RU2566414C1 - Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore - Google Patents
Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore Download PDFInfo
- Publication number
- RU2566414C1 RU2566414C1 RU2014125345/05A RU2014125345A RU2566414C1 RU 2566414 C1 RU2566414 C1 RU 2566414C1 RU 2014125345/05 A RU2014125345/05 A RU 2014125345/05A RU 2014125345 A RU2014125345 A RU 2014125345A RU 2566414 C1 RU2566414 C1 RU 2566414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polygalite
- ore
- solution
- potassium
- polyhalite
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения сульфата калия и может быть применено для промышленного использования и в сельском хозяйстве при производстве удобрений.The invention relates to a technology for the production of potassium sulfate and can be applied for industrial use and in agriculture in the production of fertilizers.
Известен способ получения сульфата калия из полигалита (а.с. №553212, МПК C01D 5/00, от 09.07.1973 г.) путем измельчения исходной руды до гранулометрического состава - 2+1 мм, отделения хлорида натрия от полигалита методом отсадки, основанным на разности удельных весов минералов (галит - 2,17, полигалит - 2,9). Хлорид натрия отделяют в виде твердого отхода до 65-90%, содержащегося в руде. Полигалит отмывают от оставшегося хлорида натрия водой или водой с добавкой шенитового маточного щелока. Полигалит затем фильтруют и прокаливают при температуре 480-500°С в течение 15-20 минут и растворяют противотоком водой и шенитовым щелоком. Полигалитовый щелок отделяют от нерастворимого остатка - гипса и подают на вакуум - кристаллизацию, из которого при охлаждении получают шенит. Шенит сушат. В результате получают продукт - калимагнезию (20-30% K2O), другую часть перерабатывают на сульфат калия. Доля производства сульфата калия определяется исходя из условий получения шенита, в котором отношение MgSO4 к K2SO4 равно 1-1,05. Способ усложнен двухстадийным процессом отмывки хлорида натрия от полигалита. При этом отмывают от хлорида в недостаточной степени и его присутствие (20%) не позволяет в дальнейшем получить кондиционированный продукт в виде сульфата калия, что значительно снижает степень извлечения сульфата калия из полигалитовой руды. Измельчение же полигалитовой руды до 0,2-1 мм энергоемко и затрудняет процесс отмывки хлорида натрия от полигалита.A known method of producing potassium sulfate from polygalite (AS No. 553212, IPC C01D 5/00, from 09/07/1973) by grinding the original ore to a particle size distribution of 2 + 1 mm, separating sodium chloride from polygalite by depositing method based on the difference in the specific gravities of minerals (halite - 2.17, polygalite - 2.9). Sodium chloride is separated as solid waste up to 65-90% contained in the ore. Polygalite is washed from the remaining sodium chloride with water or water with the addition of chenite uterine liquor. Polygalite is then filtered and calcined at a temperature of 480-500 ° C for 15-20 minutes and dissolved in countercurrent water and shenitol liquor. Polygalitic liquor is separated from the insoluble residue - gypsum and fed to vacuum crystallization, from which chenite is obtained upon cooling. Shenit is dried. The result is a product - kalimagnesia (20-30% K 2 O), the other part is processed into potassium sulfate. The share of production of potassium sulfate is determined based on the conditions for the production of chenite, in which the ratio of MgSO 4 to K 2 SO 4 is 1-1.05. The method is complicated by a two-stage process of washing sodium chloride from polygalite. At the same time, chloride is not sufficiently washed off and its presence (20%) does not allow further obtaining a conditioned product in the form of potassium sulfate, which significantly reduces the degree of extraction of potassium sulfate from polygalite ore. Grinding polygalite ore to 0.2-1 mm is energy-intensive and complicates the process of washing sodium chloride from polygalite.
В качестве прототипа выбран способ получения сульфата калия (В.А. Грабовенко, «Производство безхлорных калийных удобрений», Л.:«Химия», 1980 г., с. 170-177) как наиболее близкий по технической сущности, так и положительному эффекту.As a prototype, the method of producing potassium sulfate (V. A. Grabovenko, “Production of chlorine-free potash fertilizers”, L.: “Chemistry”, 1980, p. 170-177) was chosen as the closest in technical essence and positive effect .
Полигалитовую руду измельчают до 1,5-2 мм, отмывают холодной водой в течение 7-10 минут от галита. Соотношение руды к воде 1:0,42. Промытый полигалит прокаливают при 480-500°С в течение 10-15 минут. В процессе прокаливания он разлагается и образует твердый раствор калий-дикальций сульфата в лангбейните и ангидрит. После этого выщелачивают калийно-магниевые соли горячей (100°С) водой в течение 40-60 минут при интенсивном перемешивании. Затем фильтруют раствор, гипсовый осадок убирают. Далее полигалитовый щелок упаривают до суммы солей ~25% и вводят хлорид калия в щелок в твердом виде, и реакцию компонентов смеси (конверсия сульфата магния с хлоридом калия) проводят при 98-100°С в течение 10 минут. Охлаждают щелок после конверсии до 55°С с кристаллизацией из него сульфата калия с примесью леонита. Содержание K2O в продукте ~50% и более. Но сульфатный щелок, остающийся после отделения сульфата калия, содержит большое количество калийно-магниевых солей.Polygalite ore is ground to 1.5-2 mm, washed with cold water for 7-10 minutes from halite. The ratio of ore to water is 1: 0.42. The washed polygalite is calcined at 480-500 ° C for 10-15 minutes. In the process of calcination, it decomposes and forms a solid solution of potassium dicalcium sulfate in langbeite and anhydrite. After that, potassium-magnesium salts are leached with hot (100 ° C) water for 40-60 minutes with vigorous stirring. Then the solution is filtered, the gypsum deposit is removed. Then the polygalitic liquor is evaporated to the sum of salts ~ 25% and potassium chloride is introduced into the liquor in solid form, and the reaction of the components of the mixture (conversion of magnesium sulfate with potassium chloride) is carried out at 98-100 ° C for 10 minutes. After conversion, the liquor is cooled to 55 ° C with crystallization of potassium sulfate from it with an admixture of leonite. The content of K 2 O in the product is ~ 50% or more. But the sulfate liquor remaining after the separation of potassium sulfate contains a large amount of potassium and magnesium salts.
Следовательно, способ малопроизводителен. Качество получаемого сульфата калия низкое. Выход готового продукта в виде сульфата калия сложен и процент извлечения из руды недостаточен из-за непроизводительного процесса извлечения.Therefore, the method is inefficient. The quality of the resulting potassium sulfate is low. The yield of the finished product in the form of potassium sulfate is complex and the percentage of extraction from ore is insufficient due to the unproductive extraction process.
Задачей и техническим решением изобретения является повышение качества и степени извлечения сульфата калия, полученного из полигалитовой руды, упрощение способа извлечения сульфата калия.The objective and technical solution of the invention is to improve the quality and degree of extraction of potassium sulfate obtained from polygalite ore, simplifying the method of extraction of potassium sulfate.
Результат технического решения достигается тем, что, как и в известном способе получения сульфата калия из полигалитовой руды, включающем измельчение полигалитовой руды, отмывание водой от галита, прокаливание в печи, охлаждение, выщелачивание водой прокаленного полигалита при 98-100°С, осаждение гипса и фильтрование его из раствора, к полученному фильтрату добавление хлорида калия для конвертирования при температуре 98-100°C сульфата магния с хлоридом калия, получение сульфата калия, его фильтрование и сушку, согласно изобретению полигалитовую руду измельчают до получения гранулометрического состава частиц размером 5-20 мм, промытый от галита полигалит прокаливают при температуре, равной 0,53-0,75 температуры (Т) плавления полигалита, затем измельчают полигалит до получения гранулометрического состава частиц размером 0,2-1,0 мм в воде, а после фильтрования гипса полученный фильтрат шенита смешивают с влажным шенитом для разложения, в образовавшийся раствор шенита добавляют раствор хлорида калия, конвертируемый раствор шенита упаривают до концентрации ионов Mg2+ в жидкой фазе в пределах 6,8-7,2%.The result of the technical solution is achieved in that, as in the known method for producing potassium sulfate from polygalite ore, including grinding of polygalite ore, washing with water from halite, calcining in an oven, cooling, leaching calcined polygalite with water at 98-100 ° C, precipitation of gypsum and filtering it from a solution, adding potassium chloride to the filtrate to convert magnesium sulfate with potassium chloride at a temperature of 98-100 ° C, obtaining potassium sulfate, filtering and drying it, according to the invention polygalite The ore is ground to obtain a particle size distribution of 5-20 mm particles, the polygalite washed from halite is calcined at a temperature equal to 0.53-0.75 of the melting temperature (T) of the polygalite, then the polygalite is ground to obtain a particle size distribution of 0.2- 1.0 mm in water, and after filtration, the resulting filtrate gypsum shenita mixed with moist shenitom decomposer in shenita resulting solution was added a solution of potassium chloride, convertible shenita solution was evaporated to a concentration of Mg 2+ ions in a liquid phase n Gödel 6.8-7.2%.
Совпадающие признаки: измельчают полигалитовую руду; отмывают от галита, получая полигалит; прокаливают полигалит в течение 8-10 минут; выщелачивают водой прокаливаемый полигалит при 98-100°C, осаждают гипс; отфильтровывают его; оставляя фильтрат; добавляют хлорид калия к фильтрату в виде влажного шенита; конвертируют сульфат магния из влажного шенита с хлоридом калия; получают готовый продукт в виде влажного сульфата калия, который сушат.Coincident signs: polygalite ore is crushed; washed from halite, getting polygalite; calcine polygalite for 8-10 minutes; leach water calcined polygalite at 98-100 ° C, precipitated gypsum; filter it out; leaving the filtrate; potassium chloride is added to the filtrate in the form of a wet Shenite; Convert magnesium sulfate from wet Shenit with potassium chloride; get the finished product in the form of wet potassium sulfate, which is dried.
Отличительные признаки: полигалитовую руду измельчают до получения гранулометрического состава частиц руды размером 5-20 мм; прокаливают полигалит при температуре, равной 0,53-0,75 Т плавления полигалита; после прокаливания охлажденный полигалит измельчают до получения гранулометрического состава частиц размером 0,2-1,0 мм; после фильтрации гипса фильтрат шенита смешивают с влажным шенитом для разложения; в раствор разложившегося шенита добавляют раствор хлорида калия; конвертированный раствор шенита упаривают до концентрации ионов Mg2+ в жидкой фазе его в пределах 6,8-7,2%; полученную суспензию фильтруют с получением влажного сульфата калия.Distinctive features: polygalite ore is crushed to obtain a particle size distribution of ore particles with a size of 5-20 mm; calcining polygalite at a temperature equal to 0.53-0.75 T of melting polygalite; after calcination, the cooled polygalite is crushed to obtain a particle size distribution of particles with a size of 0.2-1.0 mm; after filtration of the gypsum, the senite filtrate is mixed with the wet senite for decomposition; a solution of decomposed chenite add a solution of potassium chloride; the converted shenite solution is evaporated to a concentration of Mg 2+ ions in the liquid phase within 6.8-7.2%; the resulting suspension is filtered to obtain wet potassium sulfate.
Сопоставительный анализ заявляемого способа получения сульфата калия из полигалитовой руды по сравнению с прототипом показал, что заявляемый способ существенно отличается порядком выполнения операций (действий), фракционированием, гранулометрическим составом зерен при измельчении полигалитовой руды.Comparative analysis of the proposed method for producing potassium sulfate from polygalite ore in comparison with the prototype showed that the inventive method differs significantly in the order of operations (actions), fractionation, grain size distribution of grains when grinding polygalite ore.
Полигалитовую руду вначале измельчают до гранулометрического состава частиц в пределах 5-20 мм, что обеспечивает получение при последующем растворении частиц в воде меньшей концентрации составляющих компонентов (хлорида натрия) в растворе, большей раскрываемости системы и большей управляемости возможностью оптимизировать остаточное содержание хлорида натрия в нем (1,5-2,5% NaCl - см. В.А. Грабовенко, «Производство безхлорных калийных удобрений», Л.: «Химия», 1980 г., с. 173) для кондиционного продукта при последующей переработке прокаленного полигалита и отсутствия повышенной концентрации растворенного гипса (по сравнению с прототипом, в котором руду измельчают до размера частиц, равного 1,5-2 мм, приводящего к получению высококонцентрированного раствора со значительно большей насыпной плотностью частиц в том же объеме раствора, большой концентрацией, соответственно, гипсовой составляющей, которая усложняет растворение измельченной руды и осаждение гипса, что приводит впоследствии к снижению выхода готового продукта - сульфата калия).Polygalite ore is first crushed to a particle size distribution of particles in the range of 5--20 mm, which ensures the subsequent concentration of particles in water to obtain a lower concentration of constituent components (sodium chloride) in the solution, a greater disclosure of the system, and greater controllability by the ability to optimize the residual sodium chloride content in it ( 1.5-2.5% NaCl - see V. A. Grabovenko, “Production of Chlorine-Free Potash Fertilizers”, L .: “Chemistry”, 1980, p. 173) for a conditioned product in the subsequent processing of calcined polygon lithium and the absence of an increased concentration of dissolved gypsum (compared with the prototype, in which the ore is crushed to a particle size of 1.5-2 mm, resulting in a highly concentrated solution with a significantly higher bulk density of particles in the same volume of the solution, a large concentration, respectively , gypsum component, which complicates the dissolution of crushed ore and the deposition of gypsum, which subsequently leads to a decrease in the yield of the finished product - potassium sulfate).
Прокаливают полигалит при температуре 0,53-0,75 Τ плавления полигалита, т.е. 320-450°С (вместо 0,8-0,9 Τ плавления полигалита, т.е. 480-550°С в прототипе), что позволяет уменьшить энергоемкость способа и мощность печного оборудования.Polygalite is calcined at a temperature of 0.53-0.75 Τ polygalite melting, i.e. 320-450 ° C (instead of 0.8-0.9 Τ polygalite melting, i.e. 480-550 ° C in the prototype), which allows to reduce the energy intensity of the method and the capacity of the furnace equipment.
Гранулометрический состав полигалитовой руды, используемый в пределах 5-20 мм, позволяет уменьшить расход материала при измельчении перед отмывкой галита.The granulometric composition of polygalite ore, used in the range of 5-20 mm, allows to reduce the consumption of material during grinding before washing the halite.
Измельчение руды фракций менее 5 мм увеличивает расход энергии, затрачиваемой на диспергирование, а больше 20 мм - увеличивает содержание галита в отмываемой от него руде до 10%, что приводит к повышению содержания хлора в сульфате калия до 3,1%, а в процессе прокаливания снижается степень разложения полигалита до 91% и, соответственно, возрастают потери калия.Grinding ore fractions less than 5 mm increases the energy consumption spent on dispersion, and more than 20 mm increases the halite content in the ore washed from it up to 10%, which leads to an increase in the chlorine content in potassium sulfate to 3.1%, and during calcination the degree of decomposition of polygalite decreases to 91% and, accordingly, the loss of potassium increases.
Прокаливание полигалита при температуре менее 0,53 Τ плавления полигалита (<320°С) не позволяет его полностью и быстро разложить.Annealing of polygalite at a temperature of less than 0.53 Τ of melting of polygalite (<320 ° C) does not allow it to be completely and quickly decomposed.
При исследовании степени прокаливаемости и последующего растворения прокаленного полигалита неожиданно оказалось возможным при той же, как и ранее, выдержке качественно прокаливать полигалит при температуре, равной 0,53-0,75 Τ плавления полигалита (т.е. в пределах 320-450°С), и при последующем растворении его в горячей воде (98-100°С - как в прототипе) качественно отделять осадок гипса от сульфата калия и сульфата магния.When studying the degree of hardenability and the subsequent dissolution of calcined polygalite, it was unexpectedly possible with the same exposure as before to qualitatively calcine the polygalite at a temperature equal to 0.53-0.75 Τ melting of polygalite (i.e., in the range of 320-450 ° C ), and upon its subsequent dissolution in hot water (98-100 ° С - as in the prototype), it is necessary to qualitatively separate the gypsum precipitate from potassium sulfate and magnesium sulfate.
После первого измельчения на стадии обжига нерастворимый полигалит разлагается с образованием труднорастворимой лангбейнитоподобной фазы. Для ее растворения в воде необходимо дополнительно измельчить обожженный материал. При растворении в жидкую фазу переходят сульфат калия и сульфат магния, а гипс остается в твердой фазе. Для растворения труднорастворимого обожженного полигалита необходимо увеличить поверхность растворения путем дополнительного измельчения.After the first grinding at the stage of firing, the insoluble polygalite decomposes with the formation of a sparingly soluble langbeit-like phase. For its dissolution in water, it is necessary to grind the calcined material additionally. When dissolved, potassium sulfate and magnesium sulfate pass into the liquid phase, and gypsum remains in the solid phase. To dissolve the sparingly soluble calcined polygalite, it is necessary to increase the dissolution surface by additional grinding.
После того как отмыли полигалитовую руду, получили полигалит, прокалили его, измельчают этот прокаленный полигалит до гранулометрического состава с размером зерен в пределах 0,2-1,0 мм. При этом полигалит имеет уже большую хрупкость, чем руда, поэтому он легче измельчается, проще и быстрее осаждает гипс без образования попутного низкокачественного калийного удобрения на выходе. Из гранулометрического состава (0,2-1,0 мм) зерна при последующем осаждении (выщелачиванием) в горячей воде (как и в прототипе - 98-100°С) проще и быстрее отделяют гипс от сульфата калия.After the polygalitic ore was washed, polygalite was obtained, it was calcined, this calcined polygalite was ground to a particle size distribution with a grain size in the range of 0.2-1.0 mm. At the same time, polygalite is already more brittle than ore, so it is easier to grind, easier and faster to precipitate gypsum without the formation of associated low-quality potash fertilizer at the outlet. From the grain size distribution (0.2-1.0 mm) of the grain during subsequent precipitation (leaching) in hot water (as in the prototype - 98-100 ° C) it is easier and faster to separate gypsum from potassium sulfate.
Полученный при этом шенит в виде влажного продукта и фильтрат шенитовый соединяют с хлоридом калия, конвертируют из шенита сульфат магния на хлорид магния, увеличивая степень извлечения сульфата калия из полигалита, а затем упаривают раствор и сушат влажный продукт реакции, получая качественный, не обремененный побочными соединениями, продукт в виде сульфата калия.The resulting chenite as a wet product and the chenite filtrate are combined with potassium chloride, converted from shenite to magnesium sulfate to magnesium chloride, increasing the degree of extraction of potassium sulfate from polygalite, and then the solution is evaporated and the wet reaction product is dried, obtaining a high-quality free of side compounds , product in the form of potassium sulfate.
В отличие от прототипа, в котором вводят хлорид калия в твердом виде, а конвертируют полигалитовый щелок после упаривания его до суммы солей около 25%, в заявляемом способе хлорид калия вводят в виде раствора, что ускоряет реакцию конверсии, а упаривают после конверсии, позволяя провести реакцию - конверсию между сульфатом магния и хлоридом калия в полном объеме без побочных реакций и без получения низкокачественных калийных удобрений.In contrast to the prototype, in which potassium chloride is introduced in solid form, and polygalitic liquor is converted after evaporation to the amount of salts of about 25%, in the inventive method, potassium chloride is introduced in the form of a solution, which accelerates the conversion reaction, and is evaporated after conversion, allowing reaction - the conversion between magnesium sulfate and potassium chloride in full without adverse reactions and without obtaining low-quality potash fertilizers.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигаемым технологическим результатом.Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved technological result.
Благодаря данной совокупности существенных признаков удалось создать способ получения сульфата калия проще и с более высокой эффективностью извлечения из полигалитовых руд, чем известные способы (например, а.с. №470496; а.с. №553212; а.с. №912645) и способ прототипа.Thanks to this combination of essential features, it was possible to create a method for producing potassium sulfate easier and with higher extraction efficiency from polygalite ores than known methods (for example, AS No. 470496; AS No. 553212; AS No. 912645) and prototype method.
Следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень, ново, так как оно неизвестно из уровня техники, промышленно применимо, так как может быть использовано, например, и в промышленности, и сельском хозяйстве.Therefore, the proposed technical solution has an inventive step, new, since it is unknown from the prior art, it is industrially applicable, as it can be used, for example, in industry and agriculture.
На фиг. 1 изображена схема получения сульфата калия из полигалитовой руды.In FIG. 1 shows a scheme for producing potassium sulfate from polygalite ore.
Способ получения сульфата калия осуществляют следующим образом. Полигалитовую руду измельчают в молотковой дробилке Д1. Из полученной дроблением смеси частиц отделяют фракции с размером зерен в пределах от 5 до 20 мм. Отобранный гранулометрический состав частиц (5-20 мм) подвергают отмывке от NaCl (хлорида натрия), оставляя в количестве 1,5-2,5% в руде, обеспечивающей получение кондиционного калийного продукта при последующей переработке прокаленного полигалита. Меньшее содержание NaCl, как и большее его содержание в полигалите уменьшают степень извлечения из полигалитовой руды сульфата калия.The method of producing potassium sulfate is as follows. Polygalite ore is crushed in a hammer mill D1. Fractions with grain sizes ranging from 5 to 20 mm are separated from the resulting mixture of particles. The selected particle size distribution (5-20 mm) is washed from NaCl (sodium chloride), leaving in an amount of 1.5-2.5% in ore, which provides a conditioned potash product during subsequent processing of calcined polygalite. A lower NaCl content, as well as a higher content of it in polygalite, reduces the degree of extraction of potassium sulfate from polygalite ore.
Измельчение полигалитовой руды осуществляют с использованием гранулометрического состава зерен руды в пределах 5-20 мм, позволяя снизить энергозатраты, по сравнению с гранулометрическим составом зерен менее 5 мм, а также снизить мощность используемого оборудования.Grinding of polygalite ore is carried out using the particle size distribution of ore grains in the range of 5-20 mm, allowing to reduce energy consumption, compared with grain size distribution of grains of less than 5 mm, and also to reduce the power of the equipment used.
Гранулометрический состав зерен более 20 мм затрудняет процесс отмывки NaCl (хлорида натрия) из них и ее контроль за получением оптимального (1,5-2,5%) остатка NaCl, тем самым ухудшая степень извлечения сульфата калия после прокаливания полигалита и значительно снижая производительность процесса из-за значительного увеличения времени, затрачиваемого на отмывку легкорастворимых соединений в руде (в том числе и NaCl). К тому же, количество подаваемой воды на отмывку увеличивается в несколько раз, что приводит к переоборудованию, усилению водоснабжения, т.е. технически и технологически не обоснован.Granulometric composition of grains more than 20 mm complicates the process of washing NaCl (sodium chloride) from them and its control over obtaining the optimal (1.5-2.5%) NaCl residue, thereby worsening the degree of extraction of potassium sulfate after calcining polygalite and significantly reducing the productivity of the process due to a significant increase in the time taken to wash easily soluble compounds in the ore (including NaCl). In addition, the amount of water supplied for washing increases several times, which leads to conversion, strengthening water supply, i.e. technically and technologically unjustified.
После отмывки получают полигалит, который прокаливают при температуре, равной 0,53-0,75 температуры плавления полигалита (600°С), т.е. при 320-450°С, что позволяет снизить энергозатраты, мощность печей и является температурой, достаточной для объемного прокаливания частиц полигалита, т.к. после отмывки руды от хлорида натрия из зерен получается уже пористый, рыхлый материал, который проще, как оказалось, прокалить и при более низкой температуре.After washing, polygalite is obtained, which is calcined at a temperature of 0.53-0.75 melting points of polygalite (600 ° C), i.e. at 320-450 ° C, which allows to reduce energy consumption, the power of furnaces and is a temperature sufficient for volume calcination of polygalite particles, because After washing the ore from sodium chloride from the grains, a porous, friable material is obtained, which is easier, as it turned out, to calcine at a lower temperature.
Прокаливание при температуре ниже 0,53 Τ плавления полигалита (<320°С) значительно увеличивает время обработки (уменьшает скорость процесса) и не гарантирует качественного прокаливания по всему объему массы.Annealing at a temperature below 0.53 полиг polygalite melting (<320 ° C) significantly increases the processing time (reduces the speed of the process) and does not guarantee high-quality annealing throughout the mass.
Прокаливание при температуре выше 0,75 Τ плавления полигалита (>450°С) экономически и энергетически нецелесообразно, т.к. качественно отмытый от галита полигалит имеет меньший объем прокаливаемой массы и процессу не мешают примеси, экранирующие, тормозящие этот процесс.Annealing at temperatures above 0.75 Τ polygalite melting (> 450 ° C) is economically and energetically impractical, because polygalite qualitatively washed from halite has a smaller volume of the calcined mass and the process is not interfered with by impurities that shield, inhibit this process.
После прокаливания полигалит измельчают в воде до гранулометрического состава зерен в его массе в пределах 0,2-1,0 мм, обеспечивая дисперсность частиц, при которой повышается скорость и качество осаждения гипса при последующем выщелачивании полигалита в воде при 98-100°С, сопровождаемое интенсивным перемешиванием и, возможно, с созданием условий псевдоожижения его в воде.After calcination, the polygalite is crushed in water to a grain size distribution of grains in its mass in the range of 0.2-1.0 mm, providing particle dispersion at which the rate and quality of gypsum deposition increases during subsequent leaching of polygalite in water at 98-100 ° C, followed by intensive mixing and, possibly, with the creation of conditions for its fluidization in water.
Диспергирование после прокаливания не требует больших усилий измельчения, т.к. зерна пористы и имеют слабую адгезионную и когезионную связи между собой.Dispersion after calcination does not require large grinding forces, as the grains are porous and have weak adhesive and cohesive bonds between each other.
За пределами заявленного диапазона гранулометрического состава зерен полигалита использование нецелесообразно:Outside the claimed range of particle size distribution of polygalite grains, the use of inappropriate:
<0,2 мм - ухудшается смачиваемость и перемешиваемость пылевидной массы, создаются дополнительные технологические и технические сложности;<0.2 mm - the wettability and miscibility of the pulverized mass deteriorate, additional technological and technical difficulties are created;
>1,0 мм - увеличивается время осаждения гипса, отмывка его от сульфата калия и магния, как подтвердили исследования.> 1.0 mm - increases the time of gypsum deposition, washing it from potassium and magnesium sulfate, as research has confirmed.
Отмывку гипса от сульфата калия и магния проводят с получением влажного шенита и фильтрата шенита.The washing of gypsum from potassium sulfate and magnesium is carried out to obtain a wet Shenite and Shenite filtrate.
Добавляя к шениту (K2SO4·MgSO4·6H2O) раствор хлорида калия конверсируют: MgSO4+2KCl=MgCl2+K2SO4, увеличивая, в конечном счете, выход сульфата калия из полигалитовой руды.Adding potassium chloride solution to chenite (K 2 SO 4 · MgSO 4 · 6H 2 O): MgSO 4 + 2KCl = MgCl 2 + K 2 SO 4 , ultimately increasing the yield of potassium sulfate from polygalite ore.
Упаривают конвертируемый раствор и получают готовый продукт - сульфат калия.Convert the solution to evaporate and get the finished product - potassium sulfate.
Пример конкретного выполнения способаAn example of a specific implementation of the method
Полигалитовую мономинеральную руду Жилянского месторождения измельчают в молотковой дробилке Др 1. Отсевают фракцию в пределах 5-20 мм. 1 кг измельченной руды, содержащей, масс.%: K+ 8,53; Mg2+ 2,88; Са2+ 9,30; Na+ 11,60; Cl- 18,02; SO4 2- 44,04; H2O 4,04; H.O. 1,59 смешивают с 1 кг воды, перемешивают интенсивно при температуре 20-25°C в течение 15 мин. Получают 0,682 кг отмытого от хлорида натрия и других легкорастворимых соединений полигалита с контролируемым остатком хлорида натрия в пределах 1,5-2,5%, содержащего, масс.%: K+ 12,30; Mg2+ 4,15; Са2+ 12,82; Na+ 0,32; Cl- 0,54; SO4 2- 60,32; H2O 9,54. Прокаливают при температуре 0,53-0,75 температуры плавления полигалита (320-450°C) в течение 10-20 минут соответственно. При такой температуре прокаливание полигалита происходит спокойно без шумовых эффектов и разлетания зерен (как в прототипе). Отсюда - повышение безопасности труда и увеличение работоспособности оборудования. Измельчают в стержневой мельнице Д2 для мокрого измельчения прокаленный полигалит до крупности менее 1,0 мм. В результате получают 0,617 кг массы полигалита, которую засыпают в реактор и выщелачивают горячей водой (t=98-100°C) при соотношении массы полигалита к воде 1:3, т.е. добавляют 1,850 кг воды. Массу полигалита растворяют до получения суспензии из полигалитового раствора состава, масс. %: K+ 3,89; Mg2+ 1,31; Са2+ 0,04; Na+ 0,10; Cl- 0,17; SO4 2- 9,37; H2O 84,93 и осадка гипса. Фильтруют полученную суспензию. После фильтрования получают 1,940 кг фильтрат шенита и на фильтре - 0,528 кг осадка гипса. Потери калия с гипсом составляют 9,81%. Шенитовый фильтрат перемешивают при температуре 48°C с влажным шенитом состава, масс.%: K+ 18,33; Mg2+ 5,70; Na+ 0,60; Cl- 0,93; SO4 2- 45,02; H2O 29,40 в течение 30 мин. Получают 0,351 кг влажного сульфата калия состава, масс. %: K+ 36,71; Mg2+ 1,00; Na+ 0,06; Cl- 0,11; SO4 2- 49,03; H2O 13,09 и сульфатный раствор состава, масс.%: K+ 6,16; Mg2+ 3,28; Na+ 0,33; Cl- 0,51; SO4 2- 20,20; H2O 69,35. Влажный сульфат калия высушивают и получают 0,308 кг продукционного сульфата калия. Сульфатный раствор смешивают с 0,127 кг хлорида калия и с 0,984 кг оборотного каинита состава, масс.%: K+ 8,89; Mg2+ 7,98; Na+ 9,37; Cl- 35,68; SO4 2- 14,98; H2O 22,46, полученного после упаривания шенитового раствора. и охлаждают до температуры 20°С. Суспензию фильтруют, получают 1,245 кг влажного шенита, который подают на смешение с полигалитовым раствором, и 2,490 кг шенитового раствора. Шенитовый раствор упаривают, получают 0,984 кг каинита, который возвращают на смешение с сульфатным раствором, и 0,984 кг хлормагниевого (каинитового) раствора состава, масс.%: K+ 2,80; Mg2+ 7,20; Na+ 1,09; Cl- 22,67; SO4 2- 3,48; H2O 62,79. Часть хлормагниевого раствора (Mg2+ 6,8-7,2%) возвращают в процесс, а 0,2273 кг избыточного раствора выводят из процесса как продукционный. Потери калия с хлормагниевым (каинитовым) раствором составляют 4,19%.The polygalite monomineral ore of the Zhilyansk deposit is ground in a hammer mill Dr 1. The fraction is sifted out within 5-20 mm. 1 kg of crushed ore containing, wt.%: K+ 8.53; Mg2+ 2.88; Sa2+ 9.30; Na+ 11.60; Cl- 18.02; SOfour 2- 44.04; H2O 4.04; H.O. 1.59 mixed with 1 kg of water, stirred vigorously at a temperature of 20-25 ° C for 15 minutes Get 0.682 kg washed from sodium chloride and other readily soluble polygalite compounds with a controlled residue of sodium chloride in the range of 1.5-2.5%, containing, wt.%: K+ 12.30; Mg2+ 4.15; Sa2+ 12.82; Na+ 0.32; Cl- 0.54; SOfour 2- 60.32; H2O 9.54. Calcined at a temperature of 0.53-0.75 the melting point of polygalite (320-450 ° C) for 10-20 minutes, respectively. At this temperature, the calcination of polygalite occurs calmly without noise effects and grain scattering (as in the prototype). Hence, improving labor safety and increasing the operability of equipment. The calcined polygalite is crushed in a D2 core mill for wet grinding to a particle size of less than 1.0 mm. The result is 0.617 kg of polygalite mass, which is poured into the reactor and leached with hot water (t = 98-100 ° C) at a ratio of polygalite mass to water of 1: 3, i.e. add 1.850 kg of water. The mass of polygalite is dissolved to obtain a suspension from a polygalite solution of the composition, mass. %: K+ 3.89; Mg2+ 1.31; Sa2+ 0.04; Na+ 0.10; Cl- 0.17; SOfour 2- 9.37; H2O 84.93 and gypsum sediment. Filter the resulting suspension. After filtration, 1.940 kg of shenite filtrate is obtained, and 0.528 kg of gypsum sediment on the filter. Loss of potassium with gypsum is 9.81%. Chenite filtrate is stirred at a temperature of 48 ° C with a wet Shenite composition, wt.%: K+ 18.33; Mg2+ 5.70; Na+ 0.60; Cl- 0.93; SOfour 2- 45.02; H2O 29.40 for 30 minutes Get 0,351 kg of wet potassium sulfate composition, mass. %: K+ 36.71; Mg2+ 1.00; Na+ 0.06; Cl- 0.11; SOfour 2- 49.03; H2O 13.09 and sulfate solution composition, wt.%: K+ 6.16; Mg2+ 3.28; Na+ 0.33; Cl- 0.51; SOfour 2- 20.20; H2O 69.35. Wet potassium sulfate is dried to obtain 0.308 kg of potassium sulfate in production. The sulfate solution is mixed with 0.127 kg of potassium chloride and 0.984 kg of reverse cainite composition, wt.%: K+ 8.89; Mg2+ 7.98; Na+ 9.37; Cl- 35.68; SOfour 2- 14.98; H2O 22.46 obtained after evaporation of the chenitic solution. and cooled to a temperature of 20 ° C. The suspension is filtered, get 1,245 kg of wet Shenit, which is fed to mix with polygalit solution, and 2,490 kg of Shenit solution. The chenite solution is evaporated, and 0.984 kg of cainite are obtained, which is returned to mixing with the sulphate solution, and 0.984 kg of chlorine-magnesium (cainite) solution of the composition, wt.%: K+ 2.80; Mg2+ 7.20; Na+ 1.09; Cl- 22.67; SOfour 2- 3.48; H2O 62.79. Part of chlormagnesium solution (Mg2+ 6.8-7.2%) are returned to the process, and 0.2273 kg of excess solution is removed from the process as production. Loss of potassium with chlormagnesium (cainite) solution is 4.19%.
Степень извлечения калия из полигалита в готовый продукт (сульфат калия) составляет 86,0% (Таблица).The degree of extraction of potassium from polygalite in the finished product (potassium sulfate) is 86.0% (table).
Сравнительные данные заявляемого способа с прототипом по степени извлечения сульфата калияComparative data of the proposed method with the prototype for the degree of extraction of potassium sulfate
По сравнению с прототипом заявленное изобретение имеет преимущества:Compared with the prototype of the claimed invention has the advantages of:
- способ позволяет упростить отмывку галита от полигалитовой руды, уменьшить расход на измельчение ее;- the method allows to simplify the washing of halite from polygalite ore, to reduce the cost of grinding it;
- способ позволяет увеличить степень разложения полигалита, снизить температуру прокаливания и, следовательно, снизить энергозатраты;- the method allows to increase the degree of decomposition of polygalite, reduce the temperature of calcination and, therefore, reduce energy consumption;
- способ позволяет увеличить растворимость труднорастворимой составляющей и более качественной осадки гипса и его более оперативного вывода из раствора;- the method allows to increase the solubility of the sparingly soluble component and better precipitation of gypsum and its more rapid withdrawal from solution;
- способ позволяет повысить качество готового продукта - сульфата калия и степень его извлечения из руды в 1,5 и более раз.- the method improves the quality of the finished product - potassium sulfate and the degree of its extraction from ore by 1.5 times or more.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125345/05A RU2566414C1 (en) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125345/05A RU2566414C1 (en) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2566414C1 true RU2566414C1 (en) | 2015-10-27 |
Family
ID=54362231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014125345/05A RU2566414C1 (en) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2566414C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105648239A (en) * | 2016-01-25 | 2016-06-08 | 化工部长沙设计研究院 | Process for leaching dissoluble potassium from polyhalite |
| CN106276980A (en) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 化工部长沙设计研究院 | The technique that a kind of polyhalite prepares potassium sulfate and potassic-magnesian fertilizer |
| RU2821969C1 (en) * | 2023-06-26 | 2024-06-28 | Акционерное общество "Аммоний" | Method for processing synnyrite into potassium sulphate as fertilizer (versions) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU553212A1 (en) * | 1973-07-09 | 1977-04-05 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии | The method of obtaining potassium sulfate and potassium sulfate from polyhalite |
| SU929558A1 (en) * | 1979-02-19 | 1982-05-23 | Предприятие П/Я А-3640 | Process for producing potassium sulphate |
| CN103466662A (en) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 河北工业大学 | Method for preparing potassium sulfate with large grain diameter by utilizing reaction crystallization |
| DE102012016992A1 (en) * | 2012-08-25 | 2014-02-27 | K-Utec Ag Salt Technologies | Recovering e.g. potassium sulfate or potassium magnesium sulfate, anhydrous or aqueous magnesium sulfate, and optionally gypsum from complex composition by a sequence of process steps consisting of e.g. crushing and mechanical separation |
-
2014
- 2014-06-23 RU RU2014125345/05A patent/RU2566414C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU553212A1 (en) * | 1973-07-09 | 1977-04-05 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии | The method of obtaining potassium sulfate and potassium sulfate from polyhalite |
| SU929558A1 (en) * | 1979-02-19 | 1982-05-23 | Предприятие П/Я А-3640 | Process for producing potassium sulphate |
| DE102012016992A1 (en) * | 2012-08-25 | 2014-02-27 | K-Utec Ag Salt Technologies | Recovering e.g. potassium sulfate or potassium magnesium sulfate, anhydrous or aqueous magnesium sulfate, and optionally gypsum from complex composition by a sequence of process steps consisting of e.g. crushing and mechanical separation |
| CN103466662A (en) * | 2013-09-23 | 2013-12-25 | 河北工业大学 | Method for preparing potassium sulfate with large grain diameter by utilizing reaction crystallization |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРАБОВЕНКО В.А., Производство беcхлорных калийных удобрений, Ленинград, Химия, 1980, сс. 170-177. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105648239A (en) * | 2016-01-25 | 2016-06-08 | 化工部长沙设计研究院 | Process for leaching dissoluble potassium from polyhalite |
| CN106276980A (en) * | 2016-08-29 | 2017-01-04 | 化工部长沙设计研究院 | The technique that a kind of polyhalite prepares potassium sulfate and potassic-magnesian fertilizer |
| CN106276980B (en) * | 2016-08-29 | 2018-01-19 | 化工部长沙设计研究院 | A kind of technique for preparing potassium sulfate and potassic-magnesian fertilizer with polyhalite |
| RU2821969C1 (en) * | 2023-06-26 | 2024-06-28 | Акционерное общество "Аммоний" | Method for processing synnyrite into potassium sulphate as fertilizer (versions) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2015330958B2 (en) | Recovery process | |
| CN106185994B (en) | A kind of production technology that high-quality potassium chloride is produced using carnallite | |
| IL176481A (en) | Integrated process for the simultaneous recovery of industrial grade potassium chloride and low sodium edible salt from bittern | |
| CN104743560B (en) | A kind of method for preparing silicon, aluminium series of products as raw material with gangue | |
| CN110028084B (en) | Method for improving recovery rate of potassium chloride by using mine water | |
| US7014832B2 (en) | Simultaneous recovery of potassium chloride and KCL enriched edible salt | |
| US3642454A (en) | Production of potassium chloride from carnallitic salts | |
| CN104561551B (en) | A kind of method of the valuable constituent element separation and Extraction of boron magnesium iron mineral intergrowth | |
| CN102205976A (en) | Recovery method of potassium ions in flotation tailing liquid and tailing | |
| RU2566414C1 (en) | Method of producing potassium sulphate from polyhalite ore | |
| US2895794A (en) | Process for recovering potassium values from kainite | |
| US3634041A (en) | Method for the production of potassium sulfate from potassium-containing double salts of magnesium sulfate | |
| US2714053A (en) | Process for the recovery of cryolite from the carbon bottoms of fusion electrolysis cells | |
| AU2016101526A4 (en) | Recovery Process | |
| US2902343A (en) | Process for the preparation of hydrous potassium magnesium sulfate from kainite containing sodium chloride | |
| US2758912A (en) | Process for producing a substantially sulfate-free and potassium-free magnesium chloride solution | |
| US11753697B2 (en) | Method of processing and treatment of alunite ores | |
| CA3200156A1 (en) | A lithium extraction process and apparatus | |
| CN110451528A (en) | A kind of nothing for extracting potassium chloride from k-rich slate is useless to utilize method | |
| AU2015349594B2 (en) | Method for the processing of potassium containing materials | |
| Shirev et al. | New process of synthetic carnallite production | |
| RU2521543C2 (en) | Method of processing magnesite dolomite raw material | |
| US3455796A (en) | Treatment of residues of oil shale retorting for magnesium recovery | |
| RU2532433C2 (en) | Method for obtaining synthetic carnallite | |
| CN110627092B (en) | Comprehensive utilization and processing method for sylvite ore resources containing sulfur and magnesium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170624 |