DD280742A1 - Verfahren zur gewinnung und verwertung von doppelsulfathaltigen salzkrusten - Google Patents

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DD280742A1
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potassium
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Heinz Scherzberg
Guenter Doering
Herbert Schuebl
Manfred Klama
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Kali Veb K
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung und Verwertung von doppelsulfathaltigen Salzkrusten aus Eindampfanlagen der Kaliindustrie. Ziel und Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung von Wertstoffverlusten bei der Beseitigung doppelsulfathaltiger Salzkrusten in Eindampfanlagen sowie in der vollstaendigen Verwertung der Krusteninhaltsstoffe. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die verkrusteten Teile der Apparatur mit einem Teil des Prozesswassers bei Temperaturen zwischen 50 und 90C gefuellt werden und die so gewonnene Spuelloesung in dosierter Menge dem Prozesswasser des Kaliumsulfatprozesses zugemischt wird.

Description

7iel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der Werkstoffverluste bei der Beseitigung doppelsulfathaltiger Salzkrusten in Eindampfanlagen und die vollständige Verwertung der Krusteninhaltsstoffe.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die technische Aufgabi der Erfindung besteht in der vollständigen Entfernung von Salzkrusten sowie der Nutzung der Krusteninhaltsstoffe zur Kaliumsulfatherstellung und damit deren Verwertung bei Vermeidung energie- und kostenaufwendiger Eindampfungsschritte.
Diese erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst
- durch das periodische Füllen der verkrusteten Teile der Apparatur mit einem Teil des Prozeßwassers des Kaliumsulfatprozesses,
- die Auflösung der Krusten zu einer ungesättigten Lösung, mit einer Dichte von 1.060 bis 1,12 g/cm3, deren Gehalte an Kalium, Magnesium, Chlorid und Sulfat dem Verhältnis der festen Einfach- und Doppelsalze in den Krusten entspricht,
- die Zwichenstapelung der gewonnenen, ungesättigten Spüllösung und deren Beimischung zum Prozeßwasser für den Kaliumsulfatprozeß in einer solchen Relation, daß die Mischung eine Dichte < 1,050g/cm3 hat.
Überraschend wurde gefunden, daß sich die beim Auflösen der verkrusteten Apparaturen bildenden Spüllösungen, deren Relation K:Mg:SO4:CI vor allem durch Doppelsulfate stark von der lonenrelation des Kaliumsulfates abweichend ist und außerdem noch erhebliche Anteile an Mg- und Chloridionen aufweist, in bestimmten Anteilen zum Prozeßwasser zugesetzt werden können, wobei der Gehalt an Wertstoffen direkt und nahezu vollständig als Kaliumsulfat wiedergewonnen werden kann. Es wurde gefunden, daß die sich innerhalb eines Zyklus von mehreren Tagen im laufenden Betrieb der Eindampfanlage sich bildenden Krusten mit einem Teil der für die Kaliumsulfatherstellung erforderlichen Prozeßwassermenge aufgelöst werden können, wenn nach mehrtägigem Betrieb die Eindampfapparatur vollständig abgelassen, mit Wasser aus dem Prozeßwassertank aufgefüllt, anschließend bei Temperaturen von 50 bis 9O0C im Verlauf mehrerer Stunden, abhängig von Art und Umfang der Verkrustung, aufgelöst und auf diese Weise eine an Kalium- und Magnesiumsulfat ungesättigte, teilweise chloridhaltige Lösung gewonnen wird. Diese Lösung hat eine Dichte zwischen 1,060 bis 1,12g/cm3 und wird aus der Eindampfanlage abgelassen und während des folgenden mehrtägigen Betriebszeitraumes der Kaliumsulfatanlage dem Prozeßwasser in einem bestimmten Anteil, der nach der Dichte reguliert werden kann, zugemischt und die Mischung anstelle von reinem Prozeßwasser in die Kaliumsulfatumsetzung eingespeist. Dabei kann die Spülwasserzumischung je nach Anfallmenge und Dichte der Spüllösung in der folgenden Betriobsphase der KjSOü-Erzeugung über einen längeren oder kürzeren Zeitraum erfolgen. Bis zur Dichte von 1,050g/cm3 in der Mischung aus Spüllösung und Wasser treten dabei überraschend keinerlei negative Beeinflussungen des Kaliumsulfatprozesses ein. Oberhalb dieser Grenze, das heißt bei forcierter Einspeisung des Spülwassers in einem verkürzten Zeitraum, können aufgrund des hohen Gehaltes an Mg und SO4 chemische und durch Aussalzung feinster Keime auch physikalische Qualitatsbeeintracr-^gungen hervorgerufen werden, welche sicher vermieden werden können, wenn die Relation Spüllösung.Wasser so eingestellt wird, daß eine Dichte von 1,035 bis maximal 1,050g/cm3 resultiert. Bis herab zur Mischungsdichte 1,0g/cm3 (Wasser) ist ein stufenloses Vermischen möglich. Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Ausführungsbeispiel
Hierzu Figur 1
Eine Eindampfanlage, bestehend aus Heizkörper 1, Ausdampfkörper 2, Umwälzleitung 3 und Umwälzpumpe 4 wird nach längerer Betriebsperiode mit Ausbildung von Salzkrusten der Salze Kainit, Langbeinit und Sylvin außer Betrieb genommen und der Suspensionsinhalt durch Öffnen des Ventils 10 abgelassen. Aus dem Behälter 6, der mit dem Vorratsbehälter 5 für warmes Prozeßwasser in Verbindung steht und durch ein Ventil 1 abgesperrt werden kann, wird über die Pumpe 8 warmes, lösefähiges Wasser über die Rohrleitung 9 a in den Ausdampfkörper 2 bis zur Erreichung des Maximalfüllstandes gepumpt und intern do rch die Pumpe 4 oder zusätzlich extern über die Pumpe 8 und die Rohrleitung 9 a und den Behälter 6 umgewälzt, wozu das Ventil 12 zu öffnen ist. Die gesamten Salzkrusten werden gelöst und eine Lösung mit einer Dichte von 1,06 bis 1,12g/cm3 erhalten. Nach Entleeren aller Teile der Eindampfanlage befindet sich diese Lösung im Behälter 6 und die Eindampfanlage ist wieder betriebsbereit. Dem aus dem Behälter 5 und die Pumpe 7 abgepumpte Prozeßwasser für den Kaliumsulfatprozeß wird nun der Anteil der im Behälter 6 befindlichen kalium-, magnesium- und sulfathaltigen Spüllösungen beigemischt, dessen Größe nach der sich einstellenden Dichte hinter der Pumpe 7 reguliert wird. Als Sollwert der Prozeßwasserdichte wird 1,035g/cm3 eingestellt. Eine Dichteschwankung bis maximal 1,050ß/cm3 ist zulässig. Die Dichte wird durch Einstellung der Ventile 3 und 4 reguliert, Ventil 15 bleibt geschlossen. Überschüssiges zufließendes Warmwasser fließt aus dom Behälter 5 über den Überlauf 16 ab.

Claims (2)

1. Verfahren zur Gewinnung und Verwertung von doppelsulfathaltigen Salzkrusten durch Auflösen in Wasser und Gewinnung einer kaliun. ·, magnesium- und sulfathaltigen Spüllösung, gekennzeichnet dadurch, daß die verkrusteten Teile der Apparatur mit einem Teil des für den Kaliumsulfatprozeß vorgesehenen Prozeßwassers gefüllt, bei Temperaturen zwischen 50 und 90GC die Krusten gelöst, eine K-, Mg-und SO4-haltige Spüllösung mit einer Dichte zwischen 1,060 und 1,12 g/cm3 gewonnen und in der nachfolgenden Betriebsperiode in einer solchen Relation dem Prozeßwasser des Kaliumsulfatprozesses zugemischt wird, daß eine Mischung mit einer Dichte bis maximal 1,050g/ cm3 resultiert, welche anstelle von reinem Wasser dem Kaliumsulfatprcviß als Umsetzungsmedium zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mischungsdichte vorzugsweise 1,035g/cm3 betragt.
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahi en zur Gewinnung und Verwertung von doppelsulfathaltigen Salzkrusten aus Eindampfanlagen, wobei unter Düppelsulfaten kaliumhaltige Verbindungen wie Langbeinit (K2SO4 2 MgSO4), Kainit (KCI MgSO4 - 2,75 H2O), Leonit (K2SO4 · MgSO4 · 4 H2O) oder dessen Umwandlungsprodukt Schönit (K2SO4 · MgSO4 · 6 H2O) zu verstehen sind, welche neben Kaliumchlorid oder Carnallit als Krusten in Eindampfanlagen sich ablagern und periodisch entfernt werden müssen. Das Verfahren ist vorzugsweise anwendbar bei der Kaliumsulfathorstellung aus Magnesiumsulfat und Kaliumchlorid mit anschließender Weiterverarbeitung der MgCI2-haltigen Prozeßlösungen des Kaliumsulfatprozesses durch Eindampfen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren der Gewinnung und Verwertung von doppelsulfathaltigen Salzkrusten können sowohl die Kaliumkomponente als auch die Sulfatkomponento solcher Salzkrusten zurückgewonnen und kostengünstig im vorgesch ilteten Kaliumsulfatprozeß verwertet werde. .
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Salzkrusten setzen sich im Laufe der Betriebszeit in allen Apparaten einer Kalifabrik ab und müssen periodisch in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen entfernt werden. Meistens handelt es sich dabei um sulfatfreie Krusten aus KCI und NaCI, die sich insbesondere im heißen Teil des Kaliverarbeitungsprozesses und besonders in den Kühlanlagen absetzen und nach Erreichen bestimmter Verkrustungsstärken entfernt werden müssen. Das geschieht beispielsweise in den sogenannten Spülpausen durch Auflösen mit ungesättigter heißer Löselösung und nachfolgendes Auskristallisieren beim Abkühlen der gewonnenen teilgesättigten heißen Spüllösungen. Auch das Auflösen kaliumchloridhaltiger Salzkrusten mit Wasser ist allgemein üblich.
Die dabei gewonnenen kaliumhaltigon Spüllösungen müssen entweder als Deckwasser im Deckprozeß verwendet, oder das Wasser muß durch Verdampfung entfernt werden. Bei der Reinigung von Eindampfanlt gen anfallende Wässer werden in der Regel bis zum Erreichen einer Mindestkonzentration an Salzen oder durch mehrmaligen Einsatz aufkonzentriert. Danach werden durch Verdampfen des Wassers die aufgelösten Wertstoffe wiedergewonnen, beispielsweise durch Zumischen von anteiligen Spülwassermengen zur einzudampfenden Lösung. Auch das mechanische Entfernen von Salzkrusten ist in der Kaliindustrie in Anwendung. So werden seit langem Krusten von Glat-bersalz (Na2SO4 - 10 H2O) von den Kühlrohren durch mechanische Schabevorrichtungen entfernt.
!n Eindampfanlagen setzen sich sowohl in den Ausdampfkörpern, Umlaufleitungen sowie den Heizrohren beim Eindampfen von sulfathaltigen Lösungen aus einem Kaliumsulfatprozeß mitunter erhebliche Mengen von Doppelsalzen ab. Diese können sowohl das Kalium und das Magnesium als Kation im Sulfat enthalten (zum Beispiel Langbeinit) oder nur das Magnesium (zum Beispiel Kainit). Daneben sind in den Salzkrusten fast immer mehr oder weniger große Anteile Chloride (KCI, Carnallit) enthalten. Das mechanische Entfernen der Krusten und die Zurückführung der gewonnenen Salze in den Prozeß der Kaliumsulfatherstellung scheidet aus, da die Salzkrusten an verschiedenen schwer zugänglichen Stellen der Apparatur auftreten. Es verbleibt daher nur das Auflösen durch Wasser und die Einspeisung des Spülwassers in den Eindampfungsprozeßals Gewinnungsmethode. Wegen der geringen Löslichkeit beziehungsweise Lösegeschwindigkeit sulfatischer Doppelsalze im Wasser fallen große Mengen niedrigkonzentrierter Spülwässer an, deren Einspeisen in die Eindampfanlage aber sohr teuer und energieaufwendig wäre. Aus diesem Grunde lohnt eine Wertstoffrückgewinnung aus Spülwässern durch Eindampfen nicht. Spüllösungen aus Eindampfanlagen mit wechselnden K-Mg-CI-SO4-Relationen werden bisher nicht im Kaliumsulfatherstellungsprozeß verwendet. Zum Stand der Technik gehört zwar die Verwendung von Kaliumsulfatlösung anrtelle von Wasser für die Umsetzung von Schönit zu Kaliumsulfat (DD WP 212724). Dabei entspricht die lonenrelation K:SO4 im Zusetzungsmedium der des Kaliumsulfates (2:1 Mol), was bei Spüllösungen nicht der Fall ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU698875B2 (en) * 1995-05-22 1998-11-12 Santos Ltd Pipeline support improvements
CN107540415A (zh) * 2017-08-31 2018-01-05 化工部长沙设计研究院 一种利用氯化钾和软钾镁矾制备硫酸钾镁肥的方法

Cited By (3)

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AU698875B2 (en) * 1995-05-22 1998-11-12 Santos Ltd Pipeline support improvements
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