RU2115622C1 - Method of preparing potassium carbonate - Google Patents

Method of preparing potassium carbonate Download PDF

Info

Publication number
RU2115622C1
RU2115622C1 RU97108298/25A RU97108298A RU2115622C1 RU 2115622 C1 RU2115622 C1 RU 2115622C1 RU 97108298/25 A RU97108298/25 A RU 97108298/25A RU 97108298 A RU97108298 A RU 97108298A RU 2115622 C1 RU2115622 C1 RU 2115622C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solutions
potassium carbonate
soda
solution
impurities
Prior art date
Application number
RU97108298/25A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97108298A (en
Inventor
А.А. Битнер
С.А. Николаев
В.Г. Тесл
В.Г. Тесля
Г.В. Токарев
Е.А. Беликов
А.А. Кузнецов
Н.А. Кузьмин
И.И. Пчелин
Original Assignee
Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Открытое акционерное общество "Пикалевское объединение "Глинозем"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт", Открытое акционерное общество "Пикалевское объединение "Глинозем" filed Critical Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Priority to RU97108298/25A priority Critical patent/RU2115622C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2115622C1 publication Critical patent/RU2115622C1/en
Publication of RU97108298A publication Critical patent/RU97108298A/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy of non-ferrous metals, more particularly technology of inorganic matter. SUBSTANCE: method of preparing potassium carbonate from soda-potash solutions resulting from manufacture of alumina by agglomeration of nephelines comprises evaporating and cooling solutions to separate deposit of admixtures and double salt and crystallizing potassium carbonate sesquihydrate from the resulting solution, cooling solutions having K2O molar moiety from total of K2O and N2O of at least 70% with 5.5-7.0 H2O moles per 1 mol of dry salts. EFFECT: more efficient preparation method.

Description

Изобретение относится к технологии получения углекислого калия из содопоташных растворов глиноземного производства при комплексной переработке нефелинов методом спекания и может быть также использовано при получении K2CO3 из других видов сырья.The invention relates to a technology for the production of potassium carbonate from soda-mixed solutions of alumina production in the complex processing of nepheline by sintering and can also be used to obtain K 2 CO 3 from other types of raw materials.

Технология политермического разделения солей и получения углекислого калия из содопоташных растворов производства глинозема из нефелинов известна (см. например Абрамов В.Я., Алексеев А.И. Бадальянц Х.А. Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья. Москва, Металлургия, 1990, с.171). Схема процесса предполагает проведение следующих основных операций: упарка исходных содопоташных растворов с выделением в осадок соды, упарка маточных растворов соды для получения осадка двойной соли NaKCO3, охлаждение маточного раствора двойной соли с кристаллизацией полутораводного поташа K2CO3 • 1,5 H2O, который отделяется от раствора, промывается, подсушивается и в случае необходимости получения безводного продукта дополнительно прокаливается.The technology of polythermal separation of salts and the production of potassium carbonate from soda-seed solutions for the production of alumina from nepheline is known (see, for example, Abramov V.Ya., Alekseev A.I. Badalyants Kh.A. Complex processing of nepheline-apatite raw materials. Moscow, Metallurgy, 1990, p. .171). The process scheme involves the following basic operations: evaporation of the initial soda-paste solutions with the precipitation of soda, evaporation of the mother liquor of soda to obtain a precipitate of NaKCO 3 double salt, cooling of the mother liquor of the double salt with crystallization of potash K 2 CO 3 • 1.5 H 2 O , which is separated from the solution, washed, dried and, if necessary, obtain an anhydrous product is additionally calcined.

Принципиальный недостаток вышеприведенной схемы получения углекислого калия - возможность загрязнения продукта различными примесями, например сульфатами, поступающими в оборотные растворы глиноземного производства в результате окисления соединений серы, содержащихся в сырье и топливе. The principal drawback of the above scheme for the production of potassium carbonate is the possibility of contamination of the product with various impurities, for example, sulfates, which enter the circulating solutions of alumina production as a result of oxidation of sulfur compounds contained in raw materials and fuel.

Чтобы избежать этого загрязнения, предложено несколько вариантов очистки содопоташных растворов от примесей перед выделением осадка углекислого калия. Так, согласно авт.св. N 1791380 A1 от 31.10.90, предлагается упаривать раствор перед выделением углекислого калия до плотности 1,68 г/см3, полученную суспензию разбавлять водой до общей щелочности 300-380 г/л (в пересчете на Na2O) и охлаждать до 20-30oC с целью выделения в твердую фазу примесей. Осадок последних отделяют от раствора, из которого затем и получают углекислый калий.To avoid this contamination, several options have been proposed for the purification of soda-potash solutions from impurities before the precipitation of potassium carbonate. So, according to ed. N 1791380 A1 dated 10.31.90, it is proposed to evaporate the solution before the isolation of potassium carbonate to a density of 1.68 g / cm 3 , dilute the resulting suspension with water to a total alkalinity of 300-380 g / l (in terms of Na 2 O) and cool to 20 -30 o C in order to isolate impurities in the solid phase. The precipitate of the latter is separated from the solution, from which potassium carbonate is then obtained.

Авторы заявки РФ N 93032467 МПК: C 01 D 7/40, опубликованной 27.06.96 в бюллетене "Изобретения" N 18 за 1996 г. и принимаемой за прототип, с целью очистки содопоташных растворов от примесей предлагают маточный раствор после отделения двойной соли разбавлять конденсатом и охлаждать со скоростью 3-17oC в час, затем фильтровать раствор при сопротивлении фильтрацией перегородки 0,5-3,0 кг/см2, осветленный раствор упаривать и кристаллизовать из него углекислый калий с пониженным содержанием примесей.The authors of the application of the Russian Federation N 93032467 IPC: C 01 D 7/40, published on 06.27.96 in the bulletin "Inventions" N 18 for 1996 and taken as a prototype, in order to clean soda-paste solutions from impurities, they offer to dilute the mother liquor after separation of the double salt with condensate and cool at a speed of 3-17 o C per hour, then filter the solution with a filtration resistance of the septum of 0.5-3.0 kg / cm 2 , evaporate the clarified solution and crystallize potassium carbonate from it with a reduced content of impurities.

Общий недостаток вышеприведенных способов - аналога и прототипа заключается в необходимости разбавления растворов перед их охлаждением для очистки от примесей. Введение в содопоташные растворы воды или конденсата требует последующего упаривания этой воды, т.е. операции, связанной с энергозатратами и поэтому достаточно дорогой. A common disadvantage of the above methods - analogue and prototype is the need to dilute the solutions before cooling them to remove impurities. The introduction of water or condensate into soda-liquid solutions requires subsequent evaporation of this water, i.e. energy-related operations and therefore quite expensive.

Техническая задача изобретения состоит в разработке такого способа получения углекислого калия из содопоташных растворов, который при очистке растворов от примесей не требовал бы разбавления растворов и, следовательно, упаривания введенной на разбавление воды. The technical task of the invention is to develop such a method for producing potassium carbonate from soda-liquor solutions, which, when cleaning solutions from impurities, would not require dilution of the solutions and, therefore, evaporation of water introduced into the dilution.

Поставленная задача решается тем, что содопоташные растворы перед выделением углекислого калия охлаждают с отделением осадка примесей и упаривают для получения оборотной двойной соли, при этом на охлаждение направляют растворы, имеющие молярную долю K2O от суммы K2O + Na2O не менее 70% и содержащие 5,5-7,0 молей H2O на 1,0 моль общего содержания солей.The problem is solved in that soda-mixed solutions before the separation of potassium carbonate are cooled to separate the precipitate of impurities and evaporated to obtain a reversible double salt, while solutions with a molar fraction of K 2 O of the sum of K 2 O + Na 2 O of at least 70 are sent for cooling % and containing 5.5-7.0 moles of H 2 O per 1.0 mol of total salt content.

Необходимость в совокупности указанных отличительных признаков определяется особенностями поведения содопоташных растворов с примесями сульфатов и хлоридов. The need for a combination of these distinguishing features is determined by the behavior of soda-potash solutions with impurities of sulfates and chlorides.

Одна их этих особенностей состоит в том, что в температурном интервале 20-40oC (наиболее благоприятном для выделения примесей) растворимость сульфатов и хлоридов начинает быстро увеличиваться при снижении молярной доли K2O ниже 70%. На диаграмме растворимости системы Na + 2 , K + 2 /CO = 3 , SO = 4 , Cl - 2 - H2O это выражается в том, что поле кристаллизации, например сульфата калия, имеет почти постоянную ширину при молярной доле K2/K2 + Na2 от 100 до 70%, а затем существенно суживается. Это и является предпосылкой для первого отличительного признака.One of these features is that in the temperature range of 20-40 o C (the most favorable for the separation of impurities), the solubility of sulfates and chlorides begins to increase rapidly with a decrease in the molar fraction of K 2 O below 70%. In the solubility diagram of the Na system + 2 , K + 2 / CO = 3 SO = 4 , Cl - 2 - H 2 O this is expressed in the fact that the field of crystallization, for example, potassium sulfate, has an almost constant width with a molar fraction of K 2 / K 2 + Na 2 from 100 to 70%, and then substantially narrows. This is a prerequisite for the first distinguishing feature.

Увеличение растворимости примесей и ухудшение очистки происходит и в том случае, когда увеличивается содержание воды в системе, т.е. когда раствор разбавляется. В зависимости от состава исходного раствора это происходит при содержании воды порядка 7,0 молей на 1,0 моль сухих солей. Если же содержание воды становится менее 5,5 моль на моль солей, то вместе с примесями при охлаждении из раствора начинает осаждаться полутораводный карбонат калия, т. е. целевой продукт. И лишь внутри данного интервала имеет место достаточно глубокая очистка раствора от примесей без доосаждения с ними основного вещества. Величина этого интервала определяется, как уже упоминалось, разбросом состава исходных содопоташных растворов, в частности изменением содержания в них каустической щелочи. An increase in the solubility of impurities and a deterioration in purification also occurs when the water content in the system increases, i.e. when the solution is diluted. Depending on the composition of the initial solution, this occurs when the water content is about 7.0 moles per 1.0 mole of dry salts. If the water content becomes less than 5.5 mol per mol of salts, then, together with impurities, when cooled, potassium carbonate, i.e. the target product, begins to precipitate from the solution. And only within this interval is there a sufficiently deep purification of the solution from impurities without additional precipitation of the main substance with them. The value of this interval is determined, as already mentioned, by the spread in the composition of the initial soda-potash solutions, in particular, by a change in the content of caustic alkali in them.

Необходимо подчеркнуть, что и молярная доля K2O, и содержание воды в системе по отдельности являются необходимыми, но не достаточными условиями наиболее рационального проведения процесса очистки растворов. И только совместное действие обоих признаков обеспечивает максимальную глубину очистки (которая определяет, в свою очередь, качество углекислого калия) при минимальных затратах.It must be emphasized that both the molar fraction of K 2 O and the water content in the system separately are necessary but not sufficient conditions for the most rational solution cleaning process. And only the combined action of both features provides the maximum cleaning depth (which determines, in turn, the quality of potassium carbonate) at minimal cost.

Пример. Производится получение углекислого калия из содопоташных растворов Пикалевского объединения "Глинозем". В качестве исходного используется содовый маточный раствор состава, г/л:Na2O = 93,6; K2O = 472,8; Na2Oку = 14,9; Al2O3 = 7,1; K2SO4 = 9,9; KCl = 5,7; мол. доле K2O/K2O + Na2 = 77,2%; плотность γ = 1,54 г/см3; содержание воды 6,04 моля на 1 моль сухих солей.Example. Potassium carbonate is produced from soda-mixed solutions of the Pikalevo Alumina Association. As the source used soda mother liquor composition, g / l: Na 2 O = 93.6; K 2 O = 472.8; Na 2 O ku = 14.9; Al 2 O 3 = 7.1; K 2 SO 4 = 9.9; KCl = 5.7; pier the proportion of K 2 O / K 2 O + Na 2 = 77.2%; density γ = 1.54 g / cm 3 ; the water content of 6.04 mol per 1 mol of dry salts.

1. Получение углекислого калия способом по прототипу. 1. Obtaining potassium carbonate by the prototype method.

Исходный раствор упаривается до γ = 1,67-1,68 г/см3, отделяется осадок двойной соли, полученный маточник двойной соли разбавляется в 1,5 раза водой (расход воды 0,5 л на 1,0 л маточника), охлаждается со скоростью 10-15oC в час до температуры 30-35oC и фильтруется при перепаде давления 600-650 мм рт. столба (0,8-0,9 кг/см2). Полученный фильтрат упаривается с получением раствора состава, г/л: Na2O = 10,2; K2O= 340,5; Na2Oку = 51,1; Al2O3 = 31,8; K2SO4 = 1,61; KCl= 20,8; M. O. K2O/K2O + Na2O = 95,8%, плотность γ = 1,6 г/см3.The initial solution is evaporated to γ = 1.67-1.68 g / cm 3 , the precipitate of the double salt is separated off, the resulting mother liquor of the double salt is diluted 1.5 times with water (water consumption 0.5 l per 1.0 l of the mother liquor), cooled at a speed of 10-15 o C per hour to a temperature of 30-35 o C and filtered at a pressure drop of 600-650 mm RT. column (0.8-0.9 kg / cm 2 ). The resulting filtrate was evaporated to obtain a solution of the composition, g / l: Na 2 O = 10.2; K 2 O = 340.5; Na 2 O ku = 51.1; Al 2 O 3 = 31.8; K 2 SO 4 = 1.61; KCl = 20.8; MO K 2 O / K 2 O + Na 2 O = 95.8%, density γ = 1.6 g / cm 3 .

Полученный раствор охлаждается до 55-60oC, при этом из него выпадает осадок полутораводного углекислого калия, имеющего после фильтрации и промывки следующий состав по примесям, мас.%: Na2CO3 = 0,2; K2SO3 = 0,2; K2SO4 = 0,05; KCl = 0,02; Al2 O3 = 0,03.The resulting solution is cooled to 55-60 o C, while a precipitate of sesquioxide potassium carbonate precipitates from it, which, after filtration and washing, has the following impurity composition, wt.%: Na 2 CO 3 = 0.2; K 2 SO 3 = 0.2; K 2 SO 4 = 0.05; KCl = 0.02; Al 2 O 3 = 0.03.

2. Получение углекислого калия предлагаемым способом. 2. Obtaining potassium carbonate by the proposed method.

2.1. Исходный раствор, содержащий 6,04 моль H2O на моль солей и имеющий M.O. K2O/K2O + Na2O = 77,2%, охлаждается (без разбавления) до 30-35oC и отфильтровывается от осадка примесей (состоящего в основном из сульфата калия). Фильтрат упаривается с отделением осадка двойной соли. Полученный раствор по составу и концентрации аналогичен раствору из примера 1, направляемому на кристаллизацию продукционного углекислого калия. Поэтому естественно, что состав полученного по данному варианту конечного продукта (K2CO3 • 1,5 H2O) практически одинаков с продуктом по прототипу.2.1. The initial solution containing 6.04 mol of H 2 O per mole of salts and having MO K 2 O / K 2 O + Na 2 O = 77.2% is cooled (without dilution) to 30-35 o C and filtered off from the precipitate of impurities (consisting mainly of potassium sulfate). The filtrate was evaporated to separate a double salt precipitate. The resulting solution in composition and concentration is similar to the solution from example 1, directed to the crystallization of production of potassium carbonate. Therefore, it is natural that the composition of the final product obtained according to this embodiment (K 2 CO 3 • 1.5 H 2 O) is almost the same as the prototype product.

2.2. Повторяется опыт по варианту 2.1, но в качестве исходного берется содовый маточный раствор с М.О. K2O/K2O + Na2O = 67,5%, т.е. меньше 70%. Получается раствор, идущий на кристаллизацию конечного продукта, аналогичный таковому по примеру 2.1, но содержащий 4,9 г/л K2SO4 (вместо 1,61 г/л по примеру 2.1). Полученный из этого раствора K2CO3 • 1,5 H2O содержит 0,2% K2SO4 (вместо 0,05 по примеру 2.1), что значительно снижает сортность продукта и ухудшает его потребительские качества.2.2. The experiment is repeated according to option 2.1, but soda mother liquor with M.O. K 2 O / K 2 O + Na 2 O = 67.5%, i.e. less than 70%. It turns out a solution that goes to the crystallization of the final product, similar to that of example 2.1, but containing 4.9 g / l K 2 SO 4 (instead of 1.61 g / l of example 2.1). Obtained from this solution K 2 CO 3 • 1,5 H 2 O contains 0.2% K 2 SO 4 (instead of 0.05 in example 2.1), which significantly reduces the grade of the product and affects its consumer qualities.

2.3. Повторяется опыт по варианту 2.1, но в качестве исходного берется недопаренный содовый маточный раствор, содержащий 7,5 моль воды на моль солей (выше предела 7,0) при M.O. K2O/K2O + Na2O, равном 77,2%. Получается раствор на кристаллизацию углекислого калия с содержанием K2SO4 = 5,5 г/л, что приводит к такому же загрязнению продукта, как по варианту 2.2.2.3. The experiment is repeated according to option 2.1, but the initial is taken as an unpaired soda mother liquor containing 7.5 mol of water per mole of salts (above the limit of 7.0) with a MO K 2 O / K 2 O + Na 2 O of 77.2 % It turns out a solution for crystallization of potassium carbonate with a content of K 2 SO 4 = 5.5 g / l, which leads to the same contamination of the product as in option 2.2.

2.4 Повторяется опыт по варианту 2.1, но в качестве исходного берется перепаренный содовый маточный раствор, содержащий 5,2 моля воды на моль солей (ниже предела 5,5). Из этого раствора получается хороший конечный продукт (как по варианту 2.1),но осадок примесей содержит только 6,2% K2O4 и 89,2% K2CO3. Другими словами, осадок примесей состоит в основном из целевого продукта, что снижает его выход.2.4 The experiment is repeated according to option 2.1, but the paired soda mother liquor containing 5.2 moles of water per mole of salts (below the limit of 5.5) is taken as the source. A good final product is obtained from this solution (as in option 2.1), but the precipitate of impurities contains only 6.2% K 2 O 4 and 89.2% K 2 CO 3 . In other words, the precipitate of impurities consists mainly of the target product, which reduces its yield.

Таким образом, выполнение условий по изобретению позволяет получить продукт такого же качества, как и способом по прототипу, но избежать разбавления раствора и необходимости его упаривания. Thus, the fulfillment of the conditions according to the invention allows to obtain a product of the same quality as the method of the prototype, but to avoid dilution of the solution and the need for evaporation.

Claims (1)

Способ получения углекислого калия из содопоташных растворов производства глинозема способом спекания нефелинового сырья, включающий охлаждение растворов и отделение от них осадка примесей, упарку очищенных растворов с отделением оборотной двойной соли и кристаллизацию из полученных растворов полутораводного углекислого калия, отличающийся тем, что на охлаждение направляют растворы, имеющие молярную долю K2O от суммы K2O + Na2O не менее 70% при содержании 5,5 - 7,0 молей H2O на 1,0 моль сухих солей.A method for producing potassium carbonate from soda-potassium alumina production solutions by sintering nepheline raw materials, which includes cooling solutions and separating impurities from them, evaporating purified solutions with separation of the reverse double salt and crystallization from the resulting solutions of potassium hydrogen carbonate, characterized in that the solutions are directed to cooling, having a molar fraction of K 2 O of the sum of K 2 O + Na 2 O of at least 70% with a content of 5.5 to 7.0 moles of H 2 O per 1.0 mol of dry salts.
RU97108298/25A 1997-05-22 1997-05-22 Method of preparing potassium carbonate RU2115622C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97108298/25A RU2115622C1 (en) 1997-05-22 1997-05-22 Method of preparing potassium carbonate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97108298/25A RU2115622C1 (en) 1997-05-22 1997-05-22 Method of preparing potassium carbonate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2115622C1 true RU2115622C1 (en) 1998-07-20
RU97108298A RU97108298A (en) 1998-11-20

Family

ID=20193151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97108298/25A RU2115622C1 (en) 1997-05-22 1997-05-22 Method of preparing potassium carbonate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2115622C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4341752A (en) Method for purification and concentration of MgCl2 -brines
US2895794A (en) Process for recovering potassium values from kainite
RU2235065C2 (en) Method for producing potassium sulfate from potash and sodium sulfate
DE69614818T2 (en) LIQUID CLEANING COMPOSITION
RU2115622C1 (en) Method of preparing potassium carbonate
JP2823070B2 (en) Method for producing high-purity zirconium oxychloride crystal
US4756894A (en) Process for the obtainment of boric acid from colemanite and/or howlite minerals
CA2365967C (en) Process for the treatment of fly ash, using hydrochloric acid
CA2048565C (en) Sulfate removal from chlorate liquor
RU2105717C1 (en) Method for production of potassium sulfate
US2587071A (en) Production of calcium hypochlorite
US4756745A (en) Process to benefit colemanite and/or howlite minerals
RU1791386C (en) Method of potassium carbonate production
RU1312923C (en) Method of removing admixtures from commercial selenium
CN1116184A (en) Solid phase hydration method for producing low salt heavy quality pure alkali
RU2285667C1 (en) Method of production of the high purity magnesium nitrate hexahydrate from the technical solution of magnesium nitrate
RU2136595C1 (en) Method of recovery of soda and potassium sulfate from soda-potash nepheline processing solutions
RU2166480C1 (en) Potassium sulfate production process
SU1758002A1 (en) Method of producing concentrated solutions of magnesium sulfate from sea type brine
GB1203950A (en) Process for the separation of useful compounds from waste formed from the production of alumina by the bayer process
RU2154026C2 (en) Method of preparing potassium sulfate
DE3247837A1 (en) METHOD FOR CLEANING A RAW MATERIAL CONTAINING MAGNESIUM
US2138347A (en) Purification of caustic
SU814861A1 (en) Method of producing reactive ammonium chloride
JPH05117224A (en) Production of 4-benzyloxy-4'-hydroxydiphenylsulfone

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20050127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100523