способ получения хлористого калия из отработанного электролита магниевого производства

Формула изобретения

Способ получения стандартного хлористого калия из отработанного электролита магниевого производства, включающий дробление его, выщелачивание хлористого магния и хлористого натрия и обезвоживание, отличающийся тем, что выщелачивание осуществляют концентрированным раствором хлористого калия, при этом сначала выщелачивание ведут с получением твердой фазы, обогащенной по хлористому калию, с последующей промывкой ее, причем при промывке твердой фазы используют насыщенный по хлористому калию раствора, а на выщелачивание подают концентрированный раствор хлористого калия, полученный после промывки твердой фазы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения хлористого калия из отработанного электролита магниевого производства и включает процессы дробления, выщелачивания хлормагния и хлорнатрия и обезвоживания. Способ может быть использован для получения стандартного хлористого калия, а также для утилизации отходов от электролитического производства магния и пылевидных фракций хлористого калия.

Известен [1] способ переработки электролита в удобрительную смесь, содержащую 70-80% хлоркалия путем его дробления до крупности 1 мм.

Недостатком способа является высокая концентрация примесей, а именно: хлормагния до 10%, хлорнатрия до 22% и др.

Известен [1] способ получения хлористого калия с массовой долей KCl не более 95% выщелачиванием хлормагния и хлорнатрия из дробленного электролита минимальным количество воды.

Недостатками способа являются, во-первых, низкое содержание хлоркалия, во-вторых, большие потери хлоркалия с растворяющим щелоком. По международным и российским стандартам хлористый калий должен содержать более 95% KCl (60% K₂O).

Целью изобретения является, во-первых, повышение массовой доли хлоркалия, во-вторых, сокращение потерь хлористого калия с растворяющим щелоком путем замены в готовом продукте воды, подаваемой на стадию выщелачивания и промывки хлормагния и хлорнатрия из отработанного электролита, концентрированным раствором хлоркалия.

Это достигается тем, что готовится насыщенный раствор хлоркалия, например, из циклонной пыли и стоков сушильного отделения сильвинитовой обогатительной фабрики, отработанный электролит дробится до необходимой крупности и путем вымешивания электролита с насыщенным по хлоркалию раствором производится выщелачивание, а затем после обезвоживания промывки примесей из электролита. При этом хлормагний и хлорнатрий, находящиеся в электролите, переходят в жидкую фазу, а хлоркалий из жидкой фазы частично кристаллизуется в твердую фазу.

Предлагаемый способ получения хлористого калия из отработанного электролита состава:

NaCl - 13,85

KCl - 72,4

M₉Cl₂ - 7,95

CaCl₂ - 0,69

H₂O - 5,11

поясняется на следующих примерах.

Пример N 1. Разложение электролита водой при 25^oC.

100 кг электролита крупностью частиц 1-3 мм разлагается в 100 кг воды.

В результате разложения электролита получается 77 кг обогащенной по хлористому калию твердой фазы, имеющей в пересчете на сухое вещество следующий состав (мас.%):

KCl - 86,29

M₉Cl₂ - 2,47

NaCl - 11,24

и 123 кг маточного раствора состава (мас.%):

KCl - 12,77

M₉Cl₂ - 6,15

NaCl - 8,66

H₂O - 72,42

Потери хлористого калия с маточным раствором составляет 16 %. Выход готового продукта составляет 77% от разлагаемого электролита. Готовый продукт содержит на 9% меньше хлористого калия, чем требуется иметь в стандартном продукте.

Пример N 2. Разложение электролита насыщенным раствором хлористого калия без промывки твердой фазы при 25^oC

100 кг электролита крупностью частиц 1-3 мм растворяется в 100 кг 20-процентного раствора хлористого калия. В результате разложения образуется 101 кг обогащенного хлористого калия состава (в пересчете на сухое вещество мас.%):

KCl - 90,57

M₉Cl₂ - 1,35

NaCl - 8,08

и 99 кг маточного раствора состава (мас.%):

KCl - 11,06

M₉Cl₂ - 7,25

NaCl - 10,20

H₂O - 71,49

Потери хлористого калия с маточным раствором составляют 10 %. Выход готового продукта составляет 101% от разлагаемого электролита. Массовая доля KCl в готовом продукте повышает на 4,3% по сравнению с примером N 1.

Для повышения массовой доли KCl в готовом продукте твердая фаза после разложения электролита 20% раствором хлорида калия дополнительно фильтруется и промывается свежеприготовленным 20% раствором хлорида калия (1:1). После промывки твердая фаза имеет следующий состав (мас.%) в пересчете на сухое вещество:

KCl - 93,33

M₉Cl₂ - 0,34

NaCl - 6,32

при этом промывные воды имеют следующий состав (мас.%):

KCl - 23,03

M₉Cl₂ - 0,82

NaCl - 1,22

H₂O - 74,92

Потери хлористого калия с маточным раствором после разложения электролита и промывки твердой фазы составляют 29,7%. Массовая доля KCl в готовом продукте на 1,7% меньше, чем требует стандарт. Для сокращения потерь хлористого калия с маточным раствором и увеличения массовой доли KCl в готовом продукте целесообразно разложение (выщелачивание) электролита проводить в более концентрированных растворах по хлористому калию, например в промывных водах.

Пример N 3. Разложение электролита насыщенным раствором хлорида калия с промывкой твердой фазы при 25^oC

100 кг электролита крупностью частиц 1-3 мм растворяется в 100 кг промывных вод состава, мас.%:

KCl - 23,03

M₉Cl₂ - 0,82

NaCl - 1,22

H₂O - 74,92

В результате разложения электролита образуется 90 кг маточного раствора состава, мас.%:

KCl - 8,83

M₉Cl₂ - 8,22

NaCl - 13,02

H₂O - 69,93

и 110 кг обогащенного хлористого калия, который (1:1) промывается 20-процентным раствором хлористого калия.

В результате промывки и последующей сушки получается хлористый калий в пересчете на сухое вещество следующего состава (мас.%):

KCl - 95,70

M₉Cl₂ - 0,04

NaCl - 4,26

Потери хлористого калия с маточным раствором минимальны и составляют 8 %. Готовый продукт является стандартным по содержанию в нем хлористого калия.

Таким образом, описанный в примере N 3 способ переработки отработанного электролита позволяет переработать отходы магниевого производства в высококачественный товарный продукт. Если при этом для приготовления выщелачивающего раствора использовать пылевые фракции фугатов и фильтратов, а также продуктов системы пылегазоулавливания сильвинитовых обогатительных фабрик, то это позволит также решить проблему утилизации части отходов калийных предприятий.