DD200020A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF CALIDUENIC AGENTS FROM CARNALLITE SOLE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kaliduengemitteln aus Carnallitsole. Die Erfindung hat das Ziel und die technische Aufgabe, ein Verarbeitungsverfahren fuer Carnallitsole zu hochprozentigen Kaliduengemitteln anzugeben, bei dem die bisherigen Nachteile, insbesondere der hohe Verbrauch an Waermeenergie, die hohe Soltemperatur und die grosse Soleumlaufmenge, beseitigt sind. Es wurde gefunden , dass sich ueberraschen geringe Solumlaufmengen und ein sehr guenstiger Waermeverbrauch des Gesamtverfahrens der Soleverarbeitung erzielen lassen, wenn man die Soltemperatur unter oder um 60 Grad C haelt und die Konzentrationsdifferenz durch eine maximale Selbstverdampfung der Sole waehrend des Kuehlprozesses erhoeht.The invention relates to a process for the preparation of Kaliduengemitteln from carnallisole. The invention has the object and the technical task of specifying a processing method for carnallisole to high-percentage Kaliduengemitteln, in which the previous disadvantages, in particular the high consumption of heat energy, the high sol temperature and the large Solelaufmenge eliminated. It has been found that surprising small amounts of circulating fluid and a very favorable heat consumption of the overall process of brine processing can be achieved by keeping the sol temperature below or below 60 degrees C and increasing the concentration difference by maximum self-evaporation of the brine during the cooling process.
Description
a) Titel der Erfindunga) Title of the invention
Verfahren zur Herstellu. CarnallitsoleMethod for manufacturing Carnallitsole
lalidüngemitteln ausfrom lids
b) Anwendungsgebiet der E.b) Field of application of E.
Die Erfindung betrifft Kalidüngemitteln aus C-The invention relates to potash fertilizers from C
c) Charakteristik der bek.c) Characteristics of bek.
Die Aussolung von C ar rs:, über Tage aus über Bob: für das in Form mächti/ lititgestein, bei welc' ses Eohsalztypsj wie r den mit hohem Gehalt ε lerStandfestigkeit j si Dabei fällt eine heiße zentige KalidüngemittelThe extraction of C ar rs: over days via Bob: for those in the form of lithiclite, for which types of saline and high-grade crescents, a hot, concentrated potash fertilizer
Es ist ein Verfahren t einem heißen Lösungsm selektiv erfolgt und c. ,tigte Sole durch' Kühl\; wobei Irünstlicher Carr·. lösung anfallen. Das L Kaliumchlorid zersetzt; wärmen auf möglichst ; mittel eingesetzt« Di^. -ahren zur Herstellung vonIt is a method t is a hot Lösungsm selectively and c. "Sole broke through 'Cooling'; whereby Irrtual Carr ·. solution. The L potassium chloride decomposes; warm as much as possible; medium used «Di ^. -driving for the production of
iohnischen Lösungeniohnic solutions
;haltenden Lagerstätten von :t ein Gewinnungsverfahren .statten vorhandene Carnal- egativen Eigenschaften die-Töhalt an Wertstoff verbunüstoffen sowie geringe Pfeiligsten negativ auswirken» Ltsole an, die auf hochpro™ .iitet wird«• Reserved deposits of: • an extraction process, existing car- tal-type properties make the substance compatible with the material, as well as low-ranked pollutants have a negative effect on »Ltsols, which are used on high-quality«.
lach dem die Auslaugung mit ..gneter Zusammensetzung möglichst carnallitgesät-r-/istallisation gebracht wir'd, ΐ eine MgOl2-*eiche Mutterjat wird mit Wasser zu 3 Mutterlösung wird nach Er- -:;x-aturen wieder als Löse-, .ihren ist die "Übertragunglach the leaching with the proper composition as possible carnallitgesät- r- / istallisation we'd, ΐ a MgOl 2 - * oak mother jat with water to 3 mother liquor is again according to Er- - : x-nature as a solvent, .ihren is the "transmission
des seit langem bekannten Verarbeitungsverfahrens für bergmännisch gefördertes Carnallititrohsalz auf die Belange eines Aussolprozesses. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist ^jedoch wegen der sehr geringen erreichbaren WärmeÖkonomie verbunden mit der extrem hohen SolMenge je produzierte Einheit Kaliumchlorid stark reduziertethe long-known processing method for mined Carnallititrohsalz on the concerns of a Aussolprozesses. However, the economy of this process is greatly reduced because of the very low achievable heat economy associated with the extremely high sol amount of potassium chloride produced per unit
Die bei dieser Arbeitsweise erzielbaren Eonzentrationsdifferenzen zwischen heißer Sole einerseits und der Mutterlösung nach der Kühlung andererseits sind relativ gering und die spezifische Solemenge demzufolge hocho Eine Ursache dieser Erscheinung sind die hohen Wärmeyerluste in der Solkammer, die eine wesentlich höhere Temperaturdifferenz zwischen heißem Lösungsmittel und heißer Lösung bedingen als beim klassischen Heißlöseprozeße Hinzu kommen beträchtliche Wärmeverluste durch das transportsystem, so daß insgesamt wesentlich geringere Eintrittstemperaturen der Sole in die Kristallisationsanlage resultiren, als das bei lösetechnischer Verarbeitung von bergmännisch gefördertem Rohsalz möglich ist. Weiterhin ist die stark eingeschränkte Abkühlungsfähigkeit der Lösung in einer Vakuumkühlanlage mit lösungs- und wassergekühlten Kühlstufen infolge der hohen Siedepunktserhöhung von MgCI^-Lösungen eine weitere Hauptursache dafür, daß sich MgCl^-reiche Solen nur mit geringer Effektivität zur Kristallisation bringen lassen· und wegen der geringen erreichbaren Temperatur- und Konzentrationsdifferenzen hohe spezifische Solemengen und hoher spezifischer Wärmeverbrauch erforderlich sind. Eine weitere Ursache für das unbefriedigende technologische und insbesondere: energetische · Niveau bisheriger .Vorschläge' des .... Verfahrens zur Carnallitsoleverarbeitung ist die Tatsache, daß die hohe Siedepunktsverschiebung nicht nur die Abkühlung der Sole sondern umgekehrt auch die Wiedererwärmung des Lösemittels einschränkt, wodurch der wärmswirtschaftlieh ausschlaggebende 'Wärmeüückgewinnungsgrad der Vakuumkühlanlage sehr gering wird. Es wurde nun vorgeschlagen, durch Anwendung sehr hoher Lösemittsltemperaturen von 12ο*ΐίThe achievable in this procedure Eonzentrationsdifferenzen between hot brine on the one hand and the mother solution after cooling on the other hand are relatively low and the specific amount of brine accordingly hocho One cause of this phenomenon are the high Wärmeyerluste in the Solkammer, which cause a much higher temperature difference between hot solvent and hot solution As in the classic Heißlöseprozeße In addition, considerable heat losses through the transport system, so that overall significantly lower inlet temperatures of the brine result in the crystallization, as is possible in solvent technology processing of mined crude salt. Furthermore, the severely limited cooling capacity of the solution in a vacuum cooling plant with solution and water cooled cooling stages as a result of the high boiling point increase of MgCl 2 solutions is another main reason that MgCl-rich sols can be crystallized only with low efficiency · and because of Low achievable temperature and concentration differences high specific amounts of brine and high specific heat consumption are required. Another reason for the unsatisfactory technological and in particular: energetic · level of previous proposals of the .... method for carnallite solubilization is the fact that the high boiling point shift not only restricts the cooling of the brine but, conversely, also the reheating of the solvent heat-economic 'crucial' heat recovery efficiency of the vacuum cooling system is very low. It has now been proposed, by applying very high solubility temperatures of 12o * ΐί
und mehr eine möglichst hohe Soleaustrittstemperatin: und damit eine bessere Rückgewinnung der Wärme in der Vakuumkühlanlage zu exreichen und damit zu besseren Ergebnissen zu kommen«. Die Anwendung extrem hoher Lösemittelteniperaturen als auch eine zusätzliche Verdunstungskühlung weisen eine Reihe von Nachteilen auf und haben zusätzliche Risiken sowie werkstoffseitige Ecoblerne zur Folge.» Darüber hinaus steigen die Wärmeverluste progressiv mit steigender Soltemperatur an*and more as high a brine outlet temperature as possible, and thus to pass on a better recovery of the heat in the vacuum cooling system and thus to achieve better results. " The application of extremely high solvent temperatures as well as additional evaporative cooling have a number of disadvantages and result in additional risks as well as material-side ecoblerns. "In addition, the heat losses increase progressively with increasing sol temperature *
d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention
„ Die Erfindung hat das Ziel und die technische Aufgabe, ein v -J Verarbeitungsverfahren für Carnallitsole zu hochprozentigen Kalidüngemitteln anzugeben, bei dem die bisherigen Hauptnachteile, insbesondere der hohe Verbrauch an Wärmeenergie, hohe Soltemperatur, hohe spezifische Soleumlaufmenge, beseitigt sind«"The invention has the object and the technical problem, a v - specify J processing methods for Carnallitsole to highly concentrated potash fertilizers, in which the former major disadvantages, especially the high consumption of thermal energy, high Soltemperatur, high specific Sole circulation rate, are eliminated"
e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention
Es wurde gefunden, daß sich überraschend geringe Soleumlaufmengen und ein sehr günstiger Wärmeverbrauch des Gesamtverfahrens der Soleverarbeitung erzielen läßt, wenn man die Soltemperatur unter oder um 600C halt und die Konzentrationsdifferenz durch eine maximale Selbstverdampfung νJ der Sole während des Kühlprozesses erhöht*It has been found that surprisingly low brine circulation volumes and a very favorable heat consumption of the overall process of the brine processing, can be achieved when J ν under or around 60 0 C halt and the difference in concentration by a maximum self-evaporation of the brine during the cooling process increases the Soltemperatur *
Erfindungsgemaß wird diese SeIbstverdampfung der Sole dadurch erreicht, daß die vom Solfeld kommende ^o bis 600C warme Sole zunächst auf eine maximale Temperatur aufgeheizt und diese überhitzte Sole in einer vielstufigen Ent-,·;· .·.. . '. Spannungskühlanlage auf möglichst niedrige'Kühl'endtemperatur . · ' abgekühlt wird·According to the invention this SeIbstverdampfung of the brine is achieved by the fact that coming from the brine field ^ o to 60 0 C hot brine is first heated to a maximum temperature and this superheated brine in a multistage decision, ·;. · ... '. Voltage cooling system at the lowest possible cooling end temperature. · 'Is cooled ·
Erfindungsgemäß wird die bei der Entspannungskühlung freigesetzte Brüdenwärme im solegekühlten Teil zum Vorwärmen der Sole und im unteren Temperaturgebiet im lösemittelgekühlten Teil zuni Vorwärmen des Lösemittels genutzt. Ein weiteresAccording to the invention, the heat released in the expansion cooling Brüdenwärme used in the brine-cooled part for preheating the brine and in the lower temperature region in the solvent-cooled part zuni preheating the solvent. Another one
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wichtiges Merkmal der Erfindung ist der Ersatz der üblichen wassergekühlten Stufen der Vakuumkühlanlage gegen flächenlos arbeitende mit MgCip-reJcten Lösungsmittel; gekühlten Kühlstufen und die Nachkühlung der Kristallisatsuspension mit einem Kälteträger aus einem Kältesatz. Durch die niedrige Soltemperatur von 5o bis 6o°C bleiben die Wärmeverluste im Solprozeß, die durch Ableitung ins Gebirge und die Verlustwärme der Löserückstände bedingt sind und im Iransportsystem auftretende Wärmeverluste relativ gering. Durch die erfindungsgemäße Aufheizung der Sole in Verbindung mit der Entspannungs- und NacHkühlurig bis auf eine um oder unter der Umgebungstemperatur liegende Kühlendtemperatur wird ein hoher Wärmerückgewinnungsgrad der Vakuumkühlanlage"erreicht. Die hohe Siedepunktverschiebung zwischen hochkonzentrierter Magnesiumchloridlösung und Wasser wird beim erfindungsgemäßen Verfahren in allen Kühlstufen dadurch ausgeschaltet, daß als Kühlmittel in keiner Kühlstufe Wasser verwendet wird, sondern ein flächenloser Wärmeaustausch mit hochkonzentrierter Mutterlösung angewendet wird, wodurch die Siedepunktverschiebung bis auf geringe Eestbeträge aufgehoben wird·important feature of the invention is the replacement of the usual water-cooled stages of the vacuum cooling system against surface working with MgCip-ReJcten solvent; cooled cooling stages and the Nachkühlung the Kristallisatsuspension with a refrigerant from a refrigeration charge. Due to the low sol temperature of 5o to 6o ° C, the heat losses remain in the sol process, which are due to dissipation into the mountains and the heat loss of Löserückstände and occurring in the transport system heat losses relatively low. A high degree of heat recovery of the vacuum cooling system is achieved by the inventive heating of the brine in connection with the expansion and cooling to a cooling end temperature which is above or below the ambient temperature.The high boiling point shift between highly concentrated magnesium chloride solution and water is thereby eliminated in all cooling stages in the process according to the invention in that water is used as the coolant in no cooling stage, but a surface-free heat exchange with highly concentrated mother solution is used, whereby the boiling point shift is abolished down to small amounts of recovery ·
Das erfindungsgemäße Verfahren weist einen überraschenden Effekt auf, indem der spezifische Wärmeenergieverbrauch bezogen auf eine Tonne porduzierten Wertstoff gegenüber dem bisherigen Stand der Technik von 1o - 12 GJ/WLpO auf unter 5o Ecozent dieses Wertes reduziert werden kann, der spezifische Solebedarf ebenfalls um 4o bis f?o Prozent sinkt und die Soltemperatur bis auf unter 6o°C abgesenkt werden kann. Weiter ist überraschend, daß der Bedarf an Elektroenergie trotz Anwendung einer Kälteerzeugung zur. Gewährleistung einer Kühlend^emperatur um" oder unter Umgebungstemperatur insgesamt nicht ansteigt, dadurch die Reduzierung des Solebedarfes und damit gleichbedeutend der umlaufenden Lösungsmengen , die vom und zum Solf.eld gepumpt werden müssen, ein Rückgang des Elektroenergiebedarfes für den Sole- und Lösemitteltransport eintritt, so daß im wesentlichen eine Kompensation erfolgteThe inventive method has a surprising effect by the specific heat energy consumption can be reduced to below 5o Ecozent this value based on a ton of Porduzierten recyclable material compared to the prior art of 1o - 12 GJ / WLpO, the specific brine need also by 4o to f ? o percent decreases and the sol temperature can be lowered to below 6o ° C. It is also surprising that the demand for electric power despite the application of refrigeration for. Ensuring a Kühlend ^ emperatur to "or below ambient temperature does not increase overall, thereby reducing the brine demand and thus synonymous meaning of the circulating amounts of solution that must be pumped from and to Solf.eld, a decrease in the electrical energy required for the brine and solvent transport occurs, so that was essentially a compensation
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist eine prinzipielle Abkehr von den im Heißlöseprozeß bisher üblichen Grundoperationen und Entwicklungstrends wie die Erhöhung der Lösetemperatur, der vorzugsweisen Anwendung'von Oberflächenkondensatoren oder der Anwendung wassergekühlter Kühlstufen«.The process according to the invention is a departure from the basic operations and development trends hitherto customary in the hot-dissolving process, such as the increase in the dissolution temperature, the preferential use of surface condensers or the use of water-cooled cooling stages.
Die Erfindung wird nachstehend in Ausführungsbeispielen und an Hand des polythermen Löslichkeitsdiagramms des Systems K, Na, Mg, 01/H2O herangezogen ( Pigur 1 ). In einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung hat die eintretende Sole vom Solfeld eine Temperatur von vorzugsweise 5o bis 600C und eine KOl und MgOl^-Konzentration, die durch die Lage des Punktes A charakterisiert ist, also in der Nähe des Grenzbereiches von KCl-PeId und Caxnallitfeld liegt. Diese Sole wird stufenweise auf eine möglichst hohe Temperatur, vorzugsweise auf 12o bis 13o°C aufgewärmt, ohne daß sich die Konzentration ändert» Zur Aufwärmung werden im möglichen Umfang kondensierende Brüden und nur in den höchsten Temperaturstufen Frischdampf angewendet.» Die heiße Sole wird in einer mehrstufigen Entspännungsverdampfung unter Wasserausdampfung abgekühlt» Der Brüden kondensiert in Oberflächenkondensatoren und wärmt die Sole vor· Die Sole hat durch Wasserentzug und Abkühlung eine durch Punkt B gekennzeichnete Konzentration und eine um 9o°C liegende Austrittstemperatur. Die weitere Losungskühlung erfolgt in einer vielstufigen Yakuumkühlanlage auf Temperaturen um 300Ce Die Kondensation des ausdampfenden Brüdens erfolgt flächenlos in mit magnesiumchloridreicher Mutterlösung beaufschlagten Mischkondensatoren· Die Sole hat am Austritt die durch Punkt C charakterisierte' Konzentration, die .durch weitere Wasserausdampf ung und Kristallisation der KalikoSrponente 'im Form' von "'. zustande kommt*The invention is described below in exemplary embodiments and with reference to the polythermen Löslichkeitsdiagramms of the system K, Na, Mg, 01 / H 2 O used (Pigur 1). In a preferred embodiment of the invention, the entering brine from the sol field has a temperature of preferably 5o to 60 0 C and a KOl and MgOl ^ concentration, which is characterized by the position of the point A, ie in the vicinity of the boundary region of KCl-PeId and Caxnallitfeld is located. This brine is gradually warmed up to the highest possible temperature, preferably at 12o to 13o ° C, without changing the concentration »For warming to the extent possible condensing vapors and only in the highest temperature stages steam applied.» The hot brine is in a The vapor condenses in surface condensers and warms the brine · The brine has a concentration marked by point B due to dehydration and cooling and an outlet temperature of around 9o ° C. The further solution cooling is carried out in a multi-stage Yakuumkühlanlage to temperatures around 30 0 Ce The condensation of the evaporating vapor is carried out without area in with magnesium chloride-rich mother solution mixed condensers · The brine has at the outlet the characterized by point C 'concentration, the. By further Wasserausdampf and crystallization of the KalikoSrponente 'in the form of''.
Die Abkühlung der Kristallisatsuspension auf eine um 15°C liegende Kühlendtemperatur erfolgt in einer weiteren.Kühlanlage, in welcher die Kristallisatsuspension im Wärmeaustausch mit einem flüssigen Kälteträger erfolgt, welcher in einer Kältemaschine die aufgenommene Wärme wieder abgibt.The cooling of the crystallizate suspension to a cooling end temperature of 15 ° C. is carried out in a further cooling system, in which the crystallizate suspension takes place in heat exchange with a liquid coolant, which in a chiller discharges the absorbed heat.
231 32 9 2231 32 9 2
Nach der Abtrennung des Kristallisates wird die Mutterlösung, deren Zusammensetzung durch den Punkt D charakterisiert ist, als Kühlmittel im lösemittelgekühlten Teil der Yakuumkühlung verwendet, wo sie durch Vermischung mit dem hineinkondensierten Brüden eine Temperatur von 75 bis 8o°C und eine durch den Punkt E charakterisierte Konzentration erhält, die für eine erneute Verwendung als Lösemittel für die Herstellung von Sole geeignet sind, wodurch der Kreisprozeß geschlossen ist·After separation of the crystallizate, the mother liquor, the composition of which is characterized by the point D, is used as the refrigerant in the solvent-cooled part of the vacuum cooling where, by mixing with the vapor condensed therein, it is at a temperature of 75 to 80 ° C and characterized by the point E. Concentration, which are suitable for reuse as a solvent for the production of brine, whereby the cycle is closed ·
Die durch die Kristallisatabtrennung bedingten Lösungsverluste aus dem Lösungskreislauf werden ausgeglichen durch Zusatz von Wasser und/oder geeigneten EC1/MgCl2 haltigen Lösungen, insbesondere dieses Teiles, der bei der Kristallisatbehandlung anfallenden Zersetzungslösung· Das Kristallisat, welches aus Carnallit, Natriumchlorid und Haftlösung besteht, wird durch Behandeln mit vorzugsweise KCl und MgCl2-haltig.en Lösungen niedriger MgC^-Konzentration in ein KCl-NaCl-Gemisch umgewandelt. Dabei wird der Carnallit zersetzt, und es entsteht ein Gemisch von Kaliumchlorid und Natriumchlorid, welches nach bekannten Verfahren durch heißes Umkristallisieren zu hochprozentigen Kalidüngemitteln mit den erforderlichen chemischen und physikalischen Qualitätseigenschaften weiter verarbeitet werden kann, sowie eine durch den Punkt P charakterisierte Zersetzungslösung, die abgestoßen bzw« zur Ergänzung des Lösemittelkreislaufes Verwendung 'findet. In Pigur 1 ist weiter der Punkt G eingetragen,, der die charakteristische Zusammensetzung der abgekühlten Sole wiedergibt, die entstehen würde, wenn die bei 55°C gesättigte Sole in einer herkömmlichen Vakuumkühlanlage mit wassergekühlten Endstufen, wie sie in allen. Heißlösewerken im Einsatz sind, gekühlt wurde· Die Differenz in den KCl-Konzentrationen zwischen A und G ist mehrfach kleiner als zwischen A und Do Demzufolge wäre der spezifische Wärme- · bedarf um ein vielfaches höher, wodurch der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichte. Portschritt überzeugend augenfällig wird*The dissolution losses from the solution circulation caused by the crystallizate separation are compensated by addition of water and / or suitable EC1 / MgCl 2 -containing solutions, in particular of this part, the decomposition solution obtained in the crystallization treatment The crystallizate, which consists of carnallite, sodium chloride and adhesive solution converted into a KCl-NaCl mixture by treatment with preferably KCl and MgCl 2 -containing solutions of low MgCl 2 concentration. In this case, the carnallite is decomposed, and there is a mixture of potassium chloride and sodium chloride, which can be further processed by known methods by hot recrystallization to high-grade potash fertilizers with the required chemical and physical quality properties, and characterized by the point P decomposition solution that repelled or «To supplement the solvent cycle use 'finds. Pigur 1 also contains the point G, which represents the characteristic composition of the cooled brine that would be produced when the brine saturated at 55 ° C in a conventional vacuum cooling unit with water-cooled final stages, as in all. The difference in the KCl concentrations between A and G is several times smaller than between A and Do Accordingly, the specific heat requirement would be many times higher, which achieved with the inventive method. Port step becomes convincingly obvious *
Wesentlich für den Wärmeverbrauch des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die durchgängige Anwendung von flächenlosem Wärmeaustausch in lösemittelgekühlten Stufen und eine Nachkühlung der Kristallisatsuspension, wobei die hohe Siedepunktverschiebung zwischen Wasser und MgCl2-SoIe praktisch ausgeschaltet wird und eine sehr hohe Wiedergewinnung der aufgewandten Wärme erfolgt. Diese durchgängige Anwendung von mit konzentrierter Magnesiumchloridlösung gekühlten Mischkondensatoren ist nur möglich, wenn die dafür erforderliche zusätzliche Wasserfreiheit durch zusätzliche Ausdampfung von Wasser aus dem Lösungskreislauf realisiert werden kann· Dieser Schritt ist unverzichtbar für den Enderfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens, läßt jedoch in seiner Ausführungsform eine Modifizierung zu« In der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung wird diese Wasserausdämpfung erreicht, indem, wie bereits beschrieben, die Sole zunächst mit Brüden und anschließend mit frischdampf auf eine möglichst hohe Temperatur von 12o bis 13o°C vorgeheizt und durch Entspannungsverdampfung bis auf etwa 9o C abgekühlt wird, wobei der ausdampfende Brüden die Sole in Oberflächenkondensatoren vorwärmt. Eine weitere Ausführungsform sieht eine Wasserausdampfung durch Entspannungsverdampfung nur im Temperaturbereich von 1o5 bis etwa 9o°C vor. Demzufolge erwärmt sie ( ) die eintretende etwa 55 C warme Sole in den brüdenbeheizten Oberflächenkondensatoren nur auf etwa 7o°C. Es kann jedoch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Aufwärmung der Sole bis .auf die er-Essential for the heat consumption of the process according to the invention is the continuous application of surface heat exchange in solvent-cooled stages and a Nachkühlung the Kristallisatsuspension, the high boiling point shift between water and MgCl 2 -SoIe is virtually eliminated and there is a very high recovery of the applied heat. This continuous use of condensing condensers cooled with concentrated magnesium chloride solution is only possible if the additional freedom from water required can be realized by additional evaporation of water from the solution cycle. This step is indispensable for the final success of the process according to the invention, but in its embodiment permits a modification "In the preferred embodiment of the invention, this water damping is achieved by, as already described, the brine is first preheated with vapors and then with fresh steam to a high temperature of 12o to 13o ° C and cooled by flash evaporation to about 9o C, wherein the evaporating vapor preheats the brine in surface condensers. A further embodiment provides a water evaporation by flash evaporation only in the temperature range of 1o5 to about 9o ° C before. As a result, it () heats the entering 55 C warm brine in the broth-heated surface condensers only to about 7o ° C. However, in this embodiment of the method according to the invention, the heating up of the brine to
forderliche Temperatur von 1o5°C vollständig mit Brüden . geschehen,- indem ein Teil der 1o5°C heißen Sole in einer ; ' · . ' einstufigen frischdampfbeheizten 'Verdampf anlage einge-' " " dampft wird, wobei mit dem ausgedampften Brüden die Soleaufwärmung auf 1o5°C realisiert wird. Kennzeichnend für beide beschriebenen Ausführungsformeη der Erfindung ist, daß.die gesamte. Wärmeenergie zur Gewährleistung der er- required temperature of 1o5 ° C completely with vapors. happen - by putting part of the 1o5 ° C brine in one; '·. 'one-stage fresh steam-heated' evaporation plant is evaporated, with the vapor being vaporized, the heating of the brine to 1o5 ° C is realized. Characteristic of both described embodiments of the invention is that die.Die entire. Heat energy to guarantee the
' forderlichen Temperatur des Lösungsmittels für den Sölprozeß soleseitig aufgewendet wird, und sich das Lösemittel durch flächenlosen Wärmeaustausch mit der auf diese Weise'solvency of the solvent for the Sölprozeß is spent on the soleiteitig, and the solvent by surface-free heat exchange with the in this way
313 2 9313 2 9
übexhitzfcen Sole aufwärmt, während in den analogen Heißlöseverfahren für Rohsalze die Aufheizung des Lösemittels mittels Dampf erfolgt.übexhitzfcen brine, while in the analogue hot dissolving process for crude salts, the solvent is heated up by means of steam.
Eine Modifizierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedoch auch mit einer ganzen oder teilweisen Wärmeübertragung an das Lösemittel arbeiten, wesentlich ist dabei für den Gesamterfolg, daß wiederum zur Erzielung der erforderlichen Wasserausdampfung der eingesetzte Frischdampf nicht direkt sondern zur Ausdampfung von Wasser aus einem Teilstrom des Solekreislaufes eingesetzt wird, und mit diesem ausgedampften Wasser die Aufheizung des Lösemittels bis auf die Endtemperatür erfolgt, die der Solprozeß erfordert.However, a modification of the method according to the invention can also work with a total or partial heat transfer to the solvent, it is essential for the overall success that in turn used to achieve the required Wasserausdampfung the steam used is not used directly but for evaporation of water from a partial stream of the brine circuit , And with this evaporated water, the heating of the solvent takes place to the final temperature, which requires the sol process.
Schließlich können die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung miteinander kombiniert werden. Die vorzugsweisen Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden durch drei Ausführungsbeispiele näher erläutert.Finally, the various embodiments of the invention can be combined. The preferred embodiments of the invention are explained in more detail below by three embodiments.
f) Ausführungsbeispiel 1 ( Hierzu Figur 2 ) ' f) Embodiment 1 (See Figure 2) '
118ο m vom Solfeld kommende Sole der Zusammensetzung 59 g/l ECl, 343 g/1 MgCIp, 24 g/l NaCl, 2o g/l MgSO. und 84o g/l HpO mit einer Temperatur von 55 C werden in den Oberflächenkondensatoren einer fünfstufigen Entspannungsverdampf ungsanlage von ^ auf 95°C vorgewärmt und anschließend mit Frischdampf in Rohrbündelwärmeübertragern auf 1300C erhitzt. Die 13o°C heiße überhitzte Sole wird ohne Kristallisation in der fünfstufigen Entspannungs-" 'verdampfungsanlage auf 9o°C abgekühlt, dabei dampfen ca. . ; ·6ο t Brüden aus, die in den bereits genannten Oberflächen-, kondensatoren kondensiert werden und ihren Wärmeinhalt an die eintretende Sole abgeben«, Die nach der Entspannungskühlung anfallende etwa 9o°C heiße Sole wird nun in einer· zehnstufigen Vakuumkühlanlage unter Wasserentzug auf ca. 3o°C abgekühlt. Es dampfen 115 t Brüden aus, die in den Mischkondensatoren niedergeschlagen werden. Dabei krisial-Sols of the composition 59 g / l ECI, 343 g / 1 MgClP, 24 g / l NaCl, 20 g / l MgSO4 coming from the Solfeld. and 84o g / l HpO with a temperature of 55 C are preheated in the surface condensers of a five-stage flash evaporation plant from ^ to 95 ° C and then heated with steam in tubular heat exchangers to 130 0 C. The 13o ° C hot superheated brine is cooled to 9o ° C without crystallization in the five-stage flash evaporator, while about.; · Oοt vapors evaporate, which are condensed in the above-mentioned surface, condensers and their heat content to the incoming brine. "The brine, which is approximately 9o ° C hot, is then cooled in a ten-stage vacuum cooling system to about 3o ° C with dehydration to remove 115 t of vapor, which is then precipitated in the mixing condensers krisial-
lisieren Natriumchlorid und Carnallit aus. Die ausdampfenden Brüden kondensieren in Mischkondensatoren an aufzuwärmende Magnesiumchloridmutterlösung, die als Löse-.mittel verwendet wird· Von der Austrittstemperatur der Vakuumkühlanlage bis auf die Kühlendtemperatur von 15°C wird die Suspension im Wärmetausch mit einem Kälteträger in einer Nachkühlanlage gekühlt« Der Kälteträger, z.B. Sole oder Wasser, wird in einem Kältesatz; auf etwa + 5 C gekühlt und zirkuliert ständig zwischen Nachkühlanlage und Kältesatz* Die aus der Nachkühlanlage austretende Kristallisatsuspension, bestehend aus 233 t Garnallit und 21 t Natriumchlorid und 830 m Magnesiumchloridmutterlösung mit 9 g/l KCl, 39o g/l MgCl^, 9 g/l NaGl, 28 g/l MgSO4 und 889 g/l H2O, ,. wird durch Eindicken und "Filtrieren in Eindickern und kontinuierlich arbeitenden Dreh-Filtern weitgehend in Kristallisat und Mutterlösung getrennt* Das Kristallisat wird mit 286 m einer kalten magnesiumchloridaiinen Lösung der Zusammensetzung 87 g/l KCl, 122 g/l MgCl2, 14o g/l NaCl, 2o g/l MgSO. und 872 g/l H2O in einer aus Rührbehältern, Eindickern, Drehfiltern bestehenden Kristallisatbehandlung behandelt, wobei sich eine Suspension von 71 t KCl, 48 t NaCi und 434 τη. Zersetzungslösung der Zusammensetzung 4o g/l KCl, 311 g/l MgCl2, 3o g/l NaCl, 17 g/l MgSO4, 888 g/l H5O bildet, die nach Eindickung und Filtration 149,5 t feuchtes KCl-Kristallisat mit 47,9 % KCl, 5 % MgCl2, 32,5 % NaCl, 0,3 % MgSO4 und 14,2 % H2O ergibt, aus welchem nach bekannten Verfahren durch heißes Umkristallisieren 72 t Kalidüngemittel mit 60 % K0O gewonnen werden könnene Aus den 779 m^ nach derdissolve sodium chloride and carnallite. The evaporating vapors condense in mixed condensers to be heated magnesium chloride mother solution, which is used as a solvent. · From the outlet temperature of the vacuum cooling system to the cooling end temperature of 15 ° C, the suspension is cooled in heat exchange with a brine in a Nachkühlanlage «The brine, eg brine or water, is in a cold pack; cooled to about + 5 C and circulates constantly between aftercooler and refrigeration charge * The emerging from the aftercooling Kristallisatsuspension consisting of 233 t of yarn and 21 t of sodium chloride and 830 m Magnesiumchloridmutterlösung with 9 g / l KCl, 39o g / l MgCl ^, 9 g / l NaGl, 28 g / l MgSO 4 and 889 g / l H 2 O,. is largely separated into crystallisate and mother liquor by thickening and filtration in thickeners and rotary filters. The crystals are mixed with 286 m of a cold magnesium chloride solution of composition 87 g / l KCl, 122 g / l MgCl 2 , 14 g / l H 2 O treated NaCl, 2o g / l MgSO. and 872 g / l in a made of stirred tanks, thickeners, rotary filters Kristallisatbehandlung, with a suspension of 71 t KCl, 48 t NaCl and 434 τη. decomposition solution of the composition 4o g / l KCl, 311 g / l MgCl 2 , 3o g / l NaCl, 17 g / l MgSO 4 , 888 g / l H 5 O forms, which after thickening and filtration 149.5 t of moist KCl crystals with 47.9 % KCl, 5% MgCl 2 , 32.5% NaCl, 0.3 % MgSO 4 and 14.2 % H 2 O results, from which by known methods by hot recrystallization 72 t potash fertilizer with 60% K 0 O can be recovered e From the 779 m ^ after the
3 Filtration anfallenden Magnesiumchloridiautterlosung, 241 m Zersetzungslösung, 25 t Wasser und 115 t kondensierenden Brüden' bilden·- sich-.1185 -m^ heißes· Lösemittel- mit ca«- '78.0C,. -. welches zum Solfeld zurückgepumpt wird. Die überschüssige Zersetzungslösung wird abgestoßeneMagnesium chloride alumina solution obtained by filtration, 241 m of decomposition solution, 25 t of water and 115 t of condensing vapors form - - .1185 -m ^ hot solvent - with approx. 0 C ,. -. which is pumped back to the Solfeld. The excess decomposition solution is shed
Ausführungsbeispiel 2 ( Hierzu Figur 3 ) ' · .Embodiment 2 (see FIG. 3).
II80 nr Sole der im Beispiel 1 genannten ZusammensetzungII80 nr brine of the composition mentioned in Example 1
231329231329
werden in einer zweistufigen Entspannungsverdampfungsanlage beim Durchgang durch die Oberflächenkondensatoren auf 7o°C aufgewärmt· Die erwärmte Sole wird in brüdenbeheizten Rohrbundelübertragern auf ca· 1oo°C erwärmt. 23o mr dieser Sole durchlaufen einen aus einer frischdampfbeheizten Heizkammer und dem Ausdampfkörper bestehenden Umlaufverdampfer, wo ihr bei einer Siedetemperatur von ca· 13o°G 4o t Brüden entzogen werden, die in den Rohrbündelübertragern kondensieren. 19o m·^ 13O0C heiße Sole werden aus dem Verdampfer ausgeschleust, mit dem Salzhauptstrom vermischt und in der zweistufigen Entspannungsverdampfanlage auf 9o°C abgekühlt, wobei etwa 2o t Wasser ausdampfen. Der weitere Verfahrensweg entspricht dem im Beispiel 1 genannten Verfahrensgang»are warmed up to 7o ° C in a two - stage flash evaporator system as they pass through the surface condensers. · The heated brine is heated to approximately 100 ° C in broth - heated tube bundle transformers. 23o mr of this brine pass through a circulating evaporator consisting of a fresh steam-heated heating chamber and the evaporating body, where it is withdrawn at a boiling point of about 13o ° G 4o t vapors that condense in the Rohrbündelübertragern. 19o m · ^ 13O 0 C hot brine is discharged from the evaporator is mixed with the salt main stream and cooled in the two-stage Entspannungsverdampfanlage to 9o ° C, with about 2o t evaporate water. The further process route corresponds to the procedure mentioned in Example 1 »
Ausführungsbeispiel 3 ( Hierzu Pigur 4 ) I000 m3 Sole mit 24 g/l KGl, 352 g/l MgCl2, 25 g/l NaGl, 25 g/1 MgSO4 und 848 g/l HoO mit einer Temperatur von 4o°G werden in einer 8-stufigen Vakuumkühlanlage auf 280C abgekühlt« Dabei werden unter Berücksichtigung von Spülwasser der Lösung 37 t Wasser entzogen· Durch Nachkühlung auf 15°C in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise werden 175 t Carnallit, 11 t HaCl und 832 m? Magnesiumchloridmutterlösung mit 21 g/l KCl, 352 g/l MgCl2, 15 g/l NaGl, 22 g/l MgSO4 und 890 g/l H2O erhalten, die in 233 t Kri~ stallisat ( 2o % KGl, 3o,9 % MgGl0, 4,7 % NaGl, 44,3 % E0O ) und 795 mJ Magnesiumchloridmutterlösung getrennt werden« Durch Behandeln des Kristallisates mit 2o7 m^ kalter Lösung der im· Beispiel 1 genannten Zusammensetzung und anschließendes Eindicken und filtrieren werden I06 t KCl-Krlstallisat mit 5o,6% KGl, 4,9 % MgOl2, 3o,2 % NaCr, ' 14,3 % H2O und 3o m^ Zersetzungslösung mit 37 g/l KCl, 3o5 g/l MgGl2, 27 g/l NaCl, 16 g/l MgSO4 und 892 g/l H2O gewonnen, von denen 164 m^ zusammen mit der Magnesiumchloridmutterlösung als Kühlmittel" durch die Mischkondensatoren der.Solekühlanlage geleitet, werden, wo sie 58 t'EMBODIMENT 3 (For this Pigur 4) 1000 m 3 brine with 24 g / l KGl, 352 g / l MgCl 2 , 25 g / l NaGl, 25 g / 1 MgSO 4 and 848 g / l HoO with a temperature of 40 ° are used in an 8-stage vacuum cooling system cooled to 28 0 C "in this case, 37 t of water, taking into account of flushing water of the solution withdrawn · by subsequent cooling to 15 ° C in the manner described in example 1, 175 t carnallite, 11 t HACL and 832 m ? Magnesium chloride mother solution containing 21 g / l KCl, 352 g / l MgCl 2 , 15 g / l NaGl, 22 g / l MgSO 4 and 890 g / l H 2 O obtained in 233 t crystallisate (20 % w / w, 3 o , 9 % MgGl 0 , 4.7% NaGl, 44.3% E 0 O) and 795 m J magnesium chloride mother solution are separated by treating the crystals with 2o7 m ^ cold solution of the composition mentioned in Example 1 and then thickening and filtering I06 t KCl-cristallizate with 5o, 6% KGl, 4.9% MgOl 2 , 3o, 2% NaCr, '14.3% H 2 O and 3o m ^ decomposition solution with 37 g / l KCl, 30 g / l MgGl 2 , 27 g / l NaCl, 16 g / l MgSO 4 and 892 g / l H 2 O are obtained, of which 164 m ^ together with the magnesium chloride mother solution as a coolant "passed through the mixing condensers of the.Solekühlanlage, where they 58 t '
- 11 - £O I - _.- 11 - £ O I - _.
Wasser aufnehmen.» Die austretende etwa 48 C wärme Lösung wird nun in einer nachgeschalteten dampfbehsiaten Verdampfungsanlage durch irischdampf auf die. für den Solprozeß erforderliche Temperatur (84C) und Konzentration gebracht, wofür 36 t Wasser ausgedampft werden müssen. 1oo8 nr dieser 84°C warmen Lösung werden als Lösemittel zum Solfeld gepumpt·Take up water. »The emerging approx. 48 C heat solution is now transferred to the steam generator by means of Irish steam in a downstream steam-heated evaporator. for the sol process required temperature (84C) and concentration, for which 36 t of water must be evaporated. 1oo8 nr of this 84 ° C warm solution are pumped to the Solfeld as solvent ·
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| DD200020A1 true DD200020A1 (en) | 1983-03-09 |
| DD200020B5 DD200020B5 (en) | 1994-09-15 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102016010281A1 (en) | 2016-08-24 | 2018-03-01 | K-Utec Ag Salt Technologies | Process for the production of potassium chloride from carnallite deposits by means of separation |
-
1981
- 1981-07-01 DD DD23132981A patent/DD200020B5/en unknown
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| DE102016010281A1 (en) | 2016-08-24 | 2018-03-01 | K-Utec Ag Salt Technologies | Process for the production of potassium chloride from carnallite deposits by means of separation |
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| DD200020B5 (en) | 1994-09-15 |
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