DE2001888B1

DE2001888B1 - Verfahren zur Gewinnung von KCI,NaCI,K2SO4,MgSO4,MgCI2 aus natuerlichen Hartsalz enthaltenden Lagern im bergmaennischen Aussolverfahren

Info

Publication number: DE2001888B1
Application number: DE19702001888
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Messer; Arno Dr-Ing Singewald
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K+S AG
Priority date: 1970-01-16
Filing date: 1970-01-16
Publication date: 1971-06-03
Also published as: DE2001888C2

Description

Das Verfahren nach der Zusatzaumeldung P 2000642.2-24 betrifft die Gewinnung von KCl, MgCl2 und NaCl aus natürlichen steinsalzarmen bis steinsalzreichen Carnallititen, gegebenenfalls mit geringen Mengen an Kieserit, im bergmännischen Aussolverfahren, bei welchem durch Einleiten von Wasser und Herausziehen von Lösung KCl, MgCl2 und NaCl aus dem Lager herausgelöst wird, wobei innerhalb der Lagerstätte von einem Tagesschacht (1) ausgehend eine Richtstrecke (2) bis in den Lagerbereich geführt wird, von dieser ein der Neigung des Lagers folgendes Bohrloch (3) gebohrt und dieses durch Auslaugen mit Wasser auf etwa 4 bis 10 ma erweitert wird und im unregelmäßig horizontalen bis steil stehenden oder unregelmäßig steil stehenden Lager danach von diesem als Spülschacht bezeichneten erweiterten Bohrloch parallele Spülstrecken (4) unter Verwendung von über Rohrleitungen (11) und eine besondere Spülvorrichtung (13) zugeführtem Wasser in etwa horizontaler Richtung und dem Lagerverlauf folgend aufgefahren werden, deren Abstand voneinander der mittleren Lagermächtigkeit angepaßt wird und vorzugsweise bei 3m Lagermächtigkeit 10m, bei Mächtigkeiten bis 10 m und darüber bis 25 m beträgt, zur Lenkung des Aussolvorganges die zwischen den Spülstrecken anstehenden Lagerschweben (7) durch geneigte Schlitzlöcher (15), deren Abstand voneinander praktisch etwa 0,5 bis etwa 5 m und deren Anzahl je laufendem Meter Lagerlänge bei schmalen Lagern 2 und bei mächtigen Lagern 3 bis 5 m beträgt, aufgeschlossen werden, nach Patentanmeldung P 1902 742.0.-2A.Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die in den Spülstrecken entstehende KCl-, Mg(:12- und NaCi enthaltende ungesättigte Lösung (14) durch die Schlitz löcher in die darunterliegende Solschwebe (16a). eingeleitet und dabei durch Auflösen von KC1, MgCl2 und NaCl die Aufnahmemenge der Lösung erhöht wird, was gleichzeitig die freie Oberfläche der Solschwebe für die spätere eigentliche Aussolung vergrößert, danach die Lösung der nächst tieferen Solschwebe zusammen mit über ventilgestellertç Rohr leitungen(17) und damit örtlich mengenregelbar zufließendem Wasser zugeführt wird, diese KCl, MgCl2 und NaCl bis zur praktischen Sättigung aufnimmt und dann die gesättigte Lösung über ventilgesteuerte, im Bereich der Solschwebe verlegte Standrohre (19) und Rohrleitungen (20) einem Sammelbecken (21) zuläuft, dann die gesättigte Lösung über die Steigleitung (22) nach über Tage gepumpt wird, diese anschließend in bekannter Weise auf MgCl2 verarbeitet wird, wobei ein KC1-, NaCl-enthaltendes Kristallisat als Nebenprodukt entsteht, und so oft den Spülstreckenvortrieben und den Solschweben Frischwasser zugeführt wird, bis die restlose Aussolung des -Lagers erreicht ist und die in den Solkammern bei der Aussolung anfallenden KCl-, NaCl-enthaltenden Bodenschlämme mittels der praktisch gesättigten Lösung ausgespült oder durch mechanische Fördermittel abgefördert und der Weiterverarbeitung über Tage zugeführt werden.
In Fortentwicklung dieses Verfahrens nach der Zusatzanmeldung P 2000642.2-24 wurde gefunden, daß sich dieses Verfahren zur Gewinnung von KCl, NaCl, K2SO4, MgSO4, MgCl2 aus natürliches Hartsalz enthaltenden Lagern im bergmännischen. Aussolverfahren eignet, bei welchem durch Einleiten von Wasser und Herausziehen von Lösung KCl, NaCl, MgSO4, MgCl2 aus dem Lager herausgelöst werden, wobei innerhalb der Lagerstätte von einem Tages schacht (1) ausgehend eine Richtstrecke (2) bis in den Lagerbereich geführt wird, von dieser ein der Neigung des Lagers folgendes Bohrloch (3) gebohrt und dieses durch Auslaugen mit Wasser auf etwa 4 bis 10 m2 erweitert wird und im unregelmäßig horizontalen bis steil stehenden oder unregelmäßig steil stehenden Lager danach von diesem als Spülschacht bezeichneten erweiterten Bohrloch parallele Spülstrecken (4) unter Verwendung von über Rohrleitungen (11) und eine besondere Spülvorrichtung(13) zugeführtem Wasser in etwa horizontaler Richtung und dem Lagerverlauf folgend aufgefahren werden, deren Abstand voneinander der mittleren Lagermächtigkeit angepaßt wfrd und vorzugsweise bei 3 m Lagermächtigkeit 10 m, bei Mächtigkeiten bis 10 m und darüber bis 25 m beträgt, zur Lenkung des Aussolvorganges die zwischen den Spülstrecken anstehenden Lagerschweben (7) durch geneigte Schlitzlöcher (15), deren Abstand voneinander praktisch etwa 0,5 bis etwa 5 m und deren Anzahl je laufendem Meter Lagerlänge bei schmalen Lagern zwei und bei mächtigen Lagern 3 bis 5 m beträgt, aufgeschlossen werden, dadurch grekennzeichnet, daß die in den Spülstrecken entstehenden KCl-, NaCl-, MgSO4-, MgCla-enthaltende ungesättigte Lösung (14) durch die Schlitzlöcher in die darunterliegende Solschwebe (16a) eingeleitet und dabei durch Auflösen von SKCl, MgCl2, MgSO4 und NaCl die Aubahmemenge der Lösung erhöht wird, was gleichzeitig die freie Oberfläche der Solschwebe für die spätere eigentliche Aussolung vergrößert, danach die Lösung der nächst fiçSexBn So schwebe zusammen mit über ventilgesteuerte Rohrleitungen (17) und damit örtlich mengenregelbar zufließendem Wasser zugeführt wird, diese KCl, NaCl, MgSO4, MgCl2 bis zur praktischen Sättigung aufnimmt und dann die gesättigte Lösung über ventilgesteuerte, im Bereich der Solschwebe verlegte -Standrohre (l9) und Rohrleitungen (20) einem Sammelbecken (21) zuläuft, dann die gesättigte Lösung über die Steigleitung(.223 -nach über Tage gepumpt wird, diese anschließend durch Verdampfung und Kristallisation auf die inder Lösung enthaltenen Einzel-und gegebenenfalls Doppelsalze verarbeitet wird und so oft den Spülstreckenvortrieben und den Solschweben Frischwasser zugeführt wird, bis die restlose Aussolung des Lagers erreicht ist und die in den Solkammern bei der Aussolung anfallenden KCl-, NaCl-, K2SO4-, MgSO4-, CaSOcenthaltenden Bodenschlämme mittels der praktisch gesättigten Lösung ausgespült oder durch mechanishe Fördermittel abgefördert und der Weiterverarbeitung über Tage zugeführt werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß zum Auffahren der Spülstrecken im Lager mittels einer~ Spülvorrichtung Frischwasser gegen den.Rartß.alz enthaltenden Strekkenstoß, insbesondere durch den natürlichen hydrostatischen Druck, gesprüht und die Spülstrecke jeweils auf eine Länge von etwa 2 m selbsttätig aufgefahren wird und die dabei anfallende KCl-, NaCl-, MgSO4-, MgCl2-Lösung durch Schlitzlöcher in die Solschwebe abläuft, und dadurch, daß die Schlitzlöcher mit bekannten Bohrmaschinen oder -wagen oder mittels verlängerbarer Schraubstahlrohre, durch welche Frischwasser unter Ausnutzung des hydrostatischen Druckes aufgegeben wird, als Spüllöcher hergestellt werden.
Weiter ist das Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Laugenstand (18) in den durch Schlitzlöcher perforierten Solschweben durch Regelung der Mengenzufuhr bis auf etwa 1 m unter der Solschwebenstrecke gehalten wird und daß die Aussolung einer horizontalen bis steil stehenden Lagerstätte blockweise durch zwei oder mehrere übereinander zu Kammern (6) angeordneten Bauscheiben (7) und gegebenenfalls über die gesamte anstehende Lagerhöhe erfolgt und dabei die Einteilung des Lagers in Bauabschnitte sowie Bauscheiben durch horizontale und senkrechte Pfeiler, wie durch (8) bzw. (10), erfolgt, die nicht durch Bohr- bzw. Schlitzlöcher für den Solvorgang aufgeschlossen sind.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist außerdem dadurch gekennzeichnet, daß zur Auslaugung der Lagerstätte gleichzeitig mehrere, vorzugsweise mindestens drei Kammern ausgesolt und nach Aufsättigung der Lösung wechselweise ausgepumpt werden, derart, daß in Kammer(l) Spülstreckenvortrieb erfolgt, in Kammer (2) die Aufsättigung der Lösung in den Solschweben 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.
Das Verfahren der Erfindung wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der Hauptanmeldung P 19 02 742.0-24 durchgeführt, wobei bei Hartsalzen beispielsweise der Zusammensetzung 34,10/, KCl, 36,00/, NaCl, 23,4 °/o MgSO4, 0,2 0/o MgCl2, 0,40/0 CaSO4 eine Lösung etwa folgender Zusammensetzung erzeugt wird: 128 bis 142 g/l KCl, 177 bis 220 g/l NaCl, 11 bis 42 g/l MgCl2, 66 bis 98 g/l MgSO4, 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 vorwiegend NaCl, KCl, MgSO4 und in geringeren Mengen K2SO4, MgCl2, CaSO4.
Das Verfahren der Erfindung bietet den gleichen Vorteil für das bergmännische Aussolen von Hartsalzen wie das Verfahren der Hauptanmeldung P 19 02 742.0-24 für die Gewinnung von Kalium-Chlorid und Natrium-Chlorid oder Natrium-Chlorid aus natürlichen KCl und NaCl oder NaCl-enthaltenden Lagern und wie das Verfahren der Zusatzanmeldung P 2000642.2-24 für die Gewinnung von Salzen aus steinsalzarmen bis steinsalzreichen Carnallititen zur Erzeugung von Einzel- und Doppelsalzen, wie Sylvin, Schönit, Leonit, Glaserit.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von KCl, NaCl, K2SO4, MgSO4, MgCl2 aus natürliches, Hartsalz enthaltenden Lagern im bergmännischen Aussolverfahren, bei welchem durch Einleiten von Wasser und Herausziehen von Lösung KCl, NaCl, MgSO4, MgCl2 aus dem Lager herausgelöst werden, wobei innerhalb der Lagerstätte von einem Tagesschacht ausgehend eine Richtstrecke bis in den Lagerbereich geführt wird, von dieser ein der Neigung des Lagers folgendes Bohrloch gebohrt und dieses durch Auslaugen mit Wasser auf etwa 4 bis 10 m2 erweitert wird und im unregelmäßig horizontalen bis steil stehenden oder unregelmäßig steil stehenden Lager danach von diesem als Spülschacht bezeichneten erweiterten Bohrloch parallele Spülstrecken unter Verwendung von über Rohrleitungen und eine besondere Spülvorrichtung zugeführtem Wasser in etwa horizontaler Richtung und dem Lagerverlauf folgend aufgefahren werden, deren Abstand voneinander der mittleren Lagermächtigkeit angepaßt wird und vorzugsweise bei 3 m Lagermächtigkeit 10 m, bei Mächtigkeiten bis 10 m und darüber bis 25 m beträgt, zur Lenkung des Aussolvorganges die zwischen den Spülstrecken anstehenden Lagerschweben durch geneigte Schlitzlöcher, deren Abstand voneinander praktisch etwa 0,5 bis etwa 5 m und deren Anzahl je laufenden Meter Lagerlänge bei schmalen Lagern zwei und bei mächtigen Lagern 3 bis 5 m beträgt, aufgeschlossen werden, nach Patentanmeldung P 20 00 642.2-24, d a d u r c h g e k e II n z e i c n e t, daß die in den Spülstrecken entstehende KCl-, NaCl-, MgSO4-, MgCl2-enthaltende ungesättigte Lösung durch die Schlitzlöcher in die darunterliegende Solschwebe eingeleitet und dabei durch Auflösen von KC1, MgCl2, MgSO4 und NaCl die Aufnahmemenge der Lösung erhöht wird, was gleichzeitig die freie Oberfläche der Solschwebe für die spätere eigentliche Aussolung vergrößert, danach die Lösung der nächst tieferen Solschwebe zusammen mit über ventilgesteuerte Rohrleitungen und damit örtlich mengenregelbar zufließendem Wasser zugeführt wird, diese KCI, NaCl, MgSO4, MgCl2 bis zur praktischen Sättigung aufnimmt und dann die gesättigte Lösung über ventilgesteuerte im Bereich der Solschwebe verlegte Standrohre und Rohrleitungen einem Sammelbecken zuläuft, dann die gesättigte Lösung über die Steigleitung nach über Tage gepumpt wird, diese anschließend durch Verdampfung und Kristallisation auf die in der Lösung enthaltenen Einzel- und gegebenenfalls Doppelsalze verarbeitet wird und so oft den Spülstreckenvortrieben und den Solschweben Frischwasser zugeführt wird, bis die restlose Aussolung des Lagers erreicht ist und die in den Solkammern bei der Aussolung anfallenden KC1-, NaCl-, K2SO4-, MgSO4-, CaSO4-enthaltenden Bodenschlämme mittels der praktisch gesättigten Lösung ausgespült oder durch mechanische Fördermittel abgefördert und der Weiterverarbeitung über Tage zugeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Auffahren der Spülstrecken im Lager mittels einer Spülvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß Frischwasser gegen den Hartsalz enthaltenden Streckenstoß, insbesondere durch den natürlichen hydrostatischen Druck, gesprüht und die Spülstrecke jeweils auf eine Länge von etwa 2 m selbsttätig aufgefahren wird und die dabei anfallende KCI-, NaCl-, MgSO4-, MgCl2-Lösung durch Schlitzlöcher in die Solschwebe abläuft.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzlöcher mit bekannten Bohrmaschinen oder -wagen oder mittels verlängerbarer Schraubstahlrohre, durch welche Frischwasser unter Ausnutzung des hydrostatischen Druckes aufgegeben wird, als Spüllöcher hergestellt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laugenstand in den durch Schlitzlöcher perforierten Solschweben durch Regelung der Mengenzufuhr bis auf etwa 1 m unter der Solschwebenstrecke gehalten wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussolung einer horizontalen bis steil stehenden Lagerstätte blockweise durch zwei oder mehrere übereinander zu Kammern angeordneten Bauscheiben und gegebenenfalls über die gesamte anstehende Lagerhöhe erfolgt und dabei die Einteilung des Lagers in Bauabschnitte sowie Bauscheiben durch horizontale und senkrechte Pfeiler, wie durch (8) bzw. (10), erfolgt, die nicht durch Bohr- bzw. Schlitzlöcher für den Solvorgang aufgeschlossen sind.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auslaugung der Lagerstätte gleichzeitig mehrere, vorzugsweise mindestens drei'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 Solschweben 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.