- •Рецензенты:
- •Рахимова, О.В.
- •1. КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
- •1.2. Ассортимент минеральных удобрений
- •1.3. Свойства минеральных удобрений
- •2.1. Сырье для производства минеральных удобрений
- •2.2. Растворение
- •2.4. Обжиг
- •2.5. Флотация
- •2.6. Гранулирование
- •2.7. Кондиционирование
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Производство хлорида калия
- •3.3. Получение хлорида калия из сильвинита галургическим способом
- •Щелок
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Получение хлорида калия из сильвинита флотационным способом
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Получение хлорида калия из карналлита
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Производство сульфата калия
- •Контрольные вопросы
- •4.2. Производство аммиачной селитры
- •Контрольные вопросы
- •4.3. Производство карбамида
- •Контрольные вопросы
- •4.4. Другие виды твердых азотных удобрений
- •4.5. Производство жидких азотных удобрений
- •Контрольные вопросы
- •5. ТЕХНОЛОГИЯ ФОСФОРНЫХ УДОБРЕНИЙ
- •5.1. Классификация фосфорных удобрений
- •5.2. Сырье для получения фосфорных удобрений и способы его переработки
- •5.3. Производство простого суперфосфата
- •5.4. Производство двойного суперфосфата
- •Контрольные вопросы
- •6.2. Сложные удобрения на основе фосфорной кислоты
- •6.3. Сложные удобрения на основе фосфорной и азотной кислот
- •6.4. Сложные удобрения на основе азотнокислотного разложения фосфатов
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •ТЕХНОЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
Сушка влажного осадка хлорида калия осуществляется горячими топоч ными газами - продуктами сгорания топлива (мазут, природный газ). Влаж ность хлорида калия после сушки не должна превышать 0,5%. Для сушки гото вого продукта применяют печи различных конструкций - барабанные вращаю щиеся печи, печи кипящего слоя и др. Из печей вентиляторы отсасывают пото ки запыленных дымовых газов через циклоны, в которых происходит отделе ние пылевых фракций продукта.
После циклонов дымовые газы, содержащие наиболее мелкие фракции хлорида калия, поступают на «мокрую» газоочистку сначала в трубу Вентури, а затем в скруббера. Для «мокрой» газоочистки используют воду и раствор соды, который необходим для нейтрализации кислых вод в скрубберах, содержащих продукты сгорания топлива.
Высушенный хлорид калия обрабатывают реагентами-антислежива- телями и пылеподавителями, предотвращающими его слеживаемость и пылимость при дальнейшем хранении и транспортировании.
В качестве реагента-антислеживателя используют ферроцианиды щелоч ных и щелочноземельных металлов. В качестве пылеподавителя применяют полиэтиленгликоль.
Контрольные вопросы
1. На чем основан флотационный способ обогащения полезных ископае
мых?
2.В чем заключается сущность пенной флотации? Какими способами может быть достигнуто аэрирование суспензии минерала?
3.Назовите разновидности пенной флотации.
4.Какие особенности характерны для флотационного обогащения при родных руд? В чем заключается особенность флотационного обогащения силь винита?
5.На какие группы делят флотационные реагенты? Дайте характери стику каждой группы.
6.Какие вещества используют в качестве реагента-собирателя при флотации хлорида калия? В чем заключается механизм гидрофобизации по
верхности КС1?
7. Охарактеризуйте влияние различных факторов на процесс адсорбции амина хлоридом калия.
8. Какие стадии взаимодействия минеральной частицы и пузырька воз духа выделяют в теории флотации? Охарактеризуйте каждую стадию.
9. Перечислите основные операции флотационного обогащения сильви
нита.
10.Обоснуйте оптимальную степень измельчения сильвинита. Почему нежелательно переизмельчениеруды?
11.Приведите типовую схему мокрого измельчения сильвинитовой руды.
12.С какой целью осуществляют обесшламливание сильвинита? Пере числите способы обесишамливания.
13 На чем основана депрессия глинистого шлама? Почему этот способ применяют только в сочетании с другими методами обесшламливания?
14. В чем заключается сущность флотационного обесшламливания? Ка
кие при этом используюреагенты?
15 В каких случаях целесообразно применение флотационного обесшлам ливания? Дайте описания принципиальной схемы флотационного обесшламли
вания.
16.На чем основано механическое обесшламливание сильвинита? В чем заключается преимущество этого способа перед другими?
17.В каких случаях применяют комбинированную схему обесшламлива ния? Дайте описание принципиальной схемы комбинированного обесшламлива
ния сильвинита.
18.В чем заключается назначение стадии сильвиновой флотации? С ка кой целью проводят перечистную флотацию.
19.Дайте описание технологической схемы обесшламливания сильвини-
товой пульпы по комбинированной схеме.
20.Дайте описание технологической схемы сильвиновой флотации.
21.Как влияет эффективность процессов обезвоживания и сгущения продуктов обогащения на показатели производства хлорида калия?
3.5. Получение хлорида калия из карналлита
Карналлит - минерал, имеющий следующий состав - KCl-MgCl2*6H20. Карналлит - основной минерал карналлитовых залежей и в небольших количе ствах может встречаться совместно с сильвинитом. Карналлит обычно пред ставлен крупнозернистыми агрегатами красного, бурого, оранжевого, желтого цветов. Карналлитовая порода сложена из 45-85% карналлита, 18-50% галита, с небольшим содержанием ангидрита и глинистых веществ.
Все способы переработки природного карналлита на хлорид калия осу ществляются только галургическим методом и основаны на большей раствори мости хлорида магния по сравнению с КС1 и NaCl.
Растворимость хлорида натрия мало меняется с изменением температуры, поэтому NaCl практически не влияет на переработку карналлитовой руды и при растворении природного карналлита в воде образуется трехкомпонентная сис тема КС1 - MgCl2 - Н20.
Впрямоугольном треугольнике состава по изображены изотермы раство римости тройной системы при температурах 25 и 105°С (рис. 3.20).
Вданной системе образуется кристаллогидрат MgCl2-6H20 (бишофит) —т. Б
идвойная гидратированная соль KCl-MgCl2-6H20 (карналлит) - т. К.
Кривая т2к2- кривая насыщенных растворов при температуре 105°С: т2Е2 - раствор, насыщенный бишофитом; Е\Е2 - раствор насыщенный карналлитом; Е2к2- хлоридом калия. Точки Ехи Е2 отвечают растворам насыщенным двумя со лями. т. Е\ - раствор, насыщенный бишофитом и карналлитом, т. Е2 —карналли том и хлоридом калия. Карналлит является инконгруэнтно растворимой двойной
солью луч испарения ОК не пересекает кривую насыщенных растворов этой со ли Ь\Е2.
MgCl2
Все способы получения КС1 из карналлита можно разделить на две группы:
-методы неполного растворения;
-методы полного растворения.
Группа методов неполного растворения основана на том, что при обра ботке карналлита ограниченным количеством воды происходит его разложение по реакции:
КС1- MgCl2-6H20 + яН20 — КС1(ТВ) + MgCl2(p.p) + (6 + л)Н20.
Проследим это процесс по диаграмме при температуре 105°С.
Добавление к карналлиту (т. К) небольшого количества воды, например, в соотношении, определяемым т. А, перемещает состав системы по лучу раство рения из т. К в т. А, которая оказывается в поле совместной кристаллизации карналлита и хлорида калия. Это означает, что КС1 выделяется в твердую фазу уже с первых порций воды. При этом система в т. А будет состоять из раствора т. Е2и твердой фазы состава т. S\\
Количество раствора Е2_____ ASi Количество твердой фазы S\ Е2А
Дальнейшее добавление воды в соотношении, определяемым, т. В приве дет к образованию системы, состоящей из раствора т. Е2и кристаллов КС1:
Количество раствора Е2 |
KCl-ff |
Количество кристаллов КС1 |
ВЕ2 |
Видно, что точка В отвечает оптимальному количеству воды, так как дальнейшее добавление воды приведет к снижению количества хлорида калия в твердой фазе и при достижении т. D получится раствор, насыщенный КС1. А при меньшем количестве воды, как это было показано выше, образуется хлорид калия, загрязненный карналлитом.
Такой процесс, проводимый при высокой температуре, называется непол ным горячим растворением. Получаемый таким способом хлорид калия извле кается в виде очень мелких кристаллов (шлам), взвешенных в жидкости. После осветления раствора, получаемого в результате растворения, сначала отделяют галит, а потом шламовый КС1. Продукт загрязнен примесями, в частности, гли нистыми частицами.
Если аналогичный процесс проводить при температуре 25°С {неполное холодное разложение), то выход хлорида калия будет выше, но при низких температурах уменьшается скорость осаждения шлама и процесса фильтрации, поэтому неполное горячее растворение получило большее распространение.
Метод полного растворения заключается в полном растворении руды и последующей изотермической кристаллизации. При этом галит и глинистый шлам можно сразу отделить от раствора.
Этот способ целесообразней проводить при повышенных температурах, поэтому, рассмотрим процесс при 105°С.
При полном растворении карналлита водой получим систему, которая ха рактеризуется, например, фигуративной точкой F (ненасыщенный раствор), при этом количество воды, необходимой для получения ненасыщенного раствора
состава т. F, можно найти из соотношения |
|
Количество карналлита = |
OF |
Количество воды |
FK |
После отделения нерастворимых примесей раствор направляют на кри сталлизацию выпариванием, при этом фигуративные точки системы будут пе ремещаться по лучу кристаллизации ОК. При достижении т. В будет достигнут максимальный выход хлорида калия, а количество испарившейся при этом во ды составит
Количество ненасыщенного раствора __ |
ОВ |
Количество испарившейся воды |
FB |
Дпя увеличения выхода хлорида калия в твердую фазу на растворение це лесообразней подавать не воду, а раствор, насыщенный хлоридом калия. В этом случае процесс растворения отобразится отрезком K-kj.
Пусть соотношение исходного карналлита и раствора т. к\ определяется положением т. п\. В этом случае на выходе из растворителя получим ненасы щенный при 105°С раствор состава т. п\. После отделения нерастворимых при