способ переработки содопоташного раствора

Формула изобретения

Способ переработки нефелинового содопоташного раствора с низким молярным индексом калия и содержащего примеси серно-кислого калия, включающий концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение из маточного раствора моногидратной соды серно-кислого калия в вакуумных кристаллизаторах, выделение из очищенного в осадительных сгустителях маточного раствора серно-кислого калия безводной соды, отличающийся тем, что маточный раствор серно-кислого калия, очищенный от солей серно-кислого калия в осадительных сгустителях перед выделением из него безводной соды, подвергают дополнительной очистке от солей серно-кислого калия путем его контрольной фильтрации в листовых фильтрах с возвратом отфильтрованных кристаллов серно-кислого калия на стадию выделения серно-кислого калия из маточного раствора моногидратной соды в вакуумных кристаллизаторах.

Описание изобретения к патенту

Способ относится к цветной металлургии, конкретно, к комплексной переработке нефелиновых руд, при переработке которых получают содопоташный раствор с низким молярным индексом калия, содержащий соли сернокислого натрия.

Известен способ переработки содопоташного раствора, осуществляемый в промышленном масштабе на Ачинском глиноземном комбинате при комплексной переработке нефелиновых руд Кия-Шалтырского месторождения, при котором в исходном содопоташном растворе, получаемом в технологическом цикле глиноземного производства, содержится до 20% К₂SO₄ (Варламов М.Л., Беньковский С.В., Романчиков И.В. и др. Производство кальцинированной соды и поташа при комплексной переработке нефелинового сырья. - М.: Химия, 1977, с. 82-98).

По этому способу, исходный содопоташный раствор, получаемый из нефелиновой руды, после предварительной его концентрирующей выпарки до заданной плотности, смешивают с оборотной двойной солью (Nа₂СО₃, К ₂СО₃), получаемой на последующей стадии технологического цикла. Смешанный раствор далее подвергают второй стадии выпарки, с выделением из него в осадок моногидратной соды при плотности упаренного маточного раствора 1,38-1,39 т/м³.

Очищенный в содопоташном сгустителе от моногидратной соды маточный раствор смешивают с оборотным маточным раствором безводной соды, получаемым на последующей стадии технологического цикла до достижения молярного индекса калийной щелочи в смешанном растворе до 52-54%. Смешанный раствор далее разбавляют водой до снижения плотности смешанного раствора до 1,4-1,42 г/м³ и подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению до t-35-40°C с выделением в осадок кристаллов товарного сернокислого калия. Очищенный от кристаллов сернокислого калия в осадительных сгустителях маточный раствор подвергают третьей стадии выпарки до достижения плотности упаренного раствора 1,47-1,49 т/м³ с выделением в осадок безводной соды. Часть очищенного от безводной соды маточного раствора возвращают на стадию выделения из смешанного содопоташного раствора сернокислого калия. Другую часть маточного раствора смешивают с оборотным маточным раствором на стадии выделения поташа. Смешанный раствор подвергают четвертой стадии выпарки до достижения плотности упаренного раствора 1,64-1,65 т/м с выделением в осадок оборотной двойной содопоташной соли (Na₂CO ₃, К₂СО₃), которую возвращают в голову технологического цикла для смешения с исходным содопоташным раствором после концентрирующей выпарки перед выделением моногидратной соды.

Маточный раствор, очищенный от двойной содопоташной соли, с молярным индексом калийной щелочи 95-96% разбавляют водой до снижения плотности раствора до 1,55 т/м³ и далее подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению растьора до t-15-30°C с выделением в осадок сопутствующих в растворе солей хлорида и сернокислого калия.

Очищенный от сопутствующих солей маточный раствор подвергают пятой стадии упарки до достижения плотности упаренного раствора до 1,65-1,66 т/м³, упаренный раствор охлаждают до t-40-45°С с выделением в осадок полутороводного поташа (К₂СО₃ 1,5 Н₂O).

Очищенный от поташа маточный раствор возвращают обратно в процесс на стадию смешения с маточным раствором безводной соды для выделения двойной соли.

Одним из существенных недостатков указанной технологической схемы, действующей на Ачинском глиноземном комбинате, является низкое качество получаемой безводной соды второго и третьего сортов, из-за ее загрязнения сернокислым калием по причине неполной очистки маточного раствора сернокислого калия от мелких кристаллов сернокислого калия в осадительных сгустителях.

Технической задачей изобретения является очистка получаемой безводной соды от сернокислого калия до уровня не выше 1,5%, что соответствует стандарту соды первого сорта, против получаемой при действующей технологии в ОАО “АГК” безводной соды с содержанием сернокислого калия 3,5-5,0%, соответствующих стандарту соды второго и третьего сортов.

Поставленная цель достигается способом переработки нефелинового содопоташного раствора с низким молярным индексом калия и содержащего примеси сернокислого калия, который включает концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение из маточного раствора моногидратной соды сернокислого калия в вакуумных кристаллизаторах, выделение из очищенного в осадительных сгустителях маточного раствора сернокислого калия безводной соды. Маточный раствор сернокислого калия, очищенный от солей сернокислого калия в осадительных сгустителях, перед выделением из него безводной соды подвергают дополнительной очистке от солей сернокислого калия путем его контрольной фильтрации в листовых фильтрах с возвратом отфильтрованных кристаллов сернокислого калия на стадию выделения сернокислого калия из маточного раствора моногидратной соды в вакуумных кристаллизаторах.

Как показали лабораторные и опытно-промышленные испытания, при контрольной фильтрации в листовых фильтрах, маточный раствор, очищенный от солей сернокислого калия в осадительных сгустителях, дополнительно очищается не только от сопутствующих мелких кристаллов сернокислого калия, но и дополнительно кристаллизуются из раствора в осадок соли сернокислого калия при перколяции маточного раствора через отфильтрованный слой кристаллов сернокислого калия в листовых фильтрах. Так в результате контрольной фильтрации в листовых фильтрах содержание сернокислого калия в маточном растворе снизилось на 20-25%, содержание сернокислого калия в безводной соде снизилось до 1,2-1,5%. Выход товарной соды первого сорта первого сорта повысился на 10%, выход сернокислого калия увеличился на 5,0 тыс. тонн в год. При действующей мощности ОАО “АГК” по выпуску соды 520 тыс. тонн в год, ожидаемый годовой эффект от реализации новой технологии на комбинате составляет:

1. От улучшения качества соды

520000·0,1(1427-1260)=8,684 млн. рублей,

где - 1427 и 1260 руб. цены соды первого и второго сортов;

2. От увеличения выхода сульфата калия

5000 (3150-1400)=8,75 млн. рублей,

где 1400 и 3150 руб. цены соды и сернокислого калия.

Затраты на внедрение

7,5 млн. руб.·0,15=1,125 млн. руб.,

где 7,5 - затраты на строительство и освоение станции фильтрации сульфатного маточника;

0,15 - нормативный коэффициент капитальных вложений.

Общий ожидаемый годовой эффект составит

8,684+8,75-1,125=16,309 млн. руб.