ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процессов растворения и кристаллизации хлористого калия из "Добыча и переработка калийных солей" Установлено, что молекулы вещества находятся в непрерывном движении. Этим и объясняется явление диффузии, т. е. распространение одних веществ в других. Так, если в воду поместить кристаллы соли, например хлористого натрия, то молекулы этого вещества под воздействием молекул воды начнут отрываться от кристалла и диффундировать в воде через определенный промежуток времени образуется однородный раствор. [c.168] Процесс растворения соли можно ускорить перемешиванием жидкости, ее нагреванием или уменьшением размера кристаллов растворяемого вещества. Однако растворение солей в жидкости не безгранично. Наступает такой период, когда соль при данной температуре больше уже не растворяется, т, е. образуется насыщенный раствор. [c.168] То количество вещества, которое при растворении в 100 г растворителя при данной температуре приводит к образованию насыщенного раствора, является мерой рас-тюримости этого вещества (обычно называют просто растворимостью). [c.168] Установлено, что растворимость солей зависит от температуры, однако зависимость эта у различных солей различна. Так, при повышении температуры воды от О до 100 °С растворимость хлористого калия резко возрастает, а растворимость хлористого натрия увеличивается незначительно (рис. 58). [c.169] Диаграмма построена следующим образом. На оси абсцисс отложены равные отрезки, каждый из которых соответствует температуре 10°, а на оси ординат отложены отрезки, соответствующие растворенным в воде количествам хлористых натрия и калия. Из опыта известно, что в 1000 г HjO при 10 °С может раствориться 358,5 г Na l при 40°—363,7 г Na l и т. д. [c.169] Если из точек, характеризующих растворимость хлористого натрия, и соответствующих им температурам, провести параллельно осям абсцисс и ординат прямые, то пересечение их даст набор точек, соединив которые мы получим линию, описывающую растворимость соли в зависимости от температуры. Подобным же образом на диаграмме получена линия, характеризующая растворимость хлористого калия. [c.169] В том случае, если твердая смесь хлоридов содержит каждый из них в количествах, равных равновесным при данной температуре (см. табл. 5, например при 50 °С 277 г Na l и 220 г КС1), то скорость их растворения одинакова, т. е. они одновременно растворяются при данной температуре. Если же в исходной смеси одного из хлоридов больше, как в случае сильвинита, в котором хлорида натрия в 2—2,5 раза больше, чем хлорид калия, то Na l переходит в раствор с большей скоростью. В результате этого в растворе вначале достигается концентрация хлорида натрия более высокая, чем равновесная. Однако, по мере дальнейшего растворения хлорида калия из раствора избыток хлористого натрия выпадает в виде мелкого солевого шлама. [c.170] Следует отметить, что на процесс растворения оказывает влияние наличие хлористого магния и шламов в исходном сырье. Так, при содержании в растворе Mg lg свыше 100 г/1000 г HgO возрастание растворимости хлористого калия при повышении температуры уменьшается. Влияние шламов на скорость растворения хлоридов калия и натрия заметно увеличивается при содержании их в руде свыше 10%. [c.170] Для понимания сущности технологии получения хлористого калия из сильвинита рассмотрим свойства системы КС1 — h XZl — Н2О (рис. 59). [c.171] Точки Й1 — 06 соответствуют содержанию хлористого калия в растворителе при различных температурах. При добавлении к указанным растворам хлористого натрия точки — Об переместятся — вплоть до точек i g. [c.171] Точки 1 — bg соответствуют содержанию хлористого натрия в растворителе при различных температурах. При добавлении к указанным растворам хлористого калия точки — bg переместятся — вплоть до точек q — g. [c.171] Таким образом, точки — g характеризуют растворы, насышенные одновременно обеими солями. [c.171] Если раствор, состав которого соответствует точке Св, охладить до 20 °С, то состав его будет изменяться по кривой кристаллизации 0 (1 , параллельной оси абсцисс, так как соотношение воды и хлористого натрия остается в этом случае неизменным, а соотношение солей при понижении температуры (на основании данных таблицы совместной растворимости) изменяется в сторону увеличения содержания в растворе хлористого натрия. [c.172] Раствор, соответствующий точке насыщен хлористым калием, но не насыщен хлористым натрием при температуре 20 °С. [c.172] Часть хлористого калия выпадает при охлаждении раствора от 100° до 20°. Если раствор, состав которого соответствует точке снова нагреть до 100 °С, то в нем растворится выпавшая в осадок часть хлористого калия. Содержание хлористого натрия в растворе останется неизменным, так как количество его до охлаждения и последующего нагревания соответствовало его насыщению при 100°. [c.172] Приведенная диаграмма растворимости хорошо иллюстрирует процесс получения хлористого калия. Однако в производственных условиях этот процесс несколько осложняется. Как было сказано выше, в сильвините хлористого натрия значительно больше, чем хлористого калия. По причине большей растворимости первого состав раствора характеризуется не равновесной точкой с (при 100°), а точкой бе в процессе выщелачивания происходит растворение хлористого калия и состав раствора перемещается по линии евСв- В случае, когда раствор недонасыщен по хлористому калию и его состав характеризуется точкой /, кривой охлаждения будет линия/ , параллельная оси ординат в момент пересечения линий /g и из раствора начнет выпадать хлористый натрий. При последующем охлаждении будет выпадать (по кривой gm ) только хлористый калий. [c.172] Схема 3. Принципиальная схема переработки сильвинита галургическим методом. [c.173] Рассмотренные процессы совместной растворимости и кристаллизации солей при понижении температуры и послужили основанием для выбора принципиальной технологической схемы переработки сильвинита (схема 3). [c.174] Вернуться к основной статье