способ получения бишофита

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИШОФИТА из рассолов, включающий обработку последних известняком с последующим осаждением гидроксида магния и карбонизацией образовавшейся пульпы, отличающийся тем, что осажденный гидроксид магния отделяют от маточного раствора, содержащего хлориды натрия, калия и кальция и вновь распульповывают в маточном растворе с последующей карбонизацией полученной пульпы до остаточного содержания в ней хлорида кальция в растворе до 3,0 г/л, а образовавшийся карбонат кальция отделяют и перерабатывают на негашеную известь и углекислый газ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам переработки природных минерализованных вод и рассолов для получения соединений магния, в частности бишофита.

Известен способ получения бишофита (MgCl₂ 6H₂O), основанный на кристаллизации его из природных вод озерного и морского типа путем их естественного упаривания и концентpирования в заводских условиях при реализации комплексной галургической схемы получения различных солей. Порядок осаждения солей зависит от состава исходного рассола. Известен способ получения бишофита из озерной рапы хлоридно-сульфатного типа. Способ заключается в последовательном осаждении мирабилита, хлорида натрия, а после обессульфачивания маточного раствора рассол подвергают дальнейшему концентрированию с выделением поваренной соли и получением хлорида магния, из которого кристаллизуется бишофит.

Недостатком указанных способов является сложность технологической схемы. Кроме того, известные способы не позволяют получить бишофит из высокоминерализованных природных рассолов, обогащенных хлоридом кальция, содержание которого достигают 100-300 г/л и более. В процессе упаривания таких рассолов области кристаллизации бишофита и тахигидрата CaCl₂ 6H₂O настолько близки, что выделить их в индивидуальном состоянии невозможно, в результате кристаллизации образуется смесь указанных солей.

Известен способ получения бишофита из океанической воды, в котором осаждение магния осуществляют Са(ОН)₂, а полученную пульпу осадка с водой подвергают карбонизации. В процесс карбонизации пульпы Mg(OH)₂магний переходит в виде бикарбоната, который в присутствии хлорида магния подвергается конверсии с образованием бикарбоната натрия и раствора хлорида магния

Mg(HCO₃)₂+2NaCl ->> 2NaHCO₃+MgCl₂.

Осадок NaHCO₃ идет на кальцинацию для получения соды, а раствор хлорида магния на получение бишофита. Этот способ взят в качестве прототипа (фиг.1).

Недостатками прототипа являются использование большого количества известняка для получения реагентов (СаО и СО₂) и необходимость упаривания рассолов для получения соли.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение технологии получения бишофита, создание замкнутого цикла для получения реагентов, использование которых осуществляют в рамках технологической схемы.

Это достигается путем проведения процесса карбонизации в пульпе гидроксида магния и маточного раствора, содержащего хлориды кальция, натрия, калия и др. В результате такой обработки протекает следующая реакция:

Mg(OH)₂ + CaCl₂ + CO₂ ->> MgCl₂+ CaCO ₃+ H

Осажденный карбонат кальция после прокаливания используется в технологическом цикле, т.е. реагенты СаО и СО₂, получаются в рамках самой технологической схемы, а известняк может потребоваться только для восполнения потерь СаО и СО₂, но не более 10% от объема осажденного карбоната кальция, поступающего на обжиг.

Таким образом, предлагается использование маточных растворов, содержащих хлорид кальция, для перевода гидроксида магния в хлорид магния и получение химически осажденного карбоната кальция, необходимого в технологическом процессе.

Предлагаемый способ по сравнению со способом прототипа позволяет сделать схему замкнутой по используемым реагентам, а в качестве исходного сырья использовать рассолы хлоридного кальциевого типа.

На фиг.2 приводится технологическая схема получения бишофита из гидроксида магния и хлоридных маточных растворов.

Примеры конкретного выполнения предлагаемого способа.

П р и м е р 1. К 5 л природного расола состава, г/л: NaCl 76; KCl 26; MgCl₂ 55; CaCl₂ 210 добавляют при перемешивании 175 г негашеной извести (содержание СаО 97-98% ) до практически полного осаждения ( <0,01 г/л MgO) ионов магния рН= 10,5-10,7. Из указанного объема выделяется 175 г осадка с содержанием Mg(OH)₂ 94-95% Рассол после отстаивания или фильтрации осадка имеет следующий состав, г/л: NaCl 77; KCl 26; CaCl₂274; MgCl₂ не обнаружен. Выделенный осадок без промывки используют на следующей операции получение раствора хлорида магния (пример 2).

П р и м е р 2. Влажный осадок (влаж. 45%), содержащий в своем составе 165 г Mg(OH)₂, распульповывают в 1 л маточного рассола, состав которого указан в примере 1, и подвергают карбонизации до остаточного содержания СaCl₂ в рассоле 3 г/л в соответствии со схемой:

CaCl₂ + Mg(OH)₂ + CO₂ ->> CaCO₃ +

+ MgCl₂ + H₂O

При проведении процесса в режиме противотока переход ионов магния в раствор составляет > 98% степень освоения СО₂ в смеси достигает 85-90% а количество полученного карбоната кальция составляет 270 г. После указанной обработки раствор имеет состав, г/л: NaCl 75; KCl 27; MgCl₂265; CaCl₂ 3 и в дальнейшем подвергается концентрированию для отделения основных количеств NaCl и KCl. Осадок СаСО₃ отделяют от раствора фильтрацией и промывают пресной водой до содержания Cl-иона 0,5%

П р и м е р 3. Промытый осадок СаСО₃ используют для получения извести негашеной. Для этого влажный продукт подвергают термической обработке в определенных условиях, но не выше 800-850^оС. Прокаленный продукт содержит в своем составе 95-96% активной СаО и используется в примере 1 для выделения гидроксида магния. Расход осадителя в этом случае составляет 180 г на 5 л рассола, а полученный маточный рассол имеет состав аналогичный, полученному в примере 1, г/л: NaCl 77; KCl 27; CaCl₂ 273; MgCl₂ не обнаружен.

П р и м е р 4. Один литр рассола с содержанием MgCl₂ 265 г/л, полученный в примере 2, упаривают в 1,5 раза до достижения плотности 1,28 г/см³. Выделившийся при этом осадок хлоридов натрия и калия отфильтровывают, а маточный раствор, содержащий в своем составе 320-340 г/л MgCl₂ направляют на дальнейшее концентрирование и кристаллизацию бишофита. Конечный продукт имеет следующий состав, мас. MgCl₂ 6H₂O 92,3; CaCl₂ 6H₂O 0,9; NaCl 2,0; KCl 3,3.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет упростить процесс; получить необходимые реагенты в рамках технологической схемы; снизить энергетические затраты на прокаливание карбоната кальция, т.к. температура разложения химически осажденного СаСО₃ на 200^оС ниже, чем у природного известняка; вовлечь в производство магниевых продуктов новый вид сырья рассолы хлоридного кальциевого типа, которые до сих пор не находили применения для этих целей.

Кроме того, учитывая, что рассолы хлоридного кальциевого типа широко распространены в пределах Сибирской платформы, где осуществляется бурение на нефть и газ, а рассолы добываются попутно, они могут использоваться как вторичное сырье с получением продукта, необходимого для бурения. Это обстоятельство, а также трудности доставки реагентов и материалов к местам бурения, могут оказаться решающими экономическими факторами для использования технологии, не требующей завоза реагентов и позволяющей получать тяжелые жидкости для бурения. Сокращение грузоперевозок для проведения буровых работ может снизить себестоимость основного полезного ископаемого нефти.