[go: up one dir, main page]

DE1179890B - Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern - Google Patents

Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern

Info

Publication number
DE1179890B
DE1179890B DEC22999A DEC0022999A DE1179890B DE 1179890 B DE1179890 B DE 1179890B DE C22999 A DEC22999 A DE C22999A DE C0022999 A DEC0022999 A DE C0022999A DE 1179890 B DE1179890 B DE 1179890B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
potassium chloride
mother liquor
cavity
salts
sodium chloride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEC22999A
Other languages
English (en)
Inventor
James Bowen Dahms
Byron Priestly Edmonds
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Inc
Original Assignee
Pittsburgh Plate Glass Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pittsburgh Plate Glass Co filed Critical Pittsburgh Plate Glass Co
Publication of DE1179890B publication Critical patent/DE1179890B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/28Dissolving minerals other than hydrocarbons, e.g. by an alkaline or acid leaching agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04Chlorides
    • C01D3/08Preparation by working up natural or industrial salt mixtures or siliceous minerals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Seasonings (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

  • Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern Kaliumchlorid wird durch Abbau unterirdischer Salzlager gewonnen. Viele dieser Lager, z. B. die von Karlsbad, Neu-Mexiko, kommen als horizontale Lagen oder Schichten in Tiefen von 90 bis 900 m und tiefer vor. Der technische Abbau richtet sich in der Hauptsache auf die Gewinnung aus solchen Lagern, in denen das Kalium in Form von Sylvinit oder ähnlichen Rohsalzen vorliegt, die hauptsächlich aus Kaliumchlorid und Natriumchlorid bestehen.
  • Sylvinitlager werden im allgemeinen im Schachtbetrieb mit Kammer- und Pfeilerbau, ähnlich wie im Kohlenbergbau, abgebaut. Diese Art des Abbaus erfordert die Herstellung eines Zuganges zu dem unterirdischen Salzlager und das Abtragen des Rohsalzes in fester Form. Die festen Rohsalze werden nach oben gebracht und dort verarbeitet, um das Kaliumchlorid von den anderen Bestandteilen, insbesondere vom Natriumchlorid, zu trennen. Diese Trennung wird beispielsweise durch Flotation und Sortierung unter Ausnutzung ihrer verschiedenen Benetzbarkeiten durchgeführt.
  • Diese technischen Verfahren sind im allgemeinen auf die Gewinnung von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern bis zu einer Tiefe von etwa 1000 m beschränkt. Die Kosten für das Niederbringen tieferer Schächte und für die entsprechenden Abstützungen sind zu hoch. Daher sind tiefer gelegene, stark kaliumchloridhaltige Lager, von denen einige in Tiefen von 1800 m und mehr vorkommen, bis jetzt nicht in dem Maße abgebaut worden, wie ihr Gehalt an Kaliumchlorid es normalerweise rechtfertigen würde. Außerdem erfordert der Trockenabbau von Kaliumchloridlagern hohe Kapitalinvestierungen und Betriebskosten sowohl für die technischen Ausrüstungen als auch für das Ausschachten, die Instandhaltung der Schächte und die Verfahren zur Trennung des Kaliumchlorids von den anderen Bestandteilen.
  • Erfindungsgemäß wird Kaliumchlorid ohne schachtweisen Abbau und daher auch ohne die damit verbundenen Nachteile aus den unterirdischen Lagern gewonnen. Flotations- und Sortierungsanlagen sind nicht erforderlich, so daß ein großer Teil der kostspieligen Ausrüstung und Abbautechnik zur Gewinnung von Kaliumchlorid im Schachtbetrieb und zu seiner Abscheidung aus den Rohsalzen überflüssig ist. Daraus ergeben sich sowohl niedrigere Kapitalinvestierungen als auch niedrigere Betriebskosten. Ein Abbau von unterirdischen Rohsalzlagern, die auf Grund der Begrenzung der Schachtführung bisher nicht abbaufähig waren, wird somit ermöglicht.
  • Das Verfahren besteht darin, daß man Wasser oder eine verdünnte wäßrige Sole in einen Hohlraum eines unterirdischen Rohsalzlagers einleitet, in diesem sowohl das Kaliumchlorid als auch das Natriumchlorid löst und die entstehende Sole aus der unterirdischen Höhlung herauspumpt, diese Sole abkühlt und festes Kaliumchlorid von der Mutterlauge trennt. Die erfinderischen Merkmale des neuen Verfahrens bestehen darin, daß man den Salzgehalt der Mutterlauge so einstellt, daß sie in bezug auf beide Salze in demselben Verhältnis ungesättigt ist, wie diese beiden Salze in der Lagerstätte vorkommen, die Mutterlauge in die Lagerstätte zurückführt und die Salze in einem dem Vorkommen äquivalenten Verhältnis löst. Das Herauslösen des Kaliumchlorids und Nätriumchlorids aus dem Rohsalzlager wird also so durchgeführt, daß beide Salze gleichzeitig und ohne nennenswerte Selektivität gelöst werden.
  • Die Vermeidung der selektiven Herauslösung des Kaliumchlorids aus dem Lager ist ein wesentliches und charakteristisches Merkmal der erfindungsgemäßen Abbaumethode. Wenn auch die verschiedene Löslichkeit von Kaliumchlorid und Natriumchlorid in Wasser ein selektives Herauslösen von Kaliumchlorid aus den unterirdischen Lagern zulassen und somit die lästige Beseitigung beträchtlicher Mengen Natriumchlorid überflüssig machen würde, so hat sich dieses selektive Herauslösen doch als nachteilig er, wiesen, da es die Menge des abbaufähigen Salzes beschränkt. Gewöhnlich konnte nur ein geringer Teil eines Lagers abgebaut werden. Wenn jedoch ein selektives Herauslösen des Kaliumchlorids erfindungsgemäß vermieden wird, kann eine größere Menge Salz abgebaut werden. Betrachtet man die Kosten, die mit der Bildung eines unterirdischen Hohlraums zwecks Abbau eines Lagers verbunden sind, so ist die Möglichkeit, das Lager praktisch zu erschöpfen, von großer Bedeutung.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Abbau von Kaliumchlorid aus gewöhnlichen Kalilagern wird ein Bohrloch in die unterirdischen Kalischichten niedergebracht. Solche Schichten können bis zu 2100 m und mehr tief liegen und mehrere hundert Meter stark sein. Das Bohrloch hat die Form, wie sie beim sogenannten Lösungsabbau üblich ist. Meistens wird das Bohrloch bis zu einem Punkt nahe der obersten Kalischicht niedergebracht. Dann wird das Bohrloch bis zum oberen Teil der Kalischicht verrohrt. Anschließend wird durch die Verrohrung ein meistens konzentrisches Rohr bis unterhalb der unteren Kalischicht niedergebracht. Wenn die Natur der verschiedenen hängenden und liegenden Schichten es erforderlich macht, können bekannte Bergbauhilfsmittel verwendet werden, um den Hohlraum auf die KCl-Schichten zu beschränken und ein Zusammenbrechen des Hohlraums zu vermeiden. Durch den Ringraum zwischen der Verrohrung und dem konzentrischen Rohr (oder durch dieses bei umgekehrter Stromrichtung) wird ein wäßriges Medium in die Kalischicht geleitet, in der dann ein Hohlraum entsteht. In diesem Hohlraum wird sowohl Kaliumchlorid als auch Natriumchlorid in dem Wasser gelöst, das dann durch das Rohr nach oben befördert wird.
  • Die Kreislaufführung des wäßrigen Mediums in den Hohlraum und aus diesem heraus kann auch in der Weise geschehen, daß man zwei oder mehrere Bohrlöcher mit dem Hohlraum in Verbindung bringt. Durch das eine Bohrloch wird Wasser, das hinsichtlich seines Kaliumchlorid- und Natriumchloridgehalts ungesättigt ist, in den Hohlraum geleitet, während die Lösung, in der sich die Salze aus dem Lager gelöst haben, aus einem anderen, mit dem Hohlraum verbundenen Bohrloch herausgepumpt wird. Es können auch beliebig viele Bohrlöcher niedergebracht werden, wenn ein ausgedehntes unterirdisches Lager ausgebeutet werden soll, wobei die Bohrlöcher je nach Erfordernis geöffnet und geschlossen werden können.
  • Kaliumchlorid und Natriumchlorid werden in dem Verhältnis, wie sie in dem Lager vorliegen, aus diesem gelöst, und zwar dadurch, daß man die Kreislaufgeschwindigkeit des wäßrigen Mediums durch den Hohlraum regelt. Die Flüssigkeit bleibt so lange in dem Hohlraum, bis sie sowohl mit Kaliumchlorid als auch mit Natriumchlorid nahezu gesättigt ist. Dies kann einige Zeit in Anspruch nehmen, und es ist nicht ungewöhnlich, wenn eine bestimmte Menge Zirkulierflüssigkeit einige Monate in dem Hohlraum bleibt.
  • Wenn sich die gewünschten Mengen Kaliumchlorid und Natriumchlorid aus dem Lager gelöst haben, wird die Flüssigkeit aus dem Hohlraum nach oben gepumpt.
  • Die Bildung einer gesättigten Lösung in dem Hohlraum wird nur selten angestrebt. Sehr oft sind die Solen aus dem Hohlraum beispielsweise nur zu 95°/0, jedoch nicht vollständig mit Chloriden gesättigt. Der genaue Sättigungsgrad (insbesondere an Kaliumchlorid) oder wie weit die Sättigung in dem Hohlraum gehen soll, wird von wirtschaftlichen Erwägungen bestimmt Sobald die Flüssigkeit nach oben kommt, wird sie gekühlt. Die Löslichkeit von Kaliumchlorid in Wasser nimmt mit niedrigeren Temperaturen ab, so daß das Kaliumchlorid beim Abkühlen ausfällt. Die Löslichkeit von Natriumchlorid jedoch nimmt bei den hier in Betracht kommenden niedrigeren Temperaturen nicht ab. Daher scheidet sich das Kaliumchlorid nach dem Abkühlen selektiv als fester Stoff ab, der durch abgeschiedenes Natriumchlorid nicht verunreinigt ist. Kleinere Mengen Mutterlauge, die dem kristallisierten Kaliumchlorid nach dem Abscheiden anhaften, sind meist keine wesentlichen Verunreinigungen des Kaliumchlorids. Gewünschtenfalls kann ein beträchtlicher Teil der anhaftenden Mutterlauge auf mechanischem Wege, z. B. durch Schütteln oder Waschen und Zentrifugieren oder Filtrieren des Kaliumchlorids, entfernt werden.
  • Nach Abscheiden des festen Kaliumchlorids wird die Mutterlauge mit genügend Wasser, das weniger Salz gelöst enthält als die Sole, zu einer Lösung verdünnt, welche sowohl Kaliumchlorid als auch Natriumchlorid in dem Verhältnis, wie sie in dem Rohsalzlager vorkommen, zu lösen vermag.
  • Dies wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß man einen Teil der in das Bohrloch einzuleitenden Mutterlauge herausnimmt und ihn durch Wasser, das im wesentlichen frei von Chlorid ist, ersetzt. Es wird also ein Teil der Mutterlauge aus der Kühlzone herausgenommen und eine äquivalente Menge Wasser der zurückfließenden Mutterlauge hinzugegeben. An Hand der Löslichkeit des Kaliumchlorids und des Natriumchlorids in der wäßrigen Sole, des Gewichtsverhältnisses des Kaliumchlorids und Natriumchlorids in dem Salzlager und der in dem Lager vorherrschenden Lösungstemperatur läßt sich die Menge der herauszunehmenden Mutterlauge (oder der Grad der Verdünnung) leicht errechnen, wobei der Gehalt der Chloride in der umlaufenden Mutterlauge und die Änderung der in dem Hohlraum verbleibenden Menge (z. B. Vergrößerung des Hohlraums durch die Lösung der Salze aus dem Lager) in Betracht zu ziehen sind.
  • Dieses Herausnehmen an Mutterlauge dient nicht nur dazu die in den Hohlraum zurückgeführte Mutterlauge auf den gewünschten Sättigungsgrad bezüglich beider Chloride einzustellen, sondern auch dazu, das Natriumchlorid aus dem System zu entfernen, so daß eine Anreicherung von Natriumchlorid in der zurückgeführten Mutterlauge verhindert wird.
  • Da die Lösung von Kaliumchlorid in einer wäßrigen Sole, z. B. in der zurückgeführten Mutterlauge, mit einem Wärmeverbrauch verbunden ist, wird die für die Lösung in dem Hohlraum benötigte Temperatur durch Erhitzen der Bohrlochbeschickung aufrechterhalten. Andernfalls würde der Hohlraum sich allmählich zu stark abkühlen, und dies würde die Umlaufgeschwindigkeit erhöhen und die Wirkung des Verfahrens in hohem Maße beeinträchtigen. Wenn es sich wirtschaftlich rechtfertigen läßt, sollte man also die Temperatur im Hohlraum eher erhöhen, als sie unverändert lassen.
  • Beispiel Aus einem etwa 1525 m unter der Erdoberfläche liegenden Sylvinitlager von einer Mächtigkeit bis zu 12 m wird Kaliumchlorid mit einer Ausbeute von etwa 900 t pro Tag abgebaut. Das Lager besteht zu etwa 570/, aus Kaliumchlorid und zu 430/, aus Natriumchlorid (bezogen auf die beiden Salze). Andere Stoffe, wie Magnesiumchlorid, liegen in verschieden großen Mengen vor.
  • Zunächst wird ein Bohrloch niedergebracht und ein Zugang zu den unterirdischen Sylvinitschichten geschaffen. Die Zeichnung gibt ein Schema des Abbaus von Kaliumchlorid aus diesem unterirdischen Lager. Die Zahlenangaben stehen für Tonnen des Materials pro Stunde.
  • Zu Beginn des Abbauverfahrens wird durch das Bohrloch Wasser in das unterirdische Lager eingeleitet, wodurch eine wäßrige Lösung, die mit Kaliumchlorid und Natriumchlorid nahezu gesättigt ist, erhalten wird. Gewöhnlich bildet sich hierdurch der gewünschte Hohlraum. Nachdem die Lösung das für den Betrieb günstige Gleichgewicht (z. B. eine etwa 95°/oige Sättigung) erreicht hat, wird sie heraufgepumpt und dem in der Zeichnung dargestellten Umlaufverfahren unterworfen.
  • Bei dem hier beschriebenen Abbauverfahren beträgt die Temperatur der Lösung in dem Hohlraum etwa 45°C. Die aus dem Bohrloch kommende wäßrige Lösung hat daher 45°C und enthält 197,7 kg KCl und 277,2 kg NaCI pro 1000 kg Wasser. Pro Stunde werden 654,31 t Wasser bzw. 129,34 t Kaliumchlorid und 181,40 t Natriumchlorid aus dem Hohlraum hochgepumpt.
  • Die Lösung wird dann in ein offenes Kühlbecken geleitet. Hier wird sie durch die vorherrschende Umgebungstemperatur auf 10°C abgekühlt. Das Kühlbecken ist verhältnismäßig flach und hat eine Flüssigkeitstiefe von 0,9 bis 1,5 m. Etwa 37,82 t Kaliumchlorid pro Stunde scheiden sich als festes Produkt ab. Die sich in dem Kühlbecken ergebende Mutterlauge wird derart abgezogen, daß stündlich 654,31 t Wasser, 181,40 t Natriumchlorid und 91,52 t Kaliumchlorid das Kühlbecken verlassen.
  • Von dieser Mutterlauge wird ein Teil abgetrennt, der sich auf 131,24 t Wasser, 18,32 t Kaliumchlorid und 36,37 t Natriumchlorid pro Stunde beläuft.
  • Die übrige Mutterlauge wird mit Wasser, das im wesentlichen frei von Kalium- und Nätriumchlorid ist und dessen Menge der abgezogenen Menge entspricht, aufgefüllt, d. h. mit 178,04 t Wasser pro Stunde (davon 131,24 t als Ersatz für das abgezogene Wasser und 46,80 t als Ausgleich für die Vergrößerung des Hohlraums durch das Lösen der Salze).
  • Die so erhaltene verdünnte Mutterlauge wird dann erhitzt und in das Bohrloch zurückgeleitet. Dem Bohrloch wird also ein wäßriger Strom von 701,11 t Wasser, 73,19 t Kaliumchlorid und 145,03 t Natriumchlorid pro Stunde zugeführt. Diese verdünnte Mutterlauge gelangt in den Hohlraum, wo wiederum eine gesättigte wäßrige Lösung von Kaliumchlorid und Natriumchlorid entsteht, die aus dem Bohrloch hochgepumpt, in das Kühlbecken geführt und nach Aufarbeitung wieder in das Bohrloch eingeführt wird.
  • Auf diese Weise wird Rohsalz im Verhältnis von 65,39 t Kaliumchlorid und 49,34 t Natriumchlorid in der Stunde aus dem Lager gelöst. Infolge Vergrößerung des Hohlraums hält dieser 10,2 t Kaliumchlorid, 12,97 t Natriumchlorid und 46,80 t Wasser pro Stunde zurück.
  • Beim Abbau von Kaliumchlorid nach dem Verfahren dieses Beispiels wird vorzugsweise kontinuierlich gearbeitet. Sowohl in dem Kühlbecken als auch in dem Bohrloch ist eine genügend lange Verweilzeit vorgesehen, so daß der gewünschte Sättigungsgrad erreicht wird und die umlaufenden Flüssigkeiten die angegebene Zusammensetzung annehmen.
  • Das feste Kaliumchlorid, das sich in dem Kühlbecken ausscheidet, wird auf mechanischem Wege, z. B. mit Hilfe von Kratzern, entfernt. Je nach dem gewünschten Reinheitsgrad kann dieses Kaliumchlorid weiterverarbeitet werden. Da das Kaliumchlorid aus einem direkten Kontakt mit der Mutterlauge kommt, enthält es meist noch etwas Mutterlauge, so daß es zweckmäßig ist, wenigstens die freie Feuchtigkeit zu entfernen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man das von der Mutterlauge im wesentlichen befreite Kaliumchlorid offen an der Atmosphäre stehenläßt. Wenn dem Kaliumchlorid größere Mengen Mutterlauge anhaften, können diese mit den üblichen Mitteln entfernt werden. Dieses Produkt kann auch getrocknet werden.
  • Der erfindungsgemäße Abbau von Kaliumchlorid ist nicht auf die Anwendung der oben angegebenen Temperaturen beschränkt, Die Temperaturdifferenz zwischen Bohrloch und Kühlbecken sollte jedoch mindestens 20°C, vorzugsweise 30 bis 50°C, betragen. Dies schließt nicht aus, daß die Lösung auch weniger stark abgekühlt werden kann. .jedoch sollte, wenn lohnende Mengen Kaliumchlorid mittels umlaufender Flüssigkeit abgebaut werden, nicht zu gering gekühlt werden.
  • Oft ist es zweckmäßig, sofern dies möglich ist, Temperaturen anzuwenden, die normalerweise beim Lösen in dem Hohlraum erreicht werden. Die Temperaturen, bei denen sich die Lösung bildet (unter Berücksichtigung der Lösungswärme), können zwischen 35 und 55°C liegen. Es können auch höhere Temperaturen zur Bildung der Lösung verwendet werden, indem man die Bohrlochbeschickung stärker erhitzt, als zur Kompensierung der negativen Lösungswärme des Kaliumchlorids erforderlich ist. In jedem Fall liegt die Temperatur der wäßrigen, gesättigten Lösung, die aus dem Bohrloch abgepumpt wird, selten über 75'C oder unter 25-C.
  • Der Grad der Abkühlung soll ausreichen, um die Abscheidung einer wirtschaftlichen Menge Kaliumchlorid aus der Lösung zu bewirken. Daher hängt die jeweilige Abkühlungstemperatur von verschiedenen Umständen ab. Im allgemeinen wird die Lösung auf 0 bis 25'C abgekühlt. Es lassen sich auch niedrigere Temperaturen anwenden, vorausgesetzt, daß ein Gefrieren der Lösung vermieden wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Abscheiden des festen KCl aus der Lösung in der Weise durchgeführt, daß man die Lösung in ein Becken fließen läßt, das der Atmosphäre ausgesetzt ist. Die Kühlung wird dadurch bewirkt, daß man die Lösung in dem offenen Becken auf eine so niedrige Temperatur kommen läßt, wie sie der umgebenden Atmosphäre, dem Flüssigkeitsdurchsatz und .der Beckenfläche entspricht. Man verwendet ein Becken mit möglichst großer Oberfläche und einer Tiefe von weniger als 3 m, vorzugsweise einer Tiefe von 0,60 bis 0,90 m.
  • In Gebieten mit warmem Klima, wo ein Abkühlen in offenen Becken nicht möglich ist, muß man natürlich zu anderen Hilfsmitteln greifen, obwohl diese weniger wirtschaftlich sind. Es ist auch möglich, unter atmosphärischen Bedingungen mit Hilfe von Wärmeaustauschern und Kühlmitteln oder mit anderen bekannten Vorrichtungen, welche die Wirksamkeit oder Geschwindigkeit des Abkühlens fördern, stärker und/ oder schneller abzukühlen. Beispielsweise kann das Abkühlen an der Atmosphäre dadurch beschleunigt und verbessert werden, daß die Flüssigkeiten im Becken belüftet werden. Die Flüssigkeit kann in die Atmosphäre versprüht werden, um sich bei Zurückfallen abzukühlen.
  • Um gute Ergebnisse zu erzielen, sollte die gesättigte wäßrige Sole, die aus dem Bohrloch kommt, kein festes Natriumchlorid enthalten. Ist ein geringer Teil festes Natriumchlorid in der Sole, so emfiehlt es sich, dieses vor dem Abkühlen auf mechanischem Wege zu entfernen. Da jedoch die Löslichkeit des Natriumchlorids in der Sole mit fallender Temperatur zunimmt, kann eine gewisse Menge ungelöstes Natriumchlorid in der aus dem Bohrloch kommenden Sole gelassen werden.
  • Ein wichtiges Merkmal des neuen Verfahrens ist die beschriebene Rückführungeinerungesättigten wäßrigen Lösung von KCl und NaCl in das Bohrloch, welche sowohl Natriumchlorid als auch Kaliumchlorid in einem Gewichtsverhältnis zu lösen vermag, das etwa dem Gewichtsverhältnis der Salze in dem Rohsalzlager entspricht. Infolge dieser Maßnahme gibt es praktisch keine selektive Lösung. Dies ist sehr wichtig, da sich herausgestellt hat, daß ein selektives Herauslösen von Kaliumchlorid die Geschwindigkeit, mit der sich dieses Salz an den Grenzflächen des Hohlraums löst, allzuschnell herabsetzt. Schließlich wird immer weniger Kaliumchlorid gelöst, so daß der Hohlraum seinen Wert als Kaliumchloridquelle praktisch verliert.
  • Die Rückführung der Mutterlauge aus dem Abkühlbecken zu dem Bohrloch ist ebenfalls von großer Wichtigkeit für eine wirtschaftliche Durchführbarkeit des Verfahrens. Um die Mutterlauge auf diese Weise zu verwenden und um beide Salze innerhalb des Hohlraums in dem Gewichtsverhältnis zu lösen, wie , sie in dem Lager vorkommen, muß die Mutterlauge mit Wasser verdünnt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mutterlauge für ihre Rückführung in das Bohrloch derart zubereitet, daß zunächst ein wesentlicher Teil abgetrennt und dann Wasser in einer Menge zugegeben wird, die der entfernten Menge plus der Zunahme der in dem vergrößerten Hohlraum zurückbleibenden Menge entspricht. Die genaue Menge des abgezogenen Teils und des Frischwassers ist natürlich je nach dem Kalium-und Natriumchloridgehalt der Mutterlauge und des Lagers verschieden. An Hand des Chloridsalzgehalts der Mutterlauge, des Verhältnisses von Kaliumchlorid und Natriumchlorid in dem Lager, der Löslichkeit dieser beiden Salze bei der Bohrlochtemperatur und der verschieden großen Mengen, die in dem Hohlraum zurückgehalten werden, wird die richtige Zusammensetzung der Bohrlochbeschickung ermittelt, um damit alle Bedingungen für das Lösen beider Salze aus dem Lager in dem Gewichtsverhältnis, wie sie in dem Lager vorkommen, erfüllen zu können.
  • Vorzugsweise verdünnt man die Mutterlauge mit Wasser, das im wesentlichen frei von KCl und NaCI ist. Man kann auch mit Wasser verdünnen, das hinsichtlich des KCl- und NaCI-Gehalts weniger konzentriert ist als die abgezogene Mutterlauge.
  • Jedes Sylvinit-Rohsalzlager kann nach dem neuen Verfahren abgebaut werden. Solche Lager bestehen in der Hauptsache aus KCI und NaCI, können aber auch noch verschiedene andere lösliche und sogar unlösliche Bestandteile enthalten. Der Abbau ist im allgemeinen auf solche Lager beschränkt, die wenigstens 15 Gewichtsprozent,meistensjedoch25 Gewichtsprozent KCI enthalten. Wenn lösliche Stoffe vorhanden sind, die die Löslichkeit von NaCI und KCI in Wasser verändern, so muß ihre Wirkung nach den hier beschriebenen allgemeinen Richtlinien bei der Bildung der umlaufenden Sole in dem erforderlichen Sättigungs- bzw. Nichtsättigungsgrad in Betracht gezogen werden.
  • Die Verwendung von mehreren Bohrlöchern und Hohlräumen ist in dem neuen Verfahren möglich. Wenn man beispielsweise einen Hohlraum mit zwei Bohrlöchern in Verbindung bringt, so ist es möglich, ungesättigte Sole durch ein Bohrloch einzuführen und gesättigte Sole aus einem anderen Bohrloch abzuziehen. Eine solche Verwendung von zwei Bohrlöchern vermeidet den Wärmeverlust infolge Wärmeaustausches zwischen Bohrlochbeschickung und abgezogener Sole. Die verdünnte Mutterlauge kann auch in ein Bohrloch eingeführt werden, das mit einem anderen als dem ursprünglichen Hohlraum in Verbindung steht, z. B. wenn das ursprüngliche Bohrloch stillgelegt und der Abbau mit einem neuen Bohrloch wieder begonnen wird.
  • Der aus der Mutterlauge jeweils abgezogene Teil kann verworfen oder weiterverarbeitet werden, um das eine Salz oder beide Salze nach bekannten Verfahren zu gewinnen.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Kalium- und Natriumchlorid enthaltenden Lagerstätten, bei dem das Kalium-und Natriumchlorid mit einem wäßrigen Medium aus der Lagerstätte gelöst und aus der Lösung das Kaliumchlorid in fester Form unter Bildung einer beide Salze enthaltenden Mutterlauge abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Salzgehalt der Mutterlauge so einstellt, daß sie in bezug auf beide Salze in demselben Verhältnis ungesättigt ist, wie diese beiden Salze in der Lagerstätte vorkommen, die Mutterlauge in die Lagerstätte zurückführt und die Salze in einem dem Vorkommen äquivalenten Verhältnis löst.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man von der Mutterlauge einen Strom abzweigt und die verbleibende Mutterlauge zu einer Lösung verdünnt, die die beiden Salze in dem Verhältnis löst, wie sie in der Lagerstätte vorkommen. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 161 800.
DEC22999A 1960-01-08 1960-12-21 Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern Pending DE1179890B (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1374A US3058729A (en) 1960-01-08 1960-01-08 Solution mining method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1179890B true DE1179890B (de) 1964-10-22

Family

ID=21695722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEC22999A Pending DE1179890B (de) 1960-01-08 1960-12-21 Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern

Country Status (2)

Country Link
US (1) US3058729A (de)
DE (1) DE1179890B (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215471A (en) * 1963-02-28 1965-11-02 Exxon Production Research Co Enhancing potassium chloride dissolution by the addition of ferro- and ferricyanides
US3278234A (en) * 1965-05-17 1966-10-11 Pittsburgh Plate Glass Co Solution mining of potassium chloride
US3642454A (en) * 1968-06-27 1972-02-15 Kaiser Aluminium Chem Corp Production of potassium chloride from carnallitic salts
US4134618A (en) * 1977-12-29 1979-01-16 Atlantic Richfield Company Restoration of a leached underground reservoir
US4192555A (en) * 1978-08-22 1980-03-11 Ppg Industries Canada Ltd. Method of disposing solid sodium chloride while selectively solution mining potassium chloride
US4386936A (en) * 1979-02-01 1983-06-07 Ppg Industries Canada Ltd. Production of potassium chloride using pond crystallization
US4248601A (en) * 1979-07-12 1981-02-03 Kerr-Mcgee Chemical Corporation Process for reducing the sodium chloride content of a potassium salt
US4925247A (en) * 1988-12-27 1990-05-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Method for particle stabilization by use of cationic polymers
US7857396B2 (en) * 2008-06-17 2010-12-28 Pinnacle Potash International, Ltd. Method and system for solution mining
US8771380B2 (en) * 2008-07-22 2014-07-08 Akzo Nobel N.V. Sodium chloride production process
CA2741935C (en) * 2008-11-03 2017-02-28 Akzo Nobel N.V. Sodium chloride production process with mother liquor recycle
US11073008B2 (en) 2018-05-29 2021-07-27 Buffalo Potash Corp. Horizontal line drive selective solution mining methods

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2161800A (en) * 1937-04-10 1939-06-13 Cross Roy Mining potash

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2331890A (en) * 1941-07-05 1943-10-19 Kansas City Testing Lab Mining and recovery of potash compounds
US2388009A (en) * 1943-10-19 1945-10-30 Robert D Pike Solution mining of trona
US2665124A (en) * 1948-07-10 1954-01-05 Kansas City Testing Lab Method of winning potassium chloride from underground deposits

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2161800A (en) * 1937-04-10 1939-06-13 Cross Roy Mining potash

Also Published As

Publication number Publication date
US3058729A (en) 1962-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1179890B (de) Verfahren zum Abbau von Kaliumchlorid aus unterirdischen Lagern
DE3024865A1 (de) Verfahren zur gewinnung von oel aus unterirdischen formationen
DE3004003C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Rohöl aus Ölsanden
DE1458622A1 (de) Verfahren zur Salzgewinnung aus unterirdischen Schichten
DE1229941B (de) Verfahren zur Gewinnung von Kaliumchlorid aus natuerlichen, KCl und NaCl enthaltenden Lagerstaetten
DE1483767C3 (de) Verfahren zum heissen Aussolen und Raffinieren von Salz mineralien aus tiefliegenden, durch Calciumsulfat verunreinigten Steinsalzlagerstätten
DE1947251A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Abscheiden eines reinen Bestandteiles aus einer Mehr-Komponenten-Mischung
DE69717752T2 (de) Verfahren zum Aussolen einer Kaverne mit mehreren Unterkavernen in einer dünnen Salzschicht
DE1224231B (de) Verfahren zur Gewinnung von Kaliumchlorid aus natuerlichen KCl- und NaCl- enthaltenden Lagerstaetten
DE2642296C3 (de) Verfahren zum Lösungsabbau von Chloridsalzen
DE19631520C2 (de) Verfahren und Anlage zur soltechnischen Gewinnung von Evaporiten und Aufbereitung von Salzlösungen
DE1583829A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von KCI aus unterirdischen Formationen
DE1288538B (de) Verfahren zum Schlaemmen eines Salzes aus einer unterirdischen Lagerstaette
DE2424500C2 (de) Verfahren zur Gewinnung einer Natriumchloridsole
DE3002757C2 (de) Verfahren zum Lösen von Kaliumchlorid aus einer unterirdischen Lagerstätte
DE1224232B (de) Verfahren zum Abbau von unterirdischen Kaliumchloridlagern
DE2208033A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Magnesium chlond Mineralgehalten aus Carnallit durch Losungsabbau
DE102016010281A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kaliumchlorid aus Carnallitlagerstätten durch Aussolung
DE135722C (de)
US3556596A (en) Extraction of soluble material from natural deposits
DE102013012544A1 (de) Verfahren zur Gewinnung und Verarbeitung von kieseritisch-carnallitischen Kalirohsalzen
DE2000642C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Kalium-Chlorid, Magnesium-Chlorid und Natrium-Chlorid aus natürlichen steinsalzarmen bis steinsalzreichen Carnallititen
DE2001888C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von KCl, NaCl, K tief 2 SO tief 4, MgSO tief 4, MgCl tief 2 aus natürlichen Hartsalz enthaltenden Lagern im bergmännischen Aussolverfahren
DE30302C (de) Verfahren zur Gewinnung von Salzen durch Sinkwerksbetrieb mittelst Soolen oder Laugen von verschieden bemessener Lösungsfähigkeit
DE1912019B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum gefrieren von waessrigen und nichtwaessrigen loesungen kolloidalen loesungen und suspen sionen