RU2813062C1 - Способ получения хлористого калия из рассолов хлоридно-кальциевого типа - Google Patents
Способ получения хлористого калия из рассолов хлоридно-кальциевого типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813062C1 RU2813062C1 RU2023117464A RU2023117464A RU2813062C1 RU 2813062 C1 RU2813062 C1 RU 2813062C1 RU 2023117464 A RU2023117464 A RU 2023117464A RU 2023117464 A RU2023117464 A RU 2023117464A RU 2813062 C1 RU2813062 C1 RU 2813062C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chloride
- potassium
- crystalline material
- potassium chloride
- magnesium
- Prior art date
Links
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 283
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 title claims abstract description 145
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 140
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 31
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 38
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 69
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 67
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 51
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 40
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 40
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 32
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 19
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 18
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 10
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 51
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 50
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 19
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 18
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 238000011549 displacement method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 claims 1
- 150000003109 potassium Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 11
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 9
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- -1 carnallite salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 239000010442 halite Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003113 dilution method Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000002649 leather substitute Substances 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- BMQVDVJKPMGHDO-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;chloride;sulfate;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O BMQVDVJKPMGHDO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JNZGLUUWTFPBKG-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] JNZGLUUWTFPBKG-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003112 potassium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011833 salt mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к получению хлорида калия из гидроминерального сырья хлоридно-кальциевого типа, обогащенного также натрием и магнием, а именно из рассола, содержащего хлориды калия, натрия, магния и кальция. Проводят концентрирование исходного рассола до концентрации по KCl 1,6-5,0 мас.%, NaCl 1,3-18,5 мас.%, MgCl2 5,1-7,0 мас.%, CaCl2 24,5-47,2 мас.%. Сконцентрированный рассол охлаждают с выпадением в осадок неочищенного кристаллического материала в виде карналлита, хлорида кальция, хлорида натрия и хлорида калия. Кристаллический материал промывают от хлорида кальция и от хлорида магния. Хлорид калия, содержащийся в кристаллическом материале, растворяют в горячем растворителе, затем охлаждают насыщенный калием раствор c последующим выпадением в осадок и фильтрацией кристаллов хлорида калия, которые промывают пресной водой и фильтруют. Способ позволяет увеличить выход целевого продукта, увеличить чистоту конечного продукта, а также выделить сопутствующие продукты. 7 з.п. ф-лы, 12 пр.
Description
Область техники.
Изобретение относится к области химической технологии извлечения из природных минерализованных рассолов соединений калия, натрия, магния, кальция и может быть использовано для получения хлорида калия, применяемого в сельском хозяйстве как самостоятельное калийное удобрение, для производства комплексных и смешанных удобрений, в производстве кожзаменителей, синтетических каучуков, в пищевой и фармацевтической промышленности.
Уровень техники.
В мировой практике известен способ отделения хлорида калия и хлорида натрия из нагретого раствора этих солей по патенту RU2448046C2 (C01D 3/08, B01D 9/02, B01D 61/00. /Шо Рэймонд Валтер, Баттерхам Робин Джон. Заяв. 06.03.2008, опубл. 20.04.2011) «Способ отделения хлорида калия и хлорида натрия», содержащий стадии, на которых получают нагретый раствор, содержащий хлорид калия и хлорид натрия, пропускают раствор через гидроизоляционную мембрану и удаляют воду из раствора, тем самым повышая концентрацию хлорида натрия в растворе до уровня, превышающего растворимость соли при температуре раствора, и осуществляя осаждение хлорида натрия из раствора, отделяют выпавший в осадок хлорид натрия из раствора, охлаждают раствор и тем самым снижают растворимость хлорида калия до уровня ниже уровня концентрации хлорида калия в растворе, осуществляют осаждение хлорида калия из раствора, и отделяют хлорид калия из раствора обеспечивая извлечение не менее 50-60% хлорида калия.
Недостатком этого способа является использование мембранной дистилляции для концентрирования рассола, что отрицательным образом влияет на производительность, отсутствие отмывки кристаллов продукта, а также недостаточно полное извлечение KCl из рассола.
В мировой практике известен способ получения хлорида калия по патенту US3642454A (C01D3/08. /Альфред Ф. Ниландер. Заяв. 27.06.1968, опубл. 15.02.1972) «Производство хлорида калия из карналлитовых солей», в данном способе хлорид калия получают из карналлитовых солей, состоящих в основном из карналлита (KCl∙MgCl2·6H2O) и галита (NaCl), которые выделяют в результате выпаривания рассолов на солнце, рассолы содержат в качестве основных компонентов натрий, калий, ионы магния, хлора и сульфата, при этом отношение KCl к NaCl в карналлитовой соли составляет от примерно 1 части по массе KCl до примерно от 1,5 до 2 частей по массе хлорида натрия. Карналлитовую соль приводят в контакт с водой и получают раствор богатый магнием, при этом в качестве твердой фазы остается в основном хлорид натрия и хлорид калия, твердую фазу отделяют (первая твердая фаза). Раствор богатый магнием выпаривают с получением карналлитовой соли. Первую твердую фазу растворяют в воде и затем раствор упаривают с выпадением хлорида калия и получением жидкой фазы богатой хлоридом натрия (вторая жидкая фаза). Выпавший хлорид калия отделяют от указанной второй жидкой фазы. Вторую жидкую фазу выпаривают с получением солевого раствора и осаждением твердой смеси хлоридов калия и натрия; отделяют указанный рассол от указанной твердой смеси; выпаривают указанный солевой раствор с получением карналлитовой соли, состоящей в основном из карналлита и галита.
Недостатком этого способа является использование солнечной энергии для упаривания рассолов, многократное применение выпаривания, что отрицательным образом влияет на производительность, а также неполное извлечение KCl из рассола.
Известен способ получения хлорида калия из соляных растворов по патенту CA1103894A (C01D3/06. / Дональд Х. Гезен. Заяв. 26.11.1979, опубл. 30.06.1981.) «Производство хлористого калия методом прудовой кристаллизации», в котором хлорида калия получают из соляных растворов, содержащих хлорид калия, хлорид натрия и незначительное количество солей других металлов, при котором указанный раствор извлекают из подземной полости в месторождении калийных руд и направляют на нефтеперерабатывающий завод, на котором из добытого рассола получают кристаллы хлорида калия путем введения солевого раствора, содержащего хлорид калия, хлорид натрия и незначительное количество других солей металлов, в бассейн-кристаллизатор и совместного осаждения в нем кристаллов указанных солей, затем проводят нагревание суспензии кристаллов соли и рассола за счет солнечной энергии для растворения кристаллов хлорида калия, присутствующих в указанной суспензии, с получением рассола, обогащенного хлоридом калия, проводят отделение кристаллов хлорида натрия и других солей металлов от рассола, обогащенного хлоридом калия, проводят осаждение кристаллов хлорида калия из рассола, обогащенного хлоридом калия.
Недостатком этого способа является использование солнечной энергии для упаривания рассолов, что отрицательным образом влияет на производительность, большие площади бассейна-кристаллизатора, отсутствие отмывки кристаллов продукта, а также недостаточно полное извлечение KCl из рассола.
Известен способ по патенту US3528767A (C01D3/06. / Дональд Э. Гарретт. Заяв. 16.03.1966, опубл. 15.09.1970) «Производство хлорида калия, сульфата калия и сульфата натрия из рассолов и т.п., содержащих калий, хлорид и сульфат», который включает получение по меньшей мере одной соли, выбранной из группы, состоящей из хлорида калия, сульфата калия и сульфата натрия, из необработанных солей, полученных из рассолов, содержащих ионы натрия, калия, магния, хлорида и сульфата, который включает первоначальное удаление основного содержания хлорида натрия из указанного рассола путем выпаривания и кристаллизации, затем дальнейшее выпаривание оставшегося рассола для кристаллизации из него сырой смеси солей, содержащей не менее 20% по весу карналлита и каинита, а также других солей, включая гидраты хлорида натрия и сульфата магния, затем взаимодействие указанной сырой солевой смеси с получением из нее по меньшей мере одного из хлорида калия, сульфата калия и сульфата натрия.
Недостатком этого способа является многостадийность процесса, использование солнечной энергии для упаривания рассолов, что отрицательным образом влияет на производительность, отсутствие отмывки кристаллов продукта, а также недостаточно полное извлечение калийных соединений из рассола.
Известен способ извлечения хлорида калия из рассола по патенту US1432796A (C01D3/06. / Джозеф Л. Силсби. Заяв. 12.04.1920, опубл. 24.10.1922.) «Способ извлечения хлорида калия из рассола», в котором хлорид калия извлекают из рассола, содержащего хлориды калия, натрия и магния, на первом этапе получают неочищенный кристаллический материал путем солнечного выпаривания, более богатый калием, чем рассол, затем промывают указанный неочищенный кристаллический материал раствором хлорида калия при температуре, близкой к атмосферной, чтобы таким образом растворить хлорид магния в кристаллах и вытеснить из раствора растворителя часть содержащегося в нем хлорида калия путем замены хлорида калия в растворе хлоридом магния в твердом состоянии, отделяют полученный промытый кристаллический материал от жидкости, растворяют хлорид калия, содержащийся в указанном кристаллическом материале с помощью горячего растворителя с образованием горячего насыщенного раствора хлорида калия, содержащего столь малую долю хлорида магния, что при охлаждении хлорид калия выпадает в осадок без осаждения хлорида натрия, проводят отделение в горячем состоянии указанного насыщенного калием раствора от нерастворенных твердых веществ, охлаждают указанный насыщенный калием раствор и осаждают хлорида калия, отделяют хлорид калия от охлажденного маточного раствора. Данный патент был выбран в качестве прототипа.
Недостатком этого способа является невозможность его использования для извлечения хлорида калия из рассолов хлоридно-кальциевого типа, использование солнечной энергии для упаривания рассолов, что отрицательным образом влияет на производительность.
Сущность изобретения.
Целью настоящего изобретения является максимальное извлечение хлорида калия из природных минерализованных рассолов, содержащих кальций, с получением целевого продукта с массовой долей KCl более 95%.
Предлагаемый способ извлечения хлорида калия позволяет эффективно использовать новый источник солей калия – рассолы хлоридно-кальциевого типа. Такие рассолы имеют широкое распространение в пределах Сибирской платформы. Гидроминеральное сырье хлоридно-кальциевого типа обогащено также натрием и магнием. Предлагаемый способ извлечения хлорида калия не требует введения дополнительных реагентов, способствует максимальному извлечению калия из рассолов, а также позволяет дополнительно получать сопутствующие продукты в виде хлорида натрия, хлорида магния и хлорида кальция.
Техническим результатом при осуществлении способа является увеличение выхода целевого продукта, использование в качестве исходного сырья рассолов хлоридно-кальциевого типа, снижение затрат, связанных с упариванием и охлаждением, увеличение чистоты конечного продукта, выделение сопутствующих продуктов для их последующего использования.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе производят извлечение хлорида калия из рассола, содержащего хлориды калия, натрия, магния, а также кальция, для чего проводят получение неочищенного кристаллического материала, промывку указанного неочищенного кристаллического материала с растворением хлорида магния, отделение промытого кристаллического материала от жидкости, растворение хлорида калия, содержащегося в указанном кристаллическом материале, с помощью горячего растворителя с образованием горячего насыщенного раствора хлорида калия, отделение в горячем состоянии указанного насыщенного калием раствора от твердых веществ, охлаждение указанного насыщенного калием раствора и отделение хлорида калия от охлажденного маточного раствора, при этом:
1) получение неочищенного кристаллического материала осуществляют концентрированием исходного рассола до концентрации по KCl в диапазоне 1,6-5,0 % мас., NaCl в диапазоне 1,3-18,5 % мас., MgCl2 в диапазоне 5,1-7,0 % мас., CaCl2 в диапазоне 24,5-47,2 % мас., сконцентрированный рассол охлаждают до температуры 20-35 ºC с выпадением в осадок кристаллического материала в виде карналлита, хлорида кальция, хлорида натрия и хлорида калия, кристаллический материал отделяют от маточного раствора;
2) перед осуществлением промывки кристаллического материала с растворением хлорида магния осуществляют промывку кристаллического материала от хлорида кальция методом вытеснения на ленточном вакуум-фильтре либо центрифуге с соотношением Ж:Т=0,3-0,7:1;
3) промывку кристаллического материала от хлорида магния осуществляют методом разбавления кристаллического материала в реакторе растворителем при температуре 10-25 ºС;
4) отделение кристаллического материала от жидкости после промывки от хлорида магния осуществляют выгрузкой пульпы из реактора и её фильтрацией;
5) растворение хлорида калия, содержащегося в указанном кристаллическом материале, осуществляют в горячем растворителе при температуре 90-110 ºС;
6) охлаждение насыщенного калием раствора осуществляют до температуры 20-35 ºС с испарением части воды;
7) отделенные от охлажденного маточного раствора кристаллы хлорида калия подвергают промывке пресной водой и фильтрации;
8) в качестве растворителя может быть использована вода или раствор хлорида калия, или хлорида натрия;
9) промывку кристаллического материала от хлорида магния могут осуществлять в течение 1-20 мин.;
10) раствор, полученный после отмывки кристаллического материала от хлорида магния, может быть направлен на получение карналлита, бишофита, или оксида магния, или магния путем электролиза.
11) фильтрат, полученный после отмывки от хлорида магния, может быть направлен на стадию упаривания исходного рассола.
12) Маточный раствор, полученный после кристаллизации хлорида калия из насыщенного калием раствора, может быть направлен на стадию горячего растворения хлорида калия в качестве растворителя.
13) Раствор, полученный после заключительной промывки и фильтрации кристаллов хлорида калия, может быть направлен на стадию отмывки кристаллического материала от хлорида магния.
14) Фильтрат, полученный на стадии отмывки кристаллического материала от хлорида кальция, может быть использован в качестве сырья для антигололедной добавки или тампонажных растворов.
Технический результат достигается тем, что концентрирование исходного рассола до указанных концентраций и охлаждение концентрата до температуры 20-35 ºC обеспечивает наиболее полное извлечение хлорида калия при использовании как исходного сырья рассола хлоридно-кальциевого типа c минимальными затратами на нагревание рассола при выпаривании и охлаждение концентрата, т.е. такой режим является оптимальным для целей изобретения.
Технический результат достигается тем, что предварительная промывка кристаллического материала от хлорида кальция методом вытеснения на ленточном вакуум-фильтре либо центрифуге с соотношением Ж:Т=0,3-0,7:1 обеспечивает достаточную степень удаления хлорида кальция для обеспечения чистоты конечного продукта с минимальными потерями хлорида калия при промывке.
Технический результат достигается тем, что промывка кристаллического материала от хлорида магния методом разбавления кристаллического материала в реакторе растворителем при температуре
10-25 ºС обеспечивает удаление хлорида магния и остатков хлорида кальция с минимальными потерями хлорида калия при промывке. При этом предпочтительной является промывка в течение периода времени от 1 до 20 мин.
10-25 ºС обеспечивает удаление хлорида магния и остатков хлорида кальция с минимальными потерями хлорида калия при промывке. При этом предпочтительной является промывка в течение периода времени от 1 до 20 мин.
Технический результат достигается тем, что растворение хлорида калия, содержащегося в указанном кристаллическом материале, горячим растворителем при температуре 90-110 ºС обеспечивает наиболее полное растворение, что положительно влияет на степень извлечения продукта.
Технический результат достигается тем, что охлаждение насыщенного калием раствора до температуры 20-35 ºС с выпариванием части воды обеспечивает наиболее полное выпадение в осадок кристаллов хлорида калия при незначительном выпадении в осадок примесей.
Технический результат достигается тем, что промывка отделенных от охлажденного маточного раствора кристаллов хлорида калия пресной водой и последующая фильтрация обеспечивают повышение чистоты конечного продукта.
Промывной раствор, полученный после отмывки кристаллического материала от хлорида магния, может быть направлен на получение карналлита, бишофита, или оксида магния, или магния путем электролиза, что позволяет получать побочные продукты производства.
Карналлит, полученный при выпаривании промывного раствора после отмывки кристаллического материала от хлорида магния, может быть направлен обратно на стадию отмывки кристаллического материала от хлорида магния с целью сокращения потерь хлорида калия.
Фильтрат, полученный после отмывки от хлорида магния, может быть направлен на стадию упаривания исходного рассола, что увеличивает выход сопутствующего продукта в виде карналлита и сокращает потери хлорида калия.
Маточный раствор, полученный после кристаллизации хлорида калия из насыщенного калием раствора, может быть направлен на стадию горячего растворения хлорида калия в качестве растворителя, что позволяет экономить ресурсы на водоподготовку и сокращает потери хлорида калия.
Маточный раствор, полученный после заключительной промывки и фильтрации кристаллов хлорида калия, может быть направлен на стадию отмывки кристаллического материала от хлорида магния, что сокращает потери хлорида калия, возвращая его в рабочий цикл.
Ниже приведены примеры реализации способа по настоящему изобретению.
Пример 1.
В качестве сырья для получения хлорида калия использовали хлоридно-кальциевый рассол, который упаривали до концентрации KCl 1,6 % мас., NaCl 1,3 % мас., MgCl2 5,1 % мас., CaCl2 24,5 % мас. Затем охлаждали концентрат до температуры 20ºC с выделением кристаллического продукта (первичного кристаллизата) в виде смеси карналлита (KCl·MgCl2·6H2O), хлорида кальция, хлорида натрия и хлорида калия. Выход первичного кристаллизата составил 7,81%. Для удаления хлорида кальция, полученную кристаллическую суспензию направляли на стадию первичной отмывки водой методом вытеснения на ленточном вакуум-фильтре с соотношением Ж:Т=0,3:1. Выход кристаллизата после первичной отмывки 75,3%. Остаточное содержание хлорида кальция в кристаллизате не превышало 3,9 %. После стадии первичной отмывки кристаллизат направлялся на стадию холодного разложения, где в течение 1 минуты отмывался методом разбавления в реакторе от хлорида магния и хлорида кальция водой при температуре 10оС. Полученная суспензия разделялась на фильтре. Влажный осадок после фильтрации направлялся на стадию горячего растворения, где при температуре 100оС обрабатывался горячей водой, оставшийся после растворения хлорида калия осадок, отделяли от насыщенного по хлориду калия раствора на вакуум-фильтре), насыщенный при 100оС раствор хлорида калия охлаждали до 20ºC с получением вторичного кристаллического продукта с концентрацией KCl не ниже 95%. Полученный кристаллический продукт KCl подвергли промывке пресной водой в количестве 10% от массы влажного продукта, получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%.
Пример 2.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что исходный рассол упаривали с получением концентрата до концентрации KCl 3,3 % мас., NaCl 10,2 % мас., MgCl2 6,1 % мас., CaCl2 31,2 % мас. Затем охлаждали концентрат до температуры 30ºC с выделением кристаллического продукта (первичного кристаллизата). Выход первичного кристаллизата составил 9,69%. Выход кристаллизата после первичной отмывки составил 69,9%. Остаточное содержание хлорида кальция в кристаллизате не превышало 3,5%. После стадии первичной отмывки кристаллизат направлялся на стадию холодного разложения, где в течение 10 минут отмывался методом разбавления при соотношении Ж:Т=0,5:1 в реакторе от хлорида магния и хлорида кальция раствором хлорида калия при температуре 20оС. Полученная суспензия разделялась на фильтре. Влажный осадок после фильтрации с содержанием KCl – 35,07 % мас., NaCl – 55,94% мас. и выходом 44,3% направлялся на стадию горячего растворения, где при температуре 90оС обрабатывался горячим маточным раствором в соотношении маточный щелок: кристаллизат равном 2,1 : 1 до насыщения хлоридом калия. Оставшийся после выщелачивания хлорида калия галитовый отвал в количестве 59,1% от массы промытого осадка отделяли от насыщенного по хлориду калия раствора на вакуум-фильтре. Насыщенный при 90оС раствор хлорида калия охлаждали до 30оС с испарением 8,5% воды от массы раствора и получением вторичного кристаллического продукта с концентрацией KCl не ниже 95% и выходом 37% от массы отмытого кристаллизата. Маточный раствор с незначительным содержанием KCl со стадии кристаллизации направлялся на стадию горячего растворения для выщелачивания хлорида калия из первичного кристаллизата. Полученный кристаллический продукт KCl подвергли промывке дистиллированной водой в количестве 5% от массы влажного продукта, получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%. Слабый раствор хлорида калия со стадии промывки направляли на стадию холодного разложения, где хлорид калия из раствора переходил обратно в кристаллическую фазу.
Пример 3.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что рассол упаривали с получением концентрата до концентрации KCl 4,3% мас., NaCl 15,1 % мас., MgCl2 6,5 % мас., CaCl2 41,4 % мас. Выход первичного кристаллизата составил 11,95%. После проведения остальных операций получали вторичный кристаллический продукт с концентрацией KCl не ниже 95%. После промывки получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%.
Пример 4.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что рассол упаривали с получением концентрата до концентрации KCl 5,0 % мас., NaCl 18,5 % мас., MgCl2 7,0 % мас., CaCl2 47,2 % мас. Выход первичного кристаллизата составил 12,1%. После проведения остальных операций получали вторичный кристаллический продукт с концентрацией KCl не ниже 95%. После промывки получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%.
Пример 5.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №2 с тем отличием, что горячее растворение осуществляли при температуре 110оС.
Пример 6.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что концентрат охлаждали до температуры 35ºC с выделением кристаллического продукта (первичного кристаллизата). Выход первичного кристаллизата составил 9,45%. Для удаления хлорида кальция, полученную кристаллическую суспензию направляли на стадию первичной отмывки водой на ленточном вакуум-фильтре с соотношением Ж:Т=0,7:1. Выход кристаллизата после первичной отмывки 68,12%. Остаточное содержание хлорида кальция в кристаллизате не превышало 2,8 %. После стадии первичной отмывки кристаллизат направлялся на стадию холодного разложения, где в течение 20 минут отмывался методом разбавления в реакторе от хлорида магния и хлорида кальция водой при температуре 25ºC. Полученная суспензия разделялась на фильтре. Насыщенный при 100ºC раствор хлорида калия охлаждали до 35ºC с получением вторичного кристаллического продукта с концентрацией KCl не ниже 95%. После промывки получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%.
Пример 7.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что на стадии холодного разложения в качестве растворителя использовали раствор хлорида калия. После проведения остальных операций получали вторичный кристаллический продукт с концентрацией KCl не ниже 95%. После промывки получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%.
Пример 8.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что на стадии холодного разложения и горячего растворения в качестве растворителя использовали раствор хлорида натрия. После проведения остальных операций получали вторичный кристаллический продукт с концентрацией KCl не ниже 95%. После промывки получали кристаллизат с концентрацией KCl ≥ 98%.
Пример 9.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что раствор, полученный после отмывки кристаллического материала от хлорида магния, направляли на получение карналлита, бишофита, оксида магния, или магния путем электролиза.
Пример 10.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что фильтрат, полученный после отмывки от хлорида магния, направляли на стадию упаривания исходного рассола.
Пример 11.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что фильтрат, полученный на стадии отмывки кристаллического материала от хлорида кальция, использовали в качестве сырья для антигололедной добавки и тампонажных растворов.
Пример 12.
Процесс извлечения хлорида калия проводили аналогично примеру №1 с тем отличием, что для отмывки кристаллического материала от хлорида кальция использовали центрифугу.
Claims (8)
1. Способ извлечения хлорида калия из рассола, содержащего хлориды калия, натрия, магния и кальция, характеризующийся тем, что включает получение неочищенного кристаллического материала, промывку указанного неочищенного кристаллического материала с растворением хлорида магния, отделение промытого кристаллического материала от жидкости, растворение хлорида калия, содержащегося в указанном кристаллическом материале, с помощью горячего растворителя с образованием горячего насыщенного раствора хлорида калия, отделение в горячем состоянии указанного насыщенного калием раствора от нерастворенных твердых веществ, охлаждение указанного насыщенного калием раствора и отделение хлорида калия от охлажденного маточного раствора, при этом получение неочищенного кристаллического материала осуществляют концентрированием исходного рассола до концентрации по KCl в диапазоне 1,6-5,0 мас.%, NaCl в диапазоне 1,3-18,5 мас.%, MgCl2 в диапазоне 5,1-7,0 мас.%, CaCl2 в диапазоне 24,5-47,2 мас.%, сконцентрированный рассол охлаждают до температуры 20-35°C с выпадением в осадок кристаллического материала в виде карналлита, хлорида кальция, хлорида натрия и хлорида калия, кристаллический материал отделяют от маточного раствора, перед промывкой кристаллического материала с растворением хлорида магния осуществляют промывку кристаллического материала от хлорида кальция методом вытеснения на ленточном вакуум-фильтре либо центрифуге с соотношением Ж:Т=0,3-0,7:1, промывку кристаллического материала от хлорида магния осуществляют методом разбавления кристаллического материала в реакторе растворителем при температуре 10-25°С, отделение кристаллического материала от жидкости после промывки от хлорида магния осуществляют выгрузкой пульпы из реактора и её фильтрацией, растворение хлорида калия осуществляют в горячем растворителе при температуре 90-110°С, охлаждение насыщенного калием раствора с испарением части воды осуществляют до температуры 20-35°С c последующим выпадением в осадок и фильтрацией кристаллов хлорида калия, отделенные от охлажденного маточного раствора кристаллы хлорида калия подвергают промывке пресной водой и фильтрации.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют воду или раствор хлорида калия или хлорида натрия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку кристаллического материала от хлорида магния осуществляют в течение 1-20 мин.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, полученный после отмывки кристаллического материала от хлорида магния, направляют на получение карналлита, бишофита, или оксида магния, или магния путем электролиза.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрат, полученный после отмывки от хлорида магния, направляют на стадию упаривания исходного рассола.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что маточный раствор, полученный после кристаллизации хлорида калия из насыщенного калием раствора, направляют на стадию горячего растворения хлорида калия в качестве растворителя.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор, полученный после заключительной промывки и фильтрации кристаллов хлорида калия, направляют на стадию отмывки кристаллического материала от хлорида магния.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что фильтрат, полученный на стадии отмывки кристаллического материала от хлорида кальция, используют в качестве сырья для антигололедной добавки или тампонажных растворов.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2813062C1 true RU2813062C1 (ru) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1432796A (en) * | 1920-04-12 | 1922-10-24 | Joseph L Silsbee | Method of recovering potassium chloride from brine |
US4386936A (en) * | 1979-02-01 | 1983-06-07 | Ppg Industries Canada Ltd. | Production of potassium chloride using pond crystallization |
EP1440036B1 (en) * | 2001-10-22 | 2007-03-21 | Council of Scientific and Industrial Research;an Indian Reg. body incorporated under Reg. of Societies Act (Act XXI of 1860) | Recovery of sodium chloride and other salts from brine |
KR101380405B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2014-04-10 | 주식회사 포스코 | 염수로부터 염화 칼륨을 추출하는 방법 |
RU2585013C2 (ru) * | 2011-02-18 | 2016-05-27 | Вале С.А. | Способ получения хлорида калия |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1432796A (en) * | 1920-04-12 | 1922-10-24 | Joseph L Silsbee | Method of recovering potassium chloride from brine |
US4386936A (en) * | 1979-02-01 | 1983-06-07 | Ppg Industries Canada Ltd. | Production of potassium chloride using pond crystallization |
EP1440036B1 (en) * | 2001-10-22 | 2007-03-21 | Council of Scientific and Industrial Research;an Indian Reg. body incorporated under Reg. of Societies Act (Act XXI of 1860) | Recovery of sodium chloride and other salts from brine |
RU2585013C2 (ru) * | 2011-02-18 | 2016-05-27 | Вале С.А. | Способ получения хлорида калия |
KR101380405B1 (ko) * | 2012-12-21 | 2014-04-10 | 주식회사 포스코 | 염수로부터 염화 칼륨을 추출하는 방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6776972B2 (en) | Recovery of common salt and marine chemicals from brine | |
AU2002212675B8 (en) | Recovery of sodium chloride and other salts from brine | |
US7014832B2 (en) | Simultaneous recovery of potassium chloride and KCL enriched edible salt | |
IL176481A (en) | Integrated process for the simultaneous recovery of industrial grade potassium chloride and low sodium edible salt from bittern | |
CA2538493C (en) | Improved process for the recovery of sulphate of potash (sop) from sulphate rich bittern | |
IL176482A (en) | Process for recovery of sulphate of potash | |
US7041268B2 (en) | Process for recovery of sulphate of potash | |
US20190002300A1 (en) | Method for the control of sulphate forming compounds in the preparation of potassium sulphate from potassium-containing ores at high ambient temperatures | |
US3634041A (en) | Method for the production of potassium sulfate from potassium-containing double salts of magnesium sulfate | |
US3271106A (en) | Production of potassium sulfate and potassium chloride | |
RU2813062C1 (ru) | Способ получения хлористого калия из рассолов хлоридно-кальциевого типа | |
US3925028A (en) | Treatment of seawater brines with an alcohol to recover a fertilizer quality double salt | |
US2758912A (en) | Process for producing a substantially sulfate-free and potassium-free magnesium chloride solution | |
US4334885A (en) | Production of potassium chloride from langbeinite | |
JPH0122203B2 (ru) | ||
AU2017281590B2 (en) | Method for the reduction of halite in the preparation of potassium sulphate from potassium-containing ores at high ambient temperatures | |
RU2819829C1 (ru) | Способ получения хлористого кальция из рассолов хлоркальциевого типа | |
GB2045736A (en) | Preparation of magnesium chloride | |
RU2792267C1 (ru) | Способ получения обогащенного карналлита | |
US1393603A (en) | Method of separating sodium carbonate and potassium chlorid from natural alkaline brines | |
US3459496A (en) | Process for the recovery of potassium from mother and waste liquors of the treatment of potassium salts | |
RU2056356C1 (ru) | Способ извлечения сульфата магния | |
Niu | Bhavnagar (IN); Abdulhamid | |
EA201900492A1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
MXPA06007416A (en) | Simultaneous recovery of potassium chloride and kc1 enriched edible salt |