Установка для переробки відходів, одержаних при переробці полімінеральних калійних руд

Установка для переробки відходів, одержаних при переробці полімінеральних калійних руд, що включає декілька послідовно встановлених вакуум-випарних апаратів з винесеними камерами нагрівання і сепараторами змішування та вимушеною циркуляцією розчину, підключених по прямоточній схемі, які з’єднані підвідними та відві C2 1 3 ше тимчасовим вирішенням проблеми утилізації Технологічні методи, у даному випадку, макі і ь значну перевагу, так як вирішують не лише екологічні питання, але й можуть надати відходам калійного виробництва іншого статусу - техногенної сировини з якої можна одержати, як калійні мінеральні добрива, магнієву сировину (хлорид магнію), кухонну сіль вищого гатунку. Проведені дослідження показали, що в одноступінчастому процесі неможливо одержати одночасно доносичений галітом розсіл і кондиційний хлор-магнієвий луг. Відомі пристрої, для переробки відходів, одержаних при переробці полімінеральних калійних руд прямоточною, протитечієвою та змішаною схемами руху теплоносіїв та розчинів у випарювальних установках. Відома багатокорпусна випарювальна установка з протитечієвим рухом пари і розчину, що випаровується, яка містить встановлені один над другим корпуси з камерами нагрівання і труби по яким випарюваний розчин надходить із верхнього корпуса в нижче розташований, труби обладнані інжекторами, які працюють за допомогою пари нижче розташованого корпусу. У верхній частині установки встановлюється паросепараціне обладнання із якого пара відсмоктується на конденсатор. При роботі установки вихідний розчин поступає в верхню секцію установки, випаровується, потім через трубу перетоку переводиться в середню секцію, із середньої в нижню, де розчин випаровується до зазначеної густини і виводиться Пар для нагрівання подається в парову камеру нижньої секції Середня секція обігрівається вторинним паром нижньої секції Верхня секція обігрівається парою середньої секції [А.С. СССР №1215204, 05 07 1984, МПК6 B01D1/12]. Протитечієва схема руху теплоносію та випарюваного розчину для випарювання розсолів одержаних при переробці полімінеральних калійних руд є непридатною, так як чиста кухонна сіль виділяється із розчину при концентрації магнію у випареному розчині 3,0-3,8мас.% і температурі 7580 С. При зростанні температури випарювання розчину концентрація магнію у розчині різко зростає, відповідно сіль забруднюється калійномагнієвими домішками і стає непридатною для споживання. Вихідні розсоли дуже бідні на іони магнію, навіть після їх донасичення містять лише 1,47мас.%. Тому на розглядуваному пристрої випаровування буде проходити дуже довго. В установці не передбачена можливість замкнутого водопостачання. Установки з протитечієвою схемою руху є економічно та екологічно неперспективні для випарювання розсолів такого типу. Відомі у діючому виробництві пристрої для випаровування надлишкових шаєнітових розчинів у вигляді трикорпусної установки зі змішаною схемою руху розчину по корпусам із першого (високотемпературного) розчин поступає самопливне в третій (низькотемпературний), звідки насосом подається у другий Вибір такої схеми продиктований необхідністю відділення кухонної солі від розчину при температурі 75-80 С, при якій досягається 76481 4 максимальне виділення чистої солі з розчину Тому сіль у вигляді суспензії виводять із другого корпусу, в якому є потрібні температурні умови. [Постоянный технологический регламент производства технической поваренной соли, калийно-магниевых солей. рассола хлористого натрия и раствора хлористого магния №35/1-85 Калушское ООО «Хлорвинил»]. Робота трикорпусної установки зі змішаною схемою руху теплоносіїв є більш складною у порівнянні і прямоточною, із-за необхідності перекачування розчину із третього корпуса у другий для подолання перепаду тисків, а також підігріву розчину від температури третього корпусу до температури другого. Крім того, додаткові операції пов’язані з необхідністю використання додаткового обладнання. Відома трикорпусна прямоточна вакуумновипарювальна установка, за допомогою якої одержують технічний хлорид натрію Установка містить три послідовно встановлені вакуумновипарювальні апарати з винесеними камерами нагрівання і сепараторами змішування, та вимушеною циркуляцією розчину. Апарати з’єднані між собою підвідними та відвідними паро- та розсолопроводами, розчини циркулюють у пристрої за допомогою насосів та під дією створеного тиску. Пристрій працює таким чином. Корпус першого випарного апарату обігрівається парою для нагрівання а кожний наступний - вторинним паром попереднього корпусу. Розчин поступає на випарювання у перший корпус у камеру нагрівання де випаровується і з якої, разом з парою, потрапляє на сепаратор змішування, в якому проходить змішування та охолодження випаруваного розчину до температури випаровування другого корпусу, після цього розчин під тиском з першого апарату поступає на довипарювання у другий апарат, потім розчин поступає у третій випарювальний апарат, із якою відділяється продуктивна сіль. Суспензія із сепаратора третього корпусу насосом вивантажується в бак-гідрозатвор із якого насосом подається в гідроциклон де осад відділяється від розчину. Утворений осад являє собою технічну сіль і подається на центрифугу, де розділяється вивантажується і подається на сушку, а злив гідроциклона, який утворився після відділення солі повертають у шламо- та хвостосховища [Ковалишин И.И., Дрогомирецкая О.А., Савчак И.М. и др. Исследование процесса выпаривания маточных шенитовых растворов на стадии выделения поваренной соли. Рук. деп. в ОНИИТЭХИМ (г. Черкассы) 21 июня 1974г. №280/74 Деп]. В описаній установці одержується технічна сіль яка є непридатною для споживання людьми внаслідок її забруднення калійно-магнієвими домішками. Установка не забезпечує виділення максимальної кількості корисної сировини, так-як випарювання закінчується стадією одержання солі, а одержані концентровані калійно-магнієві розчини повертаються в шламо- та хвостосховища. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення пристрою для переробки відходів одержаних при переробці полімінеральних калійних руд, які на даний час скидаються в природні во 5 дойми або складуються в шламо- та хвостосховища, шляхом збільшення кількості корпусів вакуумио-випарювальної установки і розширенням корисної різниці температур між розчином в першому та останньому корпусах, що дозволить одержати харчову кухонну сіль вищого гатунку і розчин, який можна використовувати для приготування хлормагнієвих розсолів - сировини для виробництва штучного карналіту, створити замкнуту систему та екологічно-безпечний пристрій для переробки відходів калійних руд, зменшити антропогенне навантаження на довкілля. Найбільш близькою до запропонованої установки є багатокорпусна вакуум-випарювальна установка з прямоточною схемою підключення вакуумно-випарювальних апаратів. Виділення продуктивного хлориду натрію здійснюється з корпуса, в якому в розчині досягнуто певної концентрації за магнієм (виділення продуктивного хлориду натрію відбувається шляхом розділення отриманої після вказаного корпусу суспензії за допомогою відомих пристроїв на продуктивну сіль та фільтрат). Наступний корпус вакуум-випарювальної установки призначений для випарювання фільтрату, утвореного після відділення продуктивної солі (хлориду натрію), при відповідному температурному режимі до заданої кінцевої концентрації за магнієм. Після останнього корпусу вакуумвипарювальної установки проводять розділення утвореної суспензії (за допомогою відомих пристроїв) на фільтрат (кінцевий випарений розчин) та осад (у вигляді забрудненої солі), причому осад змішують з вихідним розчином та направляють в перший корпус вакуум-випарювальної установки, а фільтрат направляють на подальшу переробку. Отриманий продуктивний хлорид натрію підлягає промиванню водою [АС СССР №16787665 А1. Бюл. №35. 23.09.91. МПК6 C01D3/06]. В описаній установці не передбачено репульпацію забрудненої солі вихідним розчином, а лише її промивку у наслідок чого ступінь вилучення NaCl із розчину складає всього 36-40%, так-як при промивці крім калійно-магнієвих домішок у розчин переходить і продуктивний хлорид натрію. Поставлена задача вирішується тим, що в багатокорпусній вакуум-випарювальній установці для переробки відходів одержаних при переробці полімінеральних калійних руд, що включає вакуумвипарювальні апарати (ВВА) з винесеними камерами нагрівання, сепараторами змішування, вимушеною циркуляцією розчину, із прямоточною схемою підключення випарювальних апаратів. яка відрізняється тим, що додатково введено бакгідрозатвор через насос з’єднаний з гідро циклоном, бак-змішувач з’єднаний із центрифугою, а розсолопровід кінцевого випареного розчину приєднаний до вихідної мережі другого корпусу вакуум-випарної установки. Додаткове введення бака-гідрозатвора забезпечує проведення 3-го ступеню очищення введення бака-мішувача забезпечує репульпація згущеної продуктивної солі отриманої на центрифузі.вихідним розчином. Під єднання розсолопроводу кінцевого випареного розчину до вихідної мережі 76481 6 другого корпусу ВВУ дозволяє створити замкнуту безвідходну схему випаровування. Запропонована конструкція забезпечує повну безвідходність виробництва, так-як передбачає повернення у цикл фільтрату, що використовують для виробництва карналіту, промивної води та розчину для репульпація. При такій конструкції пристрою збільшиться повнота вилучення корисної продукції із калійних відходів: кухонної солі без домішок - 48,7%; ступінь виділення продукту із вихідного розчину складає 79,0%. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, на якому зображена схема установки для переробки відходів одержаних при переробці полімінеральних калійних руд. Як показано на Фіг., установка для переробки відходів одержаних при переробці полімінеральних калійних руд, містить чотири послідовно встановлені вакуумно-випарювальні апарати І, II, ІІІ, ІV з виносними камерами нагрівання 1б, 2б, 3б, 4б, сепаратори змішування 1a, 2а, 3а, 4а, циркуляційні насоси - 1-4, баки - гідрозатвори 5, 6, гідроциклони 7, 8, бак зі змішувачем 9, центрифуги 10, 11, насоси 12-18 для розчинів та суспензій, трубопроводи сокового пару 19-22, трубопроводи вихідного розчину 23, 24, циркуляційні розсолопроводи 25, 26, 27, трубопроводи випарюваного розчину та суспензій 28-35, трубопровід води 36 для промивання солі, транспортер 37. Пристрій працює таким чином. Корпус першого випарного апарату обігрівається парою для нагрівання, а кожний наступний вторинним паром попереднього корпусу, що поступає по паропроводам (19-22) під створеним в корпусами піском. Вода, яка утворюється підчас випаровування розчинів, разом з водою для охолодження виводиться з корпусу, подається на охолоджувач (не показаний на схемі пристрою) і знову використовується в процесі, а її надлишок поступає у акумулюючу ємність (не показану на схемі пристрою) і використовується для планового промивання пристрою, після чого одержаний розчин змішують з вихідним розчином і подають на випарювання насосом (12) по трубопроводу (23) в перший корпус вакуумно-випарювального апарату (І) в камеру нагрівання (1б). При роботі пристрою вихідний розчин на випаровування подається в перший апарат (І) насосом (12) по трубопроводу (23) в нагрівальну камеру (1б) в якій нагрівається до температури випаровування передбаченої у першому апараті, перенасичений розчин піднімається разом з парою нагрівання у сепаратор змішування (1а) в якому проходить змішування та охолодження випаруваного розчину до температури випаровування другого апарату, після цього розчин під тиском з першою апарату поступає по розсолопроводу (28) на довипарювання у другій апарат (II) в нагрівальну камеру (2б) з якої піднімається у сепаратор змішування (2а), потім розчин поступає по розсолопроводу (29) у третій випарювальний апарат (III) у нагрівальну камеру (3б), звідки перенасичений розчин піднімається на сепаратор змішування (3а), із якого відділяється продуктивна сіль, суспензія із сепаратора третього корпусу (3а) по розсолопро 7 76481 воду (30) вивантажується в бак-гідрозатвор (5), із якого насосом (13) по розсолопроводу (31) подається в гідроциклон (7). Злив гідроциклона (7) насосом (14) подається по циркуляційному розсолопроводу (25) в четвертий випарювальний апарат (IV, 4а, 4б), де продовжує випарюватися розчину до кінцевої концентрації за магнієм. Суспензія із сепаратора четвертого корпусу (4а) по розсолопроводу (32) вивантажується в бак-гирозатвор (6), із якого насосом (15) подасться по розсолопроводу (33) в гідроциклон (8). Злив гідроциклона (8) є сировиною для виробництва штучного карналіту (мінеральне добриво), а також аналогічний за хімічним складом випареному розчину після першого апарату випарювання і його, при відсутності попиту на карналіт, можна подавати в другий апарат випарювання (ІІ, 2а, 2б). Згущена забруднена сіль із 11 гідроциклона насосом (16) поступає по циркуляційному розсолопроводу (26) у другий випарювальний апарата (II, 2а, 2б), де домішки кухонної солі (в основному КС1) Комп’ютерна верстка М. Клюкін 8 переходять в розчин і проходить репульпаця кухонної солі. Піски гідроциклона (7), являють собою чисту кухонну сіль, подаються по циркуляційному розсолопроводу (25) насосом (14) у четвертий апарат випарювання (IV, 4а, 4б). Відфільтрована кухонна сіль із центрифуги (10) по розсолопроводу (34) вивантажується в бак зі змішувачем (9), куди подається вихідний розчин по розсолопроводу (24) для репульпації. Утворена суспензія насосом (17) подається по розсолопроводу (35) на центрифугу (11), де розділяється, осад на центрифузі промивається питною водою, яка надходить з трубопроводу (36), вивантажується на транспортер (37) і подається на сушку (не показана на схемі пристрою). Фільтрат і промивна вода після центрифуги (11) насосом (18) ті циркуляційному розсолопроводу (27) подається разом із вихідним розчином на випарку у перший випарювальний апарат (1а, 1б). Цикл повторюється з додаванням вихідного розчину. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601