Контрольные вопросы

1.Дайте общую характеристику сырья в производстве минеральных удобрений.

2.Приведите механизм процесса растворения твердого тела.

3.Какие соли называются диффузионнорастворимыми? В каких случаях соль характеризуется недиффузионным типом растворения?

4.Как зависит скорость растворения от поверхности раздела фаз?

5.Как можно увеличить движущую силу процесса растворения и коэф­ фициент скорости растворения?

6.В каких случаях применяют химическое растворение? В чем заключа­ ется отличие химического растворения от физического?

7.Какой процесс называют выщелачиванием? Чем выщелачивание отли­ чается от растворения?

8.Перечислите способы кристаллизации из раствора. Чем обусловлен выбор изотермической или политермической кристаллизации?

9.Что является движущей силой кристаллизации? Охарактеризуйте со­ стояния существования раствора.

10.От каких факторов зависит размер получаемых кристаллов? Какие условия необходимо соблюдать для получения крупных кристаллов?

11.Что такое обжиг? Какие виды обжига вы знаете?

12.Перечислите основные стадии обжига, как гетерогенного процесса. Назовите пути интенсификации обжига.

13.Что такое флотация? Охарактеризуйте условия проведения процесса.

14.От чего зависит флотируемость минерала?

15.Какой процесс называют гранулированием? Охарактеризуйте важ­ нейшие методы гранулирования.

16.Обоснуйте варианты выбора метода гранулирования для производ­ ства минеральных удобрений.

17.На какой стадии производства минеральных удобрений применяют кондиционирование? Какие вещества могут быть использованы для обработки поверхности гранул?

18.Обоснуйте выбор способа кондиционирования гранул в производстве минеральных удобрений.

34 млрд, т К20, площадь распространения —5100 км“, глубина залегания пла­

стов - 600-2700 м.

Запасы Старобинского месторождения исчисляются 1,2 млрд т К20, пло­ щадь распространения - 350 км2, глубина залегания пластов - 380-650 м. Сильвинитовые и карналлитовые руды Старобинского месторождения характеризу­ ются высоким содержанием нерастворимого остатка-до 12%.

Месторождения хлоридного типа являются источником для получения хлорида калия. Сульфат калия получают из хлорид-сульфатных калийных и ка­ лийно-магниевых солей, которые в природе встречаются в виде массивов или в небольших количествах совместно с сильвинитом. К числу наиболее распро­ страненных минералов данного типа относятся кизерит (MgS04H20), лангбейнит (K2S04-2MgS04), каинит (KClMgS04-3H20) и др. Запасы природных ис­ точников позволяют производить только половину потребляемого сульфата ка­ лия. На территории бывшего СССР производство сульфата калия из природно­ го сырья было осуществлено на базе хлоридно-сульфатных полиминеральных руд Прикарпатья. Характерной особенностью этих руд является сложный и разнообразный минералогический состав.

Месторождения солей могут существовать, если они перекрыты от грун­ товых вод так называемой водозащитной толщей (ВЗТ), состоящей из водоне­ проницаемых пород сланца, сформировавшимися одновременно с солевыми отложениями. Нарушение ВЗТ приводит к затоплениям и потере соляных руд­ ников. Из отечественных месторождений наиболее «опасное» Верхнекамское, где под солевой толщей расположен горизонт контактных рассолов, находя­ щихся под большим гидростатическим давлением, а над слоем ВЗТ - огромное количество грунтовых вод.

Кроме природного ископаемого сырья для получения калийных солей ис­ пользуются естественные растворы, например, рассолы Большого Соленого озера (США), донные залежи озера Сёрлз (США), рапа Мертвого моря, в кото­ рой сосредоточено максимальное, среди других озер, количество калия.

3.2. Производство хлорида калия

Хлорид калия - основное калийное удобрение. На его долю приходится до 95% выпускаемых калийных солей.

В настоящее время главным источником получения хлорида калия являются сильвинитовые руды, представляющие собой сростки сильвина (до 30%, иногда больше) и галита (до 80%). Сильвинитовые руды, как правило, содержат примеси карналлита, сульфата магния и нерастворимый остаток (н.о.). В состав н.о. входят глины (алюмосиликаты, гидрослюды, полевой шпат и т.д.) - 42-51%; сульфаты (ангидрит CaS04, гипс CaS04-2H20 ) - 5-30%; карбонаты кальция и магния пе­ ременного состава (доломит, магнезит и т.д.) - 10—20%.

Средний состав сильвинитовых руд на действующих калийных рудниках Верхнекамского месторождения приведен в табл. 3.1.

а также при подготовке руд к обогащению, например, обесшламливание перед флотационным разделением сильвина и галита, обеспыливание руды перед электро- и фотосепарацией и т.д.

Электрические свойства, создаваемые на поверхности минеральных час­ тиц коронным разрядом или трибоэлектризацией, являются основой процессов электрической сепарации калийных руд. В промышленном масштабе в Герма­ нии для разделения хартзальцевых калийных руд широко используется метод электростатической сепарации. В других странах метод не нашел промышлен­ ного применения.

Из физических свойств при разделении калийных руд в лабораторных ус­ ловиях и на опытных установках доказана эффективность использования раз­ ницы в оптических свойствах сильвина и галита {фотометрический метод се­ парации).

Разница в магнитных свойствах солевых и водонерастворимых (н.о.) ми­ нералов установлена и использована на стадии лабораторных исследований для предварительного обесшламливания руды, разделяемой, например, флотацион­ ным или другим механическим методом.

Промышленными методами производства хлорида калия из сильвинита являются галургический и флотационный. Многолетний опыт применения этих методов позволяет заключить, что флотация обладает рядом преимуществ пе­ ред галургическим:

-обогащение осуществляется в пульпе при нормальной температуре, что резко снижает коррозию аппаратуры, а также улучшает условия труда;

-хлористый калий получается менее слеживающимся;

-сокращаются капитальные затраты, требуется значительно меньший расход технологического пара, что снижает затраты на сооружение ТЭЦ.

Но флотационный метод производства хлористого калия из сильвинита обладает по сравнению с галургическим и рядом недостатков:

-содержание КС1 в продукте не превышает, как правило, 95%;

-галитовые отвалы содержат незначительные примеси жирных аминов, что затрудняет их переработку на кормовую и особенно на пищевую поварен­ ную соль;

-безвозвратно теряется содержащийся в сильвините бром, поскольку флотационное обогащение не сопровождается растворением хлористого калия

воборотном растворе; другими словами, галургический метод производства хлористого калия обеспечивает лучшую возможность для комплексного ис­ пользования сырья и получение продукта более высокого качества.

Практика показала, что при флотационном обогащении калийных руд с невысоким содержанием глинистого шлама себестоимость хлористого калия ниже себестоимости продукта, получаемого галургическим методом.

С увеличением в перерабатываемом сырье содержания глинистого шлама резко растет расход флотореагентов. Так как себестоимость хлористого калия, полученного флотационным методом, в значительной мере определяется затра-

*Кизеритовый хартзальц - твердая калийная соль среднего состава: 55% NaCl, 24% КС1, 18% MgSCVPbO и ангидрит