55. Особенности производства калийных удобрений.

Выделение хлористого калия из сильвинитовых руд может быть основано на различии механических, физических или химических свойств составляющих компонентов. В настоящее время промышленная переработка сильвинита в хлористый калий производится преимущественно по галургическому, флотационному и комбинированному методам.

Переработка сильвинитов для получения хлористого калия по галургическому методу основана на физико-химических особенностях системы NaCl—КС1—Н₂О. В то время как растворимость NaCl при повышении температуры понижается (хотя и незначительно), содержание КС1 в насыщенных обеими солями растворах резко возрастает. Эта особенность системы NaCl — КС1 — Н₂О используется для производства хлористого калия из сильвинитов по галургическому методу. При помощи циклического процесса, состоящего из последовательных операций нагревания маточного раствора, выщелачивания КС1 из сильвинита, охлаждения насыщенного раствора с кристаллизацией КС1, можно выделить хлористый калий из сильвинита и получить его в виде высококачественного продукта со сравнительно низким содержанием NaCl и других примесей.

Перерабатываемые сильвиниты наряду с основными компонентами содержат примеси — ангидрит (CaSO₄), нерастворимый в воде остаток (Н.О.) в виде карбонатно-глинистых соединений, карналлит (КСl MgCl₂·6H₂O) и др. Присутствие, например, карналлита в перерабатываемом сильвините при циклическом использовании оборотного растворяющего щелока может привести к накоплению в растворе третьей соли (MgCl₂), существенно влияющей на растворимость КС1 и NaCl. Однако сейчас для производства калийных удобрений используется сильвинит с незначительным содержанием С1₂ в оборотных щелоках, которые не оказывает заметного влияния на растворимость солей в системе КС1 — NaCl — Н₂О.

Рационально построенная схема производства хлористого калия из сильвинита должна учитывать следующие технологические особенности процесса:

1. Исходное сырье содержит лишь от одной четверти до одной трети хлористого калия, так что после выщелачивания на 1 т сильвинита остается ~ 700 кг остатка, состоящего в основном из галита. Этот остаток представляет собой отходы производства и используется обычно для закладки выработанных камер в шахтах. На некоторых фабриках отвал используется для получения рассола для содовых заводов или для производства технической и пищевой соли. В любом случае галитовые отходы перед их удалением из производства должны быть тщательно промыты для снижения потерь КС1.

2. При выщелачивании сильвинита из растворителей вместе с горячим насыщенным щелоком выносятся тонкодисперсные частицы солевого и глинистого шлама. Для устранения загрязнения продукта эти частицы должны быть удалены из насыщенного щёлока перед его охлаждением и кристаллизацией хлористого калия.

3. Производство хлористого калия из сильвинита по галургическому способу является циклическим процессом, в котором оборотный щелок непрерывно совершает замкнутый цикл: растворение — охлаждение и кристаллизация КС1 — отделение кристаллов — нагревание щелока — растворение. При этих условиях ввод свежей воды в процесс на различные промывные операции (промывка отвала и шлама и т. п.) и другие нужды должен быть ограничен и допускается в количествах, соответствующих убыли воды на различных стадиях производственного процесса (с отвалом, шламом и т. д.). Ввод в процесс избытка воды неизбежно приводит к образованию излишка оборотного щелока и необходимости его упаривания или сброса, что связано с дополнительным расходом пара или потерями хлористого калия.

4. Оборотный щелок должен подвергаться попеременно нагреванию до 115°С перед вводом его в растворители, а затем охлаждению до 20—30°С с целью выделения хлористого калия. В целях экономии пара охлаждение горячего щелока можно осуществлять за счет самоиспарения воды в вакуум-кристаллизационной установке (ВКУ), а выделяющийся из щелока вторичный пар использовать для предварительного нагревания маточного раствора.

Важнейшими операциями производства КС1 галургическим методом являются выщелачивание (растворение) руды нагретым оборотным маточным щёлоком, осветление илисто-солевой суспензии, вакуум-кристаллизация полученного на предыдущих стадиях крепкого щёлока, отделение кристаллов КС1 от маточного раствора и их сушка.