способ переработки содопоташного раствора

Формула изобретения

Способ переработки содопоташного раствора, включающий политермическую упарку содопоташного раствора в выпарных батареях с выделением из него продукционной безводной соды, двойной содопоташной соли и поташа, отделяемых от упаренных маточных растворов, отличающийся тем, что двойную содопоташную соль подвергают конверсии частью исходного содопоташного раствора при 95 - 100^oC, с выделением в осадок безводной карбонатной соды и получением маточного раствора конверсии плотностью 1,48 - 1,49 т/м³, обогащенного сульфатом калия и поташом, с молярным индексом калия от суммы щелочей в растворе 66 - 72%, последующее разбавление маточного раствора конденсатом или частью исходного содопоташного раствора до плотности 1,41 - 1,42 т/м³ и охлаждение разбавленного раствора до 35 - 40^oC с выделением в осадок сульфата калия.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташного раствора, получаемого при переработке нефелиновой руды на глинозем и содопоташные продукты.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого способа может рассматриваться способ, используемый для переработки содопоташного раствора, получаемого при переработке Кольского нефелинового концентрата. Молярный индекс калия от суммы щелочей в содопоташном растворе при этом составляет 35-37%. "Производство кальцинированной соды и поташа при комплексной переработке нефелинового сырья". Авторы: Варламов М.Л., Беньковский С. В., Крачевская Е.Л., Романчиков И. В. и др. "Химия" М.1977 г. (с.82-98).

Технологическая схема переработки содопоташного раствора по этому способу путем политермической упарки приведена на фиг. 1. По этому способу исходный содопоташный раствор, смешанный с оборотной двойной содопоташной солью (Na₂CO₃K₂CO₃), подвергают концентрирующей выпарке до плотности 1,28-1,30 т/м³ без выделения солей в осадок в многокорпусной выпарной батарее с расходом 0,3 т пара на 1 м³ упаренной воды. Упаренный раствор далее подвергают второй стадии выпарки до достижения плотности раствора 1,49 -1,51 т/м³ с выделением в осадок безводной соды в 3-корпусной выпарной батарее с расходом 0,55 т пара на 1 м³ упаренной воды. Маточный раствор, получаемый после отделения от карбонатной соды, подвергают третьей стадии выпарки до достижения плотности раствора 1,66-1,68 т/м³ с выделением в осадок двойной содопоташной соли (Na₂СО₃K₂CO₃) в двухкорпусной выпарной батарее с расходом 0,7 т пара на 1 м³ упаренной воды. Выделенную в осадок двойную соль возвращают в начало технологического цикла, где она смешивается с исходным содопоташным раствором на стадии его концентрирующей выпарки.

Из маточного раствора двойной соли путем его вакуумной выпарки и охлаждения до 55-60^oC выделяют в осадок полутораводный поташ (К₂СО₃1,5H₂O).

Целью предлагаемого способа является улучшение качества получаемой товарной соды за счет ее очистки от сульфата калия и снижение расхода пара в технологическом цикле за счет снижения удельного потока растворов и количества упариваемой воды на стадиях выделения соды и двойной соли.

Поставленную цель достигают тем, что двойную соль вместо возврата в начало технологического цикла подвергают конверсии частью исходного содопоташного раствора с выделением в осадок карбонатной соды и с получением маточного раствора, обогащенного поташом и сульфатом калия, из которого последующим его разбавлением до плотности 1,40-1,42 т/м³ и охлаждением до 35-40^oC выделяют в осадок в виде самостоятельного продукта товарный сульфат калия (K₂SO₄).

Технологическая схема нового способа, предлагаемого для осуществления переработки содопоташного раствора путем политермической упарки, приведена на фиг. 2. Согласно этому способу двойную соль подвергают конверсии при температуре 95-100^oC частью исходного содопоташного раствора, дозируемого из расчета получения (после конверсии двойной соли и последующего выделения в осадок безводной соды) маточного раствора плотностью 1,48-1,49 т/м³ и молярным индексом калия от суммы щелочей в растворе 66-72%. Из маточника конверсии двойной соли после его разбавления конденсатом или исходным содопоташным раствором до плотности 1,41-1,42 т/м³ и охлаждения до t 35-40^oC выделяется сульфат калия. И после отделения осадка сульфата калия маточник сульфата калия смешивают с основной частью исходного содопоташного раствора и подвергают концентрирующей выпарке до достижения плотности раствора 1,40 т/м³. Упаренный раствор далее подвергают второй стадии выпарки до достижения плотности раствора 1,49-1,50 т/м³ с выделением в осадок безводной соды с низким содержанием в ней сульфатных солей. Маточный раствор после отделения от него безводной соды подвергают третьей стадии выпарки до достижения плотности раствора 1,66-1,68 т/м³ с выделением в осадок двойной соли (Na₂CO₃ K₂CO₃). Из маточного раствора после отделения от двойной соли выделяют полутораводный поташ (К₂СО₃1,5 H₂O) путем его вакуумной выпарки и охлаждения раствора до 55-60^oC. А отфильтрованную двойную соль подвергают конверсии, как указано выше, при t = 95-100^oC частью исходного содопоташного раствора, дозируемого из расчета получения после конверсии двойной соли маточного раствора плотностью 1,48-1,49 т/м³ и молярным индексом калия от суммы щелочей в растворе 66-72% с выделением в осадок безводной соды.

Для сопоставления получаемых технологических показателей процесса, достигаемых при переработке содопоташного раствора новым и известным способами, на фиг. 3 и 4 приведены примеры практического осуществления процесса переработки новым и известным способами 140 м³/ч содопоташного раствора, получаемого при переработке Кольского нефелинового концентрата.

Из них следует, что при переработке содопоташного раствора новым способом, в сопоставлении с известным способом, за счет конверсии двойной соли и исключения ее оборота в начало технологического цикла, а также за счет вывода сульфата калия из маточного раствора конверсии, вся продукционная безводная сода будет выпускаться первым сортом вместо соды второго сорта, получающейся при известном способе. Из технологического цикла выводится сульфат калия в виде самостоятельного товарного продукта, сокращаются удельные потоки растворов и количество упариваемой воды на стадиях выделения соды и двойной соли на 25-30%. Основное количество воды выводится из технологического цикла на стадии концентрирующей выпарки исходного содопоташного раствора в многокорпусных выпарных батареях с низким удельным расходом пара. За счет этого общий расход пара в технологическом цикле в сопоставлении с известным способом снижается на 10%.