Одержання Лангбейнітового концентрату з Галіто-лангбейнітового залишку калійних руд Прикарпаття

Технологічна схема наведена на рис. 4. МЕА (зі складу) і конденсат водяної пари змішуються в змішувачі 1 з одержанням 30% -ого водного розчину МЕА, який нейтралізується хлоридною кислотою в трубчатому нейтралізаторі із зовнішнім водяним охолодженням 2. Одержаний 32% -ий водний розчин хлориду моноетаноламонію змішується з циркулюючим екстрагентом і конденсатом водяної пари в змішувачі 3 у масовому співвідношенні 0, 08: 0, 78: 1. Готовий екстрагент з концентрацією 32% хлориду моноетаноламонію в ньому, надходить в екстрактор 4, куди подається також ГЛЗ (фракція -1мм) у масовому співвідношенні Т: Р = 1: 3. Тривалість екстрагування становить 7-10 хв., температура 200 С. Швидкість обертання мішалки екстрактора дорівнює 100 об/хв (Reвідц = 1500). Отримана суспензія згущується у відстійнику 5 та розділяється на барабанному вакуум-фільтрі 6.

Відфільтрований лангбейнітовий концентрат після вакуум-фільтра має такий склад, мас%: К+ – 9, 65; Mg2+ – 9, 25; Na+ – 1, 50; Ca2+ – 3, 85; Cl- -3, 85; RNH3+ – 1, 25; SO42- – 51, 96, нерозчинний залишок і рідка фаза 19, 84. Відпрацьований екстрагент, який містить (мас%) : К+ – 0, 61; Mg2+ – 0, 86; Na+ – 4, 51; Cl- – 17, 04; RNH3+ – 16, 84; SO42- – 1, 90 і 58, 24 Н2О, збирається у збірнику 9 і насосом 10 подається у циркуляційний контур вакуум-випарного апарату 11 першої стадії випарювання, який працює під залишковим тиском 0, 2. 105 Па. Температура кипіння розчину дорівнює 820 С.

Ступінь випарювання на першій стадії становить 37%, при цьому в тверду фазу виділяється забруднений домішками інших солей хлорид натрію. Осад відділяється від розчину і промивається на барабанному вакуум-фільтрі 13 з одержанням технічної кухонної солі, яка містить (мас%) : Na+ – 38, 17; Cl- – 60, 45; К+ – 0, 06; Mg2+ – 0, 06; SO42- – 0, 29; Н2О – 0, 97. Фільтрат через збірник 14 насосом 15 подається у вакуум-випарний аппарат 16 на другу стадію випарювання. Загальний ступінь випарювання розчину у вакуум-випарних апаратах досягає 47%. 

Розроблений технологічний процес виробництва безхлоридного лангбейнітового концентрату характеризується невисокими значеннями технологічних параметрів, може здійснюватися в стандартному обладнанні вітчизняного виробництва, є повністю безвідходним.

Виконані техніко-економічні розрахунки витрат сировини та енергії на одержання 1 т. цільового продукту при його орієнтовній ціні 300-500 грн. за 1т (табл. 5) переконливо свідчать про економічну ефективність та доцільність промислового впровадження розробленого технологічного процесу одержання лангбейнітового концентрату з ГЛЗ.

 

 

1. Найперспективнішим способом одержання безхлоридного лангбейнітового концентрату з ГЛЗ калійних виробництв Прикарпаття є селективне екстрагування галіту. Найкращим екстрагентом для цього є 32% -ий водний розчин хлориду моноетаноламонію, який забезпечує одержання кінцевого продукту з допустимим вмістом хлору (не вище 3%) і значно вищим виходом порівняно з іншими дослідженими екстрагентами.

2. Оптимальними умовами екстрагування галіту з ГЛЗ є: масове співвідношення ГЛЗ: екстрагент = 1: 3, тривалість – 7-10 хвилин, температура 293 К, інтенсивність перемішування Reвідц = 1500, які забезпечують одержання лангбейнітового концентрату з вмістом СІ- не вище ніж 3% і виходом 46, 6%.

3. Процес екстрагування йонів СІ- у вибраному водно-органічному екстрагенті в температурному інтервалі 293…333 К, за відсутності перемішування в системі задовільно описується кінетичним рівнянням першого порядку. Температурний коефіцієнт становить 1, 07, а енергія активації 6, 28 0, 14 кДж/моль, тобто відбувається в дифузійній області. Вилучення йонів К+ в рідку фазу за умов інтенсивного перемішування відповідає кінетичному рівнянню другого порядку і відбувається в кінетичній області. Температурний коєфіцієнт процесу становить 1, 41, а енергія активації 33 1 кДж/моль.

4. Випробування стадій екстрагування галіту з ГЛЗ і фільтрування одержаного калійно-магнієвого концентрату на збільшеній установці повністю підтвердили достовірність встановлених оптимальних умов процесу.

5. Циклічне використання відпрацьованого екстрагента можливе за умови виділення розчинених в ньому солей у дві стадії, а саме: вакуум-випарюванням води на першій стадії до ступеня 37% з виділенням у тверду фазу забрудненого домішками хлориду натрію та допарюванням розчину до загального ступеня 47% з виділенням в тверду фазу основної маси калійно-магнієвих солей.

6. Для одержання товарного хлориду натрію потрібне відмивання одержаного осаду. Як промивний розчин необхідно використовувати насичений розчин хлориду натрію за масового співвідношеннія Т: Р = 1: 3, температура 20 0С.

7. Повторне екстрагування хлору з солей, що утворилися на другій стадії випарювання екстрагента, за допомогою 48% -ого водного розчину хлориду моноетаноламонію у масовому співвідношенні Т: Р = 1: 2, 5 дає змогу одержати добриво, яке містить (%) : К2О – 18, 2; MgO – 15, 3; СІ- – не більше 3.

8. Розроблена технологічна схема є повністю безвідходною. Крім цільового продукту, одержуються супутні товарні продукти – технічний хлорид натрію та безхлоридне калійно-магнієве добриво.