Спосіб одержання калійно-магнієвих солей із розчину перероблення калійно-магнієвих руд

Реферат: Винахід належить до хімічної галузі промисловості і може використовуватися у виробництві калійно-магнієвих добрив на базі розчинів перероблення калійно-магнієвих руд хлоридносульфатного типу. Спосіб включає випарювання розчинів у багатокорпусній вакуум-випарній установці з подачею гріючої пари в перший корпус і відділенням хлориду натрію із корпусу з температурою випарювання 80-90 °C, повторне випарювання розчину після відділення хлориду натрію до сухого стану на твердій поверхні з температурою 180-250 °C з утворенням суміші перегрітої водяної пари і калійно-магнієвих солей, перегріту водяну пару після відділення калійно-магнієвих солей подають як гріючу пару в перший корпус багатокорпусної вакуумвипарної установки. UA 115222 C2 (12) UA 115222 C2 UA 115222 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до хімічної галузі промисловості і може використовуватися у виробництві хлориду натрію та безхлоридних калійних і калійно-магнієвих добрив на базі розчинів перероблення полімінеральних калійних руд хлоридно-сульфатного типу. Відомий спосіб виділення хлориду натрію і калійно-магнієвих солей із розчину перероблення калійно-магнієвих руд, який включає його випарювання, відділення хлориду натрію, змішування розчину після відділення хлориду натрію і розчину після відділення калійно-магнієвих солей, випарювання суміші розчинів і відділення калійно-магнієвих солей. (Див., напр., А.С. СРСР № 1049427, кл. С 01 D 3/08; С01 D 5/12 від 21.05.82 p.). Недоліком цього способу є витрата великої кількості гріючої пари на випарювання, утворення відхідного хлорид магнієвого розчину і необхідність його утилізації. Відомий також спосіб виділення хлоридів і сульфатів натрію, калію, магнію із розчинів при переробленні полімінеральних калійних руд, який включає випарювання розчину до концентрації іонів магнію 4,2-4,3 %, відділення хлориду натрію, повторне випарювання розчину і виділення калійних солей (Див., напр., А.С. СРСР № 867877, кл. С 01 D 3/08 від 22.06.77 p. – найближчий аналог). Недоліками цього способу є також витрата великої кількості гріючої пари на випарювання, утворення відхідного хлоридмагнієвого розчину і необхідність його утилізації. Задачею винаходу є зниження витрати гріючої пари на випарювання, відсутність утворення надлишкового хлоридмагнієвого розчину і необхідності його утилізації, спрощення способу, яке полягає в випарюванні розчину після відділення хлориду натрію до сухого стану на гарячій твердій поверхні з отриманням водяної пари і суміші калійно-магнієвих солей, яка складається з лангбейніту, кізериту, хлориду калію, хлориду магнію і залишкового хлориду натрію і може використовуватись як добриво. Суттєвими ознаками винаходу, що забезпечують досягнення технічного результату, є технологія, яка включає випарювання розчину перероблення калійно-магнієвих руд у багатокорпусній вакуум-випарній установці з подачею гріючої пари в перший корпус і відділенням хлориду натрію із корпусу з температурою випарювання 80-90 °C, повторне випарювання розчину з виділенням суміші калійно-магнієвих солей здійснюють до сухого стану на твердій поверхні з температурою 180-250 °C з утворенням водяної пари і калійно-магнієвих солей, водяну пару відділяють від калійно-магнієвих солей і подають як гріючу пару в перший корпус багатокорпусної вакуум-випарної установки, розчин перероблення калійно-магнієвих руд подають у перший корпус вакуум-випарної установки, а суміш калійно-магнієвих солей знімають із гарячої твердої поверхні разом із парами води. Ознаками цього способу, що співпадають із суттєвими ознаками відомого способу є випарювання розчинів перероблення калійно-магнієвих руд в багатокорпусній вакуум-випарній установці з подачею гріючої пари в перший корпус і відділенням хлориду натрію із корпусу з температурою випарювання 80-90 °C, повторне випарювання розчину з виділенням суміші калійно-магнієвих солей. Відмінними ознаками способу, що заявляються, від прототипу є те, що повторне випарювання розчину з виділенням суміші калійно-магнієвих солей здійснюють до сухого стану на твердій поверхні з температурою 180-250 °C з утворенням водяної пари і калійно-магнієвих солей, водяну пару відділяють від калійно-магнієвих солей і подають як гріючу пару в перший корпус багатокорпусної вакуум-випарної установки, розчин перероблення калійно-магнієвих руд подають у перший корпус вакуум-випарної установки, а суміш калійно-магнієвих солей знімають із гарячої твердої поверхні разом із парами води. Ознаками, достатніми у всіх випадках, на які поширюється обсяг правової охорони, є ті, що повторне випарювання розчину з виділенням суміші калійно-магнієвих солей здійснюють до сухого стану на твердій поверхні з температурою 180-250 °C з утворенням водяної пари і калійно-магнієвих солей, водяну пару відділяють від калійно-магнієвих солей і подають як гріючу пару в перший корпус багатокорпусної вакуум-випарної установки, розчин перероблення калійно-магнієвих руд подають у перший корпус вакуум-випарної установки. Ознаки, які характеризують винахід у конкретних формах виконання є те, що суміш калійномагнієвих солей знімають із гарячої твердої поверхні разом із парами води. Нові технічні властивості винаходу досягаються за рахунок випарювання розчинів перероблення калійно-магнієвих руд в багатокорпусній вакуум-випарній установці з подачею гріючої пари в перший корпус і відділенням хлориду натрію із корпусу з температурою випарювання 80-90 °C, повторного випарювання розчину до сухого стану на гарячій твердій поверхні з температурою 180-250 °C з утворенням водяної пари і суміші калійно-магнієвих солей, водяну пару після відділення суміші калійно-магнієвих солей подають як гріючу пару в перший корпус багатокорпусної вакуум-випарної установки, розчин перероблення калійно 1 UA 115222 C2 магнієвих руд подають у перший корпус вакуум-випарної установки, а суміш калійно-магнієвих солей знімають із гарячої твердої поверхні разом із парами води. Вплив температури гарячої твердої поверхні на процес випарювання розчину до сухого стану наведений у таблиці 1. 5 Таблиця 1 Показники Вміст у солі, % MgO Час висихання, С 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Температури гарячої твердої поверхні, °C Спосіб, що заявляється Найближчий аналог 150 180 215 250 280 0,0 0,3 3,5 0,7 2,3 0,9 1,5 1,1 1,2 1,8 1,0 Як видно з наведених даних, зниження температури менше 180 °C призводить до утворення біля 0,3 % оксиду магнію при цьому зростає час висихання розчину до 3,5 секунд, а збільшення її вище 250 °C призводить до зростання вмісту в висушеній солі оксиду магнію до 1,8 %, а час висихання суттєво не скорочується. Вміст оксиду магнію в висушеній солі свідчить про розклад хлориду магнію за високої температури і утворення хлориду гідрогену, який забруднює водяну пару і призводить до корозії апаратури. Спрощення процесу досягається за рахунок випарювання розчину після відділення хлориду натрію до сухого стану на гарячій поверхні, що сприяє виділенню суміші калійно-магнієвих солей у простому технологічному процесі і утворенню гріючої пари для вакуум-випарної установки. Зменшення витрати гріючої пари досягається за рахунок використання різних твердих, рідких, газоподібних видів палива, а також побутових відходів для нагрівання твердої поверхні. Реалізація способу здійснюється за схемою, показаною на кресленні. Розчин перероблення калійно-магнієвих руд надходить на випарювання в перший корпус (2) вакуум-випарної установки, потім на третій корпус (4), після якого на другий корпус (3). Випарену суспензію після другого корпусу подають на гідросепарацію (5) і фільтрування (6). Продукційну сіль після фільтрування виводять як продукт. Фільтрат і розчин із гідросепаратора подають на випарювання (1) на гарячій твердій поверхні, яка нагрівається нагрітим теплоносієм. В результаті утворюються тверді калійно-магнієві солі і водяна пара, яку подають у перший корпус (2) вакуум-випарної установки. Водяна пара з третього корпусу надходить в баромконденсатор (7), конденсується оборотною водою, після чого охолоджується в градирні (8) і скидається в природну гідромережу. Приклади здійснення способу 3 + Приклад 1. 2,0 дм розчину Домбровського кар'єру густиною 1,22 кг/дм складу, мас. %: К 2+ 2+ + 22,57; Mg 1,39; Са 0,03; Na 6,72; Сl 12,32; SO4 6,07; Н2О 70,90 випарювали під вакуумом за 3 температури 80 °C. Випарили 1230 см води. Отриману суспензію фільтрували, осад на фільтрі 3 + 2+ промили 50 см води. Одержали 352 г хлориду натрію складу, мас. %: К 0,09; Mg 0,05; 2+ + 2+ Са 0,05; Na 38,37; Сl 59,38; SO4 0,15; Н2О 2,12 і 908 г випареного розчину складу, мас. %: К 2+ 2+ -26,87, Mg -3,72, Ca 0,06; Na-3,19, Сl - 10,09, SO4 - 16,25, Н2О - 59,75. Випарений розчин розпилювали на тверду гарячу поверхню з температурою 180 °C і висушували до сухого стану + 2+ протягом 2,3 с Отримали 365 г калійно-магнієвих солей складу, мас. %: К - 17,07, Mg - 9,23, 2+ + -2MgO-0,7; Са 0,15; Na - 7,91, Сl - 25,05, SO4 - 40,38, Н2О - 0,18. Вміст поживних речовин у суміші калійно-магнієвих солей наступний, мас. %: К2О 20,55; за MgO-15,31; S-13,46. Сума поживних речовин у добриві становить 49,32 %. 3 3 Приклад 2. 2,0 дм розчину Домбровського кар'єру густиною 1,22 кг/дм із прикладу 1 3 випарювали під вакуумом за температури 80 °C. Випарили 1250 см води. Отриману суспензію3 фільтрували, осад на фільтрі промили 50 см води. Випарений розчин розпилювали на тверду гарячу поверхню з температурою 250 °C і висушували до сухого стану протягом 1,2 с. Отримали 360 г калійно-магнієвих солей із вмістом MgO-1,1 %. Приклад 3. 2,0 дм розчину Домбровського кар'єру густиною 1,22 кг/дм із прикладу 1 3 випарювали під вакуумом за температури 80 °C. Випарили 1250 см води. Отриману суспензію 3 фільтрували, осад на фільтрі промили 50 см води. Випарений розчин розпилювали на тверду гарячу поверхню з температурою 215 °C і висушували до сухого стану протягом 1,5 с. Отримали 371 г калійно-магнієвих солей із вмістом MgO-0,9 %. 2 UA 115222 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Спосіб одержання калійно-магнієвих солей із розчину перероблення калійно-магнієвих руд, який включає їх випарювання в багатокорпусній вакуум-випарній установці з подачею гріючої пари в перший корпус і відділенням хлориду натрію, повторне випарювання розчину з виділенням суміші калійно-магнієвих солей, який відрізняється тим, що повторне випарювання розчину після відділення хлориду натрію здійснюють до сухого стану на твердій поверхні з температурою 180-250 °C з утворенням суміші перегрітої водяної пари і калійно-магнієвих солей, перегріту водяну пару відділяють від калійно-магнієвих солей і подають як гріючу пару в перший корпус багатокорпусної вакуум-випарної установки. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що суміш калійно-магнієвих солей знімають із гарячої твердої поверхні разом із перегрітою водяною парою. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3