PT86047B

PT86047B - Processo para a producao de sulfatos de magnesio

Info

Publication number: PT86047B
Application number: PT86047A
Authority: PT
Original assignee: Kali And Salz Aktiengesellscha
Priority date: 1986-11-03
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1990-07-31
Also published as: EP0266600B1; PT86047A; DK562987D0; NO874555D0; EP0266600A2; DD266562A5; NO874555L; DK562987A; FI874849A0; DE3637227A1; FI874849L; ATE76626T1; FI874849A7; EP0266600A3; DE3637227C2

Description

A partir de sais duros são preparados dois concentrados de sulfato de magnésio com pouca ocorrência de águas residuais pela combinação da separação electrostática com cristalização a frio e flutuação de espuma.

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Descrição do objecto do invento que

KALI UND SALZ AKTIENGESELLSHAFT, alemã, industrial, com sede em Frie drich-Ebert-Strasse 160, 3500 KASSEL, República Federal da Alemanha. pretende obter em Portugal, para: PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE SULFA TOS DE MAGNÉSIO.

presente invento refere-se a um processo para a produção de sulfatos de magnésio.

processo clássico da preparação de MgSO4 consiste em tratar com água fria, o resíduo do processo de dissolução a quente, o qual se compõe essencialmente da mistura de sal-gema e quieserite (monoildrato de sulfato de magnésio) e dissolver completamente o sal-gema, (Ullmanns Encyklopadie der Technischen Chemie, 4§ EDição, Vol.13, página 483).

São assim obtidos, por cada tonelada de quieserite produzida, pelo menos, 15 m^ de solução de sal-gema, cuja eliminação provoca desde logo dificuldadeseestorva a produção, de forma progressiva, ã medida que o teor de MgSO^ desce no sal em bruto, estes volumes tornam-se ainda maio res.

Aliás, a velocidade de dissolução da quieserite é muito diferente da do NaCl; consequentemente dissolvem-se quantidades consideráveis de MgSO/p de forma que, na sua totalidade, do processo de dissolução a quente e a frio só se podem assinalar rendimentos de MgS04 de aproximadamente 60%.

Mas como outros componentes do sal em bruto também possuem uma velocidade de dissolução em água bastante reduzida, encontram-se de novo totalmente presentes na quieserite, minerais como anidrite, polialite e langbeinite os quais prejudicam a possibilidade de utilização.

Isto manifesta-se sobretudo pelo facto de cada vez mais terem de ser também decompostos sais em bruto que apresentam teores de quieseri te moderados e componentes nítidos dos minerais secundários mencionados.

Nestas condições tem-se mostrado extremamente difícil produzir produtos puros com altos rendimentos de MgSO^.

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Graças ã introdução da separação electrostática, foi possível pela primeira vez, preparar concentrados de quieserite secos e reduzir drasticamente a ocorrência de águas residuais.

As patentes de 12 83 772, 17 92 120, 19 53 534

19 026, 31 46 295 visam a separação de NaCl, ocorrendo no eléctrodo positivo componentes de quieserite e potássio.

Na DE-PS 31 46 295, colunas 5 e 6, mostra-se que basta separar uma parte da anidrite do sal-gema. Mas esta separação fica muito incompleta, de forma que a anidrite que ainda fica, pode influenciar a qualidade da quieserite.

As patentes DE 10 78 961, 12 61 453, 16 67 814 visam a preparação dum produto de quieserite vendável. É da natureza da separação ele£ trostática, que num dos lados seja separada uma substância útil e no outro lado, que tem de existir por causa da carga oposta, também seja elimi nado um porco de substância útil, de forma que se dão perdas de rendimento de MgSO/p produto puro que é produzido por via sêca deve conter no má ximo 1,5% de cloreto e pelo menos 81% de MgSO^ (isto é - expresso em qui£ serite - pelo menos 93% de MgSC^.I^O). Tem-se verificado que apenas uma parte do MgSO4 existente pode ser preparada em forma de quieserite como produto vendável. A restante parte não era até agora aproveitada por via electrostática, ou não era aproveitada ou entrava no processo de dissolução a quente.

Aliás é possível, depois da extracção de KC1 do resíduo da dis solução a quente, entretanto fortemente empobrecido, realizar outra vez uma chamada lavagem de quieserite, no entanto tem aqui lugar uma hidratação considerável do monohidrato de sulfato de magnésio e consequentemente do processo de dissolução, nos quais o sulfato de magnésio em conjunto com sal-gema, desaparece em volumes consideráveis de soluções ricas em cloreto de sódio.

Também já foi proposto, a partir dum resíduo de dissolução a quente da preparação de sais duros, portanto duma mistura de quieserite-NaCl, recuperar a quieserite por flutuação (Berg-akademie, 162 aniv., caderno 6, Junho 1964).

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Mas com o grande excedente de sal-gema existente e consequentemente os necessários elevados períodos de permanência do produto húmido e das grandes perdas de solução, provocadas pelo acima exposto, os rendimentos de MgSC>4 eram pouco satisfatórios e também os concentrados de MgSQj de inferior qualidade (Tab. pág.360).

Também sobre a flutuação de materiais de MgSC^há uma informação no seguimento de uma flutuação de KC1. (III2.Intern.Kalisymposium 1965, parte I, pág.199 - 211, VEB Deutscher Verlag fUr Grundstoffindustrie, Leipzig, 1967).

Os processos de recuperação que consistem apenas numa separação electrostática ou num tratamento químico a húmido, principalmente duma flutuação, dão pelas razões expostas, perdas de rendimento relativamente elevadas.

Por consequência, o invento baseia-se nessa tarefa e visa, a partir de sais duros, principalmente daqueles que só possuem teores de quieserite moderados e paralelamente possuem teores nítidos de anidrite, cainite, polialite e langbeinite, extrair MgSO4 com elevado rendimento e ocorrência mínima de águas residuais.

De acordo com o invento, isto é atingido pelas fases de acordo com a reivindicação 1, que a seguir são descritas mais em pormenor:

a) uma mistura de sais em bruto, principalmente um sal duro que contem o sulfato de magnésio essencialmente em forma de quieserite (MgSO4.H2O) mas também em forma de polialite, langbeinite e cai. nite, é submetida a uma série de separações electrostáticas, em que primeiramente o sal-gema precipita como detrito (e é amontoa do) e além disso uma fracção de potássio-quieserite, que são separados a seguir em potássio em bruto e quieserite em bruto, os quais continuam por sua vez a ser laborados em passos separados, numa quieserite pura e num potássio puro. Ocorrem então nos ele£ trodos opostos, fracções residuais, e além disso, em todas as fa ses de separação, poeiras dos filtros e do ciclone que são reuni, das com as fracções residuais.

b) estes materiais residuais contendo sulfato de magnésio sao subme tidos a um processo convencional, de dissolução a quente, no qual, por contacto com uma lexívia de dissolução quente, é dissol

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vido o cloreto de potássio e por arrefecimento da solução decantada, o KC1 é extraído sob forma vendável como KC1 cristalizado e a solução fria resultante depois de aquecimento é de novo uti. lizada para dissolver.

c) o resíduo separado na decantação da solução quente, que consiste de NaCl e do material contendo sulfato de magnésio, é posto a ma cerar numa solução fria, saturada de NaCl, a qual pode conter ainda 10 a 250 g/1 de MgC12 e 10 a 100 g/1 de MgSO₄, e com o au xílio dos agentes de condicionamento já existentes do passo a), principalmente dos ácidos gordos, e com a adição de pequenas quan tidades de mais reagentes específicos acumuladores, como sulfato de alquilo, sulfonato de alquilo e/ou ácidos gordos sulfatizados (por ex., prestaminol) submetido a uma flutuação de espuma, na qual flutuam os minerais contendo MgSO₄ e fica NaCl no resíduo.

d) o concentrado de espuma proveniente da fase c), que contem todos os minerais de MgSO₄, como cainite, langbeinite e polialite,além da quieserite residual que não conseguiu ser extraída na separação electrostática, é submetido a mais uma purificação, facultativamente uma flutuação, posterior e lavado com um pouco de água para eliminar sal-gema eventualmente arrastado. 0 concentrado de MgSO₄ praticamente isento de NaCl que, além disso contem ainda anidrite que peregrinou durante a separação electrostática e também flutuou durante a flutuação, ê tratado a 75 a 802C com uma so lução de MgSO₄ reintroduzida, com o que se dissolve o MgSO₄. 0 re síduo que consiste essencialmente de anidrite, é eliminado e é arrefecida a solução quente, praticamente saturada de MgSO₄, com o que cristaliza heptahidrato de MgSO^ (sal amargo). A lexívia-mãe remanescente é reintroduzida para nova dissolução de MgS0₄.

sal amargo pode ser usado em forma seca como produto de ven da ou húmido do filtro para transformação em sulfato alcalino.

Neste processo conforme o invento, são obtidos portanto dois produtos de MgSO/p por um lado, por via seca, o mono-idrato de sulfato de magnésio (quieserite) que contem uma quantidade tolerável de cloreto (1,5% Cl) e por outro lado um heptahidrato de MgSO₄ cristalizado, que contem muito pouco cloreto (Z 0,1% Cl), como tal é utilizável de forma

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CE-N/ri P3637227-65 mais versátil e também pode continuar a ser utilizado em produtos químicos isentos de cloreto e adubos.

As medidas do invento garantem um alto rendimento na extracção de MgS04 - o objectivo real do invento - mas criam também,além dis so, condições favoráveis para a extracção de potássio.

Perante os exemplos seguintes, o invento vai ser explicado mais em pormenor. 0 diagrama de fluxo I permite uma visão geral pormenorizada.

Exemplo:

100 t dum sal duro com a seguinte composição:

8,1% de minerais contendo sulfato de magnésio

11,2% de silvina

19,6% de carnalite

1,5% de anidrite

59,6% de sal-gema são moídos a menos de 1,6 mm e submetidos a uma separaçao electrostática num separador de queda livre, sendo usados como agentes de condicionamen to, uma mistura de 40 g/t de ácido salicílico e 60 g/t de ácido láctico, a uma temperatura de 482C e uma humidade relativa do ar de 10%.

40,5 t de resíduos de sal-gema precipitam no eléctrodo negativo e são reduzidos. 0 concentrado que precipita no eléctrodo positivo, que contem o potássio e os componentes do sulfato de magnésio, é dissociado em mais uma fase electrostática a 622C e 5% de humidade num potás: sio em bruto e uma quieserite em bruto.

potássio em bruto, com a adição de 14 g/t de ácido salicílico e 36 g/t de ácido gordo como agentes de condicionamento a 532C e 7,5% de humidade é transformado num produto de potássio puro (18,7 t) e numa fracção residual. A partir de quieserite em bruto resultam em mais uma separação electrostática com a adição de 30 g/t de ácido gordo e 60 g/t de acetato de amónio como agentes de condicionamento, 5,0 t de quieserite pura com 1,5% de Cl e uma fracção residual.

Ambas as fracções residuais são então reunidas, misturadas com poeiras do filtro e poeiras do ciclone provenientes das separações anteriores (no total 35,8 t) e submetidas a um processo convencional, de dissolução a quente,sendo obtido como produto final 6,1 t de cloreto de

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potássio.

resíduo de dissolução a quente que consiste de NaCl, CaS04 e dos minerais contendo sulfato de magnésio, é posto a macerar em 65 t de lexívia, saturada de NaCl e que contem 200 g/1 de MgC12 e 50 g/1 de MgS0₄.

Com a adição de 70 g/t de prestaminol, 20 g/t de óleo de alcatrão e 10 g/t de poliacrilamida são postas a flutuar 3 t do concentrado de flutuação de MgS04» separadas por centrifugação da lexívia de flutuação e lavadas com um pouco de água.

A 752C, este concentrado de sulfato de magnésio é dissolvido numa solução de MgS04 reconduzida e a solução arrefecida para 252C, com o que cristalizam 4 t de heptahidrato de sulfato de magnésio; a lexívia mãe é reconduzida.

sulfato de magnésio existente no sal em bruto é transformado em 82% de produtos de MgSC>4 de alta percentagem.

Depósito do primeiro pedido para o invento acima descrito, foi efectuado na República Federal da Alemanha em 3 de Novembro de 1986 sob o n2P 36 37 227.7.

REIVINDICAÇÕES

Claims

lâ.- Processo para a produção de sulfatos de magnésio a partir de misturas de sais em bruto, principalmente de sais duros, caracterizado por:

a) a mistura de sais em bruto ser submetida a um primeiro tratamento electrostático, durante o qual precipita como detrito NaCl, após o que o material principal ê submetido a mais passos electrostáticos de se paraçao, nos quais precipita um concentrado de mono-hidrato (quie serite) de sulfato de magnésio com alta pureza, e serem reunidos os materiais residuais contendo sulfato de magnésio que ocorrem em cada uma das fases:

b) Os materiais residuais contendo sulfato de magnésio, reunidos, se rem submetidos a um processo de solução a quente, no qual é recuperado um produto de KC1 ocorrendo ainda um resíduo contendo sul-658705

CE-N/ri 3637227-65 fato de NaCl e magnésio:

c) o resíduo contendo MgSO^ e NaCl ser posto a macerar numa solução fria saturada de NaCl e ser submetido a uma flutuação de espuma, flutuando os restantes componentes de quieserite em conjunto com outros minerais contendo MgSO^ ficando um resíduo contendo NaCl.
2§.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por haver um passo d) adicional:

d) o concentrado contendo sulfato de magnésio proveniente do passo c) é liberto de NaCl residual por lavagem com pouca água e continua a ser laborado por dissolução a quente e a seguir cristalização em hepta-hidrato de sulfato de magnésio.
3â.~ Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por na flutuação com espuma de acordo com o passo c) serem misturados adicionalmente como reagentes de flutuação sulfato de alquilo ou sulfonato de alquilo e/ou prestaminol como reagentes acumuladores, de preferencia numa quantidade de 50 a 80 g/t.
4§.- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem utilizados também como substancias de partida, os materiais contendo sulfato de magnésio que além de quieserite contem ainda cainite e/ou lang beinite, polialite, schonite” e leonite.

55.- Processo de acordo com a reivindicação2, caracterizado por o hepta-hidrato de sulfato de magnésio recuperado no passo d) ser transfojr mado em sulfato alcalino com cloreto alcalino.

Lisboa, 30-01)1199^

Por KALI UND SALZ AKTIENGESELLSCHAFT

0 AGENTE OFICIAL

30 ΟϋΤ. 1887

Esquema de fluxo I