RU2436732C2 - Method for complex treatment of calcium chloride and magnesium chloride type brines (versions) - Google Patents
Method for complex treatment of calcium chloride and magnesium chloride type brines (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436732C2 RU2436732C2 RU2009118041/05A RU2009118041A RU2436732C2 RU 2436732 C2 RU2436732 C2 RU 2436732C2 RU 2009118041/05 A RU2009118041/05 A RU 2009118041/05A RU 2009118041 A RU2009118041 A RU 2009118041A RU 2436732 C2 RU2436732 C2 RU 2436732C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- magnesium
- chloride
- carbonate
- catholyte
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу переработки гидроминерального сырья с получением хлора, брома, карбоната и хлорида кальция, оксида и хлорида магния, карбоната лития с утилизацией растворов после выделения всех компонентов.The invention relates to a method for processing hydromineral raw materials to produce chlorine, bromine, calcium carbonate and chloride, magnesium oxide and chloride, lithium carbonate with the utilization of solutions after the separation of all components.
Промышленный способ получения хлора осуществляют путем электролиза хлорида натрия в электролизерах диафрагменного типа [1].An industrial method of producing chlorine is carried out by electrolysis of sodium chloride in electrolyzers of the diaphragm type [1].
Известен способ получения хлора и окислителей на его основе путем электролиза раствора хлорид натрия с последующим улавливания анодного хлора водой или щелочью. В качестве товарных продуктов получают хлорную воду и раствор гипохлорита натрия (патент 2315132 от 10.10.05) [2].A known method of producing chlorine and oxidizing agents based on it by electrolysis of a solution of sodium chloride, followed by trapping anode chlorine with water or alkali. As commercial products, chlorine water and a solution of sodium hypochlorite are obtained (patent 2315132 dated 10.10.05) [2].
Недостатком способа [2] является использование в качестве исходного реагента товарной поваренной соли (NaCl).The disadvantage of this method [2] is the use of commodity table salt (NaCl) as a starting reagent.
Известен способ получения брома из высокоминерализованных природных рассолов, согласно которому содержащиеся в рассоле бромид-ионы окисляются хлором, а элементарный бром десорбируют паром, паровоздушная смесь конденсируется, жидкий бром отделяют и подвергают ректификационной очистке от примесей хлора и воды. Таким способом получают жидкий бром марок А и Б (патент 2108963 от 03.04.95) [3].There is a method of producing bromine from highly mineralized natural brines, according to which the bromide ions contained in the brine are oxidized with chlorine, and elemental bromine is stripped with steam, the air-vapor mixture is condensed, the liquid bromine is separated and subjected to distillation purification from chlorine and water impurities. In this way, liquid bromine of grades A and B is obtained (patent 2108963 from 04/03/95) [3].
Недостатком способа [3] является использование в качестве окислителя привозного баллонного хлора.The disadvantage of this method [3] is the use of imported chlorine balloon as an oxidizing agent.
Известны способы получения оксида магния из бишофита (Акчурин Т.К., Ананьин С.А., Никитин И.И. Перспективы освоения и технологии переработки бишофита) [4] и из высокоминерализованных рассолов (Патент 2211803 от 26.06.01) [5]. В способах предусматривается осаждение магния в виде гидроксида известковым молоком, полученным путем прокаливания известняка, с последующим гашением СuО водой и последующая промывка, отжим осадка с получением пасты Mg(OH)2, прокаливанием которой получают порошок магнезитовый каустический (MgO) различных марок.Known methods for producing magnesium oxide from bischofite (Akchurin T.K., Ananyin S.A., Nikitin I.I. Prospects for the development and processing technology of bischofite) [4] and from highly mineralized brines (Patent 2211803 from 06.26.01) [5] . The methods provide for the precipitation of magnesium in the form of hydroxide with milk of lime obtained by calcining limestone, followed by quenching of CuO with water and subsequent washing, pressing the precipitate to obtain Mg (OH) 2 paste, by calcination of which various types of caustic (MgO) powder are obtained.
В способе [4] часть осадка гидроксида магния репульпируется в воде и подвергается карбонизации для получения магнезии углекислой 3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O. После ее прокаливания при разных температурах получают различные сорта магнезии, включая периклаз.In the method [4], part of the precipitate of magnesium hydroxide is repulped in water and carbonized to obtain magnesia with carbon dioxide 3MgCO 3 · Mg (OH) 2 · 3H 2 O. After its calcination at different temperatures, various types of magnesia are obtained, including periclase.
Недостатками способов [4, 5] является использование привозных продуктов для осаждения магния и образование мелкодисперсного, трудно фильтрующегося осадка Mg(OH)2.The disadvantages of the methods [4, 5] is the use of imported products for the deposition of magnesium and the formation of a finely divided, difficult to filter precipitate Mg (OH) 2 .
Известен способ получения бишофита из высокоминерализованных рассолов хлоридного кальциевого типа, согласно которому пасту Mg(OH)2, полученную при осаждении магния, репульпируют в растворе хлорида кальция (для этой цели используют маточный раствор после осаждения магния) и подвергают карбонизации. При этом осаждается карбонат кальция и образуется раствор хлорида магния, который отделяют от осадка, упаривают и разливают в барабаны, где происходит кристаллизация бишофита (Патент 2051865 от 20.02.92) [6].A known method of producing bischofite from highly mineralized calcium chloride type brines, according to which the Mg (OH) 2 paste obtained by the precipitation of magnesium, is repulped in a solution of calcium chloride (for this purpose, a mother liquor after precipitation of magnesium) is subjected to carbonization. In this case, calcium carbonate precipitates and a solution of magnesium chloride is formed, which is separated from the precipitate, evaporated and poured into drums, where bischofite crystallizes (Patent 2051865 from 02.20.92) [6].
Известен способ получения карбоната кальция из дистиллерной жидкости содового производства. В качестве осадителя СаСО3 используется сода, в частности, отходы содового производства (Патент 2171227 от 25.12.02) [7].A known method of producing calcium carbonate from the distillation liquid of soda production. Soda is used as a precipitant of CaCO 3 , in particular, waste from soda production (Patent 2171227 dated 12.25.02) [7].
Недостатком способа получения карбоната кальция является использование товарной соды или растворов соды - отходов содового производства.The disadvantage of the method of producing calcium carbonate is the use of commercial soda or solutions of soda - waste soda production.
Известен способ получения гранулированного хлорида кальция при комплексной переработке природных рассолов (Патент 2284298 от 30.12.04) [8]. Способ позволяет при охлаждении рассола хлоридного кальциевого типа получать кристаллогидрат состава СаСl2·6H2O с примесью (на уровне 4-6%) MgCl2·6H2О, затем из рассола последовательно получать литиевый концентрат сорбционным методом в виде раствора LiCl, карбонат лития, бром и оксид магния.A known method of producing granular calcium chloride in the complex processing of natural brines (Patent 2284298 from 12.30.04) [8]. The method allows cooling a brine of calcium chloride type to obtain a crystalline hydrate of the composition CaCl 2 · 6H 2 O with an impurity (at the level of 4-6%) MgCl 2 · 6H 2 O, then from the brine successively obtain lithium concentrate by sorption method in the form of a solution of LiCl, lithium carbonate , bromine and magnesium oxide.
Основным недостатком способа является отсутствие операции выделения хлора, весовое содержание которого в рассолах данного типа достигает 70% от содержания всех компонентов. Из других недостатков следует отметить, что все реагенты, используемые в технологии, являются привозными: известняк для получения известкового молока на операции осаждения магния, баллонный хлор для окисления бромид-иона и соляная кислота для подкисления рассола на операции получения брома, сода для осаждения карбоната лития.The main disadvantage of this method is the absence of a chlorine recovery operation, the weight content of which in brines of this type reaches 70% of the content of all components. Of the other disadvantages, it should be noted that all reagents used in the technology are imported: limestone for the production of milk of lime for the deposition of magnesium, balloon chlorine for the oxidation of bromide ion and hydrochloric acid for the acidification of the brine in the operation for the production of bromine, soda for the deposition of lithium carbonate .
По своей технической сущности этот способ наиболее близок к предлагаемому и выбран нами в качестве прототипа для переработки рассолов хлоридного кальциевого и магниевого типов.In its technical essence, this method is the closest to the proposed one and we have chosen as a prototype for the processing of brines of calcium and magnesium chloride types.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Техническим результатом способа является вовлечение в промышленный оборот нового вида сырья - природных рассолов хлоридного кальциевого и магниевого типов. Поскольку данные рассолы, наряду с СаСl и MgCl2, содержат значительные количества хлора, а также брома и лития, то их комплексная переработка позволит существенно снизить себестоимость получаемых продуктов.The technical result of the method is the involvement in the industrial turnover of a new type of raw material - natural brines of calcium chloride and magnesium types. Since these brines, along with CaCl and MgCl 2 , contain significant amounts of chlorine, as well as bromine and lithium, their complex processing will significantly reduce the cost of the resulting products.
Технический результат для рассолов хлоридного кальциевого и хлоридного магниевого типов достигается осаждением кальция и магния с одновременным получением маточного раствора, обогащенного хлоридом натрия, который подвергается упариванию до выделения кристаллов NaCl, кристаллы отделяют от маточного раствора, растворяют в конденсате, образующемся при упаривании, а концентрированный раствор хлорида натрия NaCl≅300 г/л направляют на электролиз для получения хлора и католита - раствора гидроксида натрия и хлорида натрия, последний подвергают карбонизации углекислым газом с получением содово-щелочного и/или содового раствора, которые используют для получения брома и осаждения кальция и магния из рассола, а маточный раствор после упаривания и отделения кристаллов NaCl используют для получения брома и осаждения карбоната лития содовым раствором. Для карбонизации католита используют углекислый газ от сжигания природного газа (топочные газы).The technical result for brines of calcium chloride and magnesium chloride types is achieved by precipitation of calcium and magnesium with the simultaneous production of a mother liquor enriched with sodium chloride, which is evaporated to isolate NaCl crystals, the crystals are separated from the mother liquor, dissolved in the condensate formed by evaporation, and the concentrated solution sodium chloride NaCl≅300 g / l is sent to electrolysis to produce chlorine and catholyte - a solution of sodium hydroxide and sodium chloride, the latter carbonation with carbon dioxide to obtain soda-alkali and / or soda solution, which is used to produce bromine and precipitation of calcium and magnesium from the brine, and the mother liquor after evaporation and separating crystals of NaCl used for bromine and precipitation of lithium carbonate soda solution. For the carbonization of catholyte, carbon dioxide from the combustion of natural gas (flue gases) is used.
Поскольку рассолы хлоридного кальциевого и магниевого типов имеют различные соотношения хлоридов кальция и магния (наименование рассола принято по преобладающему компоненту), то их дальнейшая переработка осуществляется с учетом этого фактора (предлагаются варианты).Since brines of calcium chloride and magnesium type have different ratios of calcium and magnesium chlorides (the name of the brine is taken according to the predominant component), their further processing is carried out taking into account this factor (options are proposed).
Технический результат для рассолов хлоридного кальциевого и магниевого типа с большим содержанием хлорида кальция (до 300 г/л и выше) достигается путем одновременного осаждения кальция и магния содово-щелочным раствором, осадок карбоната кальция и гидроксида магния в растворе хлорида кальция подвергают карбонизации углекислым газом. Раствор хлорида кальция готовят из осадка СаСl2·6Н2O, который кристаллизуется из рассола при подъеме его на поверхность и охлаждения в накопительных бассейнах [8]. При этом протекает реакция:The technical result for calcium chloride and magnesium chloride brines with a high content of calcium chloride (up to 300 g / l and higher) is achieved by simultaneous precipitation of calcium and magnesium with a soda-alkaline solution, the precipitate of calcium carbonate and magnesium hydroxide in a solution of calcium chloride is subjected to carbonization with carbon dioxide. A solution of calcium chloride is prepared from a precipitate of CaCl 2 · 6H 2 O, which crystallizes from brine when it rises to the surface and is cooled in storage pools [8]. In this case, the reaction proceeds:
Осадок карбоната кальция, осажденного из рассола и полученного по реакции (1), отделяют, а часть раствора хлорида магния используют для осаждения магнезии углекислой содово-щелочным раствором по реакции:The precipitate of calcium carbonate precipitated from brine and obtained by reaction (1) is separated, and part of the magnesium chloride solution is used to precipitate magnesia with carbon dioxide soda-alkaline solution according to the reaction:
Затем магнезию углекислую прокаливают с получением оксида магния и углекислого газа:Then magnesia carbonate is calcined to obtain magnesium oxide and carbon dioxide:
Углекислый газ используют для карбонизации пульпы (см. реакцию 1). Из оставшейся части раствора хлорида магния путем упаривания получают бишофит - MgCl2·6Н2О.Carbon dioxide is used to carbonize the pulp (see reaction 1). From the remaining part of the solution of magnesium chloride by evaporation get bischofite - MgCl 2 · 6H 2 O.
Маточный раствор после упаривания и отделения кристаллов NaCl, обогащенный бромом (NaBr) и хлоридом лития, сначала используют для получения брома, с применением электролизного хлора для окисления бромид-ионов, после чего бром десорбируют водяным паром или воздухом и конденсируют для получения жидкого брома. Из рассола после отделения брома осаждают карбонат лития содовым раствором, полученным после карбонизации католита (вариант).The mother liquor after evaporation and separation of NaCl crystals, enriched with bromine (NaBr) and lithium chloride, is first used to produce bromine, using electrolysis chlorine to oxidize bromide ions, after which the bromine is stripped with water vapor or air and condensed to produce liquid bromine. After bromine separation, lithium carbonate is precipitated from brine with a soda solution obtained after carbonization of catholyte (option).
Технический результат для рассолов хлоридного магниевого типа с небольшим содержанием хлорида кальция (10-50 г/л) достигается путем раздельного осаждения кальция в виде СаСО3, используя содовый раствор, затем содовым или содово-щелочным раствором осаждают магнезию углекислую (см. реакцию 2), часть которой прокаливают для получения оксида магния и углекислого газа, другую часть осадка растворяют в соляной кислоте для получения раствора хлорида магния и кристаллизации бишофита - MgCl2·6Н2О (вариант).The technical result for magnesium chloride type brines with a low content of calcium chloride (10-50 g / l) is achieved by separate precipitation of calcium in the form of CaCO 3 using a soda solution, then carbonate is precipitated with a soda or soda-alkaline solution (see reaction 2) , part of which is calcined to obtain magnesium oxide and carbon dioxide, another part of the precipitate is dissolved in hydrochloric acid to obtain a solution of magnesium chloride and crystallization of bischofite - MgCl 2 · 6H 2 O (option).
Технический результат достигается и тем, что соляную кислоту для получения раствора хлорида магния из магнезии углекислой получают путем улавливания электролизного хлора водным раствором восстановителя. В качестве восстановителя можно использовать аммонийную соль, гидразин, карбамид и др.The technical result is achieved by the fact that hydrochloric acid to obtain a solution of magnesium chloride from magnesia carbon dioxide is obtained by trapping electrolysis of chlorine with an aqueous solution of a reducing agent. As a reducing agent, you can use ammonium salt, hydrazine, urea, etc.
Технический результат достигается также тем, что углекислый газ, образовавшийся при прокаливании магнезии углекислой, используют в технологических процессах, заявляемых для реализации способа.The technical result is also achieved by the fact that the carbon dioxide formed during the calcination of magnesia carbon dioxide is used in the technological processes claimed to implement the method.
Таким образом по предлагаемому способу получают не только товарную продукцию: хлор, карбонат кальция, оксид магния, бишофит, бром и карбонат лития, но и необходимые реагенты для реализации способа.Thus, according to the proposed method, not only commercial products are obtained: chlorine, calcium carbonate, magnesium oxide, bischofite, bromine and lithium carbonate, but also the necessary reagents for implementing the method.
Отличительными признаками способа переработки рассолов хлоридного кальциевого и хлоридного магниевого типов являются:Distinctive features of the method of processing brines of calcium chloride and magnesium chloride types are:
1) расширение ассортимента получаемой продукции против способа-прототипа, а именно получение дефицитного хлора, используемого как при реализации способа, так и в виде товарного сжиженного хлора;1) expanding the range of products against the prototype method, namely obtaining scarce chlorine used both in the implementation of the method and in the form of commercial liquefied chlorine;
2) получение реагентов для осуществления ряда технологических процессов: содовый и содово-щелочной раствор, соляная кислота, углекислый газ, конденсат водяного пар, образующегося при упаривании промежуточных растворов;2) obtaining reagents for the implementation of a number of technological processes: soda and soda-alkaline solution, hydrochloric acid, carbon dioxide, condensate of water vapor formed during the evaporation of intermediate solutions;
3) возможность использования вариантов при различном содержании CaCl2 в рассоле: совместное осаждение кальция и магния в виде карбоната кальция и гидроксида магния при больших количествах хлорида кальция в исходном рассоле (вариант) или раздельное осаждение карбоната кальция, магнезии углекислой при небольших количествах хлорида кальция в исходном рассоле (вариант);3) the possibility of using options with different contents of CaCl 2 in the brine: co-precipitation of calcium and magnesium in the form of calcium carbonate and magnesium hydroxide with large amounts of calcium chloride in the initial brine (option) or separate precipitation of calcium carbonate, magnesia carbon dioxide with small amounts of calcium chloride in source brine (option);
4) возможность распространения технологии для переработки любых высокоминерализованных рассолов хлоридного кальциевого, хлоридного магниевого и смешанного типов (например, для рассолов бишофита Волгоградских месторождений).4) the ability to disseminate technology for the processing of any highly mineralized brines of calcium chloride, magnesium chloride and mixed types (for example, for bischofite brines of the Volgograd deposits).
Все процессы предлагаемой технологии заявляются впервые. Способ комплексной переработки рассолов любых типов является безотходным и практически не требует коммерческих реагентов, при этом исходный рассол перерабатывается нацело.All processes of the proposed technology are announced for the first time. The method of complex processing of any type of brines is waste-free and practically does not require commercial reagents, while the initial brine is processed completely.
Перечень чертежей и таблицList of drawings and tables
Фиг.1. Технологическая схема комплексной переработки природных рассолов хлоридного кальциевого типа с получением хлора, карбоната кальция, оксида магния, бишофита, брома и карбоната лития.Figure 1. The technological scheme of the complex processing of natural brines of calcium chloride type to produce chlorine, calcium carbonate, magnesium oxide, bischofite, bromine and lithium carbonate.
Фиг.2. Технологическая схема комплексной переработки природных рассолов хлоридного магниевого типа с получением хлора, бишофита, оксида магния, карбоната лития и карбоната кальция.Figure 2. Technological scheme of complex processing of natural brines of magnesium chloride type to produce chlorine, bischofite, magnesium oxide, lithium carbonate and calcium carbonate.
Фиг.3. Составы рассола хлоридного кальциевого типа Знаменского месторождения (Иркутская обл.) в зависимости от температуры окружающей среды.Figure 3. The compositions of the calcium chloride type brine of the Znamensky deposit (Irkutsk region) depending on the ambient temperature.
Фиг.4. Составы рассолов хлоридного магниевого типа провинции Цинхай (КНР) и Волгоградского месторождения (Россия).Figure 4. Compositions of brines of magnesium chloride type of the province of Qinghai (China) and the Volgograd deposit (Russia).
Сведения, подтверждающие возможность реализации способа комплексной переработки природных рассолов хлоридного кальциевого и хлоридного магниевого типов, приведены в примерах 1-4.Information confirming the possibility of implementing the method of complex processing of natural brines of calcium chloride and magnesium chloride types are given in examples 1-4.
Пример 1. Проверку реализации способа по схеме, представленной на фиг.1, осуществляли на рассолах хлоридного кальциевого типа Знаменского месторождения. Составы рассола и донного осадка СаСl2·6Н2О приведены в таблице 1 (фиг.3).Example 1. Verification of the implementation of the method according to the scheme shown in figure 1, was carried out on brines of calcium chloride type Znamensky field. The compositions of the brine and bottom sediment CaCl 2 · 6H 2 About are shown in table 1 (figure 3).
В исходный рассол (V=1 м3) медленно подают осадитель - католит после частичной карбонизации (V=4 м3) следующего состава: Na2CO3 - 100 кг/м3; NaOH - 25 кг/м3 и NaCl - 100 кг/м3 (см. пример 2). После 15-20 минут перемешивания реакционной смеси коллективный осадок карбоната кальция и гидроксида магния отделяют от раствора, промывают деминерализованной водой (конденсатом) при Ж:Т=2 и отжимают на фильтре. Получено 280 кг СаСО3 (степень извлечения составляет 95%) и 69 кг Mg(OH)2 (степень извлечения составляет 98%). Маточный раствор (V=5 м3) содержит NaCl 180 кг/м3, а также хлорид лития и бромид ион. Маточный раствор упаривают в 7,5 раз до объема 0,65 м3, выпавшие кристаллы NaCl отделяют от раствора и используют для получения концентрированного раствора NaCl, поступающего на электролиз.The initial brine (V = 1 m 3 ) is slowly fed with a precipitating agent - catholyte after partial carbonization (V = 4 m 3 ) of the following composition: Na 2 CO 3 - 100 kg / m 3 ; NaOH - 25 kg / m 3 and NaCl - 100 kg / m 3 (see example 2). After 15-20 minutes of stirring the reaction mixture, the collective precipitate of calcium carbonate and magnesium hydroxide is separated from the solution, washed with demineralized water (condensate) at W: T = 2 and squeezed on the filter. Received 280 kg of CaCO 3 (the degree of extraction is 95%) and 69 kg of Mg (OH) 2 (the degree of extraction is 98%). The mother liquor (V = 5 m 3 ) contains 180 kg / m 3 NaCl, as well as lithium chloride and bromide ion. The mother liquor is evaporated 7.5 times to a volume of 0.65 m 3 , the precipitated NaCl crystals are separated from the solution and used to obtain a concentrated NaCl solution supplied to the electrolysis.
Упаренный раствор используют для извлечения брома. Для этого бромид-ион окисляют хлором, полученным при электролизе NaCl (см. пример 2), а элементарный бром десорбируют водяным паром. Паробромную смесь конденсируют в разделительном сосуде и отделяют жидкий бром (8,9 кг, степень извлечения брома составляет 96%). Рассол после десорбции брома используют для выделения лития. С этой целью его доупаривают до объема 0,13 м3, кристаллы NaCl отделяют, полученный раствор очищают от примесей магния и кальция католитом. Осаждение Li2СО3 проводят насыщенным раствором соды (концентрацией 260 кг/м3). Полученный осадок карбоната лития отделяют от раствора, промывают тройным количеством воды до остаточного содержания Na в его составе 0,2 мас.%, что соответствует марке «технический Li2СО3».One stripped off solution is used to extract bromine. For this, the bromide ion is oxidized with chlorine obtained by electrolysis of NaCl (see example 2), and elemental bromine is desorbed with water vapor. The steam-bromine mixture is condensed in a separation vessel and liquid bromine is separated (8.9 kg, the degree of bromine recovery is 96%). The brine after desorption of bromine is used to isolate lithium. To this end, it is added to a volume of 0.13 m 3 , NaCl crystals are separated, the resulting solution is purified from magnesium and calcium impurities by catholyte. Precipitation of Li 2 CO 3 is carried out with a saturated soda solution (concentration 260 kg / m 3 ). The obtained precipitate of lithium carbonate is separated from the solution, washed with a triple amount of water to a residual content of Na in its composition of 0.2 wt.%, Which corresponds to the brand "technical Li 2 CO 3 ".
Пример 2. Кристаллы NaCl, образовавшиеся в результате упаривания маточного раствора после осаждения коллективного осадка CaCO3+Mg(OH)2 и в результате доупаривания раствора для выделения Li2СО3, а также раствор после получения магнезии углекислой из раствора MgCl2 (см. пример 3) подают в реактор для доочистки от примесей магния и кальция (содержание магния и кальция в кристаллах NaCl составляет 0,07 и 0,3 маc.%, соответственно). Для растворения NaCl используют деминерализованную воду (конденсат) с получением раствора NaCl концентрацией 225-250 кг/м3. В результате электролиза раствора NaCl (~4 м3) получают хлор и католит следующего состава (кг/м3): NaOH - 100 и NaCl - 100. Полученный католит подвергают карбонизации на 75%, в результате которой получают частично карбонизированный католит состава (кг/м3): Na2CO3 - 100; NaOH - 25; NaCl - 100. Для карбонизации католита используют баллонный углекислый газ - СO2. В промышленных условиях для карбонизации предполагается использовать оборотный СO2; получаемый при прокаливании магнезии углекислотой (см. пример 3) и сжигании топлива.Example 2. NaCl crystals formed as a result of evaporation of the mother liquor after precipitation of the collective precipitate CaCO 3 + Mg (OH) 2 and as a result of the evaporation of the solution to isolate Li 2 CO 3 , as well as the solution after obtaining magnesia from carbon dioxide from MgCl 2 solution (see example 3) served in the reactor for purification from impurities of magnesium and calcium (the content of magnesium and calcium in crystals of NaCl is 0.07 and 0.3 wt.%, respectively). To dissolve NaCl use demineralized water (condensate) to obtain a NaCl solution with a concentration of 225-250 kg / m 3 . The electrolysis of a NaCl solution (~ 4 m 3 ) gives chlorine and catholyte of the following composition (kg / m 3 ): NaOH - 100 and NaCl - 100. The resulting catholyte is subjected to carbonization by 75%, resulting in a partially carbonized catholyte composition (kg / m 3 ): Na 2 CO 3 - 100; NaOH - 25; NaCl - 100. For carbonization catholyte used balloon carbon dioxide - CO 2. In industrial conditions to be used for carbonization circulating CO 2; obtained by calcining magnesia with carbon dioxide (see example 3) and burning fuel.
Пример 3. Коллективный осадок СаСО3 и Mg(OH)2~350 кг подвергают распульповке в растворе хлорида кальция при Ж:Т=4. Для получения раствора СаСl2 осадок кристаллогидрата (300 кг) - CaCl2·6H2O (с примесью MgCl2·6H2O), растворяют в воде. Содержание хлорида кальция, равное 135 кг, соответствует стехиометрии образования MgCl2 из Mg(OH)2 в процессе карбонизации пульпы:Example 3. A collective precipitate of CaCO 3 and Mg (OH) 2 ~ 350 kg is subjected to pulping in a solution of calcium chloride at W: T = 4. To obtain a solution of CaCl 2 precipitate of crystalline hydrate (300 kg) - CaCl 2 · 6H 2 O (mixed with MgCl 2 · 6H 2 O), dissolved in water. The content of calcium chloride, equal to 135 kg, corresponds to the stoichiometry of the formation of MgCl 2 from Mg (OH) 2 during pulp carbonization:
В результате реакции образуется дополнительное количество СаСО3 (120 кг) и 1,4 м3 раствора хлорида магния с концентрацией MgCl2 90 кг/м3. Часть раствора (1/4) упаривают до кристаллизации бишофита - MgCl2·6H2O (~67 кг). Основную часть раствора (1,05 м3) используют для осаждения магнезии углекислой карбонизированым католитом:As a result of the reaction, an additional amount of CaCO 3 (120 kg) and a 1.4 m 3 solution of magnesium chloride with a concentration of MgCl 2 of 90 kg / m 3 are formed . Part of the solution (1/4) was evaporated to crystallize bischofite — MgCl 2 · 6H 2 O (~ 67 kg). The main part of the solution (1.05 m 3 ) is used to precipitate magnesia with carbon dioxide by carbonized catholyte:
Осадок отделяют, маточный раствор, содержащий 115 кг NaCl, возвращают на стадию электролиза. Полученную магнезию углекислую (90 кг) прокаливают при температуре 900°C с получением 38 кг MgO.The precipitate was separated, the mother liquor containing 115 kg of NaCl was returned to the electrolysis stage. The resulting magnesium carbonate (90 kg) is calcined at a temperature of 900 ° C to obtain 38 kg of MgO.
Таким образом, из коллективного осадка, выделенного из 1 м рассола хлоридного кальциевого типа, и 300 кг кристаллогидрата СаСl2·6Н2О получают (кг): СаСО3 - 400; MgO - 38; MgCl2·6H2O - 67; Br2 - 8,9; Li2СО3 - 2,0; Cl2 - 350.Thus, from a collective precipitate isolated from 1 m brine of calcium chloride type and 300 kg of crystalline hydrate CaCl 2 · 6H 2 O receive (kg): CaCO 3 - 400; MgO - 38; MgCl 2 · 6H 2 O - 67; Br 2 - 8.9; Li 2 CO 3 - 2.0; Cl 2 - 350.
Пример 4. Проверку реализации способа по схеме, представленной на фиг.2, проводили на рассолах хлоридного магниевого типа, моделирующих состав рассолов месторождения провинции Цинхай, КНР (фиг.4, табл.2).Example 4. Verification of the implementation of the method according to the scheme shown in figure 2, was carried out on brines of magnesium chloride type, simulating the composition of brines in the deposits of Qinghai province, China (figure 4, table 2).
Природный рассол, наряду с MgCl2, содержит незначительные количества хлорида кальция (0,97 кг/м3), поэтому перед осаждением магния его подвергают очистке. В модельный исходный рассол (v=1 м3) для очистки от кальция вводят насыщенный раствор соды (~ 1 кг Nа2СО3) и осадок отделяют. Затем для осаждения магнезии углекислой по реакции 2, приведенной в примере 3, вводят карбонизированный католит (V=3,2 м3). Осадок отделяют и промывают (320 кг осадка промывают 1 м3 воды, Ж:Т=3). Маточный раствор, содержащий 864 кг NaCl, упаривают до объема 0,35 м3. Из 760 кг кристаллов NaCl, полученных при упаривании раствора, готовят раствор и направляют его на электролиз.Natural brine, along with MgCl 2 , contains insignificant amounts of calcium chloride (0.97 kg / m 3 ), so it is purified before magnesium is precipitated. A saturated soda solution (~ 1 kg Na 2 CO 3 ) is introduced into the model starting brine (v = 1 m 3 ) to remove calcium, and the precipitate is separated. Then, for the precipitation of magnesia by carbon dioxide according to
Из упаренного раствора NaCl осаждают карбонат лития карбонизированным католитом, получают 4,1 кг Li2СО3, при этом степень извлечения лития составляет 80%. Основную часть магнезии углекислой в количестве 240 кг (75% от веса осадка) прокаливают при 900°C с получением 105 кг MgO.From an evaporated NaCl solution, lithium carbonate is precipitated with carbonized catholyte, 4.1 kg of Li 2 CO 3 are obtained, while the degree of lithium extraction is 80%. The bulk of carbon dioxide magnesia in an amount of 240 kg (75% of the weight of the precipitate) is calcined at 900 ° C to obtain 105 kg of MgO.
Остальную часть магнезии углекислой (80 кг) растворяют в соляной кислоте для получения раствора MgCl2, из которого затем выделяют упариванием бишофит (около 180 кг MgCl2·6H2O):The rest of the magnesia carbon dioxide (80 kg) is dissolved in hydrochloric acid to obtain a solution of MgCl 2 , from which bischofite (about 180 kg MgCl 2 · 6H 2 O) is then isolated by evaporation:
Соляную кислоту получают путем улавливания хлора раствором восстановителя - водным раствором карбамида. Для этих целей используют около 20% хлора, получаемого при электролизе NaCl.Hydrochloric acid is obtained by capturing chlorine with a solution of a reducing agent - an aqueous solution of urea. For these purposes, about 20% of the chlorine obtained from the electrolysis of NaCl is used.
Таким образом, при переработке рассола хлоридного магниевого типа получено (кг): MgO - 105; MgCl2·6H2O - 180; Cl2 - 200; HCl - 60; Li2СО3 - 4,1.Thus, in the processing of a brine of magnesium chloride type obtained (kg): MgO - 105; MgCl 2 · 6H 2 O - 180; Cl 2 - 200; HCl - 60; Li 2 CO 3 - 4.1.
Способ переработки рассолов хлоридного магниевого типа может быть распространен на рассолы Волгоградского месторождения, не содержащие литий. В этом случае получают магниевые продукты, хлор, соляную кислоту.A method of processing brines of magnesium chloride type can be extended to brines of the Volgograd field that do not contain lithium. In this case, magnesium products, chlorine, hydrochloric acid are obtained.
Промышленное применениеIndustrial application
Предлагаемый способ комплексной переработки рассолов хлоридного кальциевого типа позволяет получать широкий ассортимент товарных продуктов: хлора, солей кальция и магния, оксида магния, брома, карбоната лития. Рассолы такого типа являются новым, ранее не используемым источником хлора. Сырье хлоридного кальциевого типа имеет широкое распространение в пределах Сибирской платформы.The proposed method of complex processing of brines of calcium chloride type allows you to get a wide range of marketable products: chlorine, salts of calcium and magnesium, magnesium oxide, bromine, lithium carbonate. Brines of this type are a new, previously unused source of chlorine. Calcium chloride type feedstock is widespread within the Siberian platform.
На северо-западе Китайской народной республики (провинция Цинхай) распространены рассолы хлоридного магниевого типа, содержащие хлорид лития. Из рассолов хлоридного магниевого типа по предлагаемой технологии получают хлор, оксид магния, бишофит и карбонат лития.In the north-west of the People's Republic of China (Qinghai Province), magnesium chloride type brines containing lithium chloride are common. From the brines of the magnesium chloride type according to the proposed technology, chlorine, magnesium oxide, bischofite and lithium carbonate are obtained.
В отличие от известных способов переработки рассолов хлоридного кальциевого типа (получение оксида магния - патент РФ №2211803; хлорида кальция - патент РФ №2284298; получение брома - патент РФ №2171862; бишофита - патент РФ №2051865; соединений лития - патенты РФ №№2050330, 2193008, 2196735) в предлагаемом способе используются новые приемы, основанные на применении реагентов, полученных при электролизе хлорида натрия, произведенного из того же самого сырья. В качестве реагентов используется хлор, католит (раствор NaOH+NaCl), соляная кислота, полученная из хлора, карбонатно-щелочные растворы, получаемые из католита путем его карбонизации. Все операции основаны на осадительных методах с учетом местных климатических условий и региональных особенностей.In contrast to the known methods for processing calcium chloride type brines (obtaining magnesium oxide - RF patent No. 2211803; calcium chloride - RF patent No. 2284298; bromine - RF patent No. 2171862; bischofite - RF patent No. 2051865; lithium compounds - RF patents No. No. 2050330, 2193008, 2196735) in the proposed method uses new techniques based on the use of reagents obtained by electrolysis of sodium chloride produced from the same raw materials. Chlorine, catholyte (NaOH + NaCl solution), hydrochloric acid obtained from chlorine, carbonate-alkaline solutions obtained from catholyte by its carbonization are used as reagents. All operations are based on precipitation methods, taking into account local climatic conditions and regional characteristics.
Месторождению рассолов, как правило, сопутствуют газоконденсатные месторождения. Это позволит при строительстве перерабатывающего рассольного предприятия использовать общую с газодобывающим предприятием инфраструктуру, а также добываемый природный газ для нужд предприятия (на операции упаривания и прокаливания). Все это позволяет сделать вывод о промышленной полезности предлагаемого способа.The brine field is usually accompanied by gas condensate deposits. This will allow the construction of a processing brine plant to use the infrastructure common with the gas producer, as well as produced natural gas for the needs of the enterprise (for evaporation and calcination operations). All this allows us to conclude about the industrial utility of the proposed method.
Используемые источники информацииInformation Sources Used
1. Н.С.Фрумина, Н.Ф. Лысенко, Чернова М.А. Хлор. - М.: Наука-1983.1. N.S. Frumina, N.F. Lysenko, Chernova M.A. Chlorine. - M .: Science-1983.
2. Патент РФ №2315132 от 10.10.05. Способ получения хлора и хлорсодержащих окислителей и установка для его осуществления. /А.Д.Рябцев, Н.М.Немков, В.И.Титаренко и др. Опубл.20.01.08. Бюл.№2.2. RF patent No. 2315132 dated 10.10.05. A method of producing chlorine and chlorine-containing oxidizing agents and a plant for its implementation. / A.D. Ryabtsev, N.M. Nemkov, V.I. Titarenko, etc. Publ. 20.01.08. Bull.№2.
3. Патент РФ №2108963 от 03.04.95. Способ получения брома. /А.Г.Вахромеев, Л.Ф.Володченко, А.Г.Жилина, А.И.Овчинникова. Опубл. 20.04.98. Бюл.№11.3. RF patent No. 2108963 from 04/03/95. The method of producing bromine. / A.G. Vakhromeev, L.F. Volodchenko, A.G. Zhilina, A.I. Ovchinnikova. Publ. 04/20/98. Bull. No. 11.
4. Т.К.Акчурин, С.А.Ананьина, И.И.Никитина Перспективы освоения и технологии переработки бишофита Волгоградских месторождений - Волгоград, ВолгГАСА - 1995 - С.195.4. T.K. Akchurin, S.A. Ananyina, I.I. Nikitina Prospects for development and bischofite processing technology of the Volgograd deposits - Volgograd, VolgGASA - 1995 - P.195.
5. Патент РФ №2211803 от 26.06.01. Способ получения оксида магния из природных рассолов. / А.Д.Рябцев, А.Г.Вахромеев, Л.Т.Менжерес и др. Опубл. 10.09.03. Бюл. №25.5. RF patent No. 2211803 dated 06/26/01. A method of producing magnesium oxide from natural brines. / A.D. Ryabtsev, A.G. Vakhromeev, L.T. Menzherez and others Publ. 09/10/03. Bull. Number 25.
6. Патент РФ №2051865 от 20.08.92. Способ получения бишофита. / Н.П.Коцупало, В.Д.Белых. Опубл. 10.01.96. Бюл.№1.6. RF patent No. 2051865 from 08.20.92. The method of obtaining bischofite. / N.P. Kotsupalo, V.D. Belykh. Publ. 01/10/96. Bull. No. 1.
7. Патент РФ №2171227 от 25.02.02. Способ получения химически осажденного мела. /А.В.Белкин, Н.Н.Фальковский, И.Ю.Илатовский. Опубл. 27.07.01. Бюл.№21.7. RF patent No. 2171227 of 02.25.02. A method of obtaining a chemically precipitated chalk. / A.V. Belkin, N.N. Falkovsky, I.Yu. Ilatovsky. Publ. 07/27/01. Bull.№21.
8. Патент РФ №2284298 от 30.12.04. Способ получения гранулированного хлорида кальция при комплексной переработке природных рассолов / А.Д.Рябцев, Н.П.Коцупало, Л.Т.Менжерес и др. Опубл. 27.09.06. Бюл.№27 (прототип).8. RF patent No. 2284298 from 12.30.04. A method of producing granular calcium chloride in the complex processing of natural brines / A.D. Ryabtsev, N.P. Kotsupalo, L.T. Menzherez and others Publ. 09/27/06. Bull.№27 (prototype).
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009118041/05A RU2436732C2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Method for complex treatment of calcium chloride and magnesium chloride type brines (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009118041/05A RU2436732C2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Method for complex treatment of calcium chloride and magnesium chloride type brines (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009118041A RU2009118041A (en) | 2010-11-20 |
RU2436732C2 true RU2436732C2 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=44058117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009118041/05A RU2436732C2 (en) | 2009-05-12 | 2009-05-12 | Method for complex treatment of calcium chloride and magnesium chloride type brines (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2436732C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516538C2 (en) * | 2012-02-17 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостра-Наутех" | Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and its processing |
RU2789134C1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Method for producing ammonium bromide |
WO2023068963A1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Process for producing ammonium bromide |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115367818B (en) * | 2022-07-15 | 2023-06-27 | 浙江省农业科学院 | Preparation method of coagulated sludge-based zero-valent iron biochar dephosphorization composite material |
-
2009
- 2009-05-12 RU RU2009118041/05A patent/RU2436732C2/en active IP Right Revival
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2516538C2 (en) * | 2012-02-17 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостра-Наутех" | Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and its processing |
RU2789134C1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Method for producing ammonium bromide |
WO2023068963A1 (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Process for producing ammonium bromide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009118041A (en) | 2010-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5269186B2 (en) | Method for producing high purity lithium hydroxide and hydrochloric acid | |
JP6275138B2 (en) | Treatment of lithium-containing materials | |
US9255011B2 (en) | Method for producing lithium carbonate | |
CN106865579B (en) | Well mine sea lake salt brine thermal cycling method ammonia integrated soda production | |
US3525675A (en) | Desalination distillation using barium carbonate as descaling agent | |
CN101137580A (en) | Method for obtaining sodium carbonate crystals | |
MX2011010165A (en) | Process for simultaneous production of potassium sulphate, ammonium sulfate, magnesium hydroxide and/or magnesium oxide from kainite mixed salt and ammonia. | |
CN103570041A (en) | Purification process for brine with high sodium sulphate content | |
US7041268B2 (en) | Process for recovery of sulphate of potash | |
US4044097A (en) | Recovery of soda values from sodium carbonate crystallizer purge liquors | |
CN109574055A (en) | A kind of method of salt slurry production precipitated calcium carbonate and epsom salt | |
RU2543214C2 (en) | Method of complex processing natural brines of magnesium-calcium chloride type | |
RU2436732C2 (en) | Method for complex treatment of calcium chloride and magnesium chloride type brines (versions) | |
US20130216467A1 (en) | Method of producing soda ash and calcium chloride | |
CN113816399A (en) | Method for recycling NaCl and recycling Fe, Mn and Mg resources in titanium slag | |
AU2003300719B2 (en) | Process for recovery of sulphate of potash | |
US20130039824A1 (en) | Method of producing soda ash and calcium chloride | |
JP2020175344A (en) | Method for fixing carbon dioxide | |
RU2456239C1 (en) | Method of producing calcium bromide from natural bromine-containing calcium chloride-type brines | |
CN110156052A (en) | A kind of ammonia alkali coproduction liquid chlorine ammonium fertilizer and calcium carbonate technique | |
Seil et al. | Study of literature on separation of magnesia from lime in dolomite and similar materials | |
NL2008354C2 (en) | Process for producing sodium bicarbonate. | |
US2342666A (en) | Recovering magnesium salts | |
RU2572988C1 (en) | Method of obtaining calcium fluoride from fluorine-containing solutions | |
NO152517B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF MAGNESIUM FROM A MAGNESIUM SULFUM SUSTAINABLE SALT SOLUTION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120513 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130810 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150921 |