способ переработки содопоташного раствора

Формула изобретения

Способ переработки содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды, с молярным индексом калийной щелочи ниже 20%, включающий концентрирующую выпарку содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды с дозировкой в него сульфата натрия для конверсии избыточного в технологическом цикле поташа в сульфат калия, выделение из маточного раствора сульфата калия безводной соды, загрязненной примесями поташа, сульфата калия и хлористого калия, отличающийся тем, что выделенную безводную соду, загрязненную примесями поташа, сульфата калия и хлористого калия, подвергают конверсии раствором концентрирующей выпарки при температуре 60-70°С в течение 2,0-3,0 ч с дозировкой 1,2-1,5 м³ раствора концентрирующей выпарки на одну тонну безводной соды с получением моногидратной соды, очищенной от примесей поташа, сульфата калия и хлористого калия.

Описание изобретения к патенту

Способ переработки содопоташного раствора относится к цветной металлургии, конкретно к переработке содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды, с низким молярным индексом калийной щелочи.

Известен способ переработки содопоташного раствора с низким молярным индексом калийной щелочи по патенту на изобретение №2223913 от 15 июля 2002 года, рассматриваемый как наиболее близкий прототип заявляемого нового способа. Согласно известному способу содопоташный раствор, получаемый из нефелиновой руды с низким молярным индексом калийной щелочи, подвергают концентрирующей выпарке в смеси с безводной содой, полученной на последующей стадии технологического цикла, загрязненной примесями поташа, сульфата калия и хлористого калия. Концентрированный содопоташный раствор далее подвергают второй стадии выпарки с выделением в осадок очищенной от примеси моногидратной соды при плотности упаренного раствора, равной 1,34-1,35 т/м³.

Маточный раствор, после выделения из него моногидратной соды, смешивают с маточным раствором безводной соды с доведением молярного индекса калия в смешанном растворе до 50-54%. В смешанный раствор дозируют раствор сульфата натрия или серную кислоту для конверсии избытка поташа в смешанном растворе в сульфат калия и далее смешанную суспензию подвергают вакуум-кристаллизационному охлаждению до температуры 35-40°С с выделением в осадок сульфата калия, при плотности охлажденного раствора, равной 1,40-1,41 т/м ².

Маточный раствор сульфата калия далее подвергают третьей стадии выпарки с выделением в осадок загрязненной примесями безводной соды при плотности упаренного раствора 1,47-1,49 т/м ³. Выделенную в осадок безводную соду, загрязненную примесями поташа, сульфата калия и хлористого калия, возвращают в голову технологического цикла, где ее смешивают с исходным содопоташным раствором на стадии его концентрирующей выпарки.

Маточный раствор безводной соды смешивают с маточным раствором моногидратной соды на стадии выделения из смешанного раствора сульфат калия. Технологическая схема известного способа приведена на фиг.1.

На фиг.2 проведен технологический баланс практического осуществления известного способа переработки содопоташного раствора, получаемого из Кия-Шалтырской нефелиновой руды.

Основным недостатком способа является завышенный удельный расход пара в технологическом цикле и завышенный материальный поток раствора и соды на переделе выделения моногидратной соды, за счет растворения в исходном содопоташном растворе безводной соды на стадии его концентрирующей выпарки.

Технической задачей изобретения является снижение удельного расхода пара в технологическом цикле и снижение потока раствора и соды на переделе выделения моногидратной соды.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки содопоташного раствора, получаемого из нефелиновой руды с ниже 20% молярным индексом калийной щелочи, включающей концентрирующую выпарку исходного содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок моногидратной соды, выделение сульфата калия из маточного раствора моногидратной соды с дозировкой в него сульфата натрия или серной кислоты для конверсии избыточного в технологическом цикле поташа в сульфат калия, выделение из маточного раствора сульфата калия безводной соды, загрязненного примесями поташа, сульфата калия и хлористого калия, отличающийся тем, что полученную безводную соду, загрязненную примесями, подвергают конверсии раствором концентрирующей выпарки при температуре 60-70°С в течение 2,0-3,0 часов с дозировкой 1,2-1,5 м³ раствора концентрирующей выпарки на одну тонну безводной соды, с получением моногидратной соды, очищенной от примесей поташа, сульфата калия и хлористого калия.

Безводная сода в процессе конверсии в упаренном содовом растворе концентрирующей выпарки при температуре 60-70°С в течение 2-3 часов перекристаллизуется в моногидратную соду и очищается от примесей поташа, сульфата калия и хлористого калия. Если температура содового раствора будет выше 70°С, процесс перекристаллизации безводной соды в моногидратную замедляется или практически не протекает, если температура содового раствора повышается выше 100°С. Если температура содового раствора снижается ниже 60°С, ухудшается очистка моногидратной соды от примеси поташа, сульфата калия и хлористого калия.

Сокращение продолжительности процесса конверсии ниже двух часов приводит к неполной перекристаллизации безводной соды и к неполной очистке получаемой моногидратной соды от примесей. Уменьшение количества дозируемой на конверсию содового раствора концентрирующей выпарки ниже 1 м³ на тонну безводной соды не обеспечивает полную перекристаллизацию безводной соды и ее очистку от примесей поташа, сульфата, калия и хлористого калия. Увеличение дозировки содового раствора на конверсию выше 1,5 м³ на 1 т безводной соды приводит к повышенному растворению безводной соды в процессе ее конверсии и к снижению выхода получаемой моногидратной соды.

На фиг.3 приведена технологическая схема переработки содопоташного раствора заявляемым способом.

На фиг.4 приведен технологический баланс практического осуществления заявленного способа переработки содопоташного раствора, полученного из Кия-Шалтырской нефелиновой руды.

Как следует из приведенных на фиг.2 и 4 технологических балансов практического осуществления переработки 500 м³ содопоташного раствора, в известном способе на стадии концентрирующей выпарки упаривается 224 м³ воды, на стадии выделения моногидратной соды упаривается 128 м³ воды.

В заявляемом способе на стадии концентрирующей выпарки упаривается 300 м³ воды, на стадии выделения моногидратной соды упариваются 78 м³ воды. Упарка раствора на стадии концентрации выпарки осуществляется в пятикорпусных выпарных батареях с удельным расходом пара 0,26 т на одну тонну упариваемой воды. Упарка раствора на стадии выделения моногидратной воды осуществляется в трехкорпусных выпарных батареях с удельным расходом пара 0,5 т на одну тонну упариваемой воды. Следовательно, при переработке содопоташного раствора заявляемым способом за счет преимущественной выпарки воды на стадии концентрирующей упарки раствора, удельный расход пара в сопоставлении с известным способом снижается на 10%. Из приведенных технологических балансов также следует, что поток раствора и соды на стадии выделения моногидратной соды в заявляемом способе в сопоставлении с известным способом снижается на 30%.