способ обработки отходов в виде сульфата натрия
Классы МПК: | C01D5/06 получение сульфатов реакцией двойного обмена |
Автор(ы): | Хайнц Шерцберг[DE], Райнер Шмитц[DE] |
Патентообладатель(и): | Маннесманн АГ (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-11-24 публикация патента:
20.04.1998 |
Изобретение относится к способу обработки отходов в виде сульфата натрия реакцией обмена с хлоридом калия с получением сульфата калия в присутствии воды. Сущность изобретения: реакцию обмена осуществляют в одну стадию при 5 - 50oС, в особенности 20 - 30oС, с получением суспензии из сульфата калия и K2SO4 - маточного раствора, состав которого, в расчете на 1000 кмоль H2O, соответствует следующему: 11,5 - 15,0 кмоль Na2Cl2, 2,4 - 3,0 кмоль Na2SО4 и 23,0 - 43,6 кмоль K2Cl2; образовавшийся сульфат калия отделяют от маточного раствора сульфата калия и высушивают, маточный раствор сульфата калия перемешивают с KCl - NaCl - смесью, в особенности с KCl - NaCl кристаллизатом в таком количественном соотношении, чтобы образовывались чистый кристаллизат хлорида калия и насыщенный KCl и почти насыщенный NaCl раствор, причем в случае необходимости образовавшийся KCl - кристаллизат целиком или частично в виде сырья вводят в стадию получения сульфата калия и/или образовавшийся насыщенный KCl и почти насыщенный NaCl раствор подают в циркуляцию раствора установки по переработке сырых калийных солей. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ обработки отходов в виде сульфата натрия реакцией обмена с хлоридом калия с получением сульфата калия в присутствии воды, отличающийся тем, что реакцию обмена осуществляют в одну стадию при 5 - 50oС с получением суспензии из сульфата калия и К2SO4-маточного раствора, состав которого в расчете на 1000 кмоль Н2О соответствует следующему: 11,5 - 15,0 кмоль Na2Cl2, 2,4 - 3,0 кмоль Na2SO4 и 23,0 - 43,6 кмоль K2Cl2, образовавшийся сульфат калия отделяют от маточного раствора сульфата калия и высушивают, маточный раствор сульфата калия перемешивают с КСl - NaCl-смесью, в особенности с KCl - NaCl-кристаллизатом, в таком количественном соотношении, чтобы образовывались чистый кристаллизат хлорида калия и насыщенный KCl и почти насыщенный NaCl-раствор, причем в случае необходимости образовавшийся KCl-кристаллизат целиком или частично в виде сырья вводят в стадию получения сульфата калия и/или образовавшийся насыщенный KCl и почти насыщенный NaCl-раствор подают в циркуляцию раствора установки по переработке сырых калийных солей. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакцию обмена сульфата натрия с хлоридом калия осуществляют при 20 - 30oС. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образовавшийся за счет превращения сырья сульфат калия промывают по меньшей мере частью необходимой для осуществления процесса воды и образующийся при этом промывной раствор после его отделения от кристаллизата сульфата калия подают в стадию получения сульфата калия. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что требующийся для процесса хлорид калия и необходимую воду либо раздельно, либо полностью или частично вводят в форме раствора хлорида калия в стадию получения сульфата калия. 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что требующийся для процесса хлорида калия вводят в процесс в виде влажной соли с содержанием по меньшей мере 95% KCl в твердом веществе.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу обработки отходов в виде сульфата натрия реакцией обмена с хлоридом калия с получением сульфата калия в присутствие воды. Сульфат натрия в виде отходов образуется в различных химических процессах в качестве побочного продукта. Для использования образующегося в виде отходов сульфата натрия в (Chemie Ingenieurtechnik, 61, N12, с. 933-940 1989, указываются 4 возможности:кристаллизация и кальцинирование сульфата натрия для продажи;
электрохимические процессы;
процессы превращения;
восстановительные процессы. Наряду с электрохимическими процессами экономически многообещающим является особенно превращение сульфата натрия в сульфат калия, который представляет собой пользующееся большим спросом, не содержащее хлорида, калийное удобрение. Превращение сульфата натрия в сульфат калия согласно уравнению:
Na2SO4 + 2KCl = K2SO4 + 2NaCl
до сих пор всегда осуществляют через двухстадийное превращение с глазеритом в качестве промежуточной стадии. Чаще всего этот процесс связан с выделением хлорида натрия и/или сульфата натрия из образующихся при кристаллизации глазерита маточных растворов. Предпочтительный способ получения сульфата калия из сульфата натрия и хлорида калия, наряду с двухстадийным превращением при 20-35oC, предусматривает еще кристаллизацию глауберовой соли при 0 - 5oC с последующим отделением и рециркуляцией выкристаллизовавшейся глауберовой соли в качестве необходимых стадий процесса. При этом образуется обогащенный хлоридом натрия маточный раствор, который нужно утилизировать или выпаривать. Известен способ патент ФРГ, PS 2820445, при котором безводный сульфат натрия сначала вводится во взаимодействие с маточным раствором сульфата калия для превращения в глазерит и с маточным раствором глазерита. После отделения кристаллизата глазерита последний вводят во взаимодействие с раствором хлорида калия при получении сульфата калия и маточного раствора сульфата калия. Отделенный от выкристаллизовавшегося сульфата калия маточный раствор сульфата калия служит для получения глазерита. Сульфат калия высушивают. Маточный раствор глазерита в следующей стадии процесса охлаждают примерно до 0oC, причем выкристаллизовывается глауберова соль. После отделения глауберовой соли маточный раствор глауберовой соли нагревают от 0oC до температуры кипения и испаряют всю введенную в процесс воду. После отделения состоящего из твердого хлорида натрия кристаллизата после выпаривания, горячий раствор от выпаривания объединяют с глауберовой солью из процесса охлаждения и эту смесь вводят в стадию процесса кристаллизации глазерита. В качестве существенных недостатков описанного процесса нужно назвать усложненное, охватывающее относительно многочисленные стадии процесса осуществления способа, высокий расход энергии на глубокое охлаждение и нагревание снова раствора, а также на полное испарение воды и большие расходы на контролирование и регулирование многочисленных, связанных друг с другом, стадий способа. Другие известные способы также обладают недостатком многостадийности, а также высокого расхода энергии и непригодны для превращения образующегося в виде отходов сульфата натрия с высоким и часто изменяющимся содержанием безводного и гидратированного сульфата натрия, который в случае необходимости может быть даже полностью в виде глауберовой соли (Na2SO4
![способ обработки отходов в виде сульфата натрия, патент № 2108972](/images/patents/363/2108001/183.gif)
При дальнейшей переработке щелочного раствора из Deck-процесса при получении KCl (удобрение) таким образом возможен практически 100%-ный общий выход по калию. Благодаря этому также отпадают расходы на охлаждение раствора и испарение воды. Предлагаемый согласно изобретению процесс технологически очень прост, так как он может протекать при температуре окружающей среды и не требует ни охлаждения, ни испарения. В качестве сырья можно использовать сразу как безводный сульфат натрия и KCl, так и также глауберову соль и KCl, а также воду. Применение глауберовой соли или смесей глауберовой соли с сульфатом натрия никоим образом не приводит к недостаткам по сравнению с безводным сульфатом натрия. В принципе нет никакого различия, вводится ли необходимая для процесса вода в способ непосредственно в виде жидкой воды или в виде кристаллизационной воды или в виде раствора хлорида калия. Из-за простоты способа получения сульфата калия без стадии глазерита, аппаратурные затраты на стадии глубокого охлаждения и испарения очень незначительны, причем осуществление процесса и контроль за его проведением сильно упрощены. Предлагаемый согласно изобретению способ превращения образующегося в виде отходов сульфата натрия в сульфат калия, который схематически представлен на чертеже состоит из следующих стадий:
Стадия 1. Периодически или предпочтительно непрерывное взаимодействие NaSO4, соответственно, Na2SO4
![способ обработки отходов в виде сульфата натрия, патент № 2108972](/images/patents/363/2108001/183.gif)
![способ обработки отходов в виде сульфата натрия, патент № 2108972](/images/patents/363/2108001/183.gif)
Класс C01D5/06 получение сульфатов реакцией двойного обмена