Учебное пособие для работников - Русский язык и литература - Дипломные работы

Информация о документе

Цена	9000UZS
Размер	3.3MB
Покупки	0
Дата загрузки	30 Сентябрь 2019
Расширение	doc
Раздел	Дипломные работы
Предмет	Русский язык и литература

Учебное пособие для работников

Купить

ТЕХНОЛОГИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ Учебное пособие для работников Дехканабадского завода калийных удобрений

ГАК «УЗКИМЕСАНОАТ» Автор учебного пособия к.т.н., доц. Линкевич В.А. В учебном пособии приводятся сведении о хлориде калия, о масштабах и способах его производства. Рассмотрены виды сырья для его производства и способы добычи сырья. Основное внимание уделено производству хлорида калия из сильвинита. Рассмотрены физико-химические основы технологии производства хлорида калия из сильвинита флотационным и галургическим методами. Описаны технологические схемы производства сильвинита и представлена основная аппаратура производства хлорида калия. Описаны основы техники безопасности в производстве хлорида калия флотационным методом. Уделено внимание отходам производства хлорида калия из сильвинита, приводятся материалы по получению бесхлорных калийных удобрений. Рецензент Божок П.В. Рекомендовано

ПРЕДИСЛОВИЕ Для обеспечения эффективности земледелия необходимо обеспечение сельского хозяйства минеральными удобрениями в соответствии с агротехническими нормами внесения азота, фосфора и калия. В республике имеется ряд крупных заводов по производству азотных удобрений: ОАО «Максам-Чирчик», ОАО «Навоиазот» и ОАО «Фаргонаазот», которые целиком покрывают потребности сельского хозяйства в азотных удобрениях. Ассортимент азотных удобрений: аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония и начат выпуск новых для нас видов минеральных удобрений: КАС (карбамидо-аммиачная селитра) и АФУ (фосфатизированная аммиачная селитра). Имеются три завода по производству фосфорсодержащих удобрений: ОАО «Аммофос-Максам», ОАО «Кукон суперфосфат заводи» и ОАО «Самаркандкимё». Эти заводы по мере увеличения добычи ф

В связи с необходимостью в полном удовлетворении спроса сельского хозяйства Узбекистана в калийных удобрениях и возможностью их экспорта прорабатывается вопрос о строительстве второй очереди ДЗКУ. Настоящее учебное пособие предназначено для работников Дехканабадского завода калийных удобрений с целью ознакомления их в доступной форме с технологией добычи и переработки сильвинитовых руд с получением готовой продукции – хлорида калия. 4

ВВЕДЕНИЕ Калий играет важнейшую физиологическую роль в углеводном и белковом обмене растений, улучшает условия использования азота в аммиачной форме. Калийное питание растений является мощным фактором развития отдельных органов растений. Калий способствует накоплению сахаров в клеточном соке, что повышает зимостойкость растений, способствует развитию сосудистых пучков, утолщению клеток. Это приводит к повышению прочности стеблей и делает их более устойчивыми к полеганию. Особенно положительное действие калий оказывает на отложение крахмала в клубнях картофеля, сахара в корнях сахарной свеклы. Калий улучшает качество зерна, овощных культур, волокна хлопка, льна и конопли и вкусовые качества различных фруктов (винограда, персиков, апельсинов, яблок). Недостаток калия так же, как и избыток, о

- простые или односторонние, которые содержат один из элементов питания растений (азот, фосфор, калий). Например, аммиачная селитра NH 4 NO 3 , преципитат (дикальцийфосфат) Ca Н PO 4 , хлорид калия KCl . Такие удобрения называются по содержащемуся в них питательному элементу: азотные, фосфорные и калийные; - сложные удобрения двойные (или двусторонние удобрения), содержащие два питательных элемента. Например, нитрат калия, аммофос и др. и комплексные (тройные), содержащие одновременно все три питательных элемента. Например, нитрофоска содержит азот, фосфор и калий. Сложные удобрения различаются и по технологии приготовления. Есть сложно-смешанные, получаемые смешением простых односторонних удобрений, и комплексные удобрения, получаемые в процессах химического взаимодействия. 2. по концентр

структуры почвы (например, гипсование песчаных и солонцовых почв гипсом или фосфогипсом). 4. по растворимости различают растворимые в воде и не растворимые в воде, но растворимые в почвенных кислотах. Так, например, дикальцийфос-фат СаНРО 4 является цитратнорастворимым удобрением, так как растворяется в аммиачном растворе лимоннокислого аммония (цитрата аммония), а фосфоритная мука считается лимоннорастворимым удобрением, так как растворяется в 2%-ном растворе лимонной кислоты. 5. по физиологическому действию на почву минеральные удобрения делятся на физиологически-кислые, физиологически-щелочные и физиологически-нейтральные. К физиологически-кислым относятся такие удобрения, из которых растения энергично поглощают катион, а оставшийся в почве анион подкисляет почву. К таким удобрениям отн

По данным Минсельводхоза Республики Узбекистан научно-обоснован- ная потребность в калийных удобрениях составляет 282,35 тыс. тонн в год в 100%-ном исчислении питательных веществ (К 2 О) или 470,48 тыс. тонн в натуральном выражении (КС l ). Путем обменного разложения хлорида калия получают ряд бесхлоридных минеральных удобрений, таких как сульфат и нитрат калия. Хлористый калий производится также и для технических целей. Его используют в производстве едкого кали (гидроксида калия), хлората и перхлората калия, применяемых в качестве отбеливающих препаратов. Из хлорида калия получают бромид и иодид калия, которые используются в фармацевтике и в фотографии, карбонат калия (поташ), используемый для получения оптических стекол и глазури. Из хлорида калия получают также силикат калия, используе

а в пересчете на K 2 O – 63,1% (коэффициент пересчета из содержания К в К 2 О равен 1,203). Хлорид калия при температурах выше 0 о С кристаллизуется в виде безводной соли. Существует кристаллогидрат KCl . Н 2 О, плавящийся при температуре минус 5,3 о С. Температура кипения водных растворов, содержащих 20% хлорида калия – 103,3 о С, а 33,3% хлорида калия – 107,7 о С. Таблица 1. Мощности по производству калийных удобрений (по данным IFA на 2003/2004 годы) Регион Мощности, тыс. т/год Северная Америка 14762 Латинская Америка 1373 Западная Европа 6529 СНГ 13248 Африка 5,0 Азия 4345 ВСЕГО 40262 Таблица 2. Крупнейшие фирмы производители КС l Фирма Мощности, тыс. т/год Поташ Со rp . (Канада) 12100 JMC (Канада) 7200 Беларусскалий 6800 DSW (Израиль) 5100 Уралкалий (Россия) 4300 Сильвинит (Россия) 36

Таблица 3. ГОСТ 4568-95. Калий хлористый. Наименование показателей Норма для марки гранулированный мелкий 1-й сорт 2-й сорт 1-й сорт 2-й сорт 1. Внешний вид Спрессованные гранулы неправильной формы серовато-белого или различных оттенков красно-бурого цвета или крупные кристаллы серовато- бело-го цвета Мелкие кристаллы серовато- беловатого цвета или мелкие зерна различных оттенков красно- бурого цвета 2. Массовая доля KCl, % не менее в пересчете на К 2 О, % не менее 95 60 92 58 95 60 92 58 3. Массовая доля воды, % не более 0,5 0,5 1,0 1,0 4. Гранулометрический состав (массовая доля фракций), % свыше 6 мм от 1 до 4 мм, % не более менее 1 мм, % не более 0. 95 5 0 95 5 Не нормируется « « 10

5. Динамическая прочность (массовая доля неразрушенных гра-нул), % не менее 80 80 Не нормируется 6. Рассыпчатость 100 100 100 100 Примечание. Хлористый калий, предназначенный для сельского хозяйства должен поставляться в гранулированном или крупнокристаллическом виде. По договоренности с сельхозпотребителем хлористый калий может поставляться в мелкокристаллическом виде. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАЛИЙНЫХ УДОБРЕНИЙ В природе встречается много источников соединений калия. Наиболее часто встречаются следующие содержащие калий минералы, представлен ные в таблице 4. Таблица 4. Основные природные минералы, содержащие калий. Минерал Основное вещество Содержание К 2 О, % масс. сильвин KCl 63 , .0 сильвинит KCl . NaCl 22 – 25 , 0 карналлит KCl . MgCl 2 . 6 H 2 O 17,0 каинит KCl . MgSO 4 . 3 H 2 O 19,0

производства сульфатных калийных (бесхлорных) удобрений используются каинитовые, лангбейнитовые, смешанные лангбейнито-каинитовые породы, алуниты. Сильвинитовые руды, как правило, содержат примеси карналлита KCl . MgCl 2 . 6H 2 O – минерала белой, красной, фиолетовой, голубоватой, зеленоватой или желтоватой окраски, зависящей от примесей. Он сильно гигроскопичен. Хлор в хлориде магния карналлита может быть замещен на бром или йод. Сопутствующие минералы: MgCl 2 . 6Н 2 О – бишофит, СаС l 2 . 6Н 2 О – тахгидрит, MgSO 4 . Н 2 О – кизерит. Кроме того, в сильвинитовых рудах содержатся трудно растворимые в воде соединения: ангидрит (CaSO 4 ), гипс (CaSO 4 . 2H 2 O), карбонаты кальция и магния, а также глины, представленные алюмосиликатами, гидрослюдами и др. В воде морей и океанов содержится при

мировой практике, наряду с применением шахтного способа добычи, была организована добыча калийных солей методом подземного выщелачивания. Данные по Тюбегатанскому месторождению сильвинита Тюбегатанское месторождение калийных солей расположено в Дехканабадском районе Кашкадарьинской области в 75 км к югу от города Гузар и приурочено к юго-западным отрогам Гиссарского хребта. Месторождение расположено на границе Узбекистана и Туркменистана и разделяется пограничной рекой Шордарья. По данным Госкомгеологии Республики Узбекистан по заверочным работам за 2005 год запасы руды по категориям А+В+С при среднем содержании К Cl 35,95 % составляют 215,278 млн. тонн. Данные ИМС Госкомгеологии Республики Узбекистан 1996 года: горизонт залежи сравнительно плавно падает с уклоном 10-15 градусов в северо-з

м, среднее содержание КС l – 37,2%, глубина залегания от 120 до 845 м, запасы оксида калия 14,6 млн. тонн. Категория запасов С 1 . Здесь невысокая степень разведки и только частичное примыкание к участкам более высоких категорий запасов. Все блоки этой категории имеют следующие показатели: площадь 18,58 кв. км, средняя мощность пласта – 3,5 -4,4 м, среднее содержание КС l – 35,2%, глубина залегания от 120 до 900 м, запасы оксида калия 34,6 млн. тонн. Таким образом, все запасы оксида калия по категориям составляют: А+В+С = 58,35 млн. т В глубоком северо-западном крыле структуры на большой глубине были установлены запасы категории С 2 . По ним нет буровой разведки. По оценкам запасы этой категории на глубине 1000 м и ниже составляют не более 20 млн. т оксида калия. ДОБЫЧА КАЛИЙНЫХ РУД Добыча

Рис. 1 . Схема скважины для отработки пласта сильвинита методом гидровруба. 1 – 5 – вентили на трубопроводах для воды, нефти и рассола. 6 – первая обсадная труба, 7 – вторая обсадная труба, 8 – вру- бовая камера Сущность этого метода заключается в том, что вблизи подошвы соляного пласта предварительно с помощью циркулирующей воды размывается камера в соляном пласте - гидровруб. Это горизонтальная выработка высотой 3,5 – 4,5 метра и диаметром около 100м. Чтобы обеспечить растворение пласта вширь и предотвратить обрушение потолка образующейся камеры, в скважину вводят воздух или нефтепродукты (дизельное топливо). Воздух или нефтепродукты всплывают и образуют между потолком камеры и водой изолирующий слой. В ствол скважины опускают три концентрические трубы. Первая – наружная – обсадная труба

осыпания и от проникновения в пласт соли подпочвенных вод. Вторая обсадная труба чуть меньшего диаметра входит в обсадную трубу и нижним концом до-стигает пласта сильвинита. Кольцевое пространство между первой и второй трубами цементируют. Во вторую трубу вставляют еще одну трубу меньше-го диаметра. По кольцевому пространству между второй и третьей (центр- альной трубой) поступает вода на размыв пласта сильвинита, а по централь-ной трубе на поверхность выдавливается рассол сильвинита. МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ СИЛЬВИНИТОВЫХ РУД Переработку сильвинитовых руд с целью получения хлорида калия осуществляют следующими методами: 1. Методами растворения и раздельной кристаллизации, основанными на различии температурных коэффициентов растворимости хлоридов калия и натрия. Эти методы называют галургическим

- получить более качественный хлорид калия с более высоким содержанием KCl (99% вместо 95% по флотационному методу обогащения сильвинита), что позволяет использовать продукцию не только в сельском хозяйстве, но и в различных отраслях промышленности; - осуществлять комплексную переработку полезных компонентов руды с получением технической и пищевой поваренной соли, раствора хлорида магния и брома. Схема в этом случае дополняется упаркой маточного щелока для выделения хлорида натрия и получения концентрированного раствора хлорида магния и обработкой упаренного щелока хлором с последующей отгонкой брома паром. Однако это требует дополнительных исследований и технико-экономических расчетов. Руды Тюбегатанского месторождения сильвинита содержат незначительное количество брома (по данным Госкомг

воды для вакуум-кристаллизационных установок (от 100 – 110 о С до примерно 30 о С); - высокая коррозионная активность горячих растворов хлоридов (с температурой 100 – 110 о С). Необходимо применять дорогое технологическое оборудование с антикоррозийным покрытием; - существенное снижение производительности при получении крупнокри- сталлического хлорида калия. Для производства крупнокристаллического хлорида калия (1 мм и более) требуется дорогостоящая регулируемая вакуум- кристаллизационная установка (РВКУ), имеющая более низкие показатели гранулирования, чем при применении простой вакуум-кристаллизационной установка (ВКУ); - присутствие хлорида магния в руде затрудняет получение стандартного хлорида калия методом растворения, так как необходимо отводить часть раствора из цикла, чтобы предот

- существенно меньший расход воды (в 10 и более раз) и отсутствие жестких требований по температуре воды; - при переработке холодных растворов хлористых солей (в условиях ведения процесса при температуре 18-35 0 С уменьшается коррозия аппаратуры и строительных конструкций, что существенно снижает затраты на антикоррозионную защиту; Недостатки флотационного способа: - содержание хлористого калия в продукте, как правило, не превышает 95%; - галитовые отвалы содержат примеси жирных аминов, что затрудняет их переработку на кормовую и особенно на пищевую поваренную соль; - безвозвратно теряется содержащийся в сильвините бром, так как при флотационном обогащении хлористый калий не растворяется в оборот- ном растворе; - качество продукта хуже, чем в галургическом способе; - расход электроэнергии

из верхнекамских сильвинитов несколько ниже себестоимости продукта, получаемого методом растворения и кристаллизации. 3 . Кроме того, применяется комбинированный метод флотационного обогащения исходного сырья с растворением мелких фракций руды и последующей кристаллизацией галургическим методом. 4. Обогащение на столах . Сильвинит измельчают и обесшламливают, а затем готовят суспензию из раствора и твердого материала. К суспензии добавляют мазут или керосин (или другой нефтепродукт, не смешивающийся с водой), а также реагент – алифатические амины. Затем суспензию направляют на качающийся стол и получают крупнозернистый продукт, содержащий 79% хлорида калия. При большом числе столов можно получить продукт с содержанием 95% хлорида калия. Выбор метода добычи сильвинита для ДЗКУ При решении в

 отсутствие вблизи месторождения достаточных поверхностных и подземных источников водоснабжения;  способ мало изучен и находится в стадии опытно- промышленных разработок;  в случае наличия водоносного горизонта на месторождении имеется риск потери значительной части месторождения;  сложность эксплуатации оборудования выщелачивания: требуются высококвалифицированные специалисты. Преимущества шахтного метода Добыча руды:  применение развитой современной производственной технологии;  возможность легко контролировать залежь, обеспечивать высокое качество добытой руды;  возможность достижения высокого коэффициента возврата руды;  возможность достижения высокого коэффициента использования ресурсов;  продолжительный срок обслуживания рудника. Обработка:  низкий расход ресурсов;  низкий

 большие эксплуатационные затраты;  большое количество работников;  невысокая интенсивность труда. При переработке сырья:  невысокий коэффициент калиевого сбора;  невысокое качество продукции по сравнению с галургическим методом. Для обработки руд сильвинита применен метод флотации. Учитывая высокое качество руды на данном месторождении и незначительное содержание в ней примесей, а также простоту технологии флотации и низкий расход энергии, объем капиталовложений и себестоимость при методе флотации предполагается ниже, чем при способе терморастворения. Так же продукция, получаемая методом флотации, соответствует установленным производственным показателям сельскохозяйственного хлорида калия. На основе сопоставительного анализа достоинств и недостатков метода подземного выщелачивания и

Ствол «Главный» является основной откаточной выработкой, оборудованной конвейером и монорельсовой дорогой для доставки материалов и обслуживания конвейера. Ствол служит для выдачи горной массы на поверх-ность, а также для выхода отработанного воздуха. Ствол «Вентиляционный» служит для спуска-подъема людей и подачи свежего воздуха в зону горных работ. ПРОИЗВОДСТВО ХЛОРИДА КАЛИЯ ИЗ СИЛЬВИНИТА МЕТОДОМ ФЛОТАЦИИ Термин «флотация» - происходит от английского слова flotation – всплы вание. Флотация – один из наиболее распространенных методов обогащения полезных ископаемых. Флотация основана на различной смачиваемости минералов водой. Как известно, частицы веществ делятся на два вида – гидрофильные (смачивающиеся водой) и гидрофобные (несмачивающиеся водой). Рис. 2. Влияние смачивания 1 – несмачи

жидкости тупой краевой угол (θ) и частица выталкивается силами поверхностного натяжения, создающими выталкивающую силу. Результат будет зависеть от размера, то есть от веса частицы. Чем мельче частицы, тем сильнее влияние выталкивающих сил (то есть чем больше отношение их поверхности к объему). Очень мелкие гидрофобные частицы всплывают независимо от их удельного веса, то есть при флотации могут всплывать более тяжелые гидрофобные частицы, даже если они тяжелее воды, а более легкие (пустая порода) тонут. Гидрофильная частица на поверхности жидкости образует с мениском жидкости острый краевой угол (θ), и частица втягивается силами поверхностного натяжения. Схематически поведение гидрофильных и гидрофобных частиц на поверхности жидкости представлено на рис 2. Для ускорения флотации применяют

других. В результате такого воздействия к частицам гидрофобного материала прилипают пузырьки воздуха, что способствует всплыванию гидрофобных частиц. В качестве собирателей в зависимости от разделяемых минералов используются олеиновая кислота, ксантогенаты, и т.п. органические вещества. Для увеличения гидрофильности других минералов, входящих в состав разделяемой породы, к пульпе добавляют подавители , которые подавляют возможность всплывания гидрофильных частиц. В качестве подавителей применяются различные электролиты, способные усиливать гидрофильность лишь определенных минералов известь, сульфиты, цианистые соли и т.п. При повторной флотации, проводимой для разделения тех минералов, которые потонули при первой, применяют активаторы – вещества, разрушающие действие подавителей, например

реагентов подают во флотационную машину. Для флотации применяют флотационные машины двух типов: - с механическим перемешиванием пульпы с воздухом. - с пневматическим (воздушным) перемешиванием. Различают пенную, пленочную и масляную флотации. В калийной промышленности применяют только пенную флотацию. Подавляющее большинство минералов хорошо смачивается водой и поэтому при обогащении природных руд необходимо пользоваться флотационными реагентами. Флотационное обогащение калийных солей осуществляется при участии флотационных реагентов. Модификаторы шламов – устраняют отрицательное влияние шламов на флотацию сильвина: нитрокарбоксиметилцеллюлоза, КМЦ, натриевая соль целлюлозоглюколевой кислоты, экстракты очистки масляных дистиллятов (ГФК-1, ФАК-81 – смесь нефтяных углеводородов с преобладани

RH-1 жидкость. Растворяется в соляной кислоте. Горючая. Флокулянт- полиакрил- амид Полиакриламид-гель На территории перерабатывающего завода имеется склад реагентов, рассчитанный на 6 месяцев непрерывной работы предприятия. Соляная кислота (НСl) служащая для растворения химреагентов привозится автоцистерной объемом 8 м 3 , и хранится в двух стеклопластиковых емкостях объемом 10 м 3 (объем складирования - 20 т.). Из каждой емкости соляная кислота перекачивается двумя кислотостойкими насосами и транспортируется по твердому пластмассовому трубопроводу. Процесс флотации состоит из ряда последовательных стадий: 1. Диффузия в растворе и селективная адсорбция собирателя на поверхности флотируемого компонента обогащаемой руды; 2. Образование воздушных пузырьков и адсорбция пенообразователя на гран

Флотационное обогащение сильвинитовых руд состоит из следующих технологических операций: 1. Дробление и измельчение руды; 2. Предварительное удаление глинистого шлама из руды или его подав- ление в процессе основной флотации; 3. Основная флотация с выделением хлорида калия в пенный продукт и с последующей перечисткой полученного концентрата; 4. Перечистка глинистого шлама с целью снижения потерь хлорида калия; 5. Обезвоживание хвостов, шлама и концентрата с возвратом в цикл оборотного раствора. Сильвинитовые руды, добываемые на разных участках, различаются вкрапленностью минералов, размерами их зерен, содержанием основных компонентов и примесей. Особенно количеством и характеристикой глинистых шламов. Это предопределяет разнообразие схем флотации и типов применяемого оборудования. При под

шламами и ухудшению качества продукта. При этом желательно, чтобы степень раскрытия сростков сильвина превышала 90%. Если на флотацию подают зерна с размерами меньше 0,8-1,0 мм, ее называют мелкозернистой, а при крупности больше 2 мм – крупнозернистой. При подготовка сильвинитовой руды к флотации производят среднее и мелкое сухое дробление до размера частиц 10 – 15 мм, осуществляемое в роторных дробилках. К роторному типу дробилок относятся валковые, отражательные, молотковые и др. На рис. 3 представлен вариант схемы измельчения сильвинитовой руды при подготовке к флотации. Далее производят сухое или мокрое измельчение в стержневых или шаровых мельницах Рис. 3. Вариант схемы измельчения калийных руд при их подготовке к флотации. 29

Для классификации частиц руды до и после отдельных ступеней измельчения применяют наклонные вибрационные грохоты, дуговые сита (рис. 4), гидроциклоны. Сито состоит из металлических пластинок (колосников) 2, поставленных на ребро. Размер щели зависит от расстояния между пластинками. Просеиваемый материал движется поперек установленных пластинок. За счет высокой скорости (до 3 м/сек) движения пульпы в щель проходят только частицы размером в 1,5 – 2 раза меньше ширины щели. Удельная производительность дуговых сит на 1 см 2 рабочей поверхности составляет 200 – 250 м 3 /час по пульпе и 11 т/час по твердому материалу. Радиус кривизны дуговых сит от 550 до 1500 мм, площадь просеивания 0,95 и 2,0 м 2 . Выбор схемы обесшламливания зависит от свойств исходной руды. Обесшламливание измельченной руды

Рис. 4. Дуговое (вогнутое) сито. 1,2 – крышки, 3 – корпус, 4 – колосниковая решетка сита, 5 – прижимной сегмент, 6 – шибер Процесс обесшламливания можно осуществить несколькими способами: - флотационным перед основной флотацией; - гидравлическим способом, то есть путем классификации суспензии из- мельченной руды с учетом различий в скоростях осаждения глинисто-кар- бонатных и солевых минералов; - флотационно-гидравлическим на основе сочетания обоих способов; - гравитационным, основанным на разной плотности компонентов сус- пензии. При небольших концентрациях шламов в руде их отрицательное влияние можно предотвратить введением в процесс флотации реагентов- 31

депрес-соров, подавляющих адсорбцию флотореагентов на поверхности частиц шлама. Схемы гидравлического обесшламливания суспензий после мокрого измельчения сильвинита основаны на отделении шламов в гидроциклонах и гидросепараторах. Вариант схемы гидравлического обесшламливания сильвинитовых руд представлен на рис. 5. Рис. 5. Вариант схемы обесшламливания сильвинитовой руды После измельчения руды проводят мероприятия по устранению вредного влияния глинистого шлама. Измельченную суспензию с размерами частиц менее 3 мм сначала разделяют в гидроциклоне, затем слив из гидроциклона, в который переходит до 75 – 80% шлама, направляют в гидросепаратор. 32

Пески после отделения фракции размером менее 0,8 мм, подаваемой на повторное гидроциклонирование, дополнительно проходят обесшламливание в спиральном классификаторе. Сгущение и противоточная промывка шламов осуществляются в сгустителях. Осветленный маточный раствор и промывные воды возвращаются в технологический цикл, а сгущенный и отмытый шлам направляют на складирование. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ РАЗДЕЛЬНОЙ ФЛОТАЦИЕЙ МЕЛКО- И КРУПНОЗЕРНИСТЫХ ФРАКЦИЙ Флотацию мелких фракций после механического обесшламливания осу- ществляют двумя перечистками концентрата и одной контрольной флотацией хвостов с использованием в качестве коллектора амина с сосновым маслом, в качестве депрессора - карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ). Выделенный при этом промежуточный продукт направляется на допо

процессах обычно раздельно осуществляют флотацию крупных (+0,8 мм) и мелких (- 0,8 мм) (см. рис. 6). Это позволяет: - снизить затраты на измельчение и гранулирование; - на промывку и складирование шламов; - повысить степень извлечения хлорида калия за счет уменьшения количества шламов и снижения их влажности; - улучшить агрохимические свойства удобрений. Схемы флотационного обогащения отличаются из-за неодинакового качества перерабатываемых руд и различными требованиями к продукту. Схемы отличаются также по способам выделения из руды глинистого шлама. На практике нашли применение следующие: - флотация шламов в самостоятельном цикле перед основной сильвинитовой флотацией; - депрессия глинистых шламов с помощью специальных реагентов; - механическое выделение шламов в стадии измельчения и кла

Полученный таким образом концентрат суспензии хлорида калия направляется на сгущение в отстойники-сгустители, а затем на барабанные вакуум-фильтры или центрифуги. Измельченная руда Класс -0.8 мм 35Контактирование с реагентами Контактирование с реагентами Класс - 0,8 мм Класс +0.8 мм Основная флотация Основная флотация 1-я пере- чистка чер- нового кон- центрата Контрольна я флота-ция черно-вых хвостов Контрольна я флота-ция черно-вых хвостов Перечистка концентрата 2-я пере- чистка чер- нового кон- центрата Разделение Разделение Разделение Промежуточный продукт

Рис. 6. Вариант схемы раздельной флотации мелко- и крупно- зернистых фракций сильвинитовой руды . Отжатый влажный хлорид калия направляется на сушку и грануляцию. Галитовые хвосты после сгущения и фильтрации направляются в отвал. ПРОЦЕСС ФЛОТАЦИИ С ДЕПРЕССИЕЙ ГЛИНИСТОГО ШЛАМА В схеме флотационного обогащения сильвинита с содержанием 4 – 5% нерастворимого остатка, включающей операцию депрессии глинистых 36Разде- ление Доизмельчение промышленного продукта Концентрат на сушку и грануляцию Концентрат на сушку и грануляцию Щелок в цикл Хвосты В отвал Щелок в цикл

шламов, сильвинитовая руда измельчается в стержневой мельнице мокрого помола. Схема флотационного обогащения сильвинитов с предварительной флотацией глинистого шлама позволяет снизить расход аминов, а так же облегчить все последующие операции: флотацию сильвина, сгущение и фильтрацию галитовых хвостов. Получаемые по этой схеме галитовые отходы не загрязнены глинистым шламом и поэтому их проще использовать для получения технической соли. Но при повышенном содержании в сильвинитовых рудах глинистых примесей свыше 2,5% предварительная флотация их вызывает ряд осложнений, связанных с необходимостью обработки больших количеств пенного шламового продукта. Поэтому при флотации таких руд можно использовать схемы обогащения с депрессией глинистых шламов или с предварительным механическим обесшламли

облегчить все последующие операции: флотацию сильвина, сгущение и фильтрацию галитовых хвостов. Получаемые по этой схеме галитовые отходы не загрязнены глинистым шламом и поэтому их проще использовать для получения технической соли. Галитовые хвосты, полученные по данной схеме флотационного обогащения, содержат тонкодисперсный глинистый шлам, что сильно осложняет их дальнейшую переработку. Перед сгущением хвосты основной флотации подвергают классифика- Сильвинит 38Измельчение Классификация на дуговых ситах Перемешивание пульпы с реагентом-депрессором Основная флотация 1-я перечистка концентрата Контрольная флотация Галитовые хвостыПромежуточный продукт - 0,75 мм + 0,75мм

Рис. 7. Схема флотации сильвинита с депрессией глинистого шлама ции на дуговых ситах или в гидроциклонах для отделения частиц более крупной фракции (более 0,25 мм). Пульпу, содержащую частицы крупной фракции, фильтруют на барабанных вакуум-фильтрах, а пульпу, содержащую мелкодисперсную фракцию хвостов (менее 0,25 мм), направляют на сгущение. Шламы сгустителя частично фильтруют с более 392-я перечистка концентрата Сгущение Фильтрация Сгущение концентрата Фильтрация Сушка Хвосты в отвал Готовый продукт на склад

крупной фракцией хвостов на барабанных вакуум-фильтрах, а другую часть направляют в отвал. Поскольку в галитовых хвостах остаётся глинистый шлам, фильтрация его на барабанных вакуум-фильтрах затруднена. На фильтрах получается более влажный осадок. Кроме того, наиболее тонкодисперсная часть глинистого шлама проскакивает в фильтрат, что требует его дополнительного осветления, так как этот фильтрат в виде оборотного раствора необходимо возвращать в цикл. Технологическая схема обогащения сильвинитов шламовой флотации с депрессией глинистых шламов по сравнению со схемой предварительной шламовой флотации несколько упрощается, так как отпадает необходимость в строительстве сооружений для обработки первичного глинистого шлама, но зато намного затрудняется обработка галитовых хвостов, содержащих гл

В то же время растворимость хлорида калия в воде существенно меняется с изменением температуры. Так при 20 о С растворимость хлорида калия составляет 34 г в 100 г воды, а при 100 о С - 56,7 г на 100 г воды [10]. Однако для полной характеристики поведения этих солей в водных растворах необходимо рассматривать тройную систему KCl – NaCl – H 2 O. Данные по растворимости в тройной системе приведены в таблице 6. Схема флотации калийных руд с механическим обесшламливанием представлена на рис. 8. Исходная руда крупностью до 10 мм измельчается в стержневой мельнице мокрого помола, работающей в замкнутом цикле с дуговыми ситами. Полученная пульпа с частицами твердой фазы –0,75мм подвергается механическому обесшламливанию в гидроциклонах в три стадии. В обогатительной технике используются термины «

Пески гидроциклонов первой стадии обесшламливания самотеком поступают в гидроциклон второй стадии, куда одновременно вводится депрессор для подавления оставшихся глинистых шламов. Сливы гидроциклонов первой и второй стадий обесшламливания направляются в гидроциклоны третьей стадии обесшламливания. Пески гидроциклонов второй и третьей стадий обесшламливания подвергаются основной флотации. Основная флотация так же, как и дальнейшая обработка продуктов обогащения, проводится по описанной ранее схеме с депрессией глинистых шламов. Рациональный выбор технологической схемы флотационного обогащения сильвинитов определяется содержанием нерастворимого остатка в руде, его вещественным составом и стоимостью применяемых флотореагентов. Высокая стоимость основных флотореагентов и их повышенный расход

В растворах, насыщенных обеими солями, с повышением температуры от 20-25 до 90-100 о С содержание хлорида калия возрастает примерно в 2 раза, а содержание хлорида натрия уменьшается. Из этого следует, что при охлаждении горячего раствора, насыщенного обеими солями, будет кристаллизоваться только хлорид калия, а хлорид натрия останется в растворе. На графике тройной системы KCl – NaCl – H 2 O ( см. Приложение рис.1 и пояснения к нему) фигуративная точка системы, соответствующей составу эвтонического раствора Е 100 при температуре 100 о С (21,7 % KCl и 16,8 % NaCl), при охлаждении оказывается в поле кристаллизации KCl. Следовательно, при охлаждении такого раствора в осадок выделяется только KCl (состав раствора в точке Е 25 – 11,5% KCl и 20,4% NaCl). На этом свойстве системы KCl – NaCl – H

Технологический процесс состоит из следующих стадий: 1. Выщелачивание (растворение) хлорида калия из сильвинита при температуре 100-115 о С горячим оборотным маточным раствором, полученным после кристаллизации и отделения хлорида калия. Хлорид калия переходит в раствор, а хлорид натрия остается в твердой фазе. 2. Отделение шлама от раствора в отстойниках-сгустителях. В составе шлама содержатся нерастворившийся хлорид натрия и глинистые примеси. Эти шламы подвергаются промывке. 3. Охлаждение горячего щелока, насыщенного хлоридами калия и натрия от температур 100-115 до 20-25 о С. При этом происходит кристаллизация хлорида калия, а хлорид натрия остается в растворе. 4. Отделение кристаллов хлорида калия от маточного раствора при температуре 25 о С и далее влажные сгущенные кристаллы хлорида

115 о С в двух шнековых растворителях. В первом растворителе руда движется в прямотоке с раствором, а во втором – противотоком. Отвал из второго шнекового растворителя обрабатывают в шнековой мешалке щелоком с температурой 70 о С для дополнительного извлечения из него хлорида калия и рекуперации тепла отвала. Маточный раствор после этого отделяют от отвала. Отвал промывают горячей водой на вакуум-фильтре. Промытый отвал, содержащий 2,5% хлорида калия и 5-6% влаги, удаляют. Чаще выщелачивание проводят в трех последовательно установленных растворителях при противоточном движении руды (из 1-го во 2-й, из 2-го в 3- й) и щелока (из 3-го во 2-й, из 2-го в 1-й). Оптимальной считается комбинированная схема растворения, по которой в первом по ходу руды растворителе движение щелока и породы происход

передают на противоточную промывку. Шлам далее отправляется в отвал, а промывные воды возвращаются на растворение. 4. кристаллизация хлорида калия при охлаждении горячего осветленного щелока. Кристаллы хлорида калия выделяют в процессе охлаждения раствора в многоступенчатой вакуум-кристаллизационной установке. Чтобы кристаллы были крупнее, температуру снижают постепенно. Используются установки с 14-ю ступенями кристаллизации. Скорость охлаждения раствора должна быть примерно 2 градуса в минуту. Перепад температур в каждой ступени кристаллизации 3-4 о С. Степень насыщения горячего щелока хлоридом калия в зависимости от способа выщелачивания составляет 90-96%. Поэтому при охлаждении щелока вначале кристаллизуется только хлорид натрия. После достижения температуры, соответствующей насыщению,

достигается более высокая степень высушивания и удельный расход топлива ниже на 20-30 %, чем в барабанных сушилках. 6. нагрев маточного раствора и его возвращение на растворение сильвинита Осветленный оборотный маточный раствор после отстойника сгустителя направляется в теплообменник, где нагревается греющим паром до температур 105-115 о С и возвращается на выщелачивание. Как уже отмечалось выше, если сильвинит загрязнен карналлитом, то при циркуляции маточного раствора в нем постепенно накапливается хлорид магния [1]. В присутствии хлорида магния растворимость хлорида калия уменьшается, а при концентрациях хлорида магния больше 100 г на 1000 г воды растворимость хлорида натрия в насыщенных растворах хлорида калия с понижением температуры уменьшается (а не увеличивается, как в отсутствие х

производства направляется на завод по производству кальцинированной соды. Возможна дальнейшая переработка раствора хлорида натрия с получением технической и пищевой поваренной соли, что улучшает экономические показатели производства хлорида калия. 8 . грануляция хлорида калия Хлорид калия гигроскопичен и при хранении и транспортировке слежи вается, теряя рассыпчатость. Пути предотвращения слеживаемости: 1. Глубокая сушка до остаточного содержания влаги не более 0,1-0,2%. Но при хранении продукта будет происходит его увлажнение при повышении относительной влажности воздуха. 2. Добавление к пульпе, поступающей на центрифугу алифатических аминов (С 16 – С 20 ). На 1 т хлористого калия расходуется до 200 г аминов. 3. Гранулирование. Слеживаемость является результатом сцепления отдельных частиц

Поэтому гранулирование хлорида калия осуществляют прессованием на валковых прессах гладких или рифленых. Соль сжимается между валками под давлением до 300 МПа и при этом превращается в плиту (ленту). Прессование горячего хлорида калия, выгружаемого из сушилок с влажностью 0,2-0,5%, обеспечивает наибольшую прочность спрессованного материала. Затем полоса (лента) поступает в дробилку, далее в виброгрохоты, где продукт делится на три фракции. Фракция от 1 до 4мм является товарным продуктом. Более крупная возвращается на повторное дробление, а мелочь – на повторное прессование. Расходные коэффициенты на производство одной тонны 95%-го хлорида калия по галургическому методу: сильвинит (с содержанием 22% хлорида калия) – 4,8–4,9 т, вода – 9,5 м 3 , 20-22 квт-ч электроэнергии, 0,42 Гкал – пара ,

Вода Отвал 50Отстаивание Промывка Кристаллизация Сгущение Центрифугирование Сушка Грануляция Смеситель Фильтрование Коагулянт Отвал Маточный р-рПромывная вода Солевой шлам

Готовый продукт Рис. 9. Принципиальная схема переработки сильвинита галурги- ческим методом Таблица 7. Сопоставительная таблица основных технико-экономических показателей методов переработки сильвинитов (по данным ЗАО «ВНИИГалургии). Наименование показателей Ед. измерени я Флотацион- ный метод Галургиче- ский метод Норма расхода Извлечение % 86,0 93,0 Производственная вода, в том числе - на приготовление реагентов - на технологию -на грануляцию - на мокрое обеспыливание и Сушку м 3 / т 0,8 0,057 0,505 0,009 0,148 0,83 0,005 0,688 0,004 0,133 Тепловая энергия Гкал/т 0,024 0,460 Природный газ - на приготовление технологического пара - на сушку KCl Тут/т 0,0169 0,0046 0,0123 0,0525 0,043 0,0095 Электроэнергия Квт-ч 60 - 65 45 - 50 51

Галитовые отходы т/т 2,81 2,82 Шламовая суспензия т/т 1,195 0,706 Возврат рассолов в технологический процесс т/т 0,441 0,363 Реагенты 1. Аккофлок кг/т 0,134 0,02 2.Сода кальцинированная кг/т 0,05 0,156 3.Калий железосинеродистый кг/т 0,07 0,028 4. Пылеподавитель кг/т 2,1 0,162 5.Амины импортные кг/т 0,201 0 6. Газойль каталитический кг/т 0,029 0 7. Гликолевый эфир кг/т 0,05 0 8. Неонол, этомин кг/т 0,105 0 9. Депрессор кг/т 0,629 0 10 Сульфат алюминия кг/т 0,42 0 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СИЛЬВИНИТА НА ДЗКУ Для переработки принята сырая сильвинитовая руда следующего состава: KCl – 31,93%, NaCl – 61,37%, MgCl 2 – 0.51% , CaSO 4 – 1.25% , нерастворимый остаток – 3,25%, вода – 1,69 %. Годовой расход сильвинита – 700 тыс. т. Производительность флотационной фабрики по исходной (сырой) руд

Метод обогащения – флотация – отделение хлорида калия от хлорида натрия на основе разной гидрофобности, усиливаемой под действием реагента-собирателя. В состав перерабатывающего комплекса входят следующие объекты: - склад сырой руды, - отделение дробления и классификации, - отделение измельчения, - отделение флотации и фильтрации концентрата, - отделение приготовления реагентов, - отделение сгущения, - отделение фильтрации хвостов, - отделение сушки и охлаждения концентрата, - отделение упаковки со складом готовой продукции. Упрощенная блок-схема производства хлорида калия на ДЗКУ представлена на рис. 10*. Склад сырых руд Склад сырых руд предназначен для обеспечения равномерного и непрерывного поступления сырья в производственный процесс и необходимой загрузки оборудования перерабатывающе

Сырая руда со склада подается питателем, расположенным под бункером поз. С0101 и далее ленточным конвейером №1 поз. С0201 подается в расходный бункер станции дробления. Ленточный конвейер №1 снабжен электромагнитным металлоискателем. * Примечание : Подробная технологическая схема производства хлорида калия, описанная ниже, прилагается к этому пособию. 54

Запас хранения сырых руд на складе рассчитан на 7 суток. Общий объём запаса составляет 15591 тонну. Объем склада составляет 13385 м 3 . Часть склада под навесом рассчитывается на одни сутки с объемом 1812 м 3 . Эта часть склада имеет длину 40 м, ширину – 24 м, высоту – 2,5 м. Угол естественного откоса продукта 39 о . Площадь дна 960 м 2 , площадь верха 603 м 2 . А открытая часть склада рассчитана на 6 суток и имеет объем 11471м 3 . Дробление Расходный бункер сырых руд имеет объем хранения, рассчитанный на 1,5 часа. Сырая руда из бункера подается на сухое грохочение. Грохочение осуществляется на вибрационном грохоте поз. М0201а/в. Крупность классификации 5–6мм. Далее надрешетный продукт грохота подается в молотковую дробилку поз. М0202а/в для дробления в открытом цикле до крупности фракции

предварительной классификации поз. М0301а/в поступает в стержневую мельницу поз. М0302. Измельчение проводится по одностадийной схеме в разомкнутом цикле. Продукты измельчения поступают на сито поз. М0303 а/ в для контрольной классификации. Одновременно промежуточный продукт после первой перечистной сильвиновой флотации также обратно подается на данную классификацию. Подается также оборотный маточник, чтобы контролировать содержание твердой фазы в питании примерно 36% и надрешетные продукты возвращаются в стержневую мельницу. Крупность подрешетных продуктов после двух классификаций (предварительной и контрольной ) составляет -1 мм. Обесшламливание Необходимо до флотации проводить обесшламливание пульпы после измельчения. Поэтому подрешетный продукт сит предварительной и контрольной классиф

На первой стадии механического обесшламливания в гидроциклонах идет разделение по крупности частиц 100 – 200 микрон, а на второй стадии по крупности 40 микрон. Рис. 11. Устройство гидроциклона 1- верхний патрубок для отвода более мелкого или более лёгкого продукта 2- сменная диафрагма, 3- корпус, 4- нижнее центральное отверстие для от- вода более крупного или тяжелого продукта, 5- входной патрубок Содержание твердой фазы в питании гидроциклонов первой стадии обесшламливания 20 – 25%, для чего производят смешение подрешетных 58

продуктов предварительной и контрольной классификации с оборотным маточником. Слив от этого гидроциклона перекачивается насосом на вторую стадию обесшламливания в двухступенчатый гидроциклон поз. М0305 для повторного обесшламливания. Вторая стадия обесшламливания проводится при содержании твердой фазы в питании гидроциклонов 7 – 8%. Нижний слив гидроциклона направляется в блок флотации. А глинистый раствор (верхний слив) направляется на сгущение шлама. Сгущенный шлам (нижний слив сгустителя) подается на обезвоживание в центрифугах. Кек (твердый отжим после центрифуги) после центрифуг с помощью конвейера направляется на участок складирования и отгрузки шламовых хвостов. Раствор (верхний перелив сгустителя) после отстаивания возвращается в процесс в качестве циркулирующего раствора. Для разд

смесь самотеком поступает на флотацию. Собиратель сильвина (хлорида калия) добавляется в загрузочный (питательный) карман флотационной машины основной флотации. Расход депрессора – 150 г/т сырой руды, а расход собирателя 50 г/т сырой руды. В соответствии с проектом компании «СИТИК» в качестве депрессора должен применяться реагент SL -1 производства КНР, но в дальнейшем возможен переход на депрессор КС-МФ в виде 5%-го водного раствора (рекомендация ЗАО «ВНИИГалургия»). В качестве собирателя предусматривается использовать амины С 16 и С 18 в виде совместной водной эмульсии со вспенивателем в количестве 30% от количества амина и аполярным реагентом в количестве 30% от количества амина. Содержание амина в эмульсии составляет 1%. Процесс флотации сильвина предусматривает проведение основной фло

шину поз. Х0303. Промежуточный продукт от второй перечистки возвращается для питания первой перечистки. Промежуточный продукт от первой перечистки во флотационной машине поз. Х0302 перекачивается насосом на контрольную классификацию после измельчения руды поз. М0303а/в. Камерный продукт основной флотации является хвостом флотации. Раствор после выщелачивания пенопродукта насосом перекачивается в загрузочный карман поз. V 0309 фильтра пенопродукта и далее самотёком поступает в этот фильтр поз. F 0501а/в. Один фильтр является рабочим, а второй – резервным. Фильтрат возвращается в качестве питания для флотационной машины второй перечистки. Кек (осадок с фильтра) подается ленточным конвейером №6 поз. С0701 в отделение сгущения и охлаждения концентрата. Отделение сгущения Флотационные хвосты на

транспортировки. Шламы из резервуара после разбавления насосом перекачиваются в шламонакопитель. Хвосты флотации подвергаются фильтрации. Предусмотрена установка двух фильтров хвостов поз. F 0601а/б, из которых один – рабочий, второй – резервный. Фильтрат от фильтрации хвостов возвращается в сгуститель хвостов, а кек (твердая фаза) ленточным конвейером №5 поз. С0601 подаётся в склад хвостов для складирования. Хвосты грейферным мостовым краном погружаются в автомобили и перевозятся для сухой укладки в хранилище хвостов, которое находится на руднике сильвинита. Отделение с ушки и охлаждения флотоконцентрата Влажный хлорид калия ленточным конвейером №6 поз. С0701 подается в буферный бункер сушилки. Влажность поступающего на сушку хлорида калия при нормальной температуре составляет примерно 6,

обеспыливания в этих циклонах составляет 90%. На второй стадии газы подвергаются очистке от пыли в рукавном фильтре поз. S 0702, эффективность которого составляет не менее 99%. Содержание пыли в выхлопных газах около 20 мг/м 3 . С таким остаточным содержанием пыли они выбрасываются в атмосферу. Уловленная в обеих стадиях очистки выхлопных газов пыль объединяется с основным продуктом, выходящим из сушильного барабана. Полученный продукт обрабатывается специальными реагентами для устранения его пыления и предотвращения слеживаемости (потери рассыпчатости). В качестве реагентов для предотвращения слеживаемости (антислеживателей) применяются амины, аналогичные применяемым при флотации сильвина. Расход амина составляет 250 г/т. Для пылеподавления продукт обрабатывается дизтопливом в количестве

перевозится ленточным конвейером до автоматического штабелеукладчика MD-1000, который складывает мешки в штабельные поддоны по 2 тонны (40 мешков). Штабели с пластмассовым поддоном вилочным погрузчиком поз. L 0803а/в перевозятся в камеры готовой продукции или в цеховой склад готовой продукции. Штабель имеет высоту 3 м и состоит из двух слоёв. Предусмотрено два штабелеукладчика (один рабочий и один резервный) Имеются 4 камеры готовой продукции, где помешается объем продукции для работы на 2 смены. На обеих сторонах цеха имеются цеховые склады готовой продукции, емкостью 3000 тонн, т.е. на 4 дня работы. Склад готовой продукции рассчитан на месячный объем продукции. Для работы штабелеукладчика требуется большое количество поддонов, которыми пользуются только в упаковочном цехе, или на площадк

грейферного крана 5 тонн. Объем галитовых отходов в пересчете на сухое вещество примерно 70 тн/час. Отделение приготовления реагентов В корпусе измельчения и флотации имеется склад хранения реагентов. При нормальном производственном процессе часть реагентов хранится непосредственно в отделении приготовления реагентов. В таблице 8 приведены сведения о реагентах, используемых в производстве хлорида калия на ДЗКУ. Таблица 8. Данные по используемым реагентам Наименование реагентов Место добавления Концентрация для добавления, % Расход реагентов в г/тонну сырых руд Депрессор Бак смешения отделения флотации 1 150 Собиратель (амин 18 + пенообразователь + аполярный реагент) Загрузочный карман для флотмашины основной флотации 1 (концентрация амина) 50 (расход амина) Флокулянт Сгуститель обесшламлив

Для растворения реагентов используется соляная кислота концентрацией 30%. Соляная кислота привозится в автоцистернах. Для её хранения имеются два бака объемом по 10 м 3 . Имеется также аварийный сборник соляной кислоты в месте разгрузки автоцистерн. В связи с высокой коррозионной активностью соляной кислоты баки для её хранения, трубопроводы и арматура защищены армированным стеклопластиком. Насос для перекачки соляной кислоты имеет фторопластовую футеровку. В отделении приготовления реагентов имеется бак хранилище соляной кислоты объёмом 0,7 м 3 . Для пылеподавления используется промышленное масло. Оно привозится в автоцистернах и хранится в двух баках объёмом по 40 м 3 . Запас масла в обоих баках рассчитан примерно на 40 дней. Бак для масла - стальной вертикальный с внутренним змеевиком д

Показатель Ед. измер. Сырая руда Готовый продукт Хвосты Пыль в отходящ газах из сушилки Шлам Количество т/ч 88,38 26,29 *** 58,8 *** 10,0 *** Содержание KCl % 31,93 * 95,1 3,80 ** 18,29 ** Содержание нерастворимого остатка % 3,25 * Содержание воды % 1,60 1,0 7,0 38,0 Технологическое извлечение KCl % 100,0 88,59 7,36 0,03 4,02 Товарное извлечение KCl % 85,09 «Механические» потери % 3,50 Примечание: * - в сырой руде ** - в пересчете на сухое вещество *** - в натуральном продукте Расходный коэффициент сырой руды на 1 т готового продукта – 3,5 т. В таблице 10 даются суточные и часовые производительности основных стадий переработки сильвинитов. В таблице 11 приведены данные по расходу сырья и вспомогательных материалов. В таблице 12 приведены данные по энергозатратам на производство готовой про

ность я вание т/сутки 1166,64 2121,12 2087,04 616,32 666,96 623,52 т/час 48,61 88,38 86,96 25,68 27,79 25,98 Примечание: данные в таблице приведены в пересчете на сухое вещество Таблица 11. Данные по расходу сырья и вспомогательных материалов № п/ п Наименован ие Тип или марка Ед. изм . Расходны й коэф- т Расход в час в год 1 Сырая руда Сильвинит К Cl≥31 , 93 т 3,5 88,38 700х10 3 2 Депрессор SL-1 кг 0,53 13,38 106 х10 3 3 Собиратель Амин С 16 , С 18 кг 0,175 4,42 35 х10 3 4 Вспенивател ь Гликолевый эфир или глиоксаль кг 0,053 1,34 10,6 х10 3 5 Аполярный реагент Каталитический Газойль кг 0,053 1,34 10,6 х10 3 6 Флокулянт Полиакриламид с молекулярной масс сой 13 -17 млн. а..е.м кг 0,035 0,88 7 х10 3 7 Пылеподави тель Индустриальное масло И-40 кг 2,5 63,13 500 х10 3 8 Соляная кислота Соляная

стержень Литая сталь кг 1,26 31,82 252 х10 3 10 Подкладка Марганцевая сталь кг 0,25 6,31 60 х10 3 11 Упаковочны й мешок Мешок на 50 кг шт 20,2 510 4,1 х10 6 Таблица 12. Данные по энергозатратам на тонну продукта Наименование Ед. изм . Режим работы Нормати в на 1 тонну Годовой расход примечание Электричество, 6000 в квт- ч непрерывный 195,6 39113х10 3 Природный газ с теплотворной способностью 35530 кдж/м 3 нм 3 непрерывный 12,7 2,534х10 6 для сушки Производственна я вода м 3 непрерывный 0,39 77,76х10 3 Пар, с давлением , 3 кг/см 2 кг Периодическ и 0,066 13,28 х10 3 Для приготовлени я реагентов Основное технологическое оборудование При выборе оборудования учитывался способ добычи руды, способ её переработки, состав и содержание перерабатываемой руды, а также климатические условия, включая ме

сушилка, упаковочная машина, шламовый насос и т.д. Всё оборудование имеет антикоррозионную защиту. Дробилка . Для дробления руд и других материалов используются дробилки разнообразных принципов действия. Дробление может осуществляться: раздавливанием, раскалыванием, разламыванием, резанием, распиливанием, ударом (воздействием динамической нагрузки). В связи с многообразием способов дробления для этого процесса используются дробилки различных конструкций: щековые, конусные, зубовалковые, гладковалковые, молотковые и др. Рис. 12. Молотковая дробилка СМ-170Б 1- решетка выдвижная, 2- молотки, 3- загрузочная воронка, 70

4- ротор, 5- решетка подвижная, 6- вал, 7- станина, 8- элек- тродвигатель. Дробление или разрушение кусков материала раскалыванием или разламыванием осуществляется под действием на тело сосредоточенных нагрузок. При этом возникают местные разрушающие напряжения, которые вызывают деление тела на части. К дробилкам, работающем на принципе раскалывания и разламывания, относятся щековые, конусные, зубовалковые. Дробление может осуществляться также и под раздавливающим дейст - вием нагрузок. К дробилкам такого типа относятся гладковалковые дробилки и ролико-кольцевые. Для дробления тюбегатанских сильвинитов используется молотковая дробилка. Установлены две дробилки, из которых одна работающая, другая – резервная. Такие дробилки широко применяются при переработке сильвинита во многих странах мир

Мельница Для измельчения дробленных руд применяются мельницы. различных принципов действия: истирающее-раздавливающего действия, ударно- истирающего действия, коллоидные измельчители. По конструкции мельницы делятся на: жерновые, бегуны, катково-тарельчатые, шаро- кольцевые, бисерные, дезинтеграторы, центробежные, барабанные. Барабанные мельницы в свою очередь делятся на шаровые и стержневые (по загрузке в барабан измельчающих тел – шаров или стержней). Шаровые и стержневые мельницы широко применяются на заводах по переработке сильвинита и дают очень хороший эффект. На основе практического опыта аналогических заводов Китая и России, устанавливается стержневая мельница МВ 27х36. Устройство стержневой мельницы представлено на рис. 13. В практике флотационного обогащения калийных руд широкое

Рис. 13. Стержневая мельница с центральной разгрузкой 1- питатель, 2- подшипник, 3- барабан, 4- привод Крупность руд питания стержневой мельницы менее 10 - 20 мм, крупность продукции менее 1мм. Эффективный объём мельницы 18,8 м 3 . Производительность мельницы 94,86 т/час. Коэффициент использования мощности 95,86%. Флотационная машина Для флотации применяют флотационные машины двух типов: - с механическим перемешиванием пульпы с воздухом, - с пневматическим (воздушным) перемешиванием. В машине с воздушным перемешиванием (рис. 14) измельченная порода поступает в пульпу и перемешивается тем же воздухом, который служит и для всплывания гидрофобных частиц. Воздух из общей трубы – коллектора выходит пузырьками через трубки. Пузырьки воздуха, поднимаясь вверх, в среднем узком отделении увлекают з

которой много меньше, чем вес жидкости в крайних отделениях. Поэтому создается сильная циркуляция пульпы. Гидрофобные частицы вместе с пузырьками воздуха создают на поверх- ности пульпы слой минерализованной пены, которая по мере накопления отводится через желоба. Пена разрушается и получается пульпа, содержащая концентрат полезного минерала. Концентрат отделяется от воды в отстойниках-сгустителях, на фильтрах или на центрифугах, а затем сушится горячими топочными газами или воздухом в сушилках. Смачиваемая часть породы, обычно составляющая хвосты, выводится в виде пульпы из нижней части машины. В случае многократной флотации хвосты после добавки соответствующих реагентов подвергаются следующему этапу селективной флотации. Хвосты, содержащие полезные минералы, идут на отстаивание, обезвожи

Рис. 14. Флотационная машина с воздушным перемешиванием 1- циркуляционная камера, 2- коллектор воздуха, 3- воздушные трубки, 4- манометр, 5- перегородка 6- желоб для концентрата На рис. 15 показано устройство флотационной машины с механическим перемешиванием. Машина состоит из нескольких соединенных друг с другом металлических ванн-камер. В каждой камере размещен вал с центробежным импеллером 6, вращаю- щимся у дна. Индивидуальный привод импеллера через клино-ременную передачу 3 соединяется с электромотором. Измельченная сильвинитовая руда подается в машину через приемный карман, из которого по всасывающей трубе 1 поступает к импеллеру. Благодаря интенсивному 75

механическому перемешиванию в трубу 1 засасывается воздух, который в виде мелких пузырьков вместе с пульпой выбрасывается в камеру. Рис. 15. Флотационная машина с механическим перемешиванием 1- всасывающая труба, 2- шибер, 3- привод импеллера 4- пеногоны, 5- желоб, 6- импеллер, 7- статор Частицы сильвина прилипают к пузырькам воздуха и всплывают на поверхность, образуя слой минерализованной пены, которая сгребается 76

лопастями пеногонов в желоб 5. Оставшиеся в пульпе частицы руды последовательно проходят через все камеры и в конце флотационной машины через сливное отверстие в виде «хвостов» передаются на дальнейшую переработку. В последнее время на некоторых калийных фабриках стали использовать машины пенной флотации ФПС-16 и машины с кипящим слоем. Флотационная машина КС (с кипящим слоем) состоит из 6 – 12 секций (камер). Количество секций зависит от их объема: с увеличением объема секций их число можно уменьшить Рис. 16. Флотационная машина с кипящим слоем 77

1- корпус секции, 2- решетка кипящего слоя, 3-всасывающая труба, 4- импеллерная мешалка, 5- пеногон, 6- щель для цирку- ляции пульпы, 7- циркуляционный карман Каждая секция состоит из корпуса (рис. 16), разделенного в верхней части на два отделения перегородкой. Корпус секции представляет собой сварную металлоконструкцию. Днище секции футеровано плитками из каменного литья, а боковые стенки – деревянными щитами. В днище камеры имеется отверстие для выпуска пульпы при остановках машины. Во время работы это отверстие закрыто дренажным клапаном. На корпусе секции установлены блоки импеллера 4. В каждой секции на уровне центра всасывающей или циркуляционной трубы 8 установлены решетки кипящего слоя 2, представляющие собой сварную металлоконструкцию, выполненную из уголков. Между двумя любыми с

Машину пенной сепарации ФПС-16 применяют в основном и контрольном процессах флотации крупнозернистого сильвина. Сущность процесса пенной сепарации заключается в подаче обработанной реагентами пульпы сверху на пенный слой. Гидрофобные частицы минерала задерживаются пеной, а гидрофильные – увлекаются жидкостью, поступающей сверху и с воздушными пузырьками снизу. Преимущество пенной сепарации перед флотацией из объема заключаются в продолжительном контакте зерен с пузырьками, улучшении условий для аэрофлокулярной и групповой флотаций, сокращении времени флотации. Кроме того, отпадает необходимость в создании взвешенного слоя твердой фазы. Отличительной особенностью машин пенной сепарации является аэрация пульпы, а также небольшой расход электроэнергии. Число перфораций в трубах – до 60 отвер

Рис. 17. Флотационная машина с пенной сепарацией 1- камера,, 2- трубчатые резиновые аэраторы, 3- загрузоч- ные устройства, 4- наклонные деки, 5- сопла, 6- пенный по- рог, 7- желоба, 8- шланговый затвор. 80

ваться как на основной флотации, так и перечистке. Эффективный объем каждой отдельной камеры флотационной машины составляет 6,7 м 3 . Некоторые данные по работе флотационных машин отделения флотации ДЗКУ приводятся в таблице 13. Таблица 13. Данные по работе флотационных машин Операция Количество Пульпы, М 3 /час Время флотации, час. Объём флотмашины, М 3 Количество камер, шт. Основная флотация 269,69 8 6,3 8 Перечистка 1 165,86 5 6,3 3 Перечистка 2 133,96 4,5 6,3 3 Перечистка 3 96,27 4 6,3 3 Сгуститель Для разделения суспензий в калийной отрасли химической промышленности применяют процессы отстаивания (сгущения), фильтрования и центрифугирования. Сгустители работают на принципе осаждения твердых частиц в жидкой среде под действием сил тяжести. 81

Рис. 18. Отстойник (сгуститель) Дорра 1- корпус с коническим днищем, 2- гребковое устройство, 3- кольцевой сливной желоб, 4- пи- тающее устройство, 5 – привод Осаждение и промывку глинисто-солевого шлама осуществляют в от- стойниках Дорра, имеющих диаметр от 12 до 30 м с центральным или периферическим приводом (рис. 18). Гребковое устройство, приводимое в действие мотором с редуктором, вращается с малой скоростью 0,0021с -1 . Для выделения из раствора солевого шлама используют отстойники Брандеса (рис. 19). Для транспортировки солевого шлама к выгрузочному отверстию отстойник снабжен рамной мешалкой, вращающейся со скоростью 0,0167 с -1 . 82

Рис. 19. Отстойник Брандеса 1- корпус с коническим днищем, 2- рамная мешалка, 3- загрузочный стакан, 4- кольцевой сливной желоб, На ДЗКУ в отделении сгущения хвостов флотации используется один сгуститель NXZ -24 с центральным приводом, а для сгущения шламов применяется один сгуститель GZN -45 с периферийным зубчатым приводом. Таблица 14. Характеристика сгустителей Наимено вание Производ и- тельность , т/сут Тип и количество Скорость течения м/час Тип Площад ь, М 2 Количе- ство Проект- ная Факти- ческая сгустите 83

ль хвостов 485,64 φ 24 450 1 <1,0 0,50 сгустите ль шламов 127,32 Φ 45 1590 1 <0,18 0,153 Ленточный фильтр Для разделения суспензий применяются разнообразные по своим конструкциям и принципу действия фильтры: барабанные, патронные, дисковые, рамные, ленточные и т.д. Для ДЗКУ выбран ленточный фильтр. Ленточные фильтры имеют высокую производительность, стабильно функционируют, их легко эксплуатировать и обслуживать, Относительно низка себестоимость их эксплуатации. Применены ленточные фильтры марки DU 10,4/1300. На обоих стадиях установлено по два ленточных фильтра: один рабочий и один резервный. Рабочая площадь фильтрации одного фильтра составляет 10.4 м 2 . Некоторые параметры ленточных фильтров приведены в таблице 15. Таблица 15. Параметры ленточных фильтров. Наимен- вание Произво дитель-

хвостов 61,76 10,4 2 6 5,94 Сушка хлорида калия Сушка хлорида калия осуществляется в конвективных сушилках различного типа. Рис. 20. Схема установки барабанной сушилки для хлорида калия 1- вентилятор, 2- топка, 3- барабанная сушилка, 4- питатель-дозатор. 3- охлаждаемая течка, 6- затвор, 7- циклон, 8- дымосос, 9- скруббер, 10- транспортер Наибольшее распространение получили барабанные сушилки и сушилки кипящего слоя. Схема с установкой барабанной сушилки представлена на рис. 20. Сушильный барабан снабжен двумя бандажами для укрепления и предотвращения прогиба при разогреве. На барабане укреплена зубчатая венцовая шестерня, которая через венечную шестерню передает вращение на барабан от электромотора через редуктор. Барабан установлен с небольшим уклоном в сторону выгрузки высушенного продук

объема барабана за единицу времени. Для барабанных сушилок удельный влагосъем составляет 25 – 35 кг/м 3. час. Для сушки хлорида калия получили применение также сушилки с кипящим слоем. Их преимущества: компактность, отсутствие движущихся частей, высокая интенсивность процесса сушки, достигающая до 3,0 т влаги с м 2 решетки в час. Схема работы сушилки с кипящим слоем представлена на рис. 21. Узел загрузки включает бункер 2 для влажной соли, футерованный винипластом для предотвращения залегания соли в бункере и ленточный питатель 3 с вариатором для регулировки количества подаваемой в аппарат кипящего слоя 5 соли. Для получения топочных газов имеется выносная топка 4, в которой происходит сжигание топлива (природный газ или мазут). Воздух для сжигания топлива подается вентилятором 1. Температ

В аппарате 5 в слое поддерживается температура 130 - 140 о С. Сухой продукт из аппарата кипящего слоя 5 поступает через выгрузочное устройство (шлюзовый затвор) в аппарат кипящего слоя 6 для охлаждения хлорида калия, подаваемым в аппарат атмосферным воздухом. Охлажденный продукт отправляется на грануляцию. Отходящие запыленные газы из аппаратов 5 и 6 поступают в батарейный циклон 7 для очистки от пыли. Пыль из батарейного циклона 7 и поступает на грануляцию и добавляется к основному продукту. Отходящие из батарейного циклона газы отсасываются дымососом 8 и промываются от остаточной пыли циркулирующей водой в пенном аппарате 9. На рис. 22 представлено устройство аппарата для сушки хлорида калия в кипящем слое. Рис. 22. Сушилка кипящего слоя для сушки хлорида калия 1- форсунка, 2- топка, 3-

сыватель, 5- смотровое стекло, 6- осветительный фонарь, 7- камера сушилки, 8- газораспределительная решетка, 9- разгрузочное устройство, 10- жаропрочный стакан На ДЗКУ используется барабанная сушилка прямоточного типа. Сушка влажного хлорида кадия осуществляется в ней с помощью дымовых газов, полученных при сжигании природного газа в калорифере. Поступающий на сушку хлорид калия и топочные газы движутся в одном направлении (прямоток) в сторону выгрузки готового продукта. Барабанная сушилка выбрана из следующих соображений: она стабильна в работе, имеет большую производительность, удобна в эксплуатации, не обладает строгими требованиями к исходной влажности хлорида калия. В ней достигается достаточная степень сушки материала и в этой сушилке относительно низкие удельные расходы природного г

На ДЗКУ используется охладитель барабанного типа. Выбор барабанного охладителя обусловлен с учетом крупнозернистости хлорида калия и некоторой абразивностью и коррозионной агрессивностью хлорида калия. Охладитель имеет диаметр 2.0 м и длину 18 м. Производительность охладителя такая же, как и барабанной сушилки, и составляет 607 т продукта в сутки. Подача продукта на охлаждение аналогична подаче питания в сушильный барабан: загрузочный карман и спускная труба. Выгрузка охлажденного продукта также с помощью звездообразного выгружателя. Температура хлорида калия на входе в охладитель до 90 о С, на выходе после охлаждения 60 -70 о С. Размер частиц поступающего на охлаждение хлорида калия составляет 1 мм. Хвостовые газы из охладителя подвергаются сухой двухступенчатой очистке от пыли. Упаковочн

продукции. Штабелеукладчик намного снижает трудоемкость складских работ. Предусмотрено 2 автоматических штабелеукладчика (олин рабочий и один резервный). Производительность штабелеукладчика до 1000 мешков/час. В составе штабелеукладчика имеется оборудование для выравнивания, оборудование сортировки, машина для ламинирования, подставка для подноса, подъёмник, транспортёр подносов. Модель штабелирования следующая: 5 мешков слой, в штабеле 8 слоев, то есть 40 мешков или 2 тонны /штабель. Размер поддона 1400х1200х150. Рядом со штабелеукладчиком на складе готовой продукции предусматривается место для временного хранения поддонов с целью укладки оборотных поддонов на складе. Грануляция хлорида калия В соответствии с ГОСТ 4568-95 хлористый калий, предназначенный для сельского хозяйства, может пос

Степень слеживаемости определяется также и размером кристаллов хлорида калия. Чем больше размер кристаллов, тем меньше опасность слёживаемости. Частицы размером более 0,75 мм уже практически не слеживаются. Особенно положительно влияет на этот процесс удаление мелочи, то есть обеспыливание продукта. Но самый надежный путь предотвращения слеживаемости хлорида калия – его гранулирование. Однако, для хлорида калия неприменим наиболее простой способ грануляции путем окатывания мелкокристаллического влаж-ного продукта с последующим высушиванием. При таком способе получаются непрочные гранулы. Поэтому гранулирование хлорида калия осуществляют прессованием на валковых прессах. Прессующие поверхности валков могут иметь гладкую (рис. 22), волнистую или рифленую поверхность (рис. 23), что позволяет

Рис. 22. Схема валкового пресса 1- загрузочная воронка, 2- конический загрузочный шнек, 3- валки пресса, 4-пружина, 5- спрессованная плита Рис. 23. Валковый пресс с ячеистой поверхностью 92

1- рама, 2-валок, 3- зубчатая передача, 4,8- масляный насос, 5- азотный баллон, 6- гидроцилиндр, 7- подшипник Корпусы подшипников одного валка жестко соединены с рамой, в то время как другой валок, приспособленный для поперечного движения в раме, поддерживается гидравлическими поршнями. Зазоры между обоймами подшипников регулируются при помощи прокладок. Прокладки позволяют устанавливать необходимый зазор между валками. Валки имеют частоту вращения 0,3 – 0,5 с -1 . Кристаллы соли сжимаются между двумя валками под давлением 250 – 300 МПа и превращаются в полосу (ленту). Обычно на прессование подается горячий хлорид калия из сушилки с влажностью 0,2 – 0,5%. Это обеспечивает наибольшую прочность спрессованного материала. Полоса (лента) из пресса поступает в дробилку, а затем в виброгрохоты, н

сказано выше, допустимо в соответствии с требованиями ГОСТа 4568-95 для сельхозпотребителей и позволяет съэкономить на капитальных затратах и эксплуатационных расходах. Установка подготовки воды с узлом растворения соли Установка подготовки воды Установка подготовки воды (УПВ) предназначена для обеспечения водой: - производственной перерабатывающего комплекса; - осветленной для нужд отопления и вентиляции (ОВ); - питьевого качества обслуживающего персонала завода и жи лого поселка. Технология подготовки воды предусматривает следующие стадии: - коагулирование исходной воды; - осветление исходной воды на осветлительных фильтрах; - опреснение осветленной воды на электродиализной установке; - дезодорирование питьевой воды на угольных фильтрах; - ионообменная очистка осветленной воды на Na-кати

Исходя из требований, предъявляемых к качеству обработанной воды и качества исходной воды, подготовка воды осуществляется следующим образом: 1. Получение осветленной воды. Подготовка воды предусматривает предварительную очистку исходной воды методом прямоточной коагуляции сернокислым алюминием с дозированием флокулянта – полиакриламида (ПАА) с последующим фильтрованием на осветлительных фильтрах. В качестве фильтрующего материала в осветлительных фильтрах предусмотрено использование антрацита АШ (0-6). 2. Получение производственной воды . Получение производственной воды осуществляется на Na-катиони- товых фильтрах I ступени. В качестве исходной воды используется осветленная вода. Для уменьшения количества сточных вод Na-катионирования предусматривается повторное использование отмывочных во

Взрыхляющая промывка фильтров сорбционных угольных, фильтров- десорберов проводится водой питьевого качества. Взрыхляющие воды от промывок сорбционных угольных фильтров, фильтров-десорберов направляются на обработку в механические фильтры. Узел растворения соли. Узел растворения соли предназначен для обеспечения УПВ 26% раство- ром поваренной соли. В состав объекта входят: - наружная установка, на которой расположены заглубленные ёмкости мокрого хранения соляных отходов, заглубленные емкости хранения чистого раствора поваренной соли; - помещение насосной, в котором расположены насосы, фильтры, щиты ЭО и КИП. В качестве исходного сырья используются соляные отходы калийного производства. Растворение соляных отходов осуществляется исходной водой в заглубленных емкостях гидроперемешиванием с п

Здание котельной габаритами в плане ~6х10м, пристроено к зданию АБК. Предусматривается установка двух котельных агрегатов с самостоятельным вспомогательным оборудованием. Данная котельная в составе объектов складского комплекса для хранения калийных удобрений предназначена для обеспечения административно-бытового корпуса теплофикационной водой для нужд отопления и горячей водой на сантехнические нужды. Потребность в тепле составляет: для системы отопления: Р изб. =до 0,2 МПа, Т=95 о С - ~50 000 ккал/ч (0,058 МВт) для системы горячего водоснабжения: Р изб. =до 0,2 МПа, Т=70 о С - ~90 000 ккал/ч (0,105 МВт) Исходя из потребностей тепла, предусматривается следующее оборудование: - котел отопительный (стальной, водогрейный), работающий на природ- ном газе низкого давления обеспечивающий пода

выше прилегающей части крыши здания АБК), диаметр Ду 150 (из расчета создания скорости газов в выходном сечении трубы не менее 4 м/с). Для питания котлов из сети подается вода питьевого качества согласно O`ZDST950 : 2000 «Вода питьевая». Управление технологическим процессом производства На перерабатывающем комплексе имеются следующие пункты управления технологическим процессом: - ЦПУ (центральный пункт управления), - пункт управления очисткой регенерированной воды, - пункт управления котельной. В ЦПУ главного производственного корпуса предусмотрены 3 операторских пункта, несущих ответственность за управление производством. Один пункт – инженерный, отвечающий за программное обеспечение технологического процесса, второй – для сигнализации, третий – для записей работы системы в производственн

В производстве хлористого калия из сильвинитовых руд имеются твердые, жидкие и твердые отходы. В составе отходов запыленные газы, флотационные хвосты, хозбытовые воды. В таблице 16 представлена характеристика газообразных отходов производства хлорида калия, в таблице 17 – жидких отходов, а в таблице 18 – твердых отходов. Таблица 16. Характеристика газообразных отходов Источник выброса Наименован ие отхода Состав перед обработкой , мг/м 3 Состав после обработки, мг/м 3 Объём выброса, м 3 / час Склад сырой руды Пыль руды 0,068 9000 Дробилки, грохота Пыль руды 1,250 16920 Флотационн ые машины Алифатическ ие амины 0,000167 6480 Сушилка Пыль KCl СО NO 2 0,156 1,068 0,363 11196 Фасовочные автоматы Пыль KCl 0,560 10080 Котлы СО NO 2 1.,289 0,414 1.,289 0,414 18720 Таблица 17. Характеристика сточ

мг/л обработки, мг/л м 3 /сут Хозбытовые сточные воды Взвешенные вещества БПК Азот аммонийный Азот нитратный Фосфаты 260 300 32 13,2 5 3 0,5 10 1,5 190 Таблица 18. Характеристика твердых отходов Источн ик выброса Солевой состав отходов Содержан ие, в % Объём выброса , т/год Отходы солей NaCl KCl CaSO 4 MgCl 2 Нерастворимый остаток 91 – 95 1,2 – 3,5 0,6 – 2,0 0,05 – 0,2 0,3 – 4,0 49300 Утилизация и переработка отходов производства хлорида калия При производстве хлорида калия из сильвинита в качестве отхода производства получается загрязненный примесями хлористый натрий (галитовый отвал). Гранулометрический и химический состав галитовых отвалов зависит от метода переработки и состава исходной сильвинитовой руды. В среднем отвал содержит (в пересчете на сухое вещество): 91 – 95 % NaCl ; 1.2 –

флотореагентов, в частности токсичных жирных аминов. Из галитовых отходов после флотационного обогащения возможно получить техническую поваренную соль. Для получения пищевой и кормовой поваренной соли галитовые отвалы флотационного обогащения сильвинитовых руд необходимо подвергнуть дополнительной очистке от примесей жирных аминов. Очистка может быть осуществлена несколькими способами: 1. противоточной промывкой обесшламленного отвала насыщенным раствором хлористого натрия в турбулентном потоке; 2. прогревом технической соли до 450 о С; 3. плавлением отвала при 900 о С с выделением средней осветленной зоны расплава, свободной от нерастворимого остатка и жирных аминов. Способы захоронения галитовых отходов 1. гидрозакладка галитовых отходов в выработанное пространство калийных шахт; 2. скла

сильвинитов в галитовых отвалах содержится 4,4 – 5,0% KCl . 4.4 – 4.8% нерастворимого остатка и ряд других солей (сульфат кальция, хлорид магния). Рациональное использование галитовых отвалов с высоким содержанием NaCl является весьма актуальной задачей. Галитовые отходы, содержащие до 90% NaCl , могут быть использованы как сырьё для содового, хлорного и некоторых других производств. Однако это целесообразно только для предприятий, расположенных вблизи от разрабатываемых калийных месторождений, так как перевозка такого дешевого сырья на дальние расстояния экономически не оправдана. Непосредственное использование этих отходов в хлорной промышленности осложнено повышенным содержанием в них сульфатов, нерастворимых веществ и хлорида калия. Кроме того, в отходах флотационной переработки сильви

температуре не ниже 500 о С. С целью снижения температуры прогрева используют добавки небольших количеств окислителей (нитрат аммония, хлорат натрия), при взаимодействии с которыми примеси аминов разлагаются. Введение двукратного избытка нитрата аммония по отношению к содержанию амина обеспечивает полное удаление амина в течение 15-ти минутного прогрева при 300 о С, а использование хлората натрия позволяет снизить уровень температурного прогрева до 150 - 200 о С. Работы, направленные на исключение хранения солевых отходов на земной поверхности сводятся к следующему: - совершенствование технологии горных работ, связанное с сокращением выемки из шахт галита и пустой породы (селективная добыча калийных руд); - разработка мероприятий по возвращению флотационных отходов в выработанные пространс

- глинисто-солевой шлам поступает в отстойник, где от него отделяется жидкая фаза – маточный раствор, который возвращается на флотационную фабрику; - сгущенная суспензия подается в реактор-растворитель, в который также одновременно подается горячий маточный щелок. Этим щелоком производят практически полное выщелачивание хлорида калия из шлама; - суспензия поступает в отстойник для отделения твердой фазы – глинистого шлама, который направляется в шламохранилище, а раствор направляется на упаривание; - в процессе упаривания из раствора выпадает хлорид натрия, который далее отделяется в отстойнике; - раствор хлорида калия направляется на кристаллизацию. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА Производство калийных удобрений не является взрыво-пожароопас- ным, а также в данном производстве отсутс

об., верхний 15% об. В больших концентрациях обладает наркотическим действием. Предельно-допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (по углероду) – 300 мг/м 3 . Хлористый калий и хлористый натрий (сырая руда содержит те же основные компоненты) вследствие хорошей растворимости, попадая на повреждённые участки кожи, ухудшают заживление ран, вызывают мацерацию окружающей кожи и подкожной клетчатки. Воздействие на работающих выражается в снижении функции вегетативной нервной системы, зрительного анализатора, мышечной работоспособности рук, в изменении функционального состояния сердечной деятельности, повышении количества калия в плазме крови. Повышенное содержание хлорида калия в воздухе рабочих помещений вызывает выраженный токсический эффект, который проявляется признаками гиперкалиемии

катару дыхательных путей и к помутнению роговицы глаз. Предельно- допустимая концентрация паров соляной кислоты в воздухе рабочей зоны 5 мг/м 3 . Соляная кислота привозится автоцистерной объемом 8м 3 , и хранится в двух стеклопластиковых емкостях объемом 10 м 3 (объем складирования - 20 т.). Из каждой емкости соляная кислота перекачивается двумя кислотостойкими насосами и транспортируется твердым пластмассовым трубопроводом. На соединениях трубопроводов, арматуры и оборудования с соляной кислотой устанавливаются защитные кожухи. На емкостях соляной кислоты устанавливаются извещатели от пролива кислоты. Баки соляной кислоты вертикальные. В верхней части бака предусматривается отверстие, позволяющее сбрасывать избыточное давление от паров соляной кислоты. Сброс паров производится через гидро

шум, отделяется от других помещений кирпичными перегородками. Для снижения уровня звукового давления в помещениях вентиляционных установок предусматривается звукопоглощающий материал из прошивных минераловатных плит. Оборудование, вызывающее вибрации, устанавливается непосредственно на грунт на отдельные фундаменты, отделенные от окружающих их конструкций зданий деформационными швами. Конструирование фундаментов выполняется в соответствии с требованиями СНиП 2.02.05-87 «Фундаменты машин с динамическими нагрузками». Оборудование, вызывающее вибрации и расположенное непосредственно на перекрытиях, рабочих площадках, устанавливается на виброоснованиях, поставляемых совместно с оборудованием. Решение по освещению рабочих мест Используется освещение естественное, через окна, а так же искусствен

Противопожарные преграды выполнены в соответствии с требованиями ШНК 2.01.02-04 Для обеспечения пожаротушения предусматриваются выходы на кровлю: в многоэтажных зданиях – из лестничных клеток, в одноэтажных при высоте более 10 м – по стальным пожарным лестницам. Защита элементов конструкций от разрушений при пожаре обеспечивается применением типовых сборных железобетонных и стальных конструкций с требуемым пределом огнестойкости. Дымоудаление в случае пожара осуществляется через открывающиеся створки окон, а в случаях отсутствия оконных проемов, через специально предусмотренные шахты дымоудаления. Проезд пожарных машин к зданиям и сооружениям предусмотрен решениями генерального плана. Получение бесхлорных калийных удобрений из хлорида калия 1. Получение сульфата калия Сульфат калия являет

некоторых сульфатных солей, например, эпсомита ( MgSO 4 ), мирабилита ( Na 2 - SO 4 . 10 H 2 O ) и др. 1.1. Получение сульфата калия из эпсомита MgSO 4 2 KCl + MgSO 4 = MgCl 2 + K 2 SO 4 Процесс протекает в две стадии. На первой стадии происходит образование шенита: 2 KCl + 2 MgSO 4 + 6Н 2 О = MgCl 2 + K 2 SO 4 . Mg SO 4 . 6Н 2 О Далее на второй стадии шенит взаимодействует с хлоридом калия: K 2 SO 4 . Mg SO 4 . 6Н 2 О + 2КС l = MgCl 2 + 2 K 2 SO 4 + 6 Н 2 О Полученный раствор подвергают выпарке с осаждением сульфата калия и возвратом щелоков, содержащих хлорид магния на первую стадию процесса. 1.2. Получение сульфата калия из мирабилита Na 2 SO 4 . 10 Н 2 О 2 KCl + Na 2 SO 4 . 10 Н 2 О = 2 NaCl + K 2 SO 4 + 10 Н 2 О Процесс целесообразно проводить в две стадии, что позволяет получать суль

На второй стадии глазерит разлагается с получением сульфата калия: Na 2 SO 4 3 K 2 SO 4 + 2 KCl = 4 K 2 SO 4 + 2 NaCl Время, необходимое для завершения первой стадии процесса составляет 1 час, а второй стадии – 30 мин. Наибольший выход сульфата калия достигается при температуре обеих стадий 25 о С. 1.3. Получение сульфата калия конверсией хлорида калия серной кислотой: 2 KCl + Н 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2 Н Cl Оптимальная температура сернокислотной конверсии хлорида калия в муфельных печах составляет 600 о С. Однако муфельные печи имеют малую производительность. Разработана схема с использованием высокопроизводительных вращающихся печей, в которых можно получать 40-45 т/час сульфата калия. 2. Получение нитрата калия из хлорида калия Нитрат калия (азотнокислый калий, калийная селитра) является

2. Фильтрация полученного раствора для отделения нерастворимых примесей; 3. Обменное разложение между нитратом натрия и хлоридом калия с получением раствора нитрата калия и осадка поваренной соли; 4. Выделение из горячего раствора кристаллов поваренной соли; 5. Кристаллизация нитрата калия путем охлаждения раствора (первая кристаллизация); 6. Отделение выпавших кристаллов нитрата калия от маточного раствора и их вторичная перекристаллизация для получения более чистого продукта; 7. Сушка кристаллов нитрата калия; 8. Упаковка готового нитрата калия. Вместо натриевой селитры можно использовать и аммиачную селитру: NH 4 NO 3 + KCl = KNO 3 + NH 4 Cl ПРИЛОЖЕНИЕ 111

Рис. 1. Диаграмма системы KCl – NaCl – H 2 O На рисунке 1 представлена диаграмма системы KCl – NaCl – H 2 O [ 5 , стр. 365, рис Х-1. или 9 , стр. 147, рис. 40], на которой изображены две изотермы этой системы: при 25 о С и при 100 о С. Точка S показывает состав сильвинита, взятый в книге для примера (25% KCl и 75% NaCl ). Из точки С проведем луч через двойную эвтоническую точку Е 100 , отвечающую составу раствора насыщенному двумя этими солями при 100 о С. Этот луч пересечет изотерму состава раствора при 25 о С в точке М. Эта точка отвечает составу маточного раствора после кристаллизации хлорида калия. Хлорид натрия не будет переходить в раствор из сильвинита при условии, что точка, отвечающая составу смеси маточного раствора и сильвинита, останется в пределах поля кристаллизации хлорида

количества маточного раствора и сильвинита должны быть такими, чтобы состав их смеси соответствовал точке К. По правилу рычага относительное количество маточного раствора должно быть пропорционально длине отрезка К S , а количество сильвинита – длине отрезка КМ. После отделения галита насыщенный раствор охлаждают до 25 о С и при этом идет кристаллизация хлорида калия, так как точка Е 100 при 25 о С лежит в поле кристаллизации хлорида калия (заштрихованная площадь в левой части диаграммы). Процесс кристаллизации выражается линией СЕ 100 М. Относительное количество выпавших кристаллов хлорида калия будет пропорционально длине отрезка МЕ 100 , а количество оставшегося маточного раствора – длине отрезка СЕ 100 . При отсутствии производственных потерь цикл замыкается, то есть коли- чество образ

200 44,9 250 49,5 300 54,0 Таблица 2. Зависимость давления паров воды над насыщен- ными растворами КС l от температуры: Температ у- ра, о С 24,5 32,3 41,8 55,4 95,5 100 Давление , кПа 2,67 4,0 6,67 26,66 66,65 75,7 Таблица 3. Зависимость температуры кипения водных растворов КС l от концентрации: Концентрация раствора, % масс. 9,1 20,0 33,3 Температура кипения раствора, о С 101,1 103,3 107,7 Таблица 4. Зависимость удельной теплоемкости водных растворов КС l от концентрации: Концентрация, моль воды/моль КС l 25 30 100 200 Удельная теплоемкость, С р , 3,46 3,78 3,97 4,06 114

кДж/кг . К Таблица 5. Растворимость в системе NaCl – KCl – H 2 O Темпера - тура, о С Концентрация , % Твердая фазаNaCl К Cl 10 26,3 0 NaCl 23,6 5 NaCl 21,5 8,9 NaCl + KCl 15 12,5 KCl 5 19,5 KCl 0 23,75 KCl 20 26,4 0 NaCl 23,7 5 NaCl 20,7 10,4 NaCl + KCl 15 13,85 KCl 5 21,3 KCl 0 25,55 KCl 25 26,45 0 NaCl 23,75 5 NaCl 21,0 10 NaCl 20,4 11,15 NaCl + KCl 20 11,3 KCl 15 14,5 KCl 10 18,2 KCl 5 22,1 KCl 0 26,4 KCl 30 NaCl NaCl NaCl + KCl KCl KCl KCl 40 NaCl NaCl NaCl + KCl KCl KCl KCl 50 NaCl 115

NaCl NaCl NaCl + KCl KCl KCl KCl KCl 60 NaCl NaCl NaCl NaCl + KCl KCl KCl KCl Таблица 6. Зависимость влагоемкости хлорида калия от температуры Температура, о С 10 20 25 60 Предельная влагоемкость, W 11,3 12,0 25,0 0,0 Время установления сорбционного равновесия, τ сут. 22 17 15 5 Слеживаемость чистой соли при W =1% σ = 170 кПа Угол естественного откоса хлорида калия порошка с насыпной плотностью 0,72- 0,98 составляет θ = 35 градусов Таблица 7. Модифицирование хлорида калия поверхностно-активными веществами Образец Гигроскопич- ность Относительное сниже- ние гигроскопичности, % KCl , химически чистый 7,0 - 116

KCl + цетилтриметил- аммонийбромид 3,3 53 KCl + олеат натрия 4,7 33 KCl + кубовые остатки жирных кислот 4,7 33 ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Л., Химия, 1989г. 2. Кашкаров О.Д., Соколов И.Д. Технология калийных удобрений. Л., Химия, 1978 г. 3. Мельников Е.Я., Салтанова В.П., Наумова А.М., Блинова Ж.С. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. М., Химия, 1983 г. 4. Под редакцией И.Д.Соколова. Переработка природных солей и рассолов. Справочник. Л., Химия, 1985 г. 5. Соколовский А.А., Яшке Е.В. Технология минеральных удобрений и кислот. М., Химия, 1971 г. 117

6. Печковский В.В., Александрович Х.М., Пинаев Г.Ф. Технология калийных удобрений. Минск, Вышэйшая школа, 1968 г. 7. Соколовский А.А., Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. М., Химия, 1977 г. 8. Желнин А.А. Теоретические основы и практика флотации калийных солей.Л., Химия, 1973 г. 9. Позин М.Е. Технология минеральных солей, том 1, Л., Химия, 1970 г. 10. А.И.Родионов, В.Н.Клушин, Н.С.Торочешников Техника защиты ок- ружающей среды, М., Химия, 1989 г. 11. Мельник Б.Д., Мельников Е.Б. Краткий инженерный справочник по технологии неорганических веществ. М., Химия, 1968 г. 12 .Перельман В.И. Краткий справочник химика. М., ГХИ. 1956 г. 13. Заключение института «УЗНИИХИМПРОЕКТ» к материалам фирмы «Софремин» (Франция) и Консорциума «Тиссен» (Германия) разработки Тюбегатанского м

ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предисловие 3 Введение 4 Сырье для производства калийных удобрений 7 Данные по Тюбегатанскому месторождению сильвинитов 9 Добыча калийных руд 10 Методы переработки сильвинитовых руд 11 Выбор метода добычи сильвинита для ДЗКУ 14 Производство хлорида калия из сильвинита методом флотации 15 Принципиальная схема получения хлорида калия раздельной флотацией мелко- и крупнозернистой фракций 22 Процесс флотации с депрессией глинистого шлама 25 Флотация калийных руд с механическим обесшламливанием 27 Галургическая переработка сильвинитовых руд 29 Технологическая схема получения хлорида калия из сильвинита галургическим методом 30 Описание технологии переработки сильвинита на ДЗКУ 35 Основные показатели флотационной переработки сильвинитов 45 Основное технологическое оборудование 4

Рений 67 Техника безопасности и охрана труда 70 Получение бесхлорных калийных удобрений из хлорида калия 72 Приложение 75 Использованная литература 79 Оглавление 80 120

Купить