz gewonnen wird.
  • Der zweite Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dahin abgewandelt werden, daß die aus der Lagerstätte entfernte, im wesentlichen gesättigte Lösung nach Gewinnung des schwerer löslichen Salzes wieder in den unter- i irdischen Hohlraum eingebracht und durch den Schlamm geleitet wird, wobei die darin befindlichen ungelösten Teilchen des schwerer löslichen Salzes mitgerissen werden.
  • Befindet sich unter dem Doppelsalzlager ein Lager i eines anderen wasserlöslichen Salzes, so kann ein Teil des anderen Salzes aufgelöst werden, während die Auflösung des Doppelsalzes verhindert wird, so daß in dem Lager des anderen Salzes ein mit dem Hohlraum in Verbindung stehender Sumpf entsteht. Die Auflösung des Doppelsalzes kann in bekannter Weise dadurch verhindert werden, daß eine dünne Schicht eines Kohlenwasserstofföls in die Grenzschicht zwischen dem Doppelsalzlager und dem darunter befindlichen Salzlager gebildet wird.
  • Bei steilstehenden Lagerstätten wird zweckmäßigerweise eine Vielzahl sich von der Erdoberfläche bis zu dem Doppelsalzlager erstreckender Bohrlöcher niedergebracht, die je nach der Tiefe der Lagerstätte verschieden lang sind. Für die Zufuhr von Lösungsmitteln werden in allen Bohrlöchern Eintrittsleitungen und für das tiefste Bohrloch zusätzlich eine Austrittsleitung vorgesehen, wobei sich der Schlamm des ungelösten, schwerer löslichen Salzes auf der Sohle des tiefsten Bohrloches sammelt und die Austrittsleitung entnommen wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 7 der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Vertikalschnitt durch ein im Abbau befindliches unterirdisches Karnallitlager, F i g. 2 eine schematische Aufsicht auf ein Karnallitlager, aus der die Lage der Bohrlöcher und der durch den Abbau gebildeten Hohlräume im Lager hervorgeht, F i g. 3, 4 und 5 Vertikalschnitte durch Lager, die sich in verschiedenen Abbauphasen befinden, F i g. 4 A und 4 B Vertikalschnitte durch Lager, die sich i_ n_ der in F i g. .4 gezeigten Abbauphase befinden, wözü Vörricfilungen unterschiedlicher Ausführungsformen verwendet werden, F i g. 6 einen Vertikalschnitt durch ein im Abbau befindliches Karnallitlager, das steil geneigt ist, und F i g. 7 eine Aufsicht auf das Karnallitlager nach F i g. 6, aus der die Lage der Bohrlöcher hervorgeht. In F i g. 1 befindet sich ein Karnallitlager 10 in beträchtlicher Tiefe unter der Erdoberfläche 11. Das Salzlager 12, das Natriumchlorid oder ein anderes wasserlösliches Salz enthält, befindet sich unmittelbar unter dem Karnallitlager 10. Das Deckgebirge 13 zwischen dem Karnallitlager 10 und der Erdoberfläche 11 kann z. B. eine Vielzahl von Schichten einschließlich Sandstein, Schiefer, Kalkstein, Dolomit und eine Anzahl von Natriumchloridlagern enthalten. Im folgenden wird angenommen, daß die unmittelbar über dem Karnallitlager 10 befindliche Schicht aus einem Mineral wie z. B. Schiefer besteht, der wasserunlöslich ist, obgleich das Verfahren auch auf Vorkommen anwendbar ist, in welchen die darüber befindliche Schicht wasserlöslich sein kann.
  • Von der Erdoberfläche wird eine Vielzahl von Bohrlöchern zu dem Karnallitlager niedergebracht. Jedes Bohrloch weist einen Bohrturm 14 und eine Verrohrung 15 auf, die konzentrische Rohrstränge enthält, die als Ein- und Austrittsleitungen zum Zuführen wäßriger Strömungsmittel in die Bohrlöcher sowie zum Entfernen derselben oder zum Entfernen von Schlamm dienen. Die baulichen Einzelheiten der Schachtverrohrung werden nachstehend an Hand der F i g. 3 beschrieben. Sowohl die Bohrtürme 14 als auch die Verrohrung 15 gleichen den in Ölbohrlöchern verwendeten.
  • Ferner zeigt F i g. 1, in welcher Weise Hohlräume in dem Karnallitlager 10 gebildet werden, wenn Wasser oder eine ungesättigte Lösung in das Lager eingeführt und Salzwasser und Schlamm daraus entfernt werden. Das Kamallitlager enthält, nachdem es abgebaut worden ist, eine Vielzahl von Hohlräumen 16, die sich alle vom Bohrloch nach außen erstrecken. Das zunehmende Wachstum der Hohlräume 16 während des Abbaus ist durch die gestrichelten Linien 17 dargestellt. Zwischen den die Form von auf der Spitze stehenden Kegeln aufweisenden Hohlräumen 16 verbleiben nach dem Abbau in dem Karnallitlager aus ungelöstem Karnallit bestehende Pfeiler 18.
  • F i g. 2 zeigt eine Aufsicht auf die Anordnung der Bohrlöcher in einem Karnallitlager, das gerade abgebaut wird. Die Bohrlöcher sind in parallelen Reihen versetzt angeordnet. Hierdurch kann eine maximale Menge Karnallit aus dem Lager gewonnen werden. Die Anzahl und Anordnung der Bohrlöcher ist so gewählt, daß auf wirtschaftlich vertretbare Weise eine maximale Menge Karnallit aus dem Lager 1.0 gewonnen wird. In dem Umfang, in dein die Anzahl der Bohrlöcher in einem vorgegebenen Bereich zunimmt, erhöht sich die Menge des abgebauten Karnallits, was jedoch mit höheren Kosten für das Bohren verbunden ist.
  • Die in F i g. 3 dargestellte Verrohrung 15 besteht aus konzentrischen Rohrsträngen 20, 21 und 22 mit zunehmendem Durchmesser. Der innere Rohrstrang 20 und der diesen umgebende Rohrstrang 21 sind vertikal verschiebbar und dienen als Ein- und Austrittsleitungen. Der äußere Rohrstrang 22 ist in dem Deckgebirge 13 über dem Karnallitlager 10 im Bohrloch einzementiert und endet gewöhnlich am oberen Ende des Kamallitlagers 10. Der äußere Rohrstrang 22 dient als Schutzgehäuse.
  • Bei einem unmittelbar unter dem Karnallitlager 10 vorkommenden Lager aus wasserlöslichem Salz 12 wird das Bohrloch von der Erdoberfläche 11 aus durch das Karnallitlager 10 niedergebracht und endet in dem Salzlager 12 dicht an dessen oberem Ende. Die Verrohrung 15 wird so in das Lager eingeführt, daß der innere Rohrstrang 20 sich unterhalb des Karnallitlagers 10 und in dem oberen Teil des Salzlagers 12 befindet.
  • An der Erdoberfläche sind im Bohrturm 14 Dichtungen vorgesehen, die eine teleskopartige Vertikalbewegung des inneren Rohrstranges 20 bezüglich des ihn umgebenden Rohrstranges 21 erlauben. Ein auf dem Bohrturm 14 angebrachter Förderzug wird zum Heben und Senken des Rohrstranges 20 verwendet. Der Rohrstrang 21 ist ebenfalls vertikal verschiebbar. Zu Beginn des Abbaus, wenn in dem Salzlager 12 durch Auflösen ein Hohlraum ausgewaschen wird, ist der Rohrstrang 21 so angeordnet, daß sich sein unteres Ende einige Meter unter der Grenzlinie zwischen dem Karnallitlager 10 und dem Salzlager 12 befindet.
  • Nach dem Niederbringen der Bohrlöcher besteht die erste Arbeitsphase darin, einen kleinen Sumpf 25 zum Sammeln des Kaliumchloridschlammes herzustellen. Dies geschieht, indem man Wasser in den zwischen den Rohrsträngen 20 und 21 befindlichen ringförmigen Raum nach unten strömen läßt und durch den Rohrstrang 20 Salzwasser nach oben fördert. Um beste Ergebnisse zu erzielen, kann die Strömungsrichtung von Wasser und Salzwasser periodisch umgekehrt werden. Das Ende des inneren Rohrstranges 20 befindet sich im allgemeinen dicht am Boden des gewünschten Hohlraumes in dem Salzlager 12. Die Auflösung von Karnallit im Lager 10 in diesem Stadium der Abbauarbeiten kann verhindert werden, indem eine dünne Schicht eines Kohlenwasserstofföls durch den ringförmigen Raum zwischen den Rohrsträngen 21 und 22 und durch den ringförmigen Raum zwischen dem Rohrstrang 21 und der Wand des Bohrloches in dem Kamallitlager 10 eingespritzt wird. Die Verwendung einer deratigen Kohlenwasserstoffölschicht beim Schlämmen eines Salzes ist herkömmlich.
  • F i g. 4 zeigt die Auflösung von Karnallit in dem Lager 10 durch Einführen von Wasser oder einer ungesättigten wäßrigen Salzlösung in das Lager und die Entfernung von Magnesiumchloridlösung hieraus. Ist das Salz Magnesiumchlorid, wird eine ungesättigte wäßrige Lösung verwendet. Dieser Vorgang wird ausgeführt, nachdem ein Sumpf 25 der erwünschten Größe hergestellt worden ist. Wie aus F i g. 4 ersichtlich, befindet sieh das untere Ende des inneren Rohrstranges 20 während des Auflösungsvorganges des Karnallits annähernd an der Grenzlinie zwischen dem Karnallitlager 10 und dem Salzlager 12. Das Ende des benachbarten Rohrstranges 21 wird nach der Bildung des Sumpfes 25 und vor Beginn der Auflösung des Karnallits bis in die obere Hälfte des Karnallitslagers gehoben. Dann wird Wasser oder eine ungesättigte wäßrige Salzlösung durch den ringförmigen Raum zwischen den Rohrsträngen 20 und 21. nach unten geleitet. Dieses Wasser bzw. diese ungesättigte wäßrige Salzlösung fließt in dem Karnallitlager 10 in unmittelbarer Nähe der Verrohrung 15. Das Magnesiumchlorid des Karnallits wird tierausgelaugt, so daß ein Hohlraum 16 und eine Magnesiumchlorid-Salzwasser-Lösung entstehen. Der Hohlraum 16 steht mit dem Sumpf 25 in Verbindung, so daß der eine eine Fortsetzung des anderen darstellt.
  • F i g. 4 A zeigt die Auflösung des Karnallits in einem Lager 10 durch Einspritzen von Wasser oder einer ungesättigten wäßrigen Salzlösung und die Entfernung der Mägnesiumchloridlösung. Der in F i g. 4 A dargestellte Vorgang ist derselbe wie der in F i g. 4 gezeigte. An Stelle der mit einer Vielzahl konzentrischer Rohrstränge versehenen Verrohrung 15 wird jedoch in F i g. 4A eine Verrohrung verwendet, die zwei Rohrstränge 20 a und 20 b aufweist, die von einem Rohrstrang 21 umgeben sind. Das untere Ende des Rohrstranges 20 a bzw. 20 b befindet sich annähernd an der Grenzlinie zwischen dem Karnallitlager 10 und dem darunter befindlichen Salzlager 12. Zweckmäßigerweise befindet sich das Ende des Rohrstranges 20 b ein wenig oberhalb des Endes des Rohrstranges 20 a. Das Ende des Rohrstranges 21 wird nach der Bildung des Sumpfes 25 und vor dem Beginn der Auflösung des Karnallits bis in die obere Hälfte des Kamallitlagers gehoben. Durch den von dem Rohrstrang 21 umschlossenen und die Rohrstränge 20a und 20b umgebenden Raum wird Wasser oder eine ungesättigte Salzlösung in das Karnallitlager 10 eingebracht. Eine zu etwa 90 % mit Magnesiumchlorid gesättigte Lösung wird durch die Rohrstränge 20 a und/oder 20 b nach oben gepumpt. Die Strömungsrichtung kann umgekehrt oder das Strömungsmittel je nach Wunsch durch verschiedene Kombinationen von Verrohrungen und ringförmige Räume geleitet werden.
  • F i g. 4B stellt die Auflösung von Karnallit in dem Lager 10 unter Verwendung einer abgewandelten Verrohrung dar. Der Vorgang nach F i g.. 4 B ist der gleiche wie -der nach F i g.4. Die Verröhrung nach F i g. 4 B weist ein Paar Rohrstränge 20 c und 21 auf; die -von dem Rohrstrang 22 umgeben sind, welcher an die Wand des Bohrloches anzementiert ist. Die Rohrstränge 20.c und 21 können denselben Durchmesser haben. Durch den Rohrstrang 20c kann Wasser oder eine ungesättigte Salzlösung in das Karnallitlager 10 eingebracht werden. Eine zu etwa 90% mit -Magnesiumchlorid gesättigte Lösung wird durch 'den Rohrstrang 21 herausgepumpt. Je nach Wunsch kann die Strömungsrichtung umgekehrt werden. Wie dargestellt, sind die Rohrstränge 20 c und 21 so angeordnet, daß Wasser oder eine ungesättigte Salzlösung durch- den- Rohrstrang 20 c zugeführt und eine zu 90% mit Magnesiumchlorid gesättigte Lösung.. durch den Rohrstrang 21 abgeführt wird. Für diese -Strömungsrichtung befindet sich das Ende des Rohrstranges 20 c im oberen Teil des Hohlraumes 16, während sich das Ende des Rohrstranges 21 a in den Sumpf 25 erstreckt.
  • Das Wasser oder die ungesättigte Salzlösung kann beim Zuführen Umgebungstemperatur haben. Die Lager befinden sich üblicherweise in einer Tiefe von etwa 1800 m, in -der Temperaturen von bis zu 40° C auftreten können. Diese Eigenwärme des Lagers trägt zur- erforderlichen Lösungswärme des Karnallits bei und. erhöht. die-Temperatur der Lösung, was die Kapazität-des Bohrloches erhöht. Am vorteilhaftesten ist es, Wässer in solcher Menge und mit solcher Geschwindigkeit zuzuführen,- daß eine Lösung entsteht, die annähernd zu 90 % mit Magnesiumchlorid gesättigt'-ist. Ein -kleiner Teil des Kaliumchloridgehalts des Karnallits wird ebenfalls gelöst. Eventuell vorhandenes Natriumchlorid und Sylvin werden desgleichen in geringem Maße gelöst, jedoch ist die Wasserlöslichkeit von . Kaliumchlorid und Natriumchlorid. viel geringer als diejenige von Magnesiumchlorid.-Wird z. B. reiner Karnallit in -Wasser - bei 35° C bis zur Erreichung des Sättigungsgrades gelöst, so enthält die . hierbei entstandene Lösung etwa 27,3 % Magnesiumchlorid und 3,8 % Kaliumchlorid; der Rest ist Wasser. Im Vergleich hierzu enthält Karnallit 34,3% Magnesiümchlorid und 26,80/0 Kaliumchlorid. Wenn Natriumchlorid in dem Lager vorhanden ist, würde sich der Prozentsatz jedes Salzes. in einer gesättigten Lösung von den hier angegebenen . Mengen unterscheiden. Werden z. B. Karnallit und Natriumchlorid in Wasser bei 35° C bis- zur Erreichung des Sättigungsgrades gelöst, so enthält die hierbei entstandene Lösung etwa 27,88% Magnesiumchlorid, -2,01/o Kaliumchlorid, 1,45% Natriumchlörid und 68,67% Wasser. Es ist also ersichtlich, daß sich nur ein kleiner Teil des Kaliumchlorids löst,- der -Rest fällt als Schlamm aus.
  • Auch Natriumchlorid und Kaliumchlorid in Form von Sylvin fallen vorwiegend in dem Schlamm aus. Der größte Teil des Schlammes 26 sinkt auf den Boden des Sumpfes 25. Einige der Kaliumchloridteilchen sammeln sich in einer dünnen Schicht 27 an den Seiten der Pfeiler 18, da diese gewöhnlich nicht steil genug geneigt sind, um die Teilchen auf Grund der Schwerkraft in den Sumpf 25 fallen zu lassen. Während dieser Arbeitsphase wird gewöhnlich nicht versucht, den Kaliumchloridschlamm an i die Oberfläche zu bringen. Statt dessen wird Wasser oder eine ungesättigte wäßrige Salzlösung in das Bohrloch gepumpt und die in etwa zu 900% mit Magnesinmchlorid gesättigte Lösung nach oben gefördert. Natürlich kann die Lösung, wenn sie an die Oberfläche gepumpt wird, je nach Wunsch eine größere oder kleinere Menge Magnesiumchlorid enthalten, Die Auflösung. geht in dem Maße langsamer vor sich, in dem man sich dem Sättigungspunkt nähert, so daß es sich -gewöhnlich nicht lohnt, zu versuchen, eine gesättigte Lösung zu bilden. Andererseits darf die an die Oberfläche gepumpte Lösung nicht zu verdünnt sein, da ihre Fähigkeit, Kaliumchlorid mitzuführen, mit dem Grad der Verdünnung abnimmt und - eine Abnahme der Gewinnung des Uiumchlorids aus dem Schlamm bewirkt.
  • In' der in F i g. 4 dargestellten Abbauphase ist die Anfangsgeschwindigkeit, mit welcher das Strömungsmittel durch den ringförmigen Raum zwischen den Rohrsträngen 20 und 21 nach unten und innerhalb des Rohrstranges 20 nach oben fließt, ziemlich langsam. Wenn die Größe -des durch Auflösung des Karnallits in dem Lager 10 gebildeten Hohlraums 16 zunimmt, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers erhöht werden.. Die Anfangsgeschwindigkeit beträgt etwa einige hundert Liter pro Minute, während die schließlich erreichte Strömungsgeschwindigkeit zäveckmäßigerweise etwa das Zehnfache beträgt. Die allmähliche Auflösung des Kamallits in dem Hohlraum 16 wird durch die Linien 17 dargestellt, die die Vergrößerung des Hohlraums zeigen, wenn die Auflösung des Karnallits fortgesetzt wird.
  • Die zweite Arbeitsphase besteht darin, den KaliumcWoridschlamm 26 zu gewinnen, der sich auf dem Boden des- Sumpfes 25 ansammelt. Die an die Oberfläche geförderte Magnesiumchloridlösung wird in nicht dargestellten Aufbewahrungstanks- oder -becken aufbewahrt.
  • F i g. 5 -zeigt die zweite erfindungsgemäße Arbeitsphase, in welcher Kaliumchloridteilchen an die Oberfläche gebracht werden. In dieser Arbeitsphase wird eine im wesentlichen -gesättigte Magnesiumchloridlösung in das Bohrloch in den ringförmigen Raum zwischen den Rohrsträngen 20 und 21 eingeführt. Diese Arbeitsphase wird am zweckmäßigsten ausgeführt, indem das Ende des innersten Rohrstranges 20 an oder nahe bei dem oberen Ende des Schlammlagers 26 und das Ende des Rohrstranges 21 in kurzer Entfernung über demjenigen des Rohrstranges 20 angeordnet wird. Dadurch entsteht ein Kreislauf des Strömungsmittels, so daß feste Kaliumchloridteilchen in die in dem Raum zwischen den Rohrsträngen 20 und 21 nach unten fließende Magnesiumchlorid, Lösung eingebracht wird. Die Enden der Rohrstränge 20 und 21 werden, je nach der maximal zu entfernenden Menge Kaliumchlorid, nach oben oder unten bewegt; die maximale Fördermenge wird durch die maximale Dichte des an die Oberfläche geförderten Schlammes und folglich durch einen maximalen Druckaufbau an der Förderseite der den. Schlamm nach oben fördernden Pumpe angezeigt.
  • Die Magnesiumchloridlösung ist im wesentlichen mit Magnesiumchlorid und Kaliumchlorid gesättigt, um die Auflösung von Kaliumchlorid auf ein Minimum zu reduzieren. Gewöhnlich ist diese Lösung die in der zweiten Arbeitsphase erhaltene Lösung oder ein Teil derselben, d. h.. eine nahezu 90% gesättigte Magnesiumchloridlösung.
  • Die nach unten in das Bohrloch strömende Lösung führt Kaliumchloridteilchen mit sich, die durch den Rohrstrang 20 in der Magnesiumchloridlösung nach oben gefördert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Rohrstrang 20 muß die Geschwindigkeit, mit der sich die Kaliumchloridteilchen absetzen, übersteigen, um diese Teilchen an die Erdoberfläche bringen zu können. Es ist zweckmäßig, die Strömungsrichtung in periodischen Abständen umzukehren, um das Verstopfen der Rohrstränge 20 und 21 mit Kaliumchloridteilchen zu vermeiden.
  • Die Rohrstränge können wie die Rohrstränge 20 und 21 in den F i g. 3, 4 und 5 konzentrisch oder, wie die gleich großen Rohrstränge 20 a und 20 b in F i g. 4 A, nebeneinander in dem Rohrstrang 22 angeordnet sein. Der gesamte in den konzentrischen Rohrsträngen nach den F i g. 3, 4 und 5 dargestellte Arbeitsablauf kann mit der Verrohrung nach F i g. 4 A ausgeführt werden. Die darin gezeigten Bohrlöcher und Rohrstränge müssen nicht unbedingt völlig axial verlaufen; in diesem Fall berührt gewöhnlich jeder dargestellte Rohrstrang die benachbarten Rohrstränge.
  • Die erste und die zweite Arbeitsphase können auch in einer einzigen Arbeitsphase vereinigt werden. In diesem Fall wird Wasser in die Bohrlöcher geführt, und Magnesiumchloridlösung mit mitgeführten Kaliumchloridteilchen wird dafür entnommen.
  • F i g. 6 zeigt, wie das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, wenn das Lager steil steht. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung werden eine Vielzahl von in parallelen Reihen angeordneten Bohrlöchern niedergebracht (vgl. F i g. 7). Jedem dieser Bohrlöcher ist wie in F i g. 1 ein Bohrturm 14 zugeordnet. Die Verrohrung 30, die eine Eintritts-und eine Austrittsleitung aufweist, befindet sich in dem tiefsten Bohrloch und erstreckt sich von der Erdoberfläche nach unten bis auf den Grund des Karnallitlagers 31 oder bis kurz darüber. Diese Verrohrung enthält sowohl eine Eintritts- als auch eine Austrittsleitung und kann mit der in F i g. 1 gezeigten Verrohrung 15 identisch sein. Die anderen, sich nur bis zu geringerer Tiefe in das Karnallitlager 31 erstreckenden Bohrlöcher erfordern nur eine Einlaßleitung, obgleich diese Verrohrungen ebenfalls konzentrische, Eintritts- und Austrittsleitungen bildende Rohrstränge aufweisen können. Gemäß dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bildet sich auf der Sohle des tiefsten Bohrloches in einem Salzlager unter dem Karnallitlager 31 ein Sumpf 33. Nachdem dieser Sumpf entstanden ist, wird Wasser durch die Eintrittsleitung des Rohrstranges 30 in den Sumpf 33 eingeführt. Hierdurch bildet sich ein Hohlraum 34, der allmählich in dem Maße größer wird, in dem die Auflösung fortschreitet, wobei die Wachstumsstadien des Hohlraums durch die Linien 35 gekennzeichnet sind. Wasser kann auch in die anderen Bohrlöcher durch den Rohrstrang 32 eingebracht werden, und zwar entweder gleichzeitig mit der Einleitung von Wasser durch den Rohrstrang 30 oder nachdem der Hohlraum so angewachsen ist, daß er die anderen Bohrlöcher erreicht. Das Magnesiumchlorid wird wieder ausgelaugt und durch den Rohrstrang 30 entfernt, kann jedoch auch durch den Rohrstrang 32 entfernt werden. Der größte Teil des Kaliumchlorids bleibt ungelöst und bildet einen Schlamm, der sich in dem Sumpf 33 ansammelt. Dieser Schlamm wird in periodischen Zeitabständen, wie schon an Hand der F i g. 5 beschrieben, durch den Rohrstrang 30 entfernt. Die Kaliumchloridschlammteilchen fallen entlang der Grenze zwischen dem Karnallitlager und dem darunter befindlichen Salzlager nach unten. Die Auflösung des Karnallits nähert sich bei einem steil geneigten Lager, wie dem in F i g. 6 gezeigten, weit mehr der vollständigen Auflösung, als dies bei einem eben verlaufenden oder nur leicht geneigten Lager, wie dem in F i g. 1 dargestellten, der Fall ist, da die nach den Abbauarbeiten stehenbleibenden Pfeiler 18 aus ungelöstem Karnallit nur einen kleinen Prozentteil des Karnallitlagers ausmachen. Als ein wie vorliegend beschriebenes steil geneigtes Lager wird ein solches bezeichnet, dessen Neigungswinkel größer ist als der Schüttwinkel der Kaliumchloridteilchen. Bei steileren Winkeln ist die Schwerkraft stärker als die Reibungskraft, die das Fallen der Teilchen verhindert, und die Teilchen fallen bis zum niedrigsten Punkt herunter. Dieses Herunterfallen ist genau das, was angestrebt wird, da es die nahezu vollständige Auflösung des Karnallitlagers ermöglicht, wobei nur kleine Pfeiler stehenbleiben.
  • In manchen Fällen ist das unmittelbar unter dem Karnallitlager befindliche Material anstatt eines wasserlöslichen Salzes ein unlösliches Material. In diesem Fall ist es nicht möglich, wie in F i g. 3 der Zeichnungen dargestellt, einen Sumpf 25 zu bilden. Statt dessen muß dieser Sumpf in dem Karnallitlager selbst gebildet werden, mit dem Ergebnis, daß ein geringerer Prozentsatz des Karnallits durch das Bohrloch gewonnen werden kann, als dies der Fall ist, wenn der Sumpf unter dem Karnallitlager gebildet werden kann, da sich der Hohlraum 16 auf dem Boden des Karnallitlagers bis zu einem Punkt verjüngt, anstatt in dieser Tiefe noch einen beträchtlichen Querschnitt aufzuweisen, wie dies bei Vorhandensein eines Sumpfes 25 der Fall ist.
  • Nachdem die Kaliumchloridteilchen an die Oberfläche gebracht worden sind, können sie in der dritten Arbeitsphase auf herkömmliche Weise gewonnen werden. Zum Beispiel können die Kaliumchloridteilchen durch Zentrifugieren oder Filtrieren von der Magnesiumchloridlösung getrennt werden. Das Magnesiumchlorid kann durch Verdunstung an der Sonne aus der Magnesiumchloridlösung gewonnen und bei der Herstellung von Magnesiummetall verwendet werden. Die Kaliumehloridteilchen werden nach herkömmlichen Verfahren verarbeitet, zu denen auch das Umkristallisieren gehört, um ein im wesentlichen reines und absatzfähiges Erzeugnis zu erhalten.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung berücksichtigt besonders die Gewinnung von Kaliumchlorid aus Karnallit, doch ist das gleiche Verfahren auch auf die Gewinnung anderer Doppelsalze aus Lagern anwendbar, in deren gesättigten Lösungen die beiden Bestandteile zu ungleichen Teilen enthalten sind.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Schlämmen eines Salzes aus einer unterirdischen Lagerstätte, in der dieses, insbesondere Kaliumchlorid, als der schwerer lösliche Bestandteil eines Doppelsalzes, insbesondere Karnallit, enthalten ist, in dessen gesättigter Lösung, aus der das schwerer lösliche Salz gewonnen werden soll, das leichter und das schwerer lösliche Salz zu ungleichen Teilen enthalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß 1. Wasser oder eine ungesättigte wäßrige Salzlösung in das Lager eingebracht wird, wodurch das leichter lösliche Salz ausgelaugt und ein unterirdischer Hohlraum gebildet wird und wobei durch das Auslaugen eine im wesentlichen gesättigte Lösung des leichter löslichen Salzes und ein Schlamm des ungelösten, schwerer löslichen Salzes entstehen, 2. die im wesentlichen gesättigte Lösung des leichter löslichen Salzes, die ungelöste Teilchen des schwerer löslichen Salzes mit sich führt, entfernt wird und 3. hieraus das schwerer lösliche Salz gewonnen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen gesättigte Lösung des leichter löslichen Salzes wieder in den unterirdischen Hohlraum eingebracht und durch den Schlamm geleitet wird, wobei die darin befindlichen ungelösten Teilchen des schwerer löslichen Salzes mitgerissen werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem sich ein Lager eines anderen wasserlöslichen Salzes unter dem Doppelsalzlager befindet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des anderen Salzes aufgelöst wird, während die Auflösung des Doppelsalzes verhindert wird, so daß in dem Lager des anderen Salzes ein mit dem Hohlraum in Verbindung stehender Sumpf entsteht.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, bei welchem sich das Doppelsalz in einer steil geneigten Lagerstätte befindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl sich von der Erdoberfläche bis zu dem Doppelsalzlager erstreckender Bohrlöcher niedergebracht wird, die je nach der Tiefe der Lagerstätte verschieden lang sind.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in allen Bohrlöchern Eintrittsleitungen für die wäßrigen Strömungsmittel sowie in dem tiefsten Bohrloch eine Austrittsleitung vorgesehen sind, wobei sich der Schlamm des ungelösten, schwerer löslichen Salzes auf der Sohle des tiefsten Bohrloches sammelt und durch die Austrittsleitung entnommen wird.
DET35187A 1966-11-04 1967-11-03 Verfahren zum Schlaemmen eines Salzes aus einer unterirdischen Lagerstaette Pending DE1288538B (de)

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