Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Получение хлористого калия из карналлита

В системе KCI—MgCl2—Н20 карналлит КС1 • MgCl2 • 6Н20 ста­билен в интервале температур от —21 до +167,5° (рис. 46). Он растворяется инконгруэнтно — при обработке ограниченным коли­чеством воды в раствор переходит MgCI2, а КС1 остается в твердой фазе. При испарении раствора карналлита кристаллизуется сна­чала КС1, а затем карналлит с растворением ранее выпавшего КС1. Если до начала кристаллизации карналлита отделить выкри­сталлизовавшийся КС1, а оставшийся раствор продолжать выпа­ривать или охлаждать, то в обоих случаях будет кристаллизо­ваться карналлит.

Природный карналлит загрязнен примесями сильвина и га­лита. При переработке карналлита методами растворения и кри­сталлизации щелоки насыщены хлористым натрием, который вы­деляется вместе с КС1, загрязняя продукт. При кристаллизации КС1 из горячего раствора, насыщенного KCI и NaCl, он будет тем чище, чем меньше в растворе хлористого магния.

Все существующие методы переработки карналлита основаны на большей растворимости хлористого магния по сравнению с рас­творимостью хлористого калия и делятся на способы полного и Неполного растворения48'50-52. Первые способы заключаются в полном растворении карналлитовой руды горячим оборотным ще­локом, в котором содержится значительное количество MgCl2 и мало КС1 (например, 280 г/л MgCl2, 40 г/л КС1 и 40 г/л NaCl). При охлаждении полученного раствора большая часть хлористого калия кристаллизуется (с примесью NaCl). Маточный раствор вы­паривают и охлаждают; при этом кристаллизуется карналлит КС1 • MgCh • 6Н20, называемый, в отличие от прирбдного, искус­ственным. Его используют для получения магния, или для

В М. Е. Познн Извлечения КС1 тем же путем, как и из природного карналлита. В конечном щелоке содержится большое количество MgCl2.

Способы неполного растворения, при которых КС1 полностью не растворяется, а остается частично в шламе, называют также «шламовыми». Основными из них являются способы холодного разложения, растворения «на конечный щелок» и «конечным ще­локом».

Холодное разложение карналлита ведут обработкой его водой или оборотным щелоком без нагревания, причем большая часть

КС1 извлекается в виде тонкого шлама, взвешенного в жидкости. После удаления галитового отвала шламовый хлористый калий отделяют от щелока, из которого выпариванием и охлаждением кристаллизуют искусственный карналлит, присоединяемый к при­родному карналлиту, идущему на разложение. Остающийся рас­твор хлористого магния, содержащий мало примесей, перераба­тывают на твердый плавленый хлористый магний (см. гл. IX).

Растворение «на конечный щелок» или горячее шламовое раз­ложение заключается в обработке карналлитовой руды маточным щелоком при ~100°. При этом в раствор переходит весь MgCl2 и часть КС1 из карналлита, а остальная часть КС1 из разложен­ного карналлита выделяется в виде шламового хлористого ка­лия. После отделения галитового отвала (в котором остается и находившийся в руде сильвин), а затем шламового хлористого ка­Лия, раствор охлаждают для кристаллизации возвращаемого в цикл искусственного карналлита, а затем выпаривают для полу­чения плавленого хлористого магния. Преимуществом этого спо­соба является возможность получения без выпарки конечного ще­лока, богатого хлористым магнием и бедного хлористым калием.

По способу растворения «конечным щелоком» шламовому раз­ложению подвергают предварительно полученный из природного карналлита искусственный карналлит, мало загрязненный галитом и потому отделение шлама КС1 от NaCl не производят. Галитовый отвал отделяют в первой стадии, после горячей обработки при­родного карналлита оборотным маточным щелоком, перед кри­сталлизацией искусственного карналлита.

Имеется много вариантов этих схем.

Способы холодного разложения отличаются тем, что в них практически весь КС1 остается нерастворенным; в горячих же способах КС1 полностью или частично растворяется.

Использование способов холодного разложения, как и горячих способов неполного растворения карналлита, приводит к получе­нию менее ценного продукта, загрязненного глинистыми и дру­гими нерастворимыми примесями, содержащимися в сырье, однако вполне пригодного как удобрение. Использование этих способов оказывается целесообразным при наличии сравнительно чистого карналлита.

Наиболее распространены способы полного растворения кар­наллита, они дают возможность получать наиболее чистый про­дукт, но требуют примерно в 1,5 раза большего расхода тепла, чем способы холодного разложения и почти в 2 раза больше тепла, чем способ растворения «на конечный щелок». Поэтому в тех слу­чаях, когда состав природного сырья допускает возможность их использования, способы неполного растворения карналлита яв­ляются более экономичными.

Сложность выделения хлористого калия из карналлита значи­тельно удорожает технологический процесс по сравнению с пере­работкой сильвинита. Переработка карналлита на хлористый ка­лий более экономична, если она производится с использованием других компонентов, входящих в состав природного карналлита, и в первую очередь хлористого магния с целью получения соеди­нений магния, металлического магния, хлора, хлорпроизводных и др.53 ■ .

В СССР хлористый калий из карналлита не вырабатывают. Карналлитовую руду перерабатывают способом неполного (шла­мового) растворения на необходимый для получения металличе­ского магния искусственный карналлит,- Отходом в производстве магния электролизом карналлита является калийная соль, содер­жащая 75—80% КС1; ее выпускают в качестве удобрения под названием «электролит».

При переработке карналлита применяют такую же аппаратуру, как и при переработке сильвинита. Растворение карналлита идет с большой скоростью, поэтому его ведут и в вертикальных рас­творителях; по-видимому, целесообразно вести его в трубах, сов­мещая этот процесс с гидротранспортом.