Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
7.2. Разработка принципиальной технологической схемы обогащения природных рассолов
На основании проведённых исследований по оптимизации извлечения ценных компонентов из рассолов предлагается технологическая схема, представленная на рис. 78.
Рис. 78. Принципиальная технологическая схема комплексного извлечения
щелочных и щелочноземельных металлов из рассолов Удачнинского ГОКа
Исходные рассолы из карьера поступают на фильтрационную установку, для выделения из них тонкодисперсных примесей. Фильтры гравийно-песчаные, для их загрузки используется щебень различной крупности и кварцевый песок. Фильтрующий слой высотой 800 мм - песок крупностью 1,2-2 мм. Основным звеном в технологической схеме является вымораживание рассолов. предварительно при охлаждении рассола до температуры -25...-33ºС пока замерзания рассола не происходит, из него выпадают соли натрия и калия. Они удаляются и являются готовым продуктом. Оставшийся рассол имеет минерализацию ниже исходного, его снова подвергают вымораживанию. Чистая вода замерзает, образуя кристаллы пресного льда, а рассол с растворенными в нем солями размещается в ячейках между этими кристаллами. Температура замерзания рассола всегда ниже температуры замерзания чистой воды и зависит от концентрации растворенных солей. Ледяную фазу отделяют от жидкой и помещают в плавильник. Там первые порции, содержащие максимальные концентрации солей, удаляют и отправляют на сорбцию. Оставшаяся ледяная фаза дает пресную воду с незначительным общим солесодержанием и может использоваться в оборотном водоснабжении предприятия и для технологических целей. Жидкую фазу направляют на реагентную обработку щёлочью с целью удаления из неё оставшихся макрокомпонентов - кальция и магния. Фильтрат, содержащий микрокомпоненты - стронций, литий, рубидий - проходит через ионообменную колонну. Микрокомпоненты осаждаются на катионите и затем десорбируются соляной кислотой. Градиентное элюирование микрокомпонентов позволяет селективно выделить их из ионообменной смолы. Таким образом, предложенная технология позволяет селективно разделить макро- и микрокомпоненты рассола (табл. 23).
Важными факторами, указывающими на преимущество данной технологической схемы, являются комплексность и экологичность (в результате реализации схемы снизится воздействие соленых вод на экосистему региона).
Схема имеет уровень рентабельности 32%, срок окупаемости 2 года 6 месяцев, эколого-экономический эффект 2,5 млн.руб. Таким образом, предложенная технология позволяет селективно разделить макро- и микрокомпоненты рассола. Снижение платы за загрязнение подземных объектов рассолами составляет 2 752 867 руб./год.
Таблица 23. Технологические показатели переработки продуктов в расчёте
на объём перерабатываемых рассолов 1000 м3/сут
|
Элемент |
Операция |
Итого, т/год |
Продукт |
Итого, т/год |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||||
|
Sr |
0 |
0 |
21,8 |
6,82 |
336,38 |
365 |
SrCl2 |
471 |
|
Rb |
0 |
0 |
0,33 |
0,15 |
5 |
5,48 |
RbCl |
9,34 |
|
Li |
0 |
0 |
6,7 |
8,48 |
97,52 |
112,42 |
LiCl |
150 |
|
Na |
7 500 |
327 |
20,5 |
0 |
0 |
7847,5 |
NaCl |
19065 |
|
K |
4 000 |
872 |
55,5 |
0 |
0 |
4927,5 |
KCl*MgCl2*6H2O |
18500 |
|
Mg |
3 000 |
1 126 |
71,5 |
0 |
0 |
4197,5 |
||
|
Ca |
0 |
25 218 |
1 609,5 |
0 |
0 |
26827,5 |
Ca(OH)2 |
69828 |