способ переработки низкокалийного содопоташного раствора с высоким содержанием серы

Формула изобретения

Способ комплексной переработки низкокалийного содопоташного раствора с высоким содержанием серы, включающий предварительную концентрирующую выпарку исходного содопоташного раствора, последующую его выпарку до насыщения сульфатными солями с выделением в осадок чистой моногидратной соды, выделение товарного сульфата калия из полученного маточного раствора моногидратной соды путем смешения его с маточным раствором безводной соды и охлаждением его до температуры 35-40°С, выделение из маточного раствора сульфата калия безводной соды с примесями и ее перекристаллизацию в чистую моногидратную соду, отличающийся тем, что серу, содержащуюся в исходном низкокалийном содопоташном растворе, выводят из процесса путем гидрохимической перекристаллизации части товарного сульфата калия последовательно в две стадии, при этом на первой стадии в осадок выделяют глазеритовую соль (Na₂ SO₄·3К₂SO ₄) путем перекристаллизации товарного сульфата калия в оборотном маточном растворе, получаемом на второй стадии при перекристаллизации глазеритовой соли, а на второй стадии выделяют в осадок беркеитовую соль (Na₂CO ₃·2Na₂SO₄ ) путем перекристаллизации глазеритовой соли во вновь приготовленном насыщенном растворе чистой моногидратной соды, дозируемом из расчета получения после перекристаллизации глазеритовой соли оборотного маточного раствора с молярным индексом калия не более 17%.

Описание изобретения к патенту

Способ переработки низкокалийного содопоташного раствора относится к цветной металлургии, конкретно к переработке низкокалийного содопоташного раствора, загрязненного большим количеством сульфатных солей.

Известен способ переработки низкокалийного содопоташного раствора по патенту на изобретение №2223913 от 15 июля 2002 года. По этому способу низкокалийный содопоташный раствор подвергался предварительно концентрирующей выпарке до заданной расчетной плотности, далее раствор подвергался второй стадии выпарки до насыщения раствора сульфатными солями с выделением в осадок чистой моногидратной соды: из маточного раствора моногидратной соды далее выделяли сульфат калия путем его смешения с маточным раствором безводной соды и дозировкой в смешанный раствор расчетного количества сульфата натрия или серной кислоты для вывода из технологического цикла избыточного количества калийной щелочи в виде товарного сульфата калия. Из маточного раствора, после очистки от сульфата калия, выделяли в осадок грязную безводную соду, подвергая раствор третьей стадии выпарки. Выделенную в осадок грязную безводную соду очищали от примесей сульфата калия и поташа путем ее перекристаллизации в моногидратную соду в исходном содопоташном растворе после его концентрирующей выпарки.

Однако указанный известный способ не пригоден для переработки низкокалийного содопоташного раствора, загрязненного большим количеством сульфатных солей, если их содержание в технологическом цикле превышает содержание в нем калийной щелочи, так как избыток серы при этом будет выводиться из процесса в виде сульфата натрия в смеси с сульфатом калия.

Задачей изобретения является разработка нового способа, обеспечивающего возможность комплексной переработки низкокалийного содопоташного раствора, загрязненного большим количеством сульфатных солей, с получением при этом высококачественной товарной соды и сульфата калия, с выделением избытка серы из технологического цикла отдельно в виде беркеитовой соли (Na₂CO ₂·2Na₂SO₄ ).

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки низкокалийного содопоташного раствора, включающем концентрирующую выпарку исходного содопоташного раствора, последующую его выпарку с выделением в осадок чистой моногидратной карбонатной соды, выделение из маточного раствора моногидратной соды сульфата калия путем его смешения с оборотным маточным раствором безводной карбонатной соды, выделение из маточного раствора сульфата калия грязной безводной соды и перекристаллизацию грязной безводной соды в чистую моногидратную соду, в исходном содопоташном растворе концентрирующей выпарки избыток серы, содержащейся в исходном содопоташном растворе сверх содержания в нем калийной щелочи, выводят из процесса в виде самостоятельной беркеитовой соли (Na ₂СО₃·2Na₂ SO₄) путем гидрохимической перекристаллизации части товарного сульфата калия расчетным количеством насыщенного раствора моногидратной соды последовательно в две стадии, при этом на первой стадии выделяют в осадок глазеритовую соль (Na ₂SO₄·3К₂ SO₄) путем перекристаллизации сульфата калия в оборотном маточном растворе, полученном на второй стадии при перекристаллизации глазеритовой соли, а на второй стадии выделяют в осадок беркеитовую соль (Na₂ СО₃·2Na₂SO ₄) путем перекристаллизации глазеритовой соли в вновь приготовленном насыщенном растворе чистой моногидратной соды, дозируемом из расчета получения после перекристаллизации глазеритовой соли оборотного маточного раствора с молярным индексом калия не более 17%.

Переработку содопоташного раствора, содержащего избыток серы необеспеченной калийной щелочью, осуществляют при этом в нижеизложенной последовательности.

Исходный содопоташный раствор подвергают концентрирующей выпарке до насыщения упаренного раствора карбонатными щелочными солями. Далее раствор подвергают второй стадии выпарки до насыщения упаренного раствора сульфатными солями с выделением в осадок чистой моногидратной карбонатной соды. Очищенный от моногидратной соды маточный раствор смешивают с оборотным маточным раствором безводной соды, полученным на последующей стадии переработки содопоташного раствора. Растворы смешивают в расчетном соотношении с получением смешанного раствора с молярным индексом калия в пределах 52-53%. Смешанный раствор подвергают охлаждению до t 35-40°C с выделением в осадок товарного сульфата калия. Маточный раствор, очищенный от сульфата калия, далее подвергают третьей стадии выпарки до насыщения упаренного раствора сульфатными солями с выделением в осадок безводной карбонатной соды загрязненной карбонатной и сульфатной солями калийной щелочи. Отфильтрованную на центрифугах безводную карбонатную соду очищают от примесей карбонатной и сульфатной калийной щелочи путем ее гидрохимической перекристаллизации в исходном содопоташном растворе, дозируемом в соотношении Ж:Т=1,5:1, с выделением в осадок чистой моногидратной соды. Маточный раствор, полученный после перекристаллизации безводной соды, смешивают с основным потоком исходного содопоташного раствора перед выделением из него чистой моногидратной соды в начале технологического цикла.

Для вывода из технологического цикла необеспеченного калийной щелочью избытка серы в виде самостоятельной беркеитовой соли (Na₂СО ₃·2Na₂SO₄ ) подвергают гидрохимической перекристаллизации часть расчетного количества товарного сульфата калия последовательно в две стадии специально приготовленным для этой цели расчетным количеством насыщенного раствора чистой моногидратной соды.

При этом на первой стадии выделяют в осадок глазеритовую соль (Na ₂SO₄·3K₂ SO₄) путем перекристаллизации сульфата калия в оборотном маточном растворе, полученном на второй стадии при перекристаллизации глазеритовой соли. На второй стадии выделяют в осадок беркеитовую соль (Na₂СО ₃·2Na₂SO₄ ) путем гидрохимической перекристаллизации полученной на первой стадии глазеритовой соли во вновь приготовленном насыщенном растворе из исходной моногидратной соды, дозируемом в процессе из расчета получения после перекристаллизации глазеритовой соли оборотного маточного раствора с молярным индексом калийной щелочи не более 17%. Маточный раствор, полученный на первой стадии после перекристаллизации сульфата калия с извлеченным в раствор калийной щелочью, возвращают в технологической цикл переработки содопоташного раствора на стадию выделения безводной соды.

Если в этом способе молярный индекс калийной щелочи в маточном растворе, получаемом на стадии перекристаллизации глазеритовой соли, будет превышать 17%, выделяемая беркеитовая соль будет загрязнена остатком глазеритовой соли. Если молярный индекс калийной щелочи в маточном растворе на стадии выделения беркеитовой соли будет ниже 17%, возрастает удельный поток оборотного маточного раствора в технологическом цикле содового производства.

Пример практического осуществления способа выделения беркеитовой соли по предлагаемому способу с ожидаемым балансом материального потока в технологическом цикле приведен на фиг.1.