ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Переработка руд методом растворения-кристаллизации из "Переработка природных солей и рассолов" Физико-химические основы процесса. Технологические процессы переработки полиминеральных руд на калийные удобрения основываются на данных по растворимости солей в пятикомпонентной системе Na+, К+, Mg + II С1 , SO , HjO. Анализ политермы растворимости солей в этой системе показывает, что практически невозможно с приемлемым технологическим выходом отделить полезные калийно-магниевые минералы от галита одностадийным растворением руды в воде или оборотных щелоках. Даже в простейшем случае, когда в полиминеральной руде содержатся только легкорастворимые калийные минералы (каинит, шенит, сильвин, карналлит), образующиеся при растворении руды щелока всегда насыщены хлоридом натрия и выделение из них чистых калийных солей затруднено. [c.62] Технологическая сущность переработки полиминеральной руды заключается во взаимодействии хлорида калия и сульфата магния, находящихся в ней в виде любых минералов, растворяемых в процессе переработки [27, 28]. В зависимости от того, в каком соотношении находятся хлорид калия и сульфат магния, поли-минеральная руда может быть переработана либо только на сульфат калия или на сульфат калия и калимагнезию в определенном соотношении, либо только на калимагнезию. Таким образом, ассортимент калийных удобрений, получаемых из полиминеральной руды, определяется так называемым сильвиновым коэффициентом , равным массовому отношению содержания сильвина в породе к каиниту. [c.62] При содержании в руде 0,5 моля КС1 на 1 моль каинита = 0,15 и продукт в пересчете на оксид калия будет состоять на % из сульфата калия и на 7з из шенита. [c.62] При наличии в полиминеральной руде значительных количеств лангбейнита, а также эпсомита, шенита и кизерита возможный ассортимент калийной продукции целесообразнее определять по коэффициенту а этот коэффициент представляет собой массовое отношение хлорида калия, содержащегося в сильвине, каините и карналлите, к сульфату магния, находящемуся во всех калийно-магниевых минералах. Получение в качестве основного калийного продукта сульфата калия обеспечивается при а = 1,24. Если а 1,24, содержание в руде сульфата магния недостаточно для полного превращения хлорида калия в сульфат, и часть хлорида должна быть выведена из процесса. [c.63] Горячий насыщенный щелок из первого аппарата после выделения из него в отстойниках солевого и глинистого шламов направляют на 9-ступенчатую вакуум-кристаллизационную установку (ВКУ), где охлаждают от 65 до 32 °С. При этом начинается кристаллизация шенита. Дальнейшее охлаждение суспензии до 20 °С происходит в каскаде из шести поверхностных кристаллизаторов, охлаждаемых водой и испаряющимся аммиаком (последний аппарат). Шенитовую суспензию сгущают в отстойниках и фильтруют на барабанных вакуум-фильтрах далее шенит поступает либо на сушку, где образуется готовый продукт (ка-лимагнезия), либо на двухстадийнов разложение его до сульфата калия. [c.65] Шенитовый маточный щелок подогревают в поверхностных конденсаторах ВКУ до 45—50 °С и разделяют на два потока. Один поступает на растворение руды через подогреватели, другой — избыточная часть — в цикл регенерации калийных солей. [c.65] Переработка шенита на сульфат калия осуществляется в две стадии. В реактор первой стадии подают шенит, разбавленный сульфатный щелок со второй стадии и воду. Полученный здесь концентрированный сульфатный щелок отделяют от шенито-сульфатной суспензии в сгустителе-солеотделителе и отстойнике и подают на ВКУ вместе с насыщенным шелоком из отделения растворения руды для кристаллизации шенита. Сгущенная шенито-сульфатная суспензия подвергается доразложению свежей водой на второй стадии. При этом получается разбавленный сульфатный щелок, возвращаемый на первую стадию, и сульфат калия, который отделяют от щелока в сгустителях-солеотделителях, фильтруют на барабанных фильтрах и сушат в аппаратах кипящего слоя. Обезвоживание и сушка шенита также осуществляются в аппаратах кипящего слоя. Время разложения шенита на первой стадии составляет 30—60 мин, на второй 10—15 мин. Температуру разложения шенита на обеих стадиях поддерживают равной 48— 49 С. [c.65] Нерастворенный полигалитовый остаток после третьей стадии растворения сгущают в солеотделителях, фильтруют на барабанных вакуум-фильтрах и сушат в аппаратах кипящего слоя. В результате получают калийно-магниевое удобрение местного значения с содержанием 10—13 % К2О. [c.66] Для отделения глинистых шламов насыщенный лангбейнитовый щелок из первого аппарата для растворения поступает в осветлитель, а затем в главный (сульфатный) цикл производства на стадию вакуум-кристаллизации шенита или на автономные ВКУ и установку поверхностных кристаллизаторов, аналогичных установкам главного цикла производства. Раствор охлаждается до температуры 20 °С и шенит кристаллизуется. [c.66] Регенерация калийных солей из избыточных шенитовых щелоков. При переработке каинито-лангбейнитовой руды на калимагнезию или сульфат калия происходит конверсия содержащихся в сырье хлорида калия и сульфата магния с образованием хлорида магния, который целиком остается в шенитовом маточном растворе [см. уравнения (III. 31) — (III. 36)]. [c.66] Для того чтобы предотвратить замедление процесса растворения руды в оборотных щелоках вследствие накопления в них хлорида магния, часть шенитового щелока необходимо постоянно выводить из главного цикла, С целью регенерации солей калия, входящих в состав шенитового щелока, а также для получения хлормагниевой продукции все избыточные щелока подвергают четырехстадийному выпариванию с последовательным отделением поваренной соли, каинита, карналлита и бишофита. [c.66] Избыточную часть шенитового щелока подогревают в аппаратах погруженного горения (ПГ) до 85—90°С и подают в двухкорпусные вакуум-выпарные установки с выносной греющей камерой и принудительной циркуляцией раствора. Температура в первом корпусе ПО—112°С, во втором 75—80°С. При этом кристаллизуется хлорид натрия. Суспензию сгущают в отстойниках и расфиль-тровывают на центрифугах. Сушку хлорида натрия проводят в аппаратах кипящего слоя. [c.66] Осветленный раствор из сгустителя хлорида натрия поступает в аппараты ПГ для подогревания и далее —на двухкорпусные вакуум-выпарные установки (ВБУ) второй стадии выпаривания. Состав солевой массы раствора при температурах выпаривания 80—100°С находится в поле кристаллизации лгнгбейнита, который и выделяется в твердую фазу. Лангбейнитовую суспензию (раствор содержит до 25 % Mg b) подают в каскад поверхностных кристаллизаторов, где ее охлаждают водой до 25 °С. При этом происходит перекристаллизация лангбейнита в стабильную твердую фазу — каинит. Сгущенный каинит фильтруют на дисковых фильтрах, репульпируют шенитовым маточным щелоком и перекачивают в главный цикл в первый поверхностный кристаллизатор шенита, где происходит конверсия каинита в шенит. [c.66] Карналлитовый щелок, осветленный в сгустителе, через буферную емкость направляют на четвертую стадию выпаривания в аппаратах ПГ при температуре 140—145°С до содержания 45—46 % Mg b- Упаренный щелок—плав бишофита — охлаждают на кюль-вальцах и готовый продукт (чешуированный бишофит) отгружают на склад. [c.67] Вернуться к основной статье