RU2201414C2 - Method of manufacturing chlorine-free potassium mineral fertilizers - Google Patents
Method of manufacturing chlorine-free potassium mineral fertilizers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201414C2 RU2201414C2 RU98114938/12A RU98114938A RU2201414C2 RU 2201414 C2 RU2201414 C2 RU 2201414C2 RU 98114938/12 A RU98114938/12 A RU 98114938/12A RU 98114938 A RU98114938 A RU 98114938A RU 2201414 C2 RU2201414 C2 RU 2201414C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- chlorine
- potassium
- free
- salt
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии производства калийных минеральных удобрений, а именно ионообменной технологии производства бесхлорных калийных удобрений, и может быть использовано в агрохимической промышленности и сельском хозяйстве. The invention relates to a technology for the production of potash mineral fertilizers, namely, ion-exchange technology for the production of chlorine-free potash fertilizers, and can be used in the agrochemical industry and agriculture.
Известны способы ионообменного получения бесхлорных калийных минеральных удобрений, включающие ионообменную конверсию хлорида калия в бесхлорное соединение калия путем контактирования раствора соли, не содержащей хлорид-ионов, с катионитом в К-форме с последующей регенерацией калийной формы катионита для его повторного использования раствором хлорида калия [Сафрыкин Ю. С., Букша Ю.В, Хентов В.И. Производство бесхлорных калийных удобрений в СССР и за рубежом: Обзорная информация, М., 1981, 180с.]. Наиболее известны ионообменные способы получения нитрата калия из хлорида калия с использованием азотной кислоты, нитрата кальция и нитрата аммония [Higgins I.R., Chem. Ing. Progr. , 1964, V. 60, N 11, Р. 60-61; Вулих А.И. Ионообменный синтез, М., 1973, 185 с. ; Федюшкин Б.Ф., Агатова О.И., Гавлина О.Т., Володкович В.Е, Получение бесхлорных калийсодержащих удобрений из хлорсодержащего сырья с применением ионного обмена. Деп.ВИНИТИ 0.12.85 N 516]. Known methods for ion-exchange production of chlorine-free potassium mineral fertilizers, including ion-exchange conversion of potassium chloride to a chlorine-free potassium compound by contacting a salt solution that does not contain chloride ions with cation exchange resin in the K-form, followed by regeneration of the potassium form of cation exchange resin for reuse with a solution of potassium chloride [Safrykin Yu.S., Buksha Yu.V., Khentov V.I. Production of chlorine-free potash fertilizers in the USSR and abroad: Overview, M., 1981, 180 pp.]. The most famous ion-exchange methods for producing potassium nitrate from potassium chloride using nitric acid, calcium nitrate and ammonium nitrate [Higgins I.R., Chem. Ing. Progr. 1964, V. 60, No. 11, P. 60-61; Vulikh A.I. Ion-exchange synthesis, M., 1973, 185 p. ; Fedyushkin B.F., Agatova O.I., Gavlina O.T., Volodkovich V.E., Production of chlorine-free potassium-containing fertilizers from chlorine-containing raw materials using ion exchange. Dep. VINITI 0.12.85 N 516].
Недостатками указанных способов являются: загрязнение продукта используемым реагентом, необходимость использования избыточных количеств хлорида калия для регенерации ионита, получение смесей веществ в виде трудноутилизируемых смешанных растворов, образование сточных вод, низкая эффективность использования обменной емкости ионитов. The disadvantages of these methods are: contamination of the product with the reagent used, the need to use excess amounts of potassium chloride to regenerate the ion exchanger, obtaining mixtures of substances in the form of difficult to recycle mixed solutions, the formation of wastewater, the low efficiency of using the exchange capacity of ion exchangers.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ионообменный способ получения бесхлорного удобрения, позволяющий достигать высокой степени конверсии хлорида калия в бесхлорное удобрение без затрат избыточных количеств реагентов на каждой стадии процесса и получать конечный продукт с высокой чистотой без образования сточных вод [а. с. 1248650 СССР, кл. МКИ4 B 01 J 47/02, C 01 D 9/10, опубл. 1986 г.]. В указанном способе проводят циклический процесс получения концентрированного раствора бесхлорного калийного удобрения с помощью использования двух ионообменных колонн с катионитом, через одну из которых пропускают раствор хлористого калия и переводят катионит из ионной формы какого-либо вспомогательного компонента, например, аммония, в форму иона калия, одновременно с этим через вторую колонну, пропускают раствор, содержащий бесхлорную соль указанного вспомогательного компонента, например, нитрат аммония, с получением раствора бесхлорного калийного удобрения, и переводят катионит из калийной формы в форму вспомогательного иона, при этом катионит передвигают по замкнутому контуру в направлении, противоположном направлению пропускания растворов, а именно, перемещают катионит в калиевой форме из первой колонны во вторую, а катионит, например, в аммонийной форме, - из второй колонны в первую. Отсутствие затрат избыточных количеств реагентов и отсутствие сточных вод в указанном способе достигается за счет использования концентрированных растворов нитрата аммония, при котором наблюдается эффект обращения селективности катионита к ионам калия и аммония со смещением ионообменного равновесия в необходимом направлении, а также за счет обеспечения рециркуляции и возврата в процесс смесей веществ.The closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is the ion-exchange method for producing chlorine-free fertilizer, which allows to achieve a high degree of conversion of potassium chloride to chlorine-free fertilizer without the expense of excessive quantities of reagents at each stage of the process and to obtain the final product with high purity without the formation of wastewater [a . from. 1248650 USSR, cl. MKI 4 B 01 J 47/02, C 01 D 9/10, publ. 1986]. In this method, a cyclic process is carried out to obtain a concentrated solution of chlorine-free potassium fertilizer using two ion-exchange columns with cation exchange resin, through one of which a solution of potassium chloride is passed and cation exchange resin is transferred from the ionic form of some auxiliary component, for example, ammonium, into the form of potassium ion, at the same time, a solution containing a chlorine-free salt of said auxiliary component, for example, ammonium nitrate, is passed through a second column to obtain a solution of potassium chloride fertilizer, and the cation exchange resin is transferred from the potassium form to the auxiliary ion form, while the cation exchange resin is moved in a closed circuit in the opposite direction to the solution transmission direction, namely, cation exchange resin in the potassium form is transferred from the first column to the second, and cation exchange resin, for example, to ammonium form, from the second column to the first. The lack of cost of excess amounts of reagents and the absence of wastewater in this method is achieved through the use of concentrated solutions of ammonium nitrate, in which the effect of reversing the selectivity of cation exchange resin to potassium and ammonium ions with a shift in the ion-exchange equilibrium in the necessary direction, as well as by ensuring recycling and return to process of mixtures of substances.
Указанный способ ограничен получением нитрата калия из нитрата аммония и не позволяет получать другие агрохимически ценные бесхлорные калийные удобрения, такие как сульфат калия или смешанные фосфаты калия и аммония. Получаемый в виде водного раствора продукт требует дальнейшей переработки для выделения бесхлорного калийного удобрения в твердой фазе. Другим недостатком указанного способа является то, что рециркуляция смесей веществ для исключения потерь реагентов и образования стоков осуществляется в нем возвратом в процесс смешанных ионных форм катионита с помощью передвижения сорбента по противоточной ионообменной схеме, что является существенно более трудоемкой операцией, чем рециркуляция растворов. The specified method is limited to obtaining potassium nitrate from ammonium nitrate and does not allow to obtain other agrochemically valuable chlorine-free potash fertilizers, such as potassium sulfate or mixed potassium and ammonium phosphates. The product obtained in the form of an aqueous solution requires further processing to isolate a non-chlorine potash fertilizer in the solid phase. Another disadvantage of this method is that the recirculation of mixtures of substances to eliminate the loss of reagents and the formation of effluents is carried out in it by returning to the process of mixed ionic forms of cation exchange resin by moving the sorbent in a countercurrent ion-exchange scheme, which is a significantly more time-consuming operation than the recycling of solutions.
Задачей изобретения является расширение круга получаемых ионообменным способом бесхлорных калийных минеральных удобрений за счет обеспечения возможности получения сульфата калия, бикарбоната калия, смешанных фосфатов калия и аммония. Другой задачей является повышение эффективности и удешевление способа ионообменного получения бесхлорных калийных минеральных удобрений за счет получения конечных продуктов в виде твердых удобрений. Задачей изобретения является также обеспечение исключения потерь реагентов и образования стоков не за счет рециркуляции сорбента, а за счет рециркуляции образующихся смесей веществ в виде водных растворов. The objective of the invention is to expand the range obtained by the ion-exchange method of chlorine-free potassium mineral fertilizers by providing the possibility of obtaining potassium sulfate, potassium bicarbonate, mixed potassium and ammonium phosphates. Another objective is to increase the efficiency and cost of the ion-exchange method for the production of chlorine-free potassium mineral fertilizers by obtaining the final products in the form of solid fertilizers. The objective of the invention is to ensure the elimination of losses of reagents and the formation of effluents not due to recycling of the sorbent, but due to the recycling of the resulting mixtures of substances in the form of aqueous solutions.
Поставленные задачи решаются тем, что в способе ионообменного получения бесхлорных калийных минеральных удобрений, включающем использование, по крайней мере, двух ионообменных колонн с катионитом, через одну из которых пропускают раствор хлористого калия и переводят катионит из ионной формы какого-либо вспомогательного компонента в калиевую форму с получением раствора хлористого натрия, одновременно с чем через вторую колонну пропускают раствор, содержащий бесхлорную соль указанного вспомогательного компонента, и переводят катионит из калиевой формы в форму вспомогательного компонента с получением в качестве продукта бесхлорной соли калия и с возвратом в процесс смесей веществ, образуемых при пропускании растворов через указанные колонны, используют колонны с неподвижным слоем катионита, через которые попеременно пропускают раствор хлористого калия и раствор, содержащий бесхлорную соль вспомогательного компонента, при этом катионит выбирают таким образом, чтобы его селективность к вспомогательному компоненту была меньше селективности к калию, концентрацию указанной бесхлорной соли вспомогательного компонента в указанном растворе выбирают большей, чем концентрация насыщенного раствора бесхлорной калийной соли, попеременно на выходе из первой и второй колонн получают пересыщенный раствор бесхлорной калийной соли, который выдерживают для осуществления самопроизвольной кристаллизации бесхлорной калийной соли, раствор, полученный в каждом цикле после отделения осадка бесхлорной калийной соли, объединяют с раствором указанной бесхлорной соли вспомогательного компонента перед его пропусканием через каждую из колонн; пропускание через каждую из колонн раствора хлористого калия и объединенного раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, проводят в противоположных направлениях, так, чтобы в пределах каждой колонны более плотный раствор находился ниже менее плотного раствора; пропускание через каждую из колонн раствора хлористого калия и последующее пропускание объединенного раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, проводят при разной температуре; пропускание объединенного раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, и кристаллизацию бесхлорной калийной соли проводят при разной температуре; раствор бесхлорной соли вспомогательного компонента, вытесняемый из каждой колонны в начале процесса пропускания раствора хлористого калия через указанную колонну, отделяют от раствора хлористого натрия, вытесняемого в конце процесса пропускания раствора хлористого калия через указанную колонну; раствор хлористого калия, вытесняемый из каждой колонны в начале процесса пропускания объединенного раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента через указанную колонну, отделяют от раствора бесхлорной калийной соли, вытесняемого в конце процесса пропускания раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента через указанную колонну; используют три колонны с неподвижным слоем катионита, при этом в каждом цикле процесса через две из трех колонн последовательно пропускают раствор хлористого калия, одновременно с чем через третью колонну в противоположном направлении пропускают раствор, содержащий бесхлорную соль вспомогательного компонента, причем в каждом последующем цикле колонна, использованная в предыдущем цикле как первая по ходу пропускания раствора хлористого калия, используется для пропускания раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента, а колонна, использованная для пропускания раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента, используется в последующем цикле для пропускания раствора хлористого калия как вторая колонна по ходу пропускания указанного раствора. The tasks are solved in that in the method of ion-exchange production of chlorine-free potassium mineral fertilizers, comprising the use of at least two ion-exchange columns with cation exchange resin, a solution of potassium chloride is passed through one of them and the cation exchange resin is transferred from the ionic form of any auxiliary component to the potassium form to obtain a solution of sodium chloride, at the same time a solution containing the chlorine-free salt of the indicated auxiliary component is passed through a second column, and the cation from a potassium form to the form of an auxiliary component to obtain a chlorine-free potassium salt as a product and to return to the process mixtures of substances formed by passing solutions through these columns, columns with a fixed layer of cation exchange resin are used, through which a solution of potassium chloride and a solution containing chlorine-free are alternately passed the salt of the auxiliary component, while the cation exchange resin is selected so that its selectivity to the auxiliary component is less than the selectivity to potassium, the concentration of the aforementioned chlorine-free salt of the auxiliary component in the specified solution is chosen higher than the concentration of a saturated solution of chlorine-free potassium salt, alternately at the outlet of the first and second columns a supersaturated solution of chlorine-free potassium salt is obtained, which is maintained to effect spontaneous crystallization of the chlorine-free potassium salt, the solution obtained in each cycle after separation of the precipitate of the chlorine-free potassium salt, combine with a solution of the indicated chlorine-free salt of the auxiliary component before skipping it Niemi through each of the columns; passing through each of the columns a solution of potassium chloride and the combined solution containing the chlorine-free salt of the auxiliary component is carried out in opposite directions, so that within each column a denser solution is below a less dense solution; passing through each of the columns a solution of potassium chloride and then passing the combined solution containing the chlorine-free salt of the auxiliary component is carried out at different temperatures; passing the combined solution containing the chlorine-free salt of the auxiliary component, and crystallization of the chlorine-free potassium salt is carried out at different temperatures; the chlorine-free salt solution of the auxiliary component displaced from each column at the beginning of the process of passing the potassium chloride solution through the specified column is separated from the sodium chloride solution displaced at the end of the process of passing the potassium chloride solution through the specified column; the potassium chloride solution displaced from each column at the beginning of the process of passing the combined solution of the chlorine-free salt of the auxiliary component through the specified column is separated from the solution of the chlorine-free potassium salt displaced at the end of the process of passing the solution of the chlorine-free salt of the auxiliary component through the specified column; using three columns with a fixed layer of cation exchange resin, in each cycle of the process potassium chloride solution is passed successively through two of the three columns, at the same time, a solution containing the chlorine-free salt of the auxiliary component is passed through the third column in the opposite direction, and in each subsequent cycle, the column used in the previous cycle as the first in the course of passing the potassium chloride solution, is used to pass the solution of the chlorine-free salt of the auxiliary component, and and used for transmission of the auxiliary component chlorine-free salt solution used in the subsequent cycle for transmission of potassium chloride solution as the second column in the course of passing said solution.
На фиг. 1 представлены выходные кривые ионообменных процессов получения пересыщенного раствора бесхлорного калийного удобрения и последующего перевода катионита КУ-2 в калиевую форму на одной колонне на примере установившегося циклического процесса получения сульфата калия из хлорида калия и сульфата натрия по предлагаемому способу. I - выход пересыщенного раствора сульфата калия: 1 и 2 - концентрация натрия и, соответственно, калия в выходящем растворе в процессе обработки калийной формы катионита объединенным циркулирующим раствором смеси сульфата натрия (3.2 г-экв/л) и сульфата калия (0.8 г-экв/л) при 35oС; 3 - остаточная концентрация калия в растворе после самопроизвольного разрушения пересыщенного раствора. II или III - перевод катионита в калийную форму пропусканием 0.125 н. раствора хлорида калия при 20oС: 4 и 5 - выходные кривые ионов натрия и, соответственно, калия.In FIG. 1 shows the output curves of ion-exchange processes for obtaining a supersaturated solution of chlorine-free potassium fertilizer and the subsequent conversion of KU-2 cation exchanger into potassium form on one column using the established cyclic process for the production of potassium sulfate from potassium chloride and sodium sulfate by the proposed method. I - the output of a supersaturated potassium sulfate solution: 1 and 2 - the concentration of sodium and, accordingly, potassium in the effluent solution during the processing of the potassium form of cation exchange resin with a combined circulating solution of a mixture of sodium sulfate (3.2 g-equiv / l) and potassium sulfate (0.8 g-equiv / l) at 35 o C; 3 - residual potassium concentration in the solution after spontaneous destruction of the supersaturated solution. II or III - conversion of cation exchanger into potassium form by passing 0.125 n. a solution of potassium chloride at 20 o C: 4 and 5 are the output curves of sodium ions and, accordingly, potassium.
На фиг.2 представлена принципиальная технологическая схема процесса для осуществления предлагаемого способа получения бесхлорных калийных минеральных удобрений. 1, 2 - ионообменные колонны, 3 - емкость для сбора пересыщенного раствора и кристаллизации бесхлорного калийного удобрения, 4 - емкость для приготовления объединенного циркулирующего раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, 5 - бункер-дозатор для подачи исходной бесхлорной соли вспомогательного компонента, 6 - емкость для подачи воды. Figure 2 presents a schematic flow diagram of a process for implementing the proposed method for producing chlorine-free potash mineral fertilizers. 1, 2 - ion-exchange columns, 3 - a container for collecting a supersaturated solution and crystallization of a chlorine-free potassium fertilizer, 4 - a tank for preparing a combined circulating solution containing a chlorine-free salt of an auxiliary component, 5 - a hopper for supplying the original non-chlorine salt of an auxiliary component, 6 - capacity for water supply.
На фиг.3 представлена принципиальная технологическая схема процесса для осуществления предлагаемого способа получения бесхлорных калийных минеральных удобрений с использованием трех колонн с неподвижным слоем катионита. 1-3 - ионообменные колонны, 4 - емкость для сбора пересыщенного раствора и кристаллизации бесхлорного калийного удобрения, 5 - емкость для приготовления объединенного циркулирующего раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, 6 - бункер-дозатор для подачи исходной бесхлорной соли вспомогательного компонента, 7 - емкость для подачи воды. Figure 3 presents a schematic flow diagram of a process for implementing the proposed method for producing chlorine-free potash mineral fertilizers using three columns with a fixed bed of cation exchange resin. 1-3 - ion-exchange columns, 4 - a container for collecting a supersaturated solution and crystallization of a chlorine-free potassium fertilizer, 5 - a container for preparing a combined circulating solution containing a chlorine-free salt of an auxiliary component, 6 - a hopper for supplying the original non-chlorine salt of an auxiliary component, 7 - capacity for water supply.
Отличительной особенностью предлагаемого способа ионообменного получения бесхлорных калийных минеральных удобрений является обнаружение и использование нового явления - изотермического пересыщения растворов неорганических веществ в ионном обмене (Хамизов Р.Х., Мясоедов Б.Ф., Тихонов Н.А., Руденко Б. А. , Об общем характере явления изотермического пересыщения в ионном обмене. Докл. АН, 1997 г.). Суть явления заключается в том, что при проведении в колонне ионообменной реакции, сопровождаемой образованием соединения с ограниченной растворимостью, в ионообменном слое образуется и стабилизируется пересыщенный раствор этого соединения, который после выхода из колонны самопроизвольно разрушается с кристаллизацией указанного соединения. Использование этого явления для ионообменного получения бесхлорных минеральных удобрений позволяет сдвигать равновесие процесса в нужном направлении, получать продукт в твердом виде без дополнительных переделов, использовать в цикле оборотные растворы, образуемые после кристаллизации продукта без потерь ценных химических веществ и без образования твердых отходов и сточных вод. A distinctive feature of the proposed method of ion-exchange production of chlorine-free potassium mineral fertilizers is the detection and use of a new phenomenon - isothermal supersaturation of solutions of inorganic substances in ion exchange (Khamizov R.Kh., Myasoedov B.F., Tikhonov N.A., Rudenko B.A., On the general nature of the phenomenon of isothermal supersaturation in ion exchange (Dokl. AN, 1997). The essence of the phenomenon is that when an ion-exchange reaction is carried out in a column accompanied by the formation of a compound with limited solubility, a supersaturated solution of this compound is formed and stabilized in the ion-exchange layer, which, after leaving the column, spontaneously breaks down with crystallization of the indicated compound. Using this phenomenon for ion-exchange production of chlorine-free mineral fertilizers allows you to shift the process equilibrium in the right direction, to obtain the product in solid form without additional processing, to use circulating solutions in the cycle, formed after crystallization of the product without loss of valuable chemicals and without the formation of solid waste and wastewater.
Целесообразно осуществлять пропускание через ионообменные колонны раствора хлористого калия и объединенного раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента в противоположных направлениях, так, чтобы в пределах каждой колонны более плотный раствор находился ниже менее плотного раствора. Это позволяет избежать перемешивания разнородных растворов и потери ценных компонентов. It is advisable to pass through the ion-exchange columns a solution of potassium chloride and a combined solution containing the chlorine-free salt of the auxiliary component in opposite directions, so that within each column a denser solution is below a less dense solution. This avoids the mixing of heterogeneous solutions and the loss of valuable components.
Целесообразно осуществлять пропускание через ионообменные колонны раствора хлористого калия и последующее пропускание объединенного раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, при разной температуре. Это позволяет влиять на растворимость (увеличивать растворимость) бесхлорной калийной соли в пересыщенном растворе в слое сорбента, с тем, чтобы обеспечить стабильный ионообменный процесс без осадкообразования в колонне. It is advisable to carry out a solution of potassium chloride through ion-exchange columns and then pass a combined solution containing a chlorine-free salt of an auxiliary component at different temperatures. This allows you to influence the solubility (increase solubility) of chlorine-free potassium salt in a supersaturated solution in the sorbent layer, in order to ensure a stable ion-exchange process without sedimentation in the column.
Целесообразно осуществлять пропускание объединенного раствора, содержащего бесхлорную соль вспомогательного компонента, и кристаллизацию бесхлорной калийной соли при разной температуре. Это позволяет влиять на растворимость (уменьшать растворимость) получаемого продукта - бесхлорного калийного минерального удобрения и повышать его выход в каждом цикле процесса. It is advisable to pass the combined solution containing the chlorine-free salt of the auxiliary component, and crystallize the chlorine-free potassium salt at different temperatures. This allows you to influence the solubility (to reduce the solubility) of the resulting product - chlorine-free potassium mineral fertilizer and increase its yield in each cycle of the process.
Целесообразно осуществлять процесс так, чтобы отделять раствор бесхлорной соли вспомогательного компонента, вытесняемый из каждой колонны в начале процесса пропускания раствора хлористого калия через ионообменную колонну, от раствора хлористого натрия, вытесняемого в конце процесса пропускания раствора хлористого калия через эту колонну. Это позволяет проводить процесс без образования сточных вод в виде трудноутилизируемых смешанных растворов и устранить потери ценного продукта. It is advisable to carry out the process so as to separate the solution of the chlorine-free salt of the auxiliary component displaced from each column at the beginning of the process of passing the potassium chloride solution through the ion exchange column from the sodium chloride solution displaced at the end of the process of passing the potassium chloride solution through this column. This allows you to carry out the process without the formation of wastewater in the form of difficult to recycle mixed solutions and eliminate the loss of a valuable product.
Целесообразно осуществлять процесс так, чтобы отделять раствор хлористого калия, вытесняемый из каждой колонны в начале процесса пропускания объединенного раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента через указанную колонну, от раствора бесхлорной калийной соли, вытесняемого в конце процесса пропускания раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента через эту колонну. Это также позволяет проводить процесс без образования сточных вод в виде трудноутилизируемых смешанных растворов. It is advisable to carry out the process so as to separate the potassium chloride solution displaced from each column at the beginning of the process of passing the combined solution of the chlorine-free salt of the auxiliary component through the column from the solution of the chlorine-free potassium salt displaced at the end of the process of passing the solution of the chlorine-free salt of the auxiliary component through this column. It also allows you to carry out the process without the formation of wastewater in the form of difficult to recycle mixed solutions.
Целесообразно осуществлять процесс с использованием трех колонн с неподвижным слоем катионита, так, чтобы в каждом цикле процесса через две из трех колонн последовательно пропускать раствор хлористого калия, одновременно с чем через третью колонну в противоположном направлении пропускать раствор, содержащий бесхлорную соль вспомогательного компонента. В каждом последующем цикле, колонна, использованная в предыдущем цикле как первая по ходу пропускания раствора хлористого калия, может быть использована для пропускания раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента, а колонна, использованная для пропускания раствора бесхлорной соли вспомогательного компонента, может быть использована в последующем цикле для пропускания раствора хлористого калия в качестве второй по ходу колонны для пропускания указанного раствора. Это позволяет, в случае применения концентрированных растворов хлорида калия в качестве источника калия, исключить возможность его потерь, а также возможность образования сточных вод в виде смешанных растворов. It is advisable to carry out the process using three columns with a fixed bed of cation exchange resin, so that in each cycle of the process potassium chloride solution is passed through two of the three columns in series, while at the same time a solution containing the non-chlorine salt of the auxiliary component is passed through the third column in the opposite direction. In each subsequent cycle, the column used in the previous cycle as the first in the course of passing the potassium chloride solution can be used to pass the chlorine-free salt of the auxiliary component, and the column used to pass the chlorine-free salt of the auxiliary component can be used in the next cycle for passing a solution of potassium chloride as the second column along the line to pass the specified solution. This allows, in the case of using concentrated solutions of potassium chloride as a source of potassium, to exclude the possibility of its losses, as well as the possibility of the formation of wastewater in the form of mixed solutions.
Примеры осуществления предлагаемого способа. Examples of the proposed method.
Пример 1. Проводят процесс на лабораторной установке, собранной по схеме, показанной на фиг.2, и включающей две одинаковые ионообменные колонки с площадью внутреннего сечения 3.25 см2 и высотой 35 см, снабженные термостатирующей рубашкой, дренажными фильтрующими устройствами в верхней и нижней частях колонки и загрузочным устройством для ионита. Используют промышленный сильнокислотный сульфокатионит КУ-2х8, масса сорбента, загружаемого в каждую колонну, в воздушно-сухом состоянии - 50 г. Сорбент загружают в колонки в виде суспензии в 0.1 н. растворе NaCl. Параметры слоя сорбента в каждой колонне при различных условиях: в 0.1 н. NaCl: L=34 cм (объем слоя ω=110.5 см3); в 4 н. Na2SO4: L=31.5 см (ω=102.4 см3). Порозность плотного слоя в растворе хлорида натрия (доля объема между зернами ионита от объема его слоя в колонне) - ε= 35%, при этом объем порозного пространства в колонне - Vε = 38,5 см3; свободный объем в каждой колонке под слоем сорбента и в трубопроводах до нижнего выхода из каждой колонны - 31.5 см3; максимальный свободный объем в каждой колонке над слоем сорбента и в трубопроводах до верхнего выхода из каждой колонны - 31.5 см3. Процесс проводят следующим образом.Example 1. The process is carried out in a laboratory installation, assembled according to the scheme shown in figure 2, and including two identical ion-exchange columns with an internal cross-sectional area of 3.25 cm 2 and a height of 35 cm, equipped with a thermostatic jacket, drainage filtering devices in the upper and lower parts of the column and a loading device for ion exchange resin. Use industrial strongly acid sulfonic cation exchanger KU-2x8, the mass of the sorbent loaded into each column in an air-dry state is 50 g. The sorbent is loaded into the columns in the form of a suspension of 0.1 N. NaCl solution. The parameters of the sorbent layer in each column under various conditions: 0.1 n. NaCl: L = 34 cm (layer volume ω = 110.5 cm 3 ); in 4 n. Na 2 SO 4 : L = 31.5 cm (ω = 102.4 cm 3 ). The porosity of the dense layer in the sodium chloride solution (the fraction of the volume between the ion exchanger grains from the volume of its layer in the column) is ε = 35%, while the volume of the porous space in the column is V ε = 38.5 cm 3 ; the free volume in each column under the sorbent layer and in pipelines to the lower exit from each column is 31.5 cm 3 ; the maximum free volume in each column above the sorbent layer and in pipelines to the upper exit from each column is 31.5 cm 3 . The process is carried out as follows.
А. Через каждую из колонн при комнатной температуре пропускают по 2200 мл 0.125 н. раствора хлорида калия (КСl). Скорость пропускания раствора через каждую колонну - 550 мл/час, время пропускания - 4 часа. Полученный на выходе разбавленный 0.125 н. раствор хлорида натрия (NaCl) направляют на слив. A. Through each of the columns at room temperature pass 2200 ml of 0.125 N. potassium chloride solution (KCl). The transmission rate of the solution through each column is 550 ml / hour, the transmission time is 4 hours. The resulting diluted 0.125 N. a solution of sodium chloride (NaCl) is sent to drain.
Б. Через первую колонну при температуре 35oС пропускают 240 мл 4 н. раствора Na2SO4 в направлении снизу наверх колонны. В начале процесса пропускания указанного раствора, а именно, 70 мл первых порций элюата, что соответствует объему разбавленного раствора КСl, остававшегося в порозном пространстве (38.5 мл) и в свободном объеме над слоем ионита (31.5 мл), направляют в линию подачи исходного раствора хлорида калия, что осуществляют с помощью клапанов, установленных в верхней части схемы на фиг.2. Дальнейшие порции элюата направляют в емкость 3, находящуюся при комнатной температуре и снабженную фильтрующим днищем. Скорость пропускания 4 н. раствора Na2SO4 - 120 мл/час, суммарное время пропускания 2 часа. Всего в емкости 3 собирают 240-70=170 мл раствора элюата. Этот раствор оставляют стоять (выдерживают) в течение 2 часов для кристаллизации сульфата калия (K2SO4).B. Through the first column at a temperature of 35 o With pass 240 ml of 4 N. Na 2 SO 4 solution in the direction from the bottom to the top of the column. At the beginning of the transmission process of the indicated solution, namely, 70 ml of the first portions of the eluate, which corresponds to the volume of the diluted KCl solution remaining in the porous space (38.5 ml) and in the free volume above the ion exchanger layer (31.5 ml), is sent to the feed line of the initial chloride solution potassium, which is carried out using valves installed in the upper part of the circuit in figure 2. Further portions of the eluate are sent to a
В. Полученную суспензию разделяют тем, что оставшийся в емкости 3 раствор направляют в емкость 4, находящуюся при температуре 35oС. При этом раствор проходит через слой кристаллического осадка и фильтрующее днище емкости 3. Всего после указанных операций получают: в емкости 3 - влажный осадок, содержащий 12 г K2SO4 и 12 воды; в емкости 4 - 158 мл раствора, содержащего смесь сульфата калия и сульфата натрия в концентрациях: К2SO4 - 0.8 мг-экв/мл и Na2SO4 - 2.8 мг-экв/мл.C. The resulting suspension is separated by the fact that the solution remaining in the
Г. В емкость 4 добавляют 9.68 г безводного сульфата натрия и 12 мл воды (или 22 г соли в виде кристаллогидрата - Na2SO4•10Н2О).G. In a
Д. Через первую колонну в направлении сверху вниз при комнатной температуре пропускают разбавленный (0.125 н. ) раствор КСl со скоростью 550 мл/час. Процесс пропускания продолжают в течение четырех часов. При этом первые порции элюата (всего 70 мл), соответствующие объему концентрированного раствора сульфата натрия, находящегося в порозном объеме и в свободном объеме над слоем ионита, направляют обратно в емкость 4, а последующие порции (всего 1030 мл) в виде разбавленного раствора хлорида направляют на слив. В процессе осуществления операций по п."Д" концентрации компонентов в выходящем из первой колонны растворе изменяются в соответствии с выходными кривыми 4 и 5, показанными на фиг.1. D. A diluted (0.125 N) KCl solution is passed through the first column from top to bottom at room temperature at a rate of 550 ml / hour. The transmission process is continued for four hours. In this case, the first portions of the eluate (70 ml total), corresponding to the volume of the concentrated sodium sulfate solution located in the porous volume and in the free volume above the ion exchanger layer, are sent back to the
Е. Одновременно с операциями по п."Д", через вторую колонну при температуре 35oС в направлении снизу вверх пропускают подаваемый из емкости 4 концентрированный раствор сульфата натрия (3.2 мг-кв/мл), смешанный с остаточным растворам сульфата калия (0.8 мг-экв/мл). Скорость и время пропускания, а также процедура пропускания полностью аналогичны тем, что описаны выше в п. "Б". В процессе пропускания концентрированного раствора через вторую колонну концентрации компонентов на выходе из верха указанной колонны изменяются в соответствии с выходными кривыми 1 и 2, показанными на фиг.1. Полученный пересыщенный по сульфату калия раствор собирают в емкости 4 и в течение 2 часов выдерживают для кристаллизации K2SO4. После кристаллизации сульфата калия остаточная концентрация ионов калия в растворе равна 0.8 мг-экв/мл и соответствует кривой 3 на фиг.1.E. Simultaneously with the operations of item “D”, a concentrated sodium sulfate solution (3.2 mg-sq / ml) mixed with residual potassium sulfate solutions (0.8) is passed through a second column at a temperature of 35 ° C from the bottom up. mEq / ml). The speed and time of transmission, as well as the transmission procedure are completely similar to those described above in paragraph "B". During the passage of the concentrated solution through the second column, the concentrations of the components at the outlet of the top of the column are changed in accordance with the output curves 1 and 2 shown in FIG. The resulting potassium sulfate supersaturated solution was collected in a
Ж. Полученную суспензию разделяют как описано в п. "В", а именно, оставшийся в емкости 3 раствор направляют в емкость 4, находящуюся при температуре 35oС. При этом раствор проходит через слой кристаллического осадка и фильтрующее днище емкости 3. Всего после указанных операций получают: в емкости 3 - влажный осадок, содержащий 17.6 г К2SO4 и 17.5 воды; в емкости 4 - 152.5 мл раствора, содержащего смесь сульфата калия и сульфата натрия в концентрациях: K2SO4 - 0.8 мг-экв/мл и Na2SO4 - 2.02 мг-экв/мл.G. The resulting suspension is separated as described in paragraph "B", namely, the solution remaining in the
3. В емкость 4 добавляют 14 г безводного сульфата натрия и 17.6 мл воды (или 23.5 г соли в виде кристаллогидрата - Na2SO4 • 10H2O).3. Add 14 g of anhydrous sodium sulfate and 17.6 ml of water (or 23.5 g of salt in the form of crystalline hydrate - Na 2 SO 4 • 10H 2 O) to
К. Повторяют все процессы в соответствии с п.п. "Д"-"З", за исключением того, что разбавленный раствор хлорида калия пропускают через вторую колонну в направлении сверху вниз, одновременно с чем концентрированный раствор смешанных сульфатов натрия и калия пропускают через первую колонну в направлении снизу вверх. В конце всех операций получают, отделяют и сушат 17.6 г сульфата калия. K. Repeat all the processes in accordance with p. "D" - "Z", except that a diluted solution of potassium chloride is passed through the second column in a top-down direction, while a concentrated solution of mixed sodium and potassium sulfates is passed through the first column in a bottom-up direction. At the end of all operations, 17.6 g of potassium sulfate is obtained, separated and dried.
Далее продолжают процесс в соответствии с приведенным описанием, используя в каждом цикле колонны 1 и 2 попеременно, то на стадии сорбции, то на стадии регенерации, с получением пересыщенного раствора сульфата калия. В каждом цикле (за 4 часа) получают 17.6 г сульфата калия и затрачивают 14 г безводного сульфата натрия. В процессе нет отходов кроме разбавленного 0.125 н. раствора хлорида натрия. Next, the process is continued in accordance with the above description, using
Пример 2. Проводят процесс на лабораторной установке, собранной по схеме, показанной на фиг.3, и включающей три одинаковые ионообменные колонки с площадью внутреннего сечения 3.25 см2 и высотой 35 см, снабженные термостатируюшей рубашкой, дренажными фильтрующими устройствами в верхней и нижней частях колонки и загрузочным устройством для ионита. Используют промышленный сильнокислотный сульфокатионит КУ-2х8, масса сорбента, загружаемого в каждую колонну, в воздушно-сухом состоянии - 50 г. Параметры слоя сорбента в каждой колонне аналогичны параметрам, приведенным в Примере 1. Процесс проводят следующим образом.Example 2. The process is carried out in a laboratory installation, assembled according to the scheme shown in figure 3, and including three identical ion-exchange columns with an internal cross-sectional area of 3.25 cm 2 and a height of 35 cm, equipped with a thermostatic jacket, drainage filtering devices in the upper and lower parts of the column and a loading device for ion exchange resin. Use industrial strongly acid sulfonic cation exchanger KU-2x8, the mass of the sorbent loaded into each column in an air-dry state is 50 g. The parameters of the sorbent layer in each column are similar to the parameters given in Example 1. The process is as follows.
А. Через колонны 1, 2 и 3 последовательно пропускают при комнатной температуре 3 н. раствор (226.5 г/л) хлорида калия (КСl) до обнаружения "проскока" ионов калия через нижний выход колонны 3. Всего пропускают 168 мл. Скорость пропускания раствора 84 мл/час, время пропускания - 2 часа. Полученный на выходе концентрированный 3 н. раствор хлорида натрия (NaCl, 175.5 г/л) направляют на переработку (для получения сухой соли или в хлорное производство для получения хлора и щелочи методом мембранного электролиза). A. Through
Б. Через первую колонну при температуре 35oС пропускают 240 мл 4 н. раствора Na2SO4 в направлении снизу наверх колонны. В начале процесса пропускания указанного раствора, а именно, 70 мл первых порций элюата, что соответствует объему разбавленного раствора КСl, остававшегося в порозном пространстве (38.5 мл) и в свободном объеме над слоем ионита (31.5 мл), направляют в линию подачи исходного раствора хлорида калия, что осуществляют с помощью клапанов, установленных в верхней части схемы на фиг.3. Дальнейшие порции элюата направляют в емкость 4, находящуюся при комнатной температуре и снабженную фильтрующим днищем. Скорость пропускания 4 н. раствора Na2SO4 - 240 мл/час, суммарное время пропускания 1 час. Всего в емкости 4 собирают 240-70=170 мл раствора элюата. Этот раствор оставляют стоять (выдерживают) в течение 1 часа для кристаллизации сульфата калия (K2SO4).B. Through the first column at a temperature of 35 o With pass 240 ml of 4 N. Na 2 SO 4 solution in the direction from the bottom to the top of the column. At the beginning of the transmission process of the indicated solution, namely, 70 ml of the first portions of the eluate, which corresponds to the volume of the diluted KCl solution remaining in the porous space (38.5 ml) and in the free volume above the ion exchanger layer (31.5 ml), is sent to the feed line of the initial chloride solution potassium, which is carried out using valves installed in the upper part of the circuit in figure 3. Further portions of the eluate are sent to a
В. Полученную суспензию разделяют тем, что оставшийся в емкости 4 раствор направляют в емкость 5, находящуюся при температуре 35oС. При этом раствор проходит через слой кристаллического осадка и фильтрующее днище емкости 4. Всего после указанных операций получают: в емкости 4 - влажный осадок, содержащий 12 г К2SO4 и 12 воды; в емкости 5 - 158 мл раствора, содержащего смесь сульфата калия и сульфата натрия в концентрациях: K2SO4 - 0.8 мг-экв/мл и Na2SO4 - 2.8 мг-экв/мл.C. The resulting suspension is separated by the fact that the solution remaining in the
Г. В емкость 5 добавляют 9.68 г безводного сульфата натрия и 12 мл воды (или 22 г соли в виде кристаллогидрата - Na2SO4•10H2O).G. In a
Д. Через третью и первую колонну последовательно в направлении 3-->1, при этом в пределах каждой колонны в направлении сверху вниз, при комнатной температуре пропускают концентрированный 3 н. раствор КСl со скоростью 70 мл/час до "проскока" ионов калия через нижний выход первой колонны. Процесс пропускания продолжают в течение двух часов. При этом первые порции элюата (всего 70 мл), соответствующие объему концентрированного раствора сульфата натрия, находящегося в порозном объеме первой колонны и в свободном объеме над слоем ионита, направляют обратно в емкость 5, а последующие порции (всего 70 мл) в виде 3 н. раствора хлорида направляют на переработку. D. Through the third and first columns sequentially in the direction 3 -> 1, while within each column in the direction from top to bottom, concentrated 3N is passed at room temperature. KCl solution at a rate of 70 ml / hour until the potassium ions “slip” through the lower outlet of the first column. The transmission process is continued for two hours. In this case, the first portions of the eluate (70 ml total), corresponding to the volume of the concentrated sodium sulfate solution located in the porous volume of the first column and in the free volume above the ion exchanger layer, are sent back to the
Е. Одновременно с операциями по п. "Д", через вторую колонну при температуре 35oС в направлении снизу вверх пропускают подаваемый из емкости 4 концентрированный раствор сульфата натрия (3.2 мг-кв/мл), смешанный с остаточным растворам сульфата калия (0.8 мг-экв/мл). Скорость и время пропускания, а также процедура пропускания полностью аналогичны тем, что описаны выше в п. "Б".E. Simultaneously with the operations of item “D”, a concentrated sodium sulfate solution (3.2 mg-sq / ml) mixed with residual potassium sulfate solutions (0.8) is passed through a second column at a temperature of 35 ° C from the bottom up. mEq / ml). The speed and time of transmission, as well as the transmission procedure are completely similar to those described above in paragraph "B".
Ж. Полученную суспензию разделяют как описано в п. "В", а именно, оставшийся в емкости 4 раствор направляют в емкость 5, находящуюся при температуре 35oС. При этом раствор проходит через слой кристаллического осадка и фильтрующее днище емкости 4. Всего после указанных операций получают: в емкости 4 - влажный осадок, содержащий 17.6 г К2SO4 и 17.5 воды; в емкости 5 - 152.5 мл раствора, содержащего смесь сульфата калия и сульфата натрия в концентрациях: K2SO4 - 0.8 мг-экв/мл и Na2SO4 - 2.02 мг-экв/мл.G. The resulting suspension is separated as described in paragraph "B", namely, the solution remaining in the
З. В емкость 5 добавляют 14 г безводного сульфата натрия и 17.5 мл воды (или 23.5 г соли в виде кристаллогидрата - Na2SO4•10Н2О).H. In a
К. Повторяют все процессы в соответствии с п.п. "Д"-"З", за исключением того, что 3 н. раствор хлорида калия пропускают через первую и вторую колонну в направлении 1-->2 и в направлении сверху вниз в пределах каждой колонны, одновременно с чем концентрированный раствор смешанных сульфатов натрия и калия пропускают через колонну 3 в направлении снизу вверх. В конце всех операций получают, отделяют и сушат 17.6 г сульфата калия. K. Repeat all the processes in accordance with p. "D" - "Z", except that 3 n. a solution of potassium chloride is passed through the first and second columns in the direction 1 -> 2 and in the direction from top to bottom within each column, at the same time a concentrated solution of mixed sodium sulfate and potassium is passed through the
Далее продолжают процесс в соответствии с приведенным описанием, используя в каждом цикле колонны попеременно, причем две из трех колонн на стадии сорбции ионов калия из раствора хлорида калия, а одну из трех колонн, одновременно, на стадии регенерации с получением пересыщенного раствора сульфата калия. Указанные процессы проводят на колоннах в соответствии со следующей очередностью использования колонн в каждом цикле на стадиях сорбции и регенерации, начиная с первого цикла (см. таблицу). Next, the process is continued in accordance with the above description, using columns in each cycle alternately, two of the three columns at the stage of sorption of potassium ions from a solution of potassium chloride, and one of the three columns at the same time at the regeneration stage to obtain a supersaturated solution of potassium sulfate. These processes are carried out on columns in accordance with the following sequence of using columns in each cycle at the stages of sorption and regeneration, starting from the first cycle (see table).
В каждом цикле (за 2 часа) получают 17.6 г сульфата калия и затрачивают 14 г безводного сульфата натрия. В процессе нет отходов при условии полезной утилизации концентрированного раствора хлористого натрия. In each cycle (in 2 hours) 17.6 g of potassium sulfate are obtained and 14 g of anhydrous sodium sulfate are consumed. There is no waste in the process, provided that the concentrated sodium chloride solution is disposed of efficiently.
Пример 3. Проводят процесс как описано в примере 2 за исключением того, что вместо концентрированного 4 н. раствора сульфата натрия используют 4 н. раствор нитрата аммония (320 г/л), стадию регенерации сорбента, предварительно насыщенного по калию указанным раствором нитрата аммония, ведут при комнатной температуре (температуре окружающей среды - 18-25oС), полученный пересыщенный раствор охлаждают до 0oС за счет поддержания в емкости 4 указанной низкой температуры, в емкости 5 поддерживают температуру окружающей среды. В каждом цикле процесса (за 2 часа) получают 20 г нитрата калия в расчете на сухую безводную соль. В каждом цикле процесса в оборотном регенерационном растворе после отделения осадка нитрата калия его остаточная концентрация составляет 1.25 г-экв/л (127.5 г/л). В каждом цикле оборотный регенерационный раствор доукрепляют добавлением 16 г нитрата аммония и 15 мл воды.Example 3. The process is carried out as described in example 2, except that instead of concentrated 4 N. sodium sulfate solution using 4 N. ammonium nitrate solution (320 g / l), the regeneration stage of the sorbent pre-saturated with potassium with the indicated ammonium nitrate solution is carried out at room temperature (ambient temperature - 18-25 o С), the resulting supersaturated solution is cooled to 0 o С by maintaining in the
При проведении описанного процесса в каждом цикле на стадии сорбции калия получают 70 мл 3 н. раствора хлорида аммония (NH4Cl), который постепенно накапливают и перерабатывают вторично по методике, полностью аналогичной методике, описанной в Примере 2, за исключением того, что в качестве продукта получают сульфат аммония (13.2 г в каждом цикле). При этом в каждом цикле на стадии сорбции хлорида калия получают 70 мл 3 н. раствора хлорида натрия, который утилизирует в соответствии с Примером 2.When carrying out the described process in each cycle at the stage of sorption of potassium receive 70 ml of 3 N. a solution of ammonium chloride (NH 4 Cl), which is gradually accumulated and processed a second time according to a procedure completely analogous to the procedure described in Example 2, except that ammonium sulfate (13.2 g in each cycle) is obtained as a product. Moreover, in each cycle at the stage of sorption of potassium chloride receive 70 ml of 3 N. a solution of sodium chloride, which is disposed of in accordance with Example 2.
Получаемые в ходе всех описанных операций данного примера продукты - нитрат калия (20 г каждые два часа) и сульфат аммония (13.2 г каждые два часа) используют в качестве ценных минеральных удобрений по отдельности или в смешанном виде. The products obtained during all the described operations of this example - potassium nitrate (20 g every two hours) and ammonium sulfate (13.2 g every two hours) are used as valuable mineral fertilizers individually or in a mixed form.
Пример 4. Проводят процесс, как описано в Примере 2, за исключением того, что вместо концентрированного 4 н. раствора сульфата натрия используют 3 н. (по аммонию) раствор дигидрофосфата аммония (NH4H2PO4, 354 г/л), получаемого продуванием через раствор ортофосфорной кислоты рассчитанного объема аммиака, стадию регенерации сорбента, предварительно насыщенного по калию указанным раствором дигидрофосфата аммония, ведут при комнатной температуре (температуре окружающей среды - 18-25oС), полученный пересыщенный раствор охлаждают до 10oС за счет поддержания в емкости 4 указанной низкой температуры, в емкости 5 поддерживают температуру окружающей среды. Другим отличием от примера 2 является то, что на стадии регенерации через колонну пропускают не 240 мл, а 300 мл концентрированного раствора. В каждом цикле процесса (за 2 часа) получают 27.5 г дигидрофосфата калия (КН2РO4) в расчете на сухую безводную соль. В каждом цикле процесса в оборотном регенерационном растворе после отделения осадка нитрата калия его остаточная концентрация составляет 1.1 г-экв/л (152 г/л). В каждом цикле оборотный регенерационный раствор доукрепляют добавлением 23.5 г дигидрофосфата аммония и 20 мл воды.Example 4. The process is carried out as described in Example 2, except that instead of concentrated 4 n. sodium sulfate solution use 3 N. (for ammonia) a solution of ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 , 354 g / l), obtained by blowing a calculated volume of ammonia through a solution of phosphoric acid, the regeneration stage of the sorbent pre-saturated with potassium with the indicated solution of ammonium dihydrogen phosphate is carried out at room temperature (temperature environment - 18-25 o C), the resulting supersaturated solution is cooled to 10 o C by maintaining the indicated low temperature in the
При проведении описанного процесса в каждом цикле на стадии сорбции калия получают 70 мл 3 н. раствора хлорида аммония (NH4Cl), который постепенно накапливают и перерабатывают вторично по методике, полностью аналогичной методике, описанной в Примере 2, за исключением того, что в качестве продукта получают сульфат аммония (13.2 г в каждом цикле). При этом в каждом цикле на стадии сорбции хлорида калия получают 70 мл 3 н. раствора хлорида натрия, который утилизирует в соответствии с Примером 2.When carrying out the described process in each cycle at the stage of sorption of potassium receive 70 ml of 3 N. a solution of ammonium chloride (NH 4 Cl), which is gradually accumulated and processed a second time according to a procedure completely analogous to the procedure described in Example 2, except that ammonium sulfate (13.2 g in each cycle) is obtained as a product. Moreover, in each cycle at the stage of sorption of potassium chloride receive 70 ml of 3 N. a solution of sodium chloride, which is disposed of in accordance with Example 2.
Получаемые в ходе всех описанных операций данного примера продукты - дигидрофосфат калия (27.5 г каждые два часа) и сульфат аммония (13.2 г каждые два часа) используют в качестве ценных минеральных удобрений по отдельности или в смешанном виде. The products obtained during all the described operations of this example, potassium dihydrogen phosphate (27.5 g every two hours) and ammonium sulfate (13.2 g every two hours) are used as valuable mineral fertilizers individually or in a mixed form.
Предлагаемый способ, за счет использования нового явления открытого авторами - "Изотермического пересыщения в ионном обмене", а также за счет осуществления описанных выше отдельных операций и их специального сочетания друг с другом, обеспечивает: безотходность и экологическая чистоту процесса; возможность использования в качестве источника калия отходов калийного производства и других промышленных и сельскохозяйственных сточных вод; расширение круга получаемых бесхлорных калийных минеральных удобрений; удешевление способа ионообменного получения бесхлорных калийных минеральных удобрений за счет получения конечных продуктов в виде твердых удобрений и уменьшения энергоемкости, а также исключения потерь ценных химических реагентов за счет рециркуляции образующихся смесей веществ в виде водных растворов. The proposed method, through the use of a new phenomenon discovered by the authors - "Isothermal supersaturation in ion exchange", as well as through the implementation of the individual operations described above and their special combination with each other, provides: waste-free and ecological purity of the process; the possibility of using potash waste and other industrial and agricultural wastewater as a source of potassium; expanding the range of chlorine-free potash fertilizers obtained; cheaper ion-exchange method for the production of chlorine-free potassium mineral fertilizers by obtaining end products in the form of solid fertilizers and reducing energy intensity, as well as eliminating the loss of valuable chemicals due to the recirculation of the resulting mixtures of substances in the form of aqueous solutions.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98114938/12A RU2201414C2 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Method of manufacturing chlorine-free potassium mineral fertilizers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98114938/12A RU2201414C2 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Method of manufacturing chlorine-free potassium mineral fertilizers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98114938A RU98114938A (en) | 2000-05-20 |
| RU2201414C2 true RU2201414C2 (en) | 2003-03-27 |
Family
ID=20209278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98114938/12A RU2201414C2 (en) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | Method of manufacturing chlorine-free potassium mineral fertilizers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201414C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608017C1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method of producing soluble chlorine-free potash fertilizers (variants) |
| RU2655211C1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method for obtaining soluble chlorine free potassium fertilizers (versions) |
| RU2685104C1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Ion-exchange apparatus (versions) |
-
1998
- 1998-07-30 RU RU98114938/12A patent/RU2201414C2/en active
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608017C1 (en) * | 2015-07-14 | 2017-01-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method of producing soluble chlorine-free potash fertilizers (variants) |
| RU2655211C1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Method for obtaining soluble chlorine free potassium fertilizers (versions) |
| RU2685104C1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью "НьюКем Текнолоджи" | Ion-exchange apparatus (versions) |
| WO2020096481A1 (en) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | Ооо "Ньюкем Текнолоджи" | Ion exchange apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104609633B (en) | A kind of containing ammonia, the method and apparatus utilized containing sodium waste water resource | |
| Randall et al. | A case study for treating a reverse osmosis brine using Eutectic Freeze Crystallization—Approaching a zero waste process | |
| Drioli et al. | Integrated system for recovery of CaCO3, NaCl and MgSO4· 7H2O from nanofiltration retentate | |
| Ariyanto et al. | The influence of various physico-chemical process parameters on kinetics and growth mechanism of struvite crystallisation | |
| US5830422A (en) | Method for production of sodium bicarbonate, sodium carbonate and ammonium sulfate from sodium sulfate | |
| US20170233301A1 (en) | Method, system and a process for producing fertilizers from seawater | |
| Mohammadesmaeili et al. | Mineral recovery from inland reverse osmosis concentrate using isothermal evaporation | |
| CN107720782A (en) | A kind of technique and system for use in carrying for dividing salt preparing potassium sulfate from high-salt wastewater | |
| O'Neal et al. | Phosphorus recovery from urine and anaerobic digester filtrate: comparison of adsorption–precipitation with direct precipitation | |
| CN100532260C (en) | Vacuum crystallization technique for producing potassium nitrate from potassium chloride by sodium nitrate | |
| US4704263A (en) | Production of potassium phosphates by ion exchange | |
| RU2608017C1 (en) | Method of producing soluble chlorine-free potash fertilizers (variants) | |
| RU2201414C2 (en) | Method of manufacturing chlorine-free potassium mineral fertilizers | |
| Courtney et al. | Concentrating stabilized human urine using eutectic freeze crystallization for liquid fertilizer production | |
| Jibril et al. | Chemical conversions of salt concentrates from desalination plants | |
| RU2705953C1 (en) | Method of producing potassium nitrate | |
| US20200231511A1 (en) | Carbon dioxide mediated recovery of potassium compounds from brines | |
| CA1084240A (en) | Process for the simultaneous manufacture of phosphoric acid or the salts thereof and a complex multi-component mineral fertilizer | |
| Barros et al. | Chromium uptake from tricomponent solution in zeolite fixed bed | |
| Soares et al. | Nutrients recovery from wastewater streams | |
| RU2655211C1 (en) | Method for obtaining soluble chlorine free potassium fertilizers (versions) | |
| RU2696450C1 (en) | Combined method of producing sodium bicarbonate and mixed type nitrogen fertilizer | |
| RU2238906C2 (en) | Manufacture of alkali metal salts via combined ion-exchange/crystallization method | |
| RU2544731C2 (en) | Method of extracting rare earth elements from extraction phosphoric acid | |
| JP3045378B2 (en) | Method for combined treatment of seawater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050314 |
|
| HE4A | Notice of change of address of a patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120802 |