DE2000642B

DE2000642B - Process for the extraction of potassium chloride, magnesium chloride and sodium chloride from natural low rock salt to rock salt rich carnallitites

Info

Publication number: DE2000642B
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr.-Ing. 3101 Wathlingen; Singewald Arno Dr.-Ing. 3500 Kassel Messer
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG

Description

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Das in der Hauptpatentanmeldung P 19 02 742.0-24 diesem als Spülschacht bezeichneten erweiterten Bohrbeschriebene Verfahren zur Gewinnung von Kalium- loch parallele Spülstrecken 4 unter Verwendung von Chlorid und Natrium-Chlorid oder Natrium-Chlorid über Rohrleitungen 11 und eine besondere Spülvoraus natürlichen KCl- und NaCl- oder NaCl-enthalten- richtung 13 zugeführtem Wasser in etwa horizontaler den Lagern im bergmännischen Aussolverfahren, bei 5 Richtung und dem Lagerverlauf folgend aufgefahren welchem durch Einleiten von Wasser und Heraus- werden, deren Abstand voneinander der mittleren ziehen von Lösung KCl und NaCl oder NaCl aus dem Lagermächtigkeit angepaßt wird und vorzugsweise Lager herausgelöst wird, wobei innerhalb der Lager- bei 3 m Lagermächtigkeit 10 m, bei Mächtigkeiten bis statte von einem Tagesschacht 1 ausgehend eine Rieht- 10 m und darüber bis 25 m beträgt, zur Lenkung des strecke 2 bis in den Lagerbereich geführt wird, von io Aussolvorganges die zwischen den Spülstrecken andieser ein der Neigung des Lagers folgendes Bohrloch 3 stehenden Lagerschweben 7 durch geneigte Schlitzgebohrt und dieses durch Auslaugen mit Wasser auf löcher 15, deren Abstand voneinander praktisch etwa etwa 4 bis 10 m² erweitert wird, ist dadurch gekenn- 0,5 bis etwa 5 m und deren Anzahl je lfd. m Lagerlänge zeichnet, daß im unregelmäßig horizontalen bis steil- bei schmalen Lagern zwei und bei mächtigen Lagern stehenden oder unregelmäßig steilstehenden Lager 15 3 bis 5 m beträgt, aufgeschlossen werden. Die Erfindanach von diesem als Spülschacht bezeichneten er- dung ist dadurch gekennzeichnet, daß die in den Spülweiterten Bohrloch parallele Spülstrecken 4 unter strecken entstehende KCl-, MgCl₂- und NaCl-ent-Verwendung von über Rohrleitungen 11 und eine be- haltende ungesättigte Lösung 14 durch die Schlitzsondere Spülvorrichtung 13 zugeführtem Wasser in löcher in die darunter liegende Solschwebe 16a eingeetwa horizontaler Richtung und dem Lagerverlauf 20 leitet und dabei durch Auflösen von KCl, MgCl₂ und folgend aufgefahren werden, deren Abstand vonein- NaCl die Aufnahmemenge der Lösung erhöht wird, ander der mittleren Lagermächtigkeit angepaßt wird was gleichzeitig die freie Oberfläche der Solschwebe und vorzugsweise bei 3 m Lagermächtigkeit 10 m, bei für die spätere eigentliche Aussolung vergrößert, da-Mächtigkeiten bis 10 m und darüber bis 25 m beträgt, nach die Lösung der nächst tieferen Solschwebe zuzur Lenkung des Aussolvorganges die zwischen den 25 sammen mit über ventilgesteuerte Rohrleitungen 17 Spülstrecken anstehenden Lagerschweben 7 durch ge- und damit örtlich mengenregelbar zufließendem Wasser neigte Schlitzlöcher 15, deren Abstand voneinander zugeführt wird, diese KCl, MgCl₂ und NaCl bis zur praktisch etwa 0,5 bis etwa 5 m und deren Anzahl je praktischen Sättigung aufnimmt und dann die gelfd. m Lagerlänge bei schmalen Lagern zwei und bei sättigte Lösung über ventilgesteuerte im Bereich der mächtigen Lagern 3 bis 5 m beträgt, aufgeschlossen 30 Solschwebe verlegte Standrohre und Rohrleitungen 20 werden, weiterhin die in den Spülstrecken entstehenden einem Sammelbecken 21 zuläuft, dann die gesättigte KCl- und NaCl- oder NaCl-enthaltende ungesättigte Lösung über die Steigleitung 22 nach übertage ge-Lösung 14 durch die Schlitzlöcher in die darunter pumpt wird, diese anschließend in bekannter Weise auf liegende Solschwebe 16 a eingeleitet und dabei durch MgCl₂ verarbeitet wird, wobei ein KCl-NaCl-ent-Auflösen von KCl und NaCl oder NaCl die Aufnahme- 35 haltendes Kristallisat als Nebenprodukt entsteht, und menge der Lösung erhöht wird, was gleichzeitig die so oft den Spülstreckenvortrieben und den Solschwefreie Oberfläche der Solschwebe für die spätere eigent- ben Frischwasser zugeführt wird, bis die restlose Ausliche Aussolung vergrößert, danach die Lösung der solung des Lagers erreicht ist, und die in den SoI-nächst tieferen Solschwebe zusammen mit über ventil- kammern bei der Aussolung anfallenden KCl- NaClgesteuerte Rohrleitungen 17 und damit örtlich mengen- 40 enthaltenden Bodenschlämme mittels der praktisch regelbar zufließendem Wasser zugeführt wird, diese gesättigten Lösung ausgespült oder durch mechanische KCl und NaCl oder NaCl bis zur praktischen Sätti- Fördermittel abgefördert und der Weiterverarbeitung gung aufnimmt und dann die gesättigte Lösung über über Tage zugeführt werden.The in the main patent application P 19 02 742.0-24 this as a flushing shaft described extended drilling method for the extraction of potassium hole parallel flushing sections 4 using chloride and sodium chloride or sodium chloride via pipes 11 and a special flushing advance natural KCl and NaCl - or NaCl-containing direction 13 water supplied approximately more horizontally to the camps in the mining Aussol method, at 5 direction and following the course of the camps which are driven in by introducing water and out, their distance from each other being the middle draw of solution KCl and NaCl or NaCl is adjusted from the storage thickness and storage is preferably detached, with within the storage area with 3 m storage thickness 10 m, with thicknesses up to equip a day shaft 1, a range is 10 m and above up to 25 m, to steer the route 2 to is led into the storage area, from io Aussolvorganges between the rinses stretch on this one of the inclination of the bearing following borehole 3 standing bearing float 7 through inclined slits drilled and this by leaching with water to holes 15, the distance from each other is practically about 4 to 10 m ² widened, is characterized by 0.5 to about 5 m and their number per running m of storage length indicates that in the irregularly horizontal to steep - with narrow camps two and with large camps standing or irregularly steep camps 15 3 to 5 m are opened up. The Erfindanach therefrom as culvert designated earthing is characterized in that the parallel in the borehole Spülweiterten Spülstrecken 4 under stretch resulting KCl, MgCl ₂ - and NaCl-ent-use through pipes 11 and a loading holding unsaturated solution 14 Water fed through the special slot rinsing device 13 passes into holes in the underlying brine suspension 16a in an approximately horizontal direction and the course of the bearing 20 and is thereby opened up by dissolving KCl, MgCl ₂ and the following, the distance between which is increased the amount of solution absorbed by the solution the mean deposit thickness is adjusted, which at the same time increases the free surface of the brine float and preferably at 3 m layer thickness 10 m, for the later actual brining out, since thicknesses of up to 10 m and above is up to 25 m, after the solution the next deeper brine float is added Steering of the Aussolvorganges between the 25 together with valve-controlled euerte pipelines 17 flushing sections pending bearing floats 7 through locally and thus locally adjustable inflowing water, inclined slot holes 15, the distance between which is supplied, these KCl, MgCl ₂ and NaCl up to practically about 0.5 to about 5 m and their number depending on practical saturation picks up and then the gelfd. m storage length is two for narrow warehouses and three to 5 m for the saturated solution via valve-controlled ones in the area of the mighty warehouses NaCl- or NaCl-containing unsaturated solution via the riser 22 to the surface ge-solution 14 through the slotted holes into which is pumped underneath, this is then introduced in a known manner on lying brine suspension 16 a and is _{processed by MgCl 2} , whereby a KCl- NaCl-ent-dissolving of KCl and NaCl or NaCl the uptake-holding crystallizate arises as a by-product, and the amount of the solution is increased, which at the same time the so often the flushing section drifts and the sol-sulfur-free surface of the brine float is fed for the later own fresh water until the complete dissolution of the solution increases, then the solution of the solution of the bearing is reached, and the brine float, which is deeper next to the brine, together with the KCl-NaCl-controlled pipelines 17 and thus locally quantity-40 containing soil sludge is supplied by means of the practically controllable inflowing water, this saturated solution is flushed out or through mechanical KCl and NaCl or NaCl up to the practical saturation conveying means and the further processing takes up supply and then the saturated solution can be fed over days.

ventilgesteuerte im Bereich der Solschwebe verlegte Das Verfahren gemäß der Erfindung ist weiter da-Standrohre 19 und Rohrleitungen 20 einem Sammel- 45 durch gekennzeichnet, daß zum Auffahren der Spülbecken 21 zuläuft, dann die gesättigte Lösung über die strecken im Lager mittels einer Spülvorrichtung Steigleitung 22 nach übertage gepumpt wird, diese an- Frischwasser gegen den Carnallitit enthaltenden schließend in bekannter Weise auf KCl und NaCl oder Streckenstoß, insbesondere durch den natürlichen NaCl verarbeitet wird und das bei Verdampfung der hydrostatischen Druck, gesprüht und die Spülstrecke Lösung anfallende Wasser so oft dem Spülstrecken- 50 jeweils auf eine Länge von etwa 2 m selbsttätig aufgevortrieb und den Solschweben aufgegeben wird, bis fahren wird und die dabei anfallende KCl-, MgCl₂-die restlose Aussolung des Lagers erreicht ist. und NaCl-Lösung durch Schlitzlöcher in die Solschwein Fortentwicklung dieses Verfahrens nach der be abläuft und dadurch, daß die Schlitzlöcher mit be-Hauptpatentanmeldung wurde nun gefunden, daß das kannten Bohrmaschinen oder -wagen oder mittels verder Hauptpatentanmeldung zugrunde liegende Ver- 55 längerbarer Schraubstahlrohre, durch welche Frischfahren auch zur Gewinnung von KCl₃ MgCl₂ und wasser unter Ausnutzung des hydrostatischen Druckes NaCl aus natürlichen steinsalzarmen bis steinsalz- aufgegeben wird, als Spüllöcher hergestellt werden, reichen Carnallititen geeignet ist. Dabei wird im berg- Weiter ist das Verfahren gemäß der Erfindung damännischen Aussolverfahren durch Einleiten von durch gekennzeichnet, daß der Laugenstand 18 in den Wasser und Herausziehen von Lösung KCl, MgCl₂ 60 durch Schlitzlöcher perforierten Solschweben durch und NaCl aus dem Lager herausgelöst, wobei inner- Regelung der Mengenzufuhr bis auf etwa 1 m unter der halb der Lagerstätte von einem Tagesschacht 1 aus- Solschwebenstrecke gehalten wird und daß die Ausgehend eine Richtstrecke 2 bis in den Lagerbereich ge- solung einer horizontalen bis steilstehenden Lagerführt wird, von dieser ein der Neigung des Lagers statte blockweise durch zwei oder mehrere übereinfolgendes Bohrloch 3 gebohrt und dieses durch Aus- 65 ander zu Kammern 6 angeordneten Bauscheiben 7 laugen mit Wasser auf etwa 4 bis 10 m² erweitert wird und gegebenenfalls über die gesamte anstehende Lagerund im unregelmäßig horizontalen bis steilstehenden höhe erfolgt und dabei die Einteilung des Lagers in oder unregelmäßig steilstehenden Lager danach von Bauabschnitte sowie Bauscheiben durch horizontaleThe method according to the invention is further characterized by the fact that standpipes 19 and pipelines 20 to a collecting 45, that for opening the sinks 21, the saturated solution flows over the stretches in the camp by means of a rinsing device ascending line 22 is pumped above ground, this to- fresh water containing carnallitite is then processed in a known manner on KCl and NaCl or section shock, in particular by the natural NaCl, and the water resulting from evaporation of the hydrostatic pressure is sprayed and the flushing section solution as often to the flushing section 50 is automatically propelled each to a length of about 2 m and the brine float is abandoned until driving and the resulting KCl, MgCl ₂ - the complete dissolving of the camp is reached. and NaCl solution through slotted holes in the Solschwein further development of this process according to the be and by the fact that the slotted holes with the main patent application it has now been found that the known drilling machines or carriages or extendable screw steel pipes on which the main patent application is based whatever fresh driving is also given up for the extraction of KCl ₃ _{MgCl 2} and water using the hydrostatic pressure NaCl from natural rock salt poor to rock salt, are made as flushing holes, rich Carnallititen is suitable. In addition, the process according to the invention is characterized by the initiation of the liquor level 18 in the water and extraction of solution KCl, MgCl ₂ 60 through slotted holes and NaCl from the store is dissolved out of the store, with inside - Regulation of the quantity supply up to about 1 m below the half of the deposit from a day shaft 1 is held and that the starting point is a straightening stretch 2 into the storage area solving a horizontal to steep storage, from this one of the inclination of the The storage facility is drilled block by block through two or more successive boreholes 3 and this is ^{expanded to about 4 to 10 m 2 by} leaching the building blocks 7 arranged apart to form chambers 6 and optionally over the entire storage facility and at an irregular horizontal to steep height and the division of the camp into or irregularly g steep bearing afterwards from construction sections as well as construction panels through horizontal

und senkrechte Pfeiler, wie durch 8 bzw. 10, erfolgt, die nicht durch Bohr- bzw. Schlitzlöcher für den Solvorgang aufgeschlossen sind.and vertical pillars, as indicated by 8 and 10, respectively, which are not opened for the soling process by drilling or slotted holes.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß zur Auslaugung der Lagerstätte gleichzeitig mehrere, vorzugsweise mindestens 3 Kammern ausgesolt und nach Aufsättigung der Lösung wechselweise ausgepumpt werden, derart, daß in Kammer 1 Spülstreckenvortrieb erfolgt, in Kammer 2 die Aufsättigung der Lösung in den Sol- ίο schweben und in Kammer 3 das Abpumpen der praktisch gesättigten Lauge vorgenommen wird und dadurch bei kontinuierlichem Verarbeitungsbetrieb über Tage Standzeiten für die Lösung in den Solschweben von 24 Stunden und länger erreicht werden.The method according to the invention is also characterized in that for leaching the Deposit several, preferably at least 3 chambers extracted simultaneously and after saturation the solution are alternately pumped out in such a way that flushing path propulsion takes place in chamber 1, in Chamber 2 the saturation of the solution in the sol ίο float and in chamber 3 the pumping out of the practically saturated lye is made and thereby with continuous processing operation Standing times of 24 hours and longer for the solution in the brine floats can be achieved over days.

Ferner ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung auf kieseritischen Carnallitit anwendbar, dessen Kieseritgehalt bis etwa 5%> insbesondere etwa 1 bis 2%> beträgt.Further, the method of the present invention is applicable to kieserite carnallitite, its kieserite content up to about 5%> in particular about 1 to 2%>.

Das Verfahren der Erfindung wird gemäß dem in der ao Beschreibungsanleitung vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel der Hauptanmeldung P 19 02 742.0-24 durchgeführt, wobei bei steinsalzarmem Carnallitit beispielsweise der Zusammensetzung 93,8 % Carnallit und 6,2% Steinsalz eine praktisch gesättigte Lösung mit etwa 95% Sättigung, bezogen auf MgCl₂, der folgenden Zusammensetzung erzeugt wird: 320 g/l MgCl₂, 45 g/l KCl, 23 g/l NaCl, und zwar bei einer Betriebstemperatur von etwa 30°C in Teufenbereichen von etwa 500 bis 600 m. Die bei der Aussolung anfallenden Bodenschlämme, die durch Ausspülung aus den Auslaugungshohlräumen mittels der praktisch gesättigten Lösung abgefördert werden, enthalten etwa 70% KCl (44% K₂O), 29% NaCl und etwa 1 % in Wasser Unlösliches, wie CaSO₄ und Tone.The method of the invention is carried out according to the exemplary embodiment of the main application P 19 02 742.0-24 described above in the ao description instructions, with a virtually saturated solution with about 95% saturation in the case of low-rock salt carnallitite, for example with the composition 93.8% carnallite and 6.2% rock salt , based on MgCl ₂ , of the following composition is produced: 320 g / l MgCl ₂ , 45 g / l KCl, 23 g / l NaCl, at an operating temperature of about 30 ° C in depth ranges from about 500 to 600 m. The soil sludge resulting from the leaching, which is removed from the leaching cavities by means of the practically saturated solution, contains about 70% KCl (44% K ₂ O), 29% NaCl and about 1% water-insoluble, such as CaSO ₄ and clays .

Bei Durchführung des Verfahrens der Erfindung im steinsalzreichen, kieseritischen Carnallitit-Lager beispielsweise mit einem Rohsalz, bestehend aus 62,3 % Carnallit, 29,5 % Steinsalz, 0,6 % Sylvin, 0,5 % MgSO₄, 4,2 % CaSO₄, 2,9 % in Wasser Unlösliches, wird eine praktisch gesättigte Lösung mit etwa 94% Sättigung, bezogen auf MgCl₂, der folgenden Zusammensetzung erzeugt:When carrying out the method of the invention in the rock salt-rich, kieseritic carnallitite warehouse, for example with a crude salt consisting of 62.3% carnallite, 29.5% rock salt, 0.6% sylvine, 0.5% MgSO ₄ , 4.2% CaSO ₄ , 2.9% insoluble in water, a practically saturated solution with about 94% saturation, based on MgCl ₂ , of the following composition is produced:

316 g/l MgCl₂, 45 g/l KCl, 34 g/l NaCl, und zwar bei einer Betriebstemperatur von 29,5°C in Teufenbereichen von etwa 750 m.316 g / l MgCl ₂ , 45 g / l KCl, 34 g / l NaCl, at an operating temperature of 29.5 ° C in depth ranges of about 750 m.

Die bei der Aussolung anfallenden Bodenschlämme, die durch Ausspülung aus den Auslaugungshohlräumen mittels der praktisch gesättigten Lösung abgefördert werden, enthalten etwa 27,6 % KCl, 57,0% NaCl, 8,5% CaSO₄, 0,9% MgSO₄, 6,0% in Wasser Unlösliches.The soil sludge resulting from the leaching, which is removed by flushing out of the leaching cavities by means of the practically saturated solution, contains about 27.6% KCl, 57.0% NaCl, 8.5% CaSO ₄ , 0.9% MgSO ₄ , 6 , 0% insoluble in water.

Zur Herstellung von 2001 MgCl₂Je Tag in Form der praktisch gesättigten MgO₂-Lösung mit 320 g/l MgCl₂ entsprechend 0,32 t/m³ wird eine Laugenmenge von etwa 625 m³/Tag benötigt. Diese enthält 540 m³ Wasser, wozu noch 360 m³ Frischwasser/Tag erforderlich sind. Außerdem entstehen etwa 164 t KCl und 70 t NaCl je Tag in Form von Bodenschlamm.To produce 2001 MgCl ₂ per day in the form of the practically saturated MgO ₂ solution with 320 g / l MgCl ₂ corresponding to 0.32 t / m ³ , an amount of caustic solution of about 625 m ³ / day is required. This contains 540 m ^{3 of} water, for which an additional 360 m ^{3 of} fresh water per day are required. In addition, around 164 t of KCl and 70 t of NaCl are produced per day in the form of bottom sludge.

Das Verfahren der Erfindung bietet für die Gewinnung von Kalium-Chlorid, Magnesium-Chlorid und Natrium-Chlorid aus natürlichen steinsalzarmen bis steinsalzreichen Carnallititen den gleichen Vorteil wie das Verfahren nach der Hauptpatentanmeldung P 19 02 742.0-24. „The method of the invention provides for the recovery of potassium chloride, magnesium chloride and Sodium chloride from natural low rock salt to rock salt rich carnallitites has the same advantage as the procedure according to the main patent application P 19 02 742.0-24. "

Claims

Patent claims:

1. Process for the extraction of KCl, MgCl ₂ and NaCl from natural rock salt poor to rock salt rich carnallitites, possibly with small amounts of kieserite, in the mining extraction process, in which KCl, MgCl ₂ and NaCl are released from the camp by introducing water and extracting the solution is, using the method according to the patent application P 19 02 742.0-24 within the deposit from a day shaft starting a straightening section is led into the storage area, from this the inclination of the bearing is drilled and this by leaching with water to about 4 to 10 m ² and in the irregularly horizontal to steep or irregularly steep camp then from this extended borehole called the flushing shaft parallel flushing sections using water supplied via pipes and a special flushing device in an approximately horizontal direction and following the course of the camp The distance from each other is adapted to the average bearing thickness and preferably 10 m with a thickness of 3 m, with a thickness of up to 10 m and above up to 25 m about 0.5 to about 5 m and the number of which per running meter of storage length is two for narrow stores and 3 to 5 m for large stores, characterized in that the KCl, MgCl ₂ and NaCl produced in the flushing sections -containing unsaturated solution is introduced through the slotted holes into the underlying brine and by dissolving KCl, MgCl ₂ and NaCl the amount of solution is increased, which at the same time increases the free surface of the brine for the later actual dissolving, then the next solution deeper brine float together with valve-controlled pipelines and thus locally me inflowing water is supplied in a controllable manner, this absorbs KCl, MgCl ₂ and NaCl up to practical saturation and then the saturated solution flows through valve-controlled standpipes and pipelines laid in the area of the brine suspension to a collecting basin, then the saturated solution is pumped over the riser to the surface, this is then processed in a known manner on MgCl ₂ , whereby a KCl-NaCl-containing crystals are formed as a by-product, and fresh water is fed to the flushing section drifts and the brine floats until the deposit has been completely dissolved out, and that in the brine chambers at the Soil sludge containing KCl-NaCl can be rinsed out by means of the practically saturated solution or conveyed away by mechanical conveying means and sent for further processing over the course of days.

2. The method according to claim 1 for driving up the flushing sections in the warehouse by means of a flushing device, characterized in that fresh water is sprayed against the section shock containing carnallitite, in particular by the natural hydrostatic pressure, and the flushing section is automatically opened to a length of about 2 m and the resulting KCl, MgCl ₂ and NaCl solutions run off through slit holes into the brine suspension.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the slot holes with known Drilling machines or trolleys or by means of extendable screw steel tubes through which Fresh water is given up using the hydrostatic pressure, produced as flushing holes will.

4. Process according to claims 1 to 3, characterized in that the liquor level in the Sol levitation perforated by slotted holes by regulating the quantity supply down to about 1 m below the Solschweben distance is held.

5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that the solubilization of a horizontal to steep deposit in blocks by two or more one above the other Chambers arranged construction panels and, if necessary, takes place over the entire pending storage height and the division of the warehouse into construction sections and construction panels by horizontal and vertical pillars are made, which are not by Bohrbzw. Opened slotted holes for the brine process are.

6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that for leaching the Deposit several, preferably at least 3 chambers extracted simultaneously and after saturation the solution are alternately pumped out in such a way that flushing path advance in chamber 1 takes place, in chamber 2 the saturation of the solution in the brine floats and in chamber 3 the Pumping off the practically saturated liquor is carried out and thereby with continuous Processing plant standing times for the solution in the Solschweben of 24 hours and days can be achieved longer.

7. Application of the method according to claims 1 to 6 on kieseritischen carnallite, whose Kieseritgehalt to about 5 ° / _0, especially about 1 to 2% weight.

1 sheet of drawings