Вопрос 28 производство калийных удобрений

Калийные минеральные удобрения представляют собой природные или синтетические соли и содержат питательный элемент в форме иона К⁺. В зависимости от природы аниона калийные удобрения подразделяются на хлоридные (содержат анион Cl^-) и бесхлоридные (сульфат калия и калимагнезия). Все калийные удобрения растворимы в воде. Их выпускают в кристаллическом и гранулированном виде.

В качестве сырья для получения калийных удобрений в нашей стране используется сильвинит (КСl • NaCl), представляющий собой механическую смесь сильвина - КСl и галита - NaCl. Получают хлористый калий из сильвинита двумя основными способами: флотационным и галургическим.

Флотационный способ выделения хлорида калия из сильвинита основан на флотогравитационном разделении водорастворимых минералов калийной руды в среде насыщенного ими солевого раствора. Это достигается селективной гидрофобизацией поверхности частиц калийных минералов с помощью флотореагентов – собирателей.

Флотационный метод выделения хлорида калия из сильвинита включает следующие операции: 1) Измельчение сильвинитовой руды до размеров частиц 1-3 мм с последующим мокрым размолом до размера 5 мм. 2) Отделение глинистого шлама – тонкодисперсных глинисто-карбонатных примесей методами флотации, гидравлической классификации, или гравитации. 3) Флотационное разделение водорастворимых минералов руды (сильвина и галита) в присутствие собирателей (основная флотация). 4) Перечистная флотация полученного концентрата для удаления из него оставшихся примесей. 5) Обезвоживание концентрата методами сгущения и фильтрования с возвратом в процесс обратного раствора. 6) Сушка влажного концентрата.

Процессы мокрого разлома и флотации проводят в среде солевых растворов, насыщенных водорастворимыми компонентами руды (сильвин и галит), что исключает их потери при производстве и позволяет организовать замкнутый циклический процесс. В качестве флотореагентов – собирателей на стадии отделения шлама используют реагент ФР-2 (продукт окисления уайт-спирита), на стадии основной флотации – вещества, способствующие гидрофобизации частиц сильвина: солянокислые соли высших первичных аминов, а также высокомолекулярные углеводороды.

Метод эффективен при извлечении KCl только из высококачественных сильвинитовых руд, содержащих небольшое количество шлама. Степень извлечения 90-92%, а в готовом продукте 93-95% соли.

Галургический способ выделения КCl из сильвинита основан на различии температурных коэффициентов растворимости КCl и NaCl при их совместном присутствии, то есть в системе «КCl – NaCl – H2O». В растворах, насыщенных обеими солями, при повышении температуры от 20-25 до 90-100 градусов содержание КCl возрастает примерно в 2 раза, а NaCl несколько уменьшается.

При охлаждении такого горячего раствора он становится пересыщенным относительно КCl, который будет кристаллизоваться, а NaCl останется в растворе. При последующем нагревании этого раствора он останется насыщенным относительно NaCl и становится ненасыщенным относительно КCl. Поэтому при обработке подобным раствором нового количества сильвинита из него будет извлекаться только КCl, переходя в раствор, а NaCl растворяться не будет.

Руду измельчают. Выщелачивание хлорида калия из сильвинита производится нагретым до 105-115⁰С оборотным раствором (щелоком) в шнековом растворителе 2. Отделение горячего щелока от твердой фазы и его осветление. Выделившийся KCl кристаллизуется в вакуум-кристаллизаторе 5, в котором вакуум создается с помощью пароструйных эжекторов, отсасывающих паровоздушную смесь. На пути к центрифуге 6 к пульпе добавляются солянокислые соли аминов для уменьшения слеживаемостиKCl. Нагревание оборотного раствора и возвращение его на стадию выщелачивания сильвинита. Степень извлечения KCl составляет 90-95%. Галургический метод позволяет комплексно перерабатывать полиметаллические руды, извлекая из них все полезные компоненты, в том числе хлориды магния, бромиды и пищевой хлорид натрия.