RU2116965C1

RU2116965C1 - Method of preparing potassium chloride of reactive purity

Info

Publication number: RU2116965C1
Application number: SU5017601/25A
Authority: RU
Inventors: В.З. Пойлов; А.А. Чумакова
Original assignee: Пермский государственный технический университет
Priority date: 1991-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: potassium chloride of reactive purity is prepared by dissolving original potassium chloride in water at elevated temperature, by filtration of the resulting saturated solution wherein in which sodium ion concentration is maintained at not higher then 0.16%, crystallization of the product, filtration and washing of crystallizate. Prior to being dissolved, original potassium chloride is leached with spent solution resulting from washing the crystallizate to residual sodium ion content of not higher than 0.5% in the original product. EFFECT: more efficient preparation method. 2 cl

Description

Изобретение относится к технологии получения реактивов и позволяет снизить содержание примеси натрия в продукте. The invention relates to a technology for producing reagents and can reduce the content of sodium impurities in the product.

Известен способ получения технического хлорида калия из флотоконцентрата KCl, включающий предварительно выщелачивание иона натрия из флотоконцентрата слабым раствором KCl или аспирационной водой от пылегазоулавливающей установки, фильтрацию флотоконцентрата и его растворение при температуре 95^oC в оборотном маточном растворе, кристаллизацию, сгущение осадка и возврат осветленного маточного раствора на стадию растворения, центрифугирование, промывку продукта и его сушку [1].A known method of producing technical potassium chloride from a KCl flotation concentrate, including pre-leaching of sodium ion from a flotation concentrate with a weak KCl solution or aspiration water from a dust-collecting unit, filtering the flotation concentrate and dissolving it at 95 ^° C in a reverse mother liquor, crystallization, thickening the precipitate and returning the clarified mother liquor solution to the stage of dissolution, centrifugation, washing the product and drying it [1].

Недостатками способа являются низкое содержание основного вещества в продукте (≤98% KCl), повышенное содержание примеси натрия (≥0,55%), что исключает возможность использования такого продукта в качестве реактива. The disadvantages of the method are the low content of the main substance in the product (≤98% KCl), the high content of sodium impurity (≥0.55%), which excludes the possibility of using such a product as a reagent.

Известен также способ получения хлорида калия реактивной чистоты путем растворения в воде технического хлорида калия при температуре 80^oC с последующим химическим осаждением хлоридом бария из раствора примесей ионов SO $\binom{-2}{4}$ , осаждением карбонатом калия избытка ионов бария и тяжелых металлов, осветлением раствора от твердых примесей, фильтрацией насыщенного раствора, кристаллизацией хлорида калия, фильтрацией и промывкой осадка хлорида калия и последующей сушкой продукта [2],
Недостатком способа является повышенное содержание примеси натрия в продукте (≥0,20%), что не отвечает требованиям мировых стандартов, в соответствии с которыми содержание иона натрия не должно превышать 0,005%.There is also a method for producing potassium chloride of reactive purity by dissolving technical potassium chloride in water at a temperature of 80 ^o C followed by chemical precipitation of barium chloride from a solution of impurities of SO ions $\binom{-2}{4}$ , precipitation of potassium carbonate excess of barium ions and heavy metals, clarification of the solution from solid impurities, filtering a saturated solution, crystallization of potassium chloride, filtering and washing the precipitate of potassium chloride and subsequent drying of the product [2],
The disadvantage of this method is the high content of sodium impurities in the product (≥0.20%), which does not meet the requirements of world standards, according to which the content of sodium ion should not exceed 0.005%.

Целью изобретения является повышение качества продукта за счет снижения примеси натрия в продукте. The aim of the invention is to improve the quality of the product by reducing the impurity of sodium in the product.

Цель достигается тем, что по способу получения хлорида калия реактивной чистоты, включающему растворение при повышенных температурах сырья хлорида калия в воде, осветление и фильтрацию насыщенного раствора, кристаллизацию, фильтрацию и промывку продукта, на стадию кристаллизации хлорида калия подают насыщенный раствор, содержащий не более 0,16% иона натрия, причем для поддержания концентрации натрия в насыщенном растворе менее 0,16% исходное сырье KCl выщелачивают отработанным раствором, отводимым со стадий сгущения и промывки кристаллизата и фильтруют до остаточного содержания натрия в осадке не более 0,5%. The goal is achieved in that according to the method for producing potassium chloride of reactive purity, including dissolving at elevated temperatures the raw materials of potassium chloride in water, clarifying and filtering a saturated solution, crystallization, filtering and washing the product, a saturated solution containing not more than 0 is fed to the stage of crystallization of potassium chloride , 16% sodium ion, moreover, to maintain the concentration of sodium in a saturated solution of less than 0.16%, the feed KCl is leached with an spent solution discharged from the stages of thickening and washing of crystallization and filtered to a residual sodium content of the precipitate is not more than 0.5%.

Существенным отличительным признаком заявляемого объекта по сравнению с прототипом является подача на стадию кристаллизации KCl насыщенного раствора, содержащего не более 0,16% иона натрия, что достигается за счет предварительного выщелачивания и фильтрации сырья - хлористого калия до остаточного содержания натрия в осадке не более 0,5%. A significant distinguishing feature of the claimed object in comparison with the prototype is the supply to the KCl crystallization stage of a saturated solution containing not more than 0.16% sodium ion, which is achieved due to preliminary leaching and filtration of raw materials - potassium chloride to a residual sodium content in the precipitate of not more than 0, 5%.

Ранее такой признак не был известен для достижения цели повышения качества продукта и не использовался в технологии получения хлорида калия реактивной чистоты. Лимитируемая величина концентрации натрия менее 0,16% в насыщенном растворе хлорида калия является пороговым значением, установленным экспериментально, которое нельзя было предугадать заранее. При содержании натрия в насыщенном растворе хлористого калия более 0,16% кристаллизация хлорида калия сопровождается захватом примеси натрия внутрь кристаллов хлорида калия, что ведет к ухудшению качества продукта и невозможности его отмывки от натрия на последующих стадиях. При содержании натрия в насыщенном растворе хлорида калия не более 0,16% захват ионов натрия внутрь кристаллов хлорида калия не происходит и кристаллизуемый осадок хлорида калия легко отмывается от примеси натрия, сорбированной на поверхности кристаллов хлорида калия. Previously, such a feature was not known to achieve the goal of improving the quality of the product and was not used in the technology for producing potassium chloride of reactive purity. The limited sodium concentration of less than 0.16% in a saturated solution of potassium chloride is a threshold value established experimentally, which could not be predicted in advance. When the sodium content in a saturated solution of potassium chloride is more than 0.16%, the crystallization of potassium chloride is accompanied by the capture of sodium impurity inside the crystals of potassium chloride, which leads to a deterioration in the quality of the product and the impossibility of washing it from sodium in the subsequent stages. When the sodium content in the saturated solution of potassium chloride is not more than 0.16%, sodium ions are not trapped inside the potassium chloride crystals and the crystallized potassium chloride precipitate is easily washed away from the sodium impurity adsorbed on the surface of the potassium chloride crystals.

Из вышеизложенного следует, что указанный отличительный признак имеет новизну и соответствует критерию "существенные отличия". From the foregoing, it follows that the distinguishing feature has a novelty and meets the criterion of "significant differences".

Способ получения хлорида калия реактивной чистоты осуществляют согласно примеру 1. The method of producing potassium chloride of reactive purity is carried out according to example 1.

Пример 1. В качестве исходного сырья для получения хлорида калия реактивной чистоты используют 2,3 т/ч галургического хлорида калия, содержащего (массовая доля, %) KCl - 98,37; Na - 0,55; нерастворимый осадок - 0,10; амины - 0,015. Сырье - хлорид калия выщелачивают в течение 20 мин отработанным раствором хлорида калия, отводимым со стадий сгущения и промывки кристаллизата - хлорида калия. Отработанный раствор содержит (массовая доля. %) KCl - 25,5; Na - 0,16; MgCl₂ - 0,07; CaCl₂ - 0,06; H₂O - остальное и подается в соотношении к сырью 2:1. Затем пульпу фильтруют, получая кек хлористого калия с влажностью 6% и содержанием натрия 0,28%. Фильтрат (4,46 т/ч) выводят из процесса (для утилизации этого раствора его подают в технологический цикл соседнего производства флотационного хлорида калия на стадию промывки осадка хлорида калия на центрифугах). Кек хлорида калия растворяют в 4,3 м³ воды при 108^oC. Далее раствор осветляют в течение 1 ч в отстойнике от примесей нерастворимого остатка и фильтруют. Горячий (85^oC) насыщенный раствор хлорида калия в количестве 6,55 т/ч подают в шестиступенчатую вакуум-кристаллизационную установку на кристаллизацию хлорида калия. Насыщенный раствор хлорида калия содержит (массовая доля, %) KCl - 33,9; Na - 0,10; MgCl₂ - 0,069; CaCl₂ - 0,045; амины - следы; H₂O - остальное. Вакуум-кристаллизацию проводят до конечной температуры охлаждения раствора 30^oC. При этом получают 0,92 т/ч кристаллизата - KCl, который сгущают в сгустителе до соотношения фаз Ж:Т 1:1 и подают на центрифугу. На центрифуге осадок хлорида калия промывают холодным конденсатом (2-15^oC), подаваемым с расходом 0,50 м³/ч. Фугат центрифуг и осветленный раствор хлорида калия со стадии сгущения в виде отработанного раствора с расходом 4,6 м³/ч подают в голову процесса на выщелачивание натрия из исходного сырья, а отфугованный осадок хлорида калия сушат во вращающейся барабанной печи до остаточной влажности 0,5%. При этом получают 0,74 т/ч продукта - хлорида калия, содержащего в пересчете на сухое вещество (массовая доля, %) KCl - 99,99; Na - 0,0003; Ca - 0,0008; Mg - 0,0002; Fe - 0,0001; SO₄ - 0,001; NO₃ - 0,001; нерастворимый остаток - 0,002; тяжелые металлы - 0,0003. Такой продукт соответствует мировым стандартам на реактивный хлорид калия.Example 1. As a feedstock for producing potassium chloride of reactive purity, 2.3 t / h of potassium halurgic chloride containing (mass fraction,%) KCl - 98.37; Na - 0.55; insoluble precipitate - 0.10; amines - 0.015. The feedstock, potassium chloride, is leached for 20 minutes with a spent solution of potassium chloride removed from the stages of thickening and washing of the crystallizate — potassium chloride. The spent solution contains (mass fraction.%) KCl - 25.5; Na - 0.16; MgCl ₂ - 0.07; CaCl ₂ - 0.06; H ₂ O - the rest is served in the ratio of raw materials 2: 1. Then the pulp is filtered, obtaining a cake of potassium chloride with a moisture content of 6% and a sodium content of 0.28%. The filtrate (4.46 t / h) is removed from the process (for disposal of this solution it is fed into the technological cycle of the neighboring production of flotation potassium chloride at the stage of washing the precipitate of potassium chloride in centrifuges). Cake potassium chloride is dissolved in 4.3 m ^{3 of} water at 108 ^o C. Then the solution is clarified for 1 h in the sump from impurities of the insoluble residue and filtered. A hot (85 ^o C) saturated solution of potassium chloride in the amount of 6.55 t / h served in a six-stage vacuum crystallization unit for crystallization of potassium chloride. A saturated solution of potassium chloride contains (mass fraction,%) KCl - 33.9; Na - 0.10; MgCl ₂ - 0.069; CaCl ₂ - 0.045; amines - traces; H ₂ O - the rest. Vacuum crystallization is carried out to a final solution cooling temperature of 30 ^° C. At the same time, 0.92 t / h of crystallizate — KCl — is obtained, which is concentrated in a thickener to the phase ratio W: T 1: 1 and fed to a centrifuge. In a centrifuge, the precipitate of potassium chloride is washed with cold condensate (2-15 ^o C) supplied with a flow rate of 0.50 m ³ / h A centrifuge centrate and a clarified potassium chloride solution from the thickening stage in the form of an spent solution with a flow rate of 4.6 m ³ / h are fed to the head of the process for leaching of sodium from the feedstock, and the distilled potassium chloride precipitate is dried in a rotary kiln to a residual moisture content of 0.5 % In this case, 0.74 t / h of product is obtained - potassium chloride, containing, in terms of dry matter (mass fraction,%) KCl - 99.99; Na - 0,0003; Ca - 0,0008; Mg 0.0002; Fe - 0.0001; SO ₄ - 0.001; NO ₃ - 0.001; insoluble residue - 0.002; heavy metals - 0.0003. Such a product complies with international standards for reactive potassium chloride.

Другие примеры осуществления способа получения хлорида калия реактивной чистоты по заявляемому способу и прототипу приведены в таблице. Как видно из таблицы (примеры 2-3), при массовой доле натрия в кристаллизуемом растворе ≤0,16% (что достигается за счет предварительного выщелачивания натрия из сырья и фильтрации до остаточного содержания натрия в осадке 0,50%) содержание натрия в продукте не превышает 0,0021%, что ниже регламентируемой нормы по примеси натрия, равной 0,005%. Other examples of the method for producing potassium chloride of reactive purity by the present method and prototype are shown in the table. As can be seen from the table (examples 2-3), when the mass fraction of sodium in the crystallizable solution is ≤0.16% (which is achieved due to preliminary leaching of sodium from the feedstock and filtration to a residual sodium content in the precipitate of 0.50%), the sodium content in the product does not exceed 0.0021%, which is lower than the regulated norm for sodium impurity equal to 0.005%.

В примере 4 отражены результаты получения продукта по описанному примеру 1, но без предварительного выщелачивания натрия из сырья и при концентрации натрия в кристаллизуемом растворе 0,19%. Такой режим осуществляется в прототипе (при использовании в качестве растворителя воды). При этом получаемый продукт содержит почти в 4 раза больше примеси натрия. Содержание основного вещества существенно ниже (99,82 против 99,95%) по сравнению с примером 3. Example 4 reflects the results of obtaining the product according to the described example 1, but without preliminary leaching of sodium from the feedstock and at a sodium concentration of 0.19% in the crystallized solution. This mode is carried out in the prototype (when using water as a solvent). In this case, the resulting product contains almost 4 times more sodium impurities. The content of the basic substance is significantly lower (99.82 versus 99.95%) compared with example 3.

Claims

1. The method of producing potassium chloride of reactive purity, including dissolving the original potassium chloride in water at elevated temperature, clarifying and filtering the saturated solution, crystallization, filtering and washing the crystallizate, characterized in that the sodium ion content is not maintained in the saturated solution entering the crystallization more than 0.16%.

2. The method according to claim 1, characterized in that the initial potassium chloride is leached before dissolution with the spent solution obtained after washing the crystallizate to a residual content of sodium ion in the starting product of not more than 0.5%.