Процесса получения хлористого калия из калийных руд
Цель: научиться осуществлять анализ и оценку технико-экономических показателей процесса производства калийных удобрений.
Общие сведения
Более 90% добываемых из недр и вырабатываемых заводскими методами калийных солей используют в качестве удобрений. Сырьём для получения солей калия служат растворимые в воде природные минералы (сильвин, сильвинит, карналлит), содержащие хлорид калия (таблица 4.)
Таблица 4 - Характеристики калийных руд
| Минерал | Химический состав | Содержание калия, % | Плотность, кг/м3 |
| Сильвин | КСl | 52,48 | |
| Сильвинит | КСl . NaCl | ||
| Карналлит | KCl . MgCl2 . 6H2O |
Источник - [ 2 ].
NaCl - каменная соль, минерал галит с плотностью 2173 кг/м3.
Калийные соли являются одним из важнейших видов минерально-сырьевых ресурсов Беларуси. Общие запасы двух детально разведанных месторождений – Старобинского и Петриковского составляют 6,7 млрд.т сырьевых солей. Разрабатывается Старобинское месторождение с запасами 5698,0 млн.т сырых солей, на базе которого работает РУП Производственное объединение «Беларуськалий», с годовой производительностью до
6 млн.т калийных удобрений. Разведаны также три месторождения поваренной соли - Мозырское, Давыдовское и Старобинское, суммарные запасы которых превышают 22 млрд.т. На базе Мозырского месторождения работает солевыварочный комбинат, производительностью 290 тыс.т соли марки «Экстра».
Сравнительно низкое содержание КСl в исходной руде и высокое содержание глинистых примесей не позволяют использовать её в качестве эффективного удобрения. Для получения концентрированных удобрений проводят обогащение сильвинитовых руд различными методами. В настоящее время главное место среди этих методов занимают химический (галургия) и механический (флотация).
Выбор метода обогащения определяется в зависимости от характера сырья, требуемого качества готового продукта и конкретных условий района размещения обогатительной фабрики (обеспеченность гидроресурсами и теплоэнергией, гидрологическая и геологическая обстановка и т.д.).
Технологический процесс производства хлористого калия
Методом флотации
Технологические схемы получения КСl методом флотации различаются в зависимости от ряда факторов (количества глинистых примесей, стоимости реагентов и ряда других).
По схеме с предварительным удалением большей части шлама (пустой породы) дробленую руду подвергают мокрому измельчению до размеров зерен не более 0,75 мм. Далее измельчённая руда проходит две стадии удаления шлама и затем поступает в контактные чаны флотационного отделения. В течение 3 минут она смешивается с 2% водным раствором КМЦ-депрессора и поступает на основную флотацию с применением собирателя (1% раствор соленокислого амина) и вспенивателя (соснового масла). Пенный продукт дважды подвергается очистке, затем фильтруется на вакуум-фильтре. Отфильтрованные кристаллы высушиваются до остаточного содержания влаги не более 1%.
Полученный концентрат содержит 92-95% КСl, флотационные хвосты (отходы) состоят в основном из NaCl, глинистых шламов и содержат до 2% КСl.
Технологический процесс производства хлористого калия
Методом галургии
При нормальных условиях растворимость хлоридов калия и натрия почти одинакова. С повышением температуры растворимость NaCl почти не изменяется, а растворимость КСl сильно возрастает (в соответствии с рисунком 3).
50
|
|
40
30
20
| |
0 20 40 60 80 1000С
Рисунок 3 - Влияние температуры воды на растворимость КСl и NaCl
Насыщенный раствор обеих солей (маточный раствор) сначала нагревают. При этом раствор дополнительно насыщается хлористым калием, а часть поваренной соли NaCl вытесняется из раствора, выпадает в осадок и отделяется фильтрованием. Раствор охлаждают, и из него выкристаллизовывается избыточный хлористый калий. Кристаллы отделяют на центрифугах и сушат, а маточный раствор идёт на обработку новой порции сильвинита. Полученный концентрат содержит до 95% КСl.