DE1567994A1

DE1567994A1 - Verfahren zur Herstellung von Kaliumchlorid

Info

Publication number: DE1567994A1
Application number: DE19671567994
Authority: DE
Inventors: Lukes Jerome A
Original assignee: LUKES JEROME A
Current assignee: LUKES JEROME A
Priority date: 1966-05-13
Filing date: 1967-04-25
Publication date: 1970-10-22
Also published as: US3533735A; ES340234A1

Description

DILR-POSCHENRIEDER . —-—___

DR. E. BOETTNER j -^-OJ'^ccinp!;

Patentanwälte _: ^Ί ^ί nicht ge3n;,v-j _t'_/t -^_0n [

München 8 ■ ::j

Dr.B/Dr.S/S

Jerome A. Lukea, 777 West 12th Street, Claremont, Kalifornien (7. St. A.)

Verfahren zur Herstellung von Kaliumchlorid

Die -vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kaliumchlorid aus Schönit oder Mischungen, welohe Schönit und Carnallit enthalten,oder Mischungen,* ' welohe Schönit und Magnesiumchlorid enthalten.

Kaliuinaalze, welche während der Verdunstung von sulfatischea Kalium enthaltenden Salzslaugen, wie z.B. Great Salt Lake-Salzlaug3 oder Seewauser, gebildet werden, enthalten außerordentlich komplexe Mischungen von Kaliumsalzen und anderen Salzen. Diese Mi^ohungen können z.B. Schönit, Kainit, Carnallit, Glaeerit, Epsomit, Aatrakanlt, Salz und andere Verbindungen enthalten. Abweichungen in der Temperatur oder anderen klimatiechen Bedingungen können bei der Verdunstung solcher Salzlaugen die komplexe Boachaffenheit der ausgefallenen Salze er-r höhen oder vermindern, indem sie die Bildung von Leonit_f

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Glaubersalz und verschiedener anderer 3&lze reruraa-

über einen Zeitraum von vielen Jahren wurden.beträchtliche Forschungsarbeit und Bemühung der Entwicklung von Verfahren zur Gewinnung von Kaliumchlorid aus diesen Salzen und Salzmischungen gewidmet. So sind z.B. verschiedene Verfahren zur Herstellung, von Kaliumchlorid aus Carnallit bekannt. Ebenso aind Verfahren zur Herstellung von Kaliumchlorid aus Kainit bekannt. Zur Erläuterung solcher letztgenannter Verfahren wird ein Verfahren angeführt, worin Kuinit mit einer Lauge, weloiie Magnesiumchlorid enthält, bei einer erhöhten $eaperaiur, höher als 90° C, umgesetzt wird, wobei der Kainit intermediär zu Langbein!t umgewandelt wird, und sodann die erhaltene Reaktionsmischung auf eine Temperatur unter 25 C zur Gewinnung von Mischungen von Schönit oder Leonit und Kaliumchlorid oder Mischungen, welche Kalium-

•nthalten, chlorld und Bpsomit, je nach den Verfahrenebedingungen,/ gekühlt wird und das Kaliumchlorid sodann durch bekannte Verfahren gewonnen wird.

Es wurde friiher auch vorgeschlagen, Kaliumchlorid aaa üchönit herzuflteilen. Solche Verfahren jedoch waren unwirtschaftlich und unbefriedigend, und die Gewinnung

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von Kaliumgehalten aus Schönit erfolgte in der wirtechaftllchen Praxis in der Form von Kaliumsulfat. Die Brauchbarkeit von Kaliumchlorid als Düngemittel und für andere Zwecke bedingt, daß es im hohen Maße wünschenswert let, in der Lage zu sein, den Kaliuragehalt des Schönits ale Kaliumchlorid au gewinnen. Die vorliegende Erfindung stellt ein einfaches, praktisches und wirtschaftliches Verfahren zur Verarbeitung von Schönlt zur Gewinnung von Kaliumchlorid bereit, und zwar in seinen

bevorzugten Ausführungsformen zur Gewinnung von im wesentlichen dem gesamten Kaliumgehalt aus einem solchen Verfahren in der Form von Kaliumchlorid.

Obwohl die vorliegende Erfindung besonders brauchbar iet in Verbindung mit der Verarbeitung von während der Verdunstung ame Salzlaugen, wie z.B. Great Salt Lake-Salzlauge oder allgemein ähnlichen Salzlaugen oder Seewasser, abgeschiedenen Salzen, isteie auch anwendbar eur Verarbeitung Ton' hergestellten sulfatisohen Kaliumealeen oder zur Verarbeitung von natürlich vorkommenden Saiten, welche ein oder mehrere Kaliumsulfatdoppelsalze enthalten, wie z.B. Schönit, Leonlt, Langbein!t und Glaserit, im Gemisch mit Carnallit, Kainit, Magnesiumchlorid und anderen Saleen oder Salzen, welche durch Verdunstung ir-

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gendeiner kalium-magneeium-sulfatieohen Salzlauge hergestellt wurden. Die vorliegende Erfindung wird la folgenden in Verbindung mit der Verarbeitung von Salzen beschrieben, welche durch Verdunstung von Great Salt Ijeke-Salzlauge erhalten wurden, es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt iat.

Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung werden generell gesprochen Kaliumsulfat oder Kaliuasülfatdoppelealze, wie z.B. Schönit (im allgemeinen wiedergegeben ale MgSO₄-X₂SO₄*6H₂O) oder Leonit (KgSO₄-HgSO₄* 4H₂O), Langbeinit (K₂SO₄^MgSO₄) oder Glaaerit (3K₂SO₄^Na₂SO₄) mit Magnesiumchlorid (in fester Form oder in Lösung) oder mit Carnallit (allgemein wiedergegeben als KCl'MgCl₂^eH₂O) unter den oben beschriebenen Bedingungen zur Gewinnung von Kaliumchlorid und Epsondt umgesetzt. Während Epsomit im allgemeinen als MgSO₄*7H₂O wiedergegeben wird, kann das gebildete Magnesiumsulfat verschieden hydratisiert sein, 2.B# ale KgSO₄*6HgO, MgSO₄·4Η₂0 oder' ale irgendein anderes Magnesiunsulfftthydrat.

Die Umsetzung wird in einem wässrigen Hedium durchgeführt, so z.B. in Wässer oder häufiger in einer Sftls-

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lauge« welche Kaliumchlorid, Natriumchlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat und im übrigen Wasser mit kleinen Anteilen von anderen Salzen enthält. Die Magneaiumehloridkonzentrati on ist gegenüber der Konzentration eines jeden der anderen Salze hoch im Überschuß (nach Gew.-^c/o) und ist auch, allgemein gesprochen, gegenüber der Gesamtheit der angegebenen anderen Salze sehr wesentlich im Überschuß (nach Gew.-^), im allgemeinen in der

oder
Grüßenordnung dea 2-fadhen/mehr ^der Menge der Gesamtheit

der angegebenen anderen Salze. Im gewöhnlichen Falle wird die Magnesiumchloridkonzentration,in dem besagten Salzlaugenmedium im Bereiche von etwa 16 bis 23 Gew.-^o liegen ode'r zwischen 45 und 65 Mol/1000 Mol Wasser am Ende der Reaktion. Das in der Umsetzung verwendete Magnesiumchlorid kann insgesamt oder zum Teil von Carnallit stammen oder als solches zugegeben werden,oder es kann zum Teil von der Anwesenheit oder Einverleibung dea Garnallite in der Reaktionsmiechung und zum Teil aus Mutterlaugen stammen.

Die Reaktionskomponenten werden bei einer Temperatur nicht wesentlich über 55° G und besser noch im Bereich von etv/a 15 oder 20 bin 50° G gemischt und gerührt bis die Bildung von Kaliumchlorid und Epsomit vollständig oder im wesentlichen vollständig ist.

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Bezugnehmend nun auf die beigefügte Zeichnung wird in Fig. 1 schematisch die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf die Herstellung von Kaliumohlorid aus Schönit (oder anderen Kaliumeulfatdoppelsalzen oder Kaliumsulfat) gezeigt. Sohönit-Festatoffe, welche aus Salzen abgetretint werden können, die durch Verdunstung von sulfatischen Salzlaugen, wie z.B. Great Salt Lake-Salzlauge, abgeschieden wurden oder auf andere. Weise erhalten wurden, wie z.B. durch Umwandlung von Kainit oder anderen Pottaschemateria~ lien in den angegebenen Salzen zu Schönit nach wohlbekannten Verfahren oder aus anderen Quellen» werden einer Kammer 1 durch die Leitung 2 zugeführt. Eine geeignete Mutterlauge 3» welche in der allgemeinen Größenordnung angegeben etwa 3 Gew.-# Kaliumohlorid, 2 Gew.-> Natriumchlorid, 22 Gew.-$ Magnesiumchlorid und 5 Gew.-5* Magnesiumsulfat und der Rest auf 100 hauptsächlich Wasser zuanderen eammen mit kleinen Anteilen von/balzen enthält, wird zum Reaktor (El durch Leitung 4 geleitet, wo sie mit den Schönlt-Peetatoffenι welche durch Leitung S zufließen, gemischt wird. Die Reaktionskomponenten weisen vorzugsweise eine Temperatur im Bereiche von etwa 15 bis 30° C auf bis der Schönit eich unter Bildung von Kaliumchlorid-Peststoffen und Epooniit umgesetzt hat. Die Reaktionsprodukte worden durch Leitung 7 zu einer P¹otationavorriohtung 8 geführt.

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Tlotationsreagensien 9 werden durch Leitung 10 zugegeben, und es erfolgt eine Flotation nach üblichen Verfahren zur Trennung dee Kaliumchlorid von Epsomit, Salz und Verunreinigungen. Epsorait, Salz, Verunreinigungen und Lauge 11 werden durch Leitung 12 abgeleitet. Der Epaomit und das Salz können, falls erwünscht, nach bekannten Verfahren, z.B. durch Flotation, zur Erzielung eines epsomitreichen Produktes abgetrennt werden,oder der Epsomit und das Salz können zusammen aufgearbeitet oder verworfen werden. Die Lauge kann im Kreislauf zur Verdunstung zurückgeführt oder verworfen werden.

Kaliumchlorid und Lauge werden durch Leitung 13 zu einem Filter 14 geführt. Eine Zentrifuge oder eine andere FiI-tervorrichtung trennt die Lauge, welche durch Leitung abgeleitet wird und zur Ablauge 16 wird, von dem Ka-

ab

liumchlorid 18, welches von dem Filter durch die Leitung 19 entfernt wird. Dieses Kaliumchlorid 18 kann direkt

verwendet werden oder durch übliche Mittel weiter behandelt werden, so z.B. durch Auelaugen zur Bewirkung einer weiteren Reinigung, worauf sich die Behandlung durch eine Trockenvorrichtung anschließt und sodann Lagerung erfolgt.

In Fig. 2 wird schematise)! die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf die Herstellung von Kaliumchlorid aus

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einer Hischung beschrieben, welche Sohönit und Carnallit enthält. Die dchönit-Pestatoffe 21 und die Oarnallit-Featstoffe 22, welche aus während der Verdunstung von Salzlaugen, z.B. Great Salt Lake-Salzlauge, abgeschiedenen Salzen erhalten werden können oder von irgendeiner anderen Quelle, werden durch die Leitungen 24 bzw. 25 dem Reaktor 27 ssugelei.tet. Eine Mutterlauge 23, welche in der allgemeinen Größenordnung ron etwa 3 Gew.-'/O Kaliumchlorid, 2 Gew.->b Natriumchlorid,. 22 G-ew.-/o Magnesiumchlorid und 5 Gew.-^l>& Magnesiumsulfat UiTd der Rest auf 100 hauptsächlich Wasser zusammen mit kleinen Anteilen von ancoren Salzen enthält, wird durch Zuleitung 26 zun Reaktor 27 geführt. Die Reuktionskomponenten werden im Reaktor 27 bei einer Temperatur im Bereiche von 15 bis 30° G gemischt und gerührt, bis der Schönit und der Carnallit sich unter Bildung von Kaliumchlorid und Epaomit umgesetzt haben.

Die Reaktionsprodukte werden durch Leitung 28 zu einer Plotationsvorrichtung 31 geführt. Die Plotationsreagenzien 29 werden durch Leitung 30 zugegeben, und es wird eine übliche Flotation zur Abtrennung des Kaliumehlorids vom Epsomit und anderen Salzen durchgeführt. Epsomit 33 und Lauge werden durch die Leitung 32 entfernt. Kalium« ■

chlorid und Lauge werden durch die Leitung 34 auf den 009843/1463

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Filter 35 gebracht. Eine Zentrifuge oder eine andere Filtervorrichtung trennt die Lauge ab, welche durch Leitung 36 als Mutterlauge aur Behandlung von weiterem Schönit und Carnallit zurückgeführt wird oder welche als Ablauge 37 abgeleitet wird. Diese Mutterlauge wird

nicht

im wesentlichen im Verfahren verändert und kann daher als Mutterlauge wieder verwendet werden. Das Kaliumchlorid 39 wird von dem Filter über Leitung 38 entfernt. .

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung und weiterhin zur Hervorhebung der wichtigen Vorteile, welche durch die vorliegende Erfindung erzielt werden. Diese Beispiele beschränken jedoch die Erfindung nicht, da man zahlreiche Abänderungen vornehmen kann, ohne von den Leitprinzipien und Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Beispiel 1

Schönit wurde als eine 30 Gew.-S» Aufschlämmung mit einer Ausgangelauge (Mutterlauge), deren Zusammensetzung in Tabelle I angogebon ist, eine Stunde bei Raumtemperatur gemischt und geführt* Die Produktmiachung von festetof-

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fen und Lauge wurde filtriert und zur Bestiauning der Zusammensetzung der Endlauge und der Feststoffe analysiert. Die Zusammensetzung der Endlauge und die Zusammenaeteung der Feststoffe sind in fabeile I engeführt.

Tabelle I Analyse-, Gew.-

	1	K	0	Na	6	Hg	CX	.3	3	so₄	^H2	0
Ausgangelauge	2	.59	0	,92	6	,49	19	,66	6	,86	67,	84
Endlauge	16	,27	0	,98	5	,38	17	,86	21	,02	66,	69
Produkt Peststoffe	,42	,32	,78	15		,37	40,	25

Auf einer einachlußfreien Basis wurde die Ziifliwnnaet-

zung der feststoffe bestimmt nit 27,9 £ Kaliuecfalorid, 41,0 ^L/o EpBomit und 7,7 > Schönit. Der Prozentgehalt des eu Kaliumchlorid umgewandelten Sahönits betrug etwa 95 i>.

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Beispiel 2

Ein Mnzelaneatz zur Umsetzung von festem Schönit und festem Oarnallit mit einer liutterlauge wurde unter Rühren in einem Reaktor durchgeführt. 200 g Carnallit-Peststoffe, welche 53,6 # Carnallit, 11,2 i» Kainit und 35,2 ^c/> Natriumchlorid enthielten und 200 g Schönit-Peststoffe, welche 17,9-Ji Kalium und 5,72 5» Magnesium enthielten, entsprechend etwa 93 $> Schönit, wurden au 700 g Ausgangslauge der in Tabelle II angegebenen ZuaammeneetBung gegeben.

Tabelle II
Analyse, Gew. -f>

	K	Na	Mg	Cl	so₄	H₂O
Ausgangelauge	1,46	0,84	6,71	19,69	4,40	66,90
Endlaug·	1,50	0,82	6,62	19,32	4,45	67,29
-48 +80 Meeh- Produkt	8,29	11,39	• 5,15	27,92	17,98	29,27
-80 Meeh- ..-- Produkt	13,01	1,10	6,50	17,29	21,08	41,02

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Die Zusammensetzung des -48 +80 Mesh-Produktes/wurde bestimmt mit 18,0 ψ Kaliumchlorid, 33,2 J» Natriumchlorid und 48,8 ^ Epsomit, während die Zusammensetzung des -80 Mesh-Produktes bestimmt wurde mit 32,3 fi Kaliumchlorid, 3,2 i> Natriumchlorid und 64,5 # Epsomit. Eine mikroskopische Untersuchung des -80 Mesh-Produktes wies auf ein Überwiegen von Epsomit und Kaliumchlorid hin. Die sich ergebende Umwandlung von Schönit zu Kaliumchlorid beträgt im wesentlichen 100 fi.

au*
Es wird auch/uie wichtige iatsache_# hingewiesen, daß die Zusammensetzung der Endlauge im wesentlichen die gleiche ist wie die Zusammensetzung der Auslangelauge, so daß die Endlauge einfach zur Behandlung weiteren Schönits und Garnallits zur Herstellung von Kaliumchlorid verwendet werden kann.

Beispiel 3

mit den gleichen Unter im wesentlichen den gleichen Bedingungen und/Peststoffen,wie in Beispiel 2 beschrieben,wurde ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt, SchÖnit-Feststoffe und Oarnallit-Fest3toffe wurden unter Rühren jeweils mit einer Zugabegeechwlndigkeit von 125 g pro Hinute au einem Reaktor gegeben, der bei 25° C gehalten wurde. Die Be-

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Schickungalauge, deren Zusammensetzung in Tabelle III angegeben ist, wurde mit 43 ccm/min zugegeben, und die Verweilzeit der Feststoffe betrug etwa 1 1/2 Stunden. Die Umsetzung wurde 7 1/2 Stunden durchgeführt. Während die ser Zeit blieb die Zusammensetzung der Lauge im wesentlichen konstant. Die Zusammensetzung der Endlauge ist in Tabelle III zusammen mit der Zusammensetzung der Feststoffprodukte angegeben, lie sich ergebende Umwandlung von Schönit und Carnallit zu Kaliumchlorid beträgt im wesentlichen 100 fr.

Tabelle III Analyse. Gew.-?f»

	K	Na	Mg	Cl .	so₄	H₂O
Auagangslauge	1,42	0,84	6,70	19,33	4,42	67,29
Endlauge	1,70	0,91	6,73	19,13	4,56	66,97
festes Produkt	11,15	2,87	6,30	18,38	20,09	41,21

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Das feste Produkt wurde anschließend durch übliche ϊΐο-tationsverfahren zur Abtrennung von Kaliumchlorid, wie in Tabelle IV angegeben, behandelt. Dia Ausbeute der Plotation betrug 78,8 Ji, und daa flotierte Produkt enthielt 80,5 ?· Kaliumchlorid, 6,4 5» Natriumchlorid und 13,1 5ί Epaomit.

Tabelle IY
Flotation des Produktes

	g	104	K	Na	,2	Mg	1	Cl	.5	SO₄	,0
Beschickung,	g	81	»8	32	,9	59.	4	172	,8	196	,1
flotiertes Produkt,	g	21	,6	4	,7	5,	4	84	,9	17	,5
Huckstand,		,9	29	53.	84	185

- Patentansprüche -

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Claims

-Π nicht g . .. · ' - 15 - Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Kaliumchlorid und Epsomit aus Kaliumsulfat oder mindestens einem Kaliumsulfatdoppelsalz, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz bei einer Temperatur nicht wesentlich über 35° C unter Rühren in einem wässrigen Medium, welohee Magnesiumchlorid enthält, umgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, · daß die Reaktionstemperatur im Bereiche von etwa 15° bis 50° C liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliumsulfatdoppelsalz mindestens ein Salz aus der Gruppe der folgenden Salze ist: Schönit, Leonit, Langbeinit und Glaserit.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmedium Carnallit enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumchlorid z.T. vom Carnallit stammt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaliumsulfat oder das KaliumeulfatdoppelealB und der Carnallit in der form von Feststoffen elngesetzt werden.

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7* Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmedium eine Magneeiumchlorid-Mutter-

* lauge mit zwischen etwa 16*und 23 Gew·-^ sowie mit im wesentlichen kleineren Anteilen Ton Kaliumchlorid, Natriumchlorid und Hagneslumsulfat enthält·

8. Verfahren nach Anspruch 7« dadurch gekennzeichnet, daß die Mag»siumchlorid-Mutterlauge annähernd 3 Gew,- f> Kaliumchlorid, 2 Gew.-# Natriumchlorid und 5 <tow.-j( Magnesiumsulfat enthält. . *

9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hergestellte Mischung von Kaliumchlorid und Epsomit durch Flotation und Filtrieren zum Erzielen von festem Kaliumchlorid und Epsomit getrennt wird·

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SAD ORiGI

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