Технология неорганических веществ и минеральных удобрений (стр. 46 )

Сырьем для получения калийных солей служат растворимые в воде природные минералы, содержащие хлористый калий или сульфат калия. Хлористый калий получают главным образом из сильвинита, руды состоящей из смеси сильвинита КСl и галита NаСl; другим видом сырья, используемым редко, является карналлит КСl*МgСl2*6Н2О с примесью хлористого натрия. Сульфат калия получают из лангбейнита К2SО4*2МgSО4, каинита КСl*МgSО4 *3Н2О.

Месторождения калийных солей находятся на Урале – Верхнекамское месторождение, представленное сильвинито-карналлитовыми рудами. Данное месторождение имеет большое содержание газов (азот, метан, водород, диоксид углерода) в порах и пустотах породы. Содержание КСl в сильвините –23-30%, NаСl –65-75%, нерастворимых глинистых веществ–0.5–3%. Второе по величине Старобинское месторождение Верхнедевонских калийных руд (Белоруссия) представлено сильвинитами с небольшой примесью карналлита (0.1-0.3%). В руде содержится 26-29%КСl и 4-12% нерастворимых глинистых веществ. В воде океанов и морей содержится 0.05% калия. Запасы калия здесь практически неисчерпаемы. Сгущенная путем испарения в бассейнах морская вода может явиться источником для промышленного получения солей калия. Таким способом получают хлористый калий из рапы Мертвого моря.

Хлорид калия представляет собой твердое кристаллическое вещество с Т плавл.=7680С. Это безбалластное удобрение содержит 63.1% калия в пересчете на К2О,
растворимость в воде составляет 0.219 мас. долей при 00С, 0.265мас. долей при 250С и 0.395 мас. долей при 1000С.

Качество хлористого калия регламентировано ГОСТом, которым предусмотрен выпуск продукта двух марок: К – обогащенного кристаллизацией из растворов и Ф– флотационным обогащением калийных руд. Хлористый калий выпускается в гранулированном или крупнокристаллическом виде. По требованию потребителей могут выпускать и в мелкокристаллическом (порошкообразном) виде.

Кристаллический хлорид калия способен слеживаться. Для уменьшения слеживаемости его обрабатывают раствором солянокислых солей высокомолекулярных аминов.

Состав хлористого калия по ГОСТ

Наименование вещества	Марка К	Марка Ф
Высший сорт	Первый сорт	Второй сорт	Второй сорт	Третий сорт
Хлористый калий: в пересчете на сухое вещество, н/м в пересчете на К2О Влага, н/б Хлористый натрий в пересчете на сухое вещество, н/б Нерастворимый в воде остаток в пересчете на сухое вещество, н/б	99.0 0.3 0.9 0.10	98.3 1.0 1.4 0.15	95.0 60.0 1.0 4.5 не нормируется	95.0 60.0 1.0 4.5 не нормируется	92.0 58.1 1.0 7.0 не нормируется

Переработку сильвинита и карналлита на хлористый калий осуществляют:

-методами растворения и раздельной кристаллизации, основанными на различии термических коэффициентов растворимости солевых составляющих руд (галургический метод);

-путем механического обогащения породы, главным образом флотацией;

-комбинацией флотационного обогащения с растворением и кристаллизацией мелких фракций руды.

5.2.Получение хлористого калия методом флотации

Флотационный способ выделения хлорида калия из сильвинита основан на флотогравитационном разделении водорастворимых минералов калийной руды –сильвина КСl и галита NаСl – в среде насыщенного ими солевого раствора, при этом ценным продуктом, как правило, является сильвин. Это достигается селективной гидрофобизацией поверхности частиц калийных минералов с помощью флотореагентов-собирателей.

Технологические схемы флотационного производства хлорида калия зависят от минералогического и гранулометрического состава флотируемого сильвинита: содержания в нем примесей (глинистых шламов), размеров зерен компонентов и различаются методами обработки глинистых шламов. В общем случае 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 0.5 мм.

2)  Отделение глинистого шлама-тонкодисперсных глинисто-карбонаных примесей методами флотации, гидравлической классификации, или гравитации.

3)  Флотационное разделение водорастворимых минералов руды (сильвина и галита) в присутствии 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 оборотного раствора.

6)  Сушка влажного концентрата.

Процессы мокрого размола и флотации проводят в среде солевых растворов, насыщенных водорастворымыми компонентами руды (сильвин и галит), что исключает их потери при производстве и позволяет организовать замкнутый циклический процесс. В качестве флотоагентов - 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 (С10–С22) первичных аминов, а также высокомолекулярные углеводороды, депрессоры и деактиваторы (кремневая кислота, полиакриламид и др.), и вспениватели (спирты, сосновое масло и др.). Иногда дополнительно вводят реагенты для поддержания рН среды и для других целей.

В качестве реагента пенной флотации применяют смесь карбоновых кислот. После перечистной флотации требуется сгущать глинистые шламы и подвергать их противоточной промывке, однако трудности, связанные с разрушением пены, образующейся при шламовой флотации, затрудняют проведение этих операций, что приводит к значительным потерям хлористого калия с жидкой фазой. На некоторых предприятиях переработку руды призводят комбинирование флотогравитационного обогащения с пенной флотацией.

На рисунке 1 представлена технологическая схема выделения хлорида калия из сильвинита с предварительной флотацией глинистого шлама, применяемая для переработки руд с невысоким содержанием нерастворимого остатка (менее 2.5). Для руд с более высоким содержанием его используются схемы с предварительным механическим обесшламиванием или с отделением шлама путем введения депрессора - карбоксиметиллцеллюлозы, способствующего отделению шлама на стадии основной флотации.

Для повышения степени извлечения калия производят термическую обработку галитовых хвостов, содержащих некоторое количество сильвина. Для этого галитовую пульпу нагревают до 60-700С, при этом твердый КСl растворяется, так как при повышении температуры раствор становится ненасыщенным КСl. Затем хвосты обезвоживают и удаляют в отвал, а маточный раствор охлаждают в вакуум-кристаллизаторах для выделения из него хлористого калия.

Флотационный метод эффективен при извлечении хлорида калия из высококачественных сильвинитовых руд, содержащих незначительное количество шлама. Степень извлечения хлорида калия достигает 0.90-0.92 дол. ед., а готовый продукт содержит 93-95% соли. Степень извлечения может быть повышена, если в технологической схеме предусмотрена перечистная флотация отделяемого глинистого шлама для извлечения из него хлорида калия.

Рис.1 Технологическая схема выделения хлорида калия из сильвинита флотационным методом.

Сильвинит

4

Реагент ФР-2

 

вода