Галургический способ производства
Галургический способ (растворением и раздельной кристаллизацией) основан на свойствах системы KCl – NaCl – H2O, а именно на различной растворимости в воде хлоридов калия и натрия.
В растворах, насыщенных обеими солями, при повышении температуры от 20-25 до 90-100°С содержание хлорида калия возрастает примерно в два раза, а хлорида натрия несколько уменьшается. При охлаждении такого горячего раствора он становится пересыщенным относительно хлорида калия, который будет кристаллизоваться, а хлорид натрия останется в растворе. При последующем нагревании этого раствора он останется насыщенным относительно хлорида натрия и становится ненасыщенным относительно хлорида калия.
Процесс получения хлорида калия рассматриваемым способом включает следующие основные стадии:
1) измельчение сильвинитовой руды;
2) водное выщелачивание (растворение) хлорида калия из сильвинита горячим оборотным раствором (щелоком, маточным раствором) при температуре 90-98°С. При этом соотношение между количествами исходного сильвинита и маточного раствора поддерживают таким, чтобы растворялся лишь KCl, а NaCl оставался в осадке;
3) отделение горячего щелока от твердой фазы - шлама (хлорида натрия и пустой породы – глинистых веществ) и его осветление ( промывка шлама и глинистых веществ);
4) охлаждение раствора и кристаллизация из него хлорида калия;
5) отделение кристаллов от маточного раствора и их сушка;
|
|
|
6) нагревание маточного раствора до 99°С и возвращение его в процесс растворения исходного сырья-сильвинита.
Сильвинит растворяется при температуре 90-110°С раствором, ненасыщенным хлористым калием и почти насыщенным хлористым натрием. Такой раствор извлекает из сильвинита хлористый калий, а хлористый натрий остается в твердой фазе (в отвале). На 1 т 95% хлористого калия расходуется 5 т сильвинита с содержанием 22% КСl. Отходов образуется 2-2,5 т на 1 т хлористого калия. При накоплении хлористого магния раствор заменяют на свежий.
Эта принципиальная схема лежит в основе всех производств хлористого калия из сильвинитовых руд по методу растворения и кристаллизации. Практически получаемые составы твердых и жидких фаз после выщелачиванияи кристаллизации несколько отличаются от теоретических. Состав горячего щелока после выщелачивания сильвинита отличается от эвтонического: степень насыщения его хлористым калием в зависимости от способа выщелачивания составляет 90-96%; поэтому при охлаждении щелока вначале кристаллизуется только NаСl. После достижения температуры, соответствующей насыщению, начинает кристаллизоваться КСl, а выделившийся ранее NаСl при активном перемешивании мог бы вновь раствориться, но он обычно прикрывается кристаллами КСl и поэтому не растворяется. Это является причиной загрязнения продукта хлористым натрием.
|
|
|
Если сильвинит сильно загрязнен карналлитом, то вследствие циркуляции щелока в нем постепенно накапливается МgСl2. В этом случае щелок нужно обновлять, так как в присутствии МgСl2 растворимость КСl уменьшается. Степень насыщения щелока и количество нерастворенного хлористого калия в отвале завися от принятого режима растворения, которое осуществляют противотоком, прямотокоми по комбинированным схемам. В большинстве случаев в качестве оптимальной выбирают комбинированную схему растворения, по которой в первом по ходу рудырастворителе движение щелока и породы происходит прямотоком, а в последующих– противотоком.
Комбинированные схемы флотационного обогащения с растворением икристаллизацией успешно применяются на некоторых канадских предприятиях. Ихиспользование наиболее целесообразно для переработки руд с повышеннымсодержанием иловых примесей. При переработке по комбинированной схеме нарастворение направляют ту часть руды,в которой концентрируется наибольшееколичество илов; как правило, это наиболее мелкие классы, выделяемые на стадиимеханического обесшламливания. Применение галургического способа переработкидля этой части руды обосновано резким ухудшением структуры шламовых осадков вприсутствии флотореагентов, а также повышенной вязкостью и значительнымколичеством оборотных щелоков во флотационных способах переработки.
|
|
|
Технологическая схема галургического процесса представлена на рис. 16.
Выщелачивание хлорида калия из сильвинита производится нагретым до 105 – 1150С оборотным раствором (щелоком) в шнековом растворителе 2. Выделившийся хлорид калия кристаллизуется в вакуум-кристаллизаторе 5, в котором вакуум создается с помощью пароструйных эжекторов, отсасывающих паровоздушную смесь. На пути к центрифуге 6 к пульпе добавляются солянокислые соли аминов для уменьшения слеживаемости хлорида калия. Степень извлечения хлорида калия составляет 0,90 – 0,95 дол.ед. Галургический метод позволяет комплексно перерабатывать полиметаллические руды, извлекая из них все полезные компоненты, в том числе хлориды магния, бромиды и пищевой хлорид натрия.
В производстве хлорида калия применяют центрифуги полунепрерывного действия типа ФГ-1800или более производительные центрифуги непрерывного действия 2ФГП-2К-1200Н.
|
|
|
Для снижения слеживаемостиKCl при хранении и перевозках в суспензию перед центрифугированием добавляют кондиционирующую добавку – 1%-ный водный раствор гидрохлоридов первичных жирных аминов С16-С20 из расчета 180-200 г/т целевого продукта.
Кристаллы целевого продукта сушат в прямоточных барабанных сушилках 33 до остаточной влаги 0,5-1,0 %. Температура топочных газов на входе в сушилку – 800-900°С, а на выходе – 140-160°С. Влагосъем в таких сушилках составляет 35-45 кг/(м3·ч). Применение в производстве взамен барабанных сушилок аппаратов кипящего слоя (рис. 2.6) позволяет повысить удельный влагосъем до 160-260 кг/(м3·ч).
Согласно практических данных, в настоящее время по рассмотренному способу на получение 1 т целевого продукта – хлорида калия (95 % KCl ) – расходуют около 5 т сильвинита. Количество галитовых отходов на 1 т продукта составляет 2,5-3,5 т. Отходы содержат 91-95 % NaCl, до 0,2 % MgCl2, 1,2-3,5 % KCl, 0,6-2 % СaSO4, до 4 % нерастворимого остатка и ок. 6 % воды.
Сульфат калия
Сульфат калия K2SO4(арканит) – бесцветные кристаллы ромбической формы. Образует двойные соли, в том числе квасцы. Они встречаются в природе в месторождениях калийных солей. Сульфат калия содержится также в водах соленых озер.
Сульфат калия применяют в качестве удобрения, в процессах получения квасцов и других соединений калия. Сульфат калия является ценным бесхлорнымудобрением. Является компонентом шихты в производстве стекла.
Гидросульфат калия KНSO4 применяют в качестве компонента флюса в металлургии и сульфирующего агента в производстве красителей, в процессах получения сложных удобрений, а также в аналитической химии для перевода труднорастворимых соединений в легкорастворимые.Флю́сы (пла́вни) – в металлургии — неорганические вещества, которые добавляют к руде при выплавке металлов, чтобы снизить температуру плавления и легче отделить металл от пустой породы.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 670; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!