Способы получения сульфата калия



Существуют 2 группы способов получения сульфата калия:

1) основанные на переработке полиминеральных руд, содержащих сульфат калия, галургическими, флотационными или комбинированными методами;

2) основанные на конверсии хлорида калия серной кислотой и сульфатами нтрия, магния, аммония, кальция и др.

Известны и другие способы получения сульфата калия, например, в процессе комплексной переработки нефелинов и алунитов и др. сульфат калия получают также в процессе флотационного обогащения лангбейнитовых и каинито-лангейбинотовых руд.

Способ переработки полиминеральных руд

Физико-химические основы процесса

Полиминеральные каинито-лангейбинотовые руды содержат минералы каинит KCl·MgSO4·3H2Oи лангбейнит K2SO4·2MgSO4. Производство на их основе заключается в разделении компонентов растворов выщелачивания исходной руды с получением сульфата калия или калимагнезии, основной частью которой является шенит K2SO4·MgSO4·6H2O. Соотношение между выходом сульфата калия и калимагнезии зависит от химического состава исходной руды и заданного объема производства сульфата натрия и бишофита MgCl3·6H2O. Доля калимагнезии в производстве целевой продукции растет при уменьшении выхода сульфата натрия и бишофита.

В процессе переработки руды происходит конверсия лагбейнита по схеме (1):

2(K2SO4·2MgSO4) + 2KCl + 18H2O = 3(K2SO4·MgSO4·6H2O) + MgCl2

       В процессе выщелачивания каинита образуются шенит и хлорид магния по схеме (2):

2(KCl·MgSO4·3H2O) = K2SO4·MgSO4·6H2O + MgCl2

       Если в растворимой части руды кроме каинита содержится и сильвин KCl, то сульфат калия можно получить и в результате реакции (3):

KCl + KCl·MgSO4·3H2O = K2SO4 + MgCl2 + 3H2O

       Образующийся и накапливающийся в системе хлорид магния выводят из системы с маточными растворами и используют в производстве металлического магния или других продуктов.

       Калимагнезию, полученную конверсией лангбейнита, после обезвоживания и сушки выпускают в качестве удобрения, содержащего ~ 31 % К2О. Она может быть переработана в сульфат калия по схеме (4):

K2SO4·MgSO4·6H2O + 2KCl = 2K2SO4 + MgCl2 + 6H2O

Переработка лангбейнитовых руд

       Переработка каинито-лангбейнитовых руд состоит из следующих основных стадий:

1) получение основных продуктов – сульфата калия или калимагнезии;

2) флотационное разделение труднорастворимых калийных минералов и галитаNaCl;

3) регенерация калийных солей из маточных растворов;

4) получение в качестве полуфабриката искусственного карналлита и переработка его в бишофит.

Схема получения сульфата калия из лангбейнита приведена на рисунке 2.13.


Раздел 4. Производство фосфорных удобрений, фосфорной кислоты и кормовых добавок

Фосфор и его соединения

Основные модификации фосфора: белый, красный и черный.

Белый Р сильно ядовит, обладает специфическим запахом, светится в темноте. В воде практически нерастворим, растворяется в сероуглероде, в жидком аммиаке, диоксиде серы, в бензоле и др. На воздухе он легко окисляется и может самовоспламеняться; во избежание этого его хранят под водой. В присутствии незначительных количеств примесей – красного Р, соединений железа и др., – белый Р приобретает желто-бурую окраску, поэтому технический продукт называют желтым фосфором. Красный Р не ядовит, на воздухе не загорается, не растворяется в сероуглероде и других жидкостях, в которых растворяется белый Р, при нагревании возгоняется. Его пары идентичны парам белого Р. При их конденсации получается белый Р. При высоких температурах и очень высоких давлениях белый фосфор превращается в кристаллический черный Р.

При сжигании фосфора образуется пентаоксид фосфора (фосфорный ангидрид) Р2О5. В обычных условиях пентаоксид фосфора – белое кристаллическое вещество; он чрезвычайно гигроскопичен и поэтому является одним из наиболее интенсивных осушителей газов.

Низшим оксидам фосфора отвечают следующие кислоты: фосфорноватистая (фосфиновая) Н3РО2, фосфористая (фосфоновая) Н3РО3, фосфорноватая (гипофосфорная) Н4Р2О6. При гидратации пентаоксида фосфора образуются ортофосфорная кислота Н3РО4 (72,4 % Р2О5) и конденсированные фосфорные кислоты. Фосфорные кислоты, в которых содержание Р2О5 превышает значение, соответствующее 100 %-ной Н3РО4 (72,4 %), называют суперфосфорными, или фосфоолеумом.

Наибольшее значение в технике имеет ортофосфорная кислота, которую обычно называют фосфорной. Фосфорную кислоту производят в виде водных растворов различной концентрации.

Применение фосфора и фосфатов

Технический желтый Р используют преимущественно для получения фосфорного ангидрида, фосфорных кислот и других соединений фосфора. Красный Р потребляется спичечной промышленностью – он является основным компонентом смеси, наносимой на боковые поверхности спичечных коробок. Фосфорную кислоту, основное количество которой производят путем кислотной переработки природных фосфатов, расходуют на изготовление фосфорнокислых солей (или смесей солей), являющихся удобрениями – фосфатов кальция, аммония, калия, а также продуктов, потребляемых пищевой, керамической, стекольной, текстильной и другими отраслями промышленности. Фосфатные соли натрия применяют для изготовления моющих средств, для умягчения воды, для борьбы с накипеобразованием, в пищевой промышленности. Фосфаты цинка, смесь фосфатов марганца и железа используют для защиты стальных изделий от коррозии (фосфатирование).

Свыше 90 % добываемых фосфорных руд перерабатывают в минеральные удобрения. Основные однокомпонентные фосфорные удобрения – простой и двойной суперфосфаты; их главной составной частью является одноводный монокальцийфосфат. Качество суперфосфата оценивается по содержанию в нем фосфатных соединений, которые могут переходить в почвенные растворы. При добавке к суперфосфату молотого известняка, мела, доломита, или фосфоритной муки получают нейтрализованный суперфосфат. При нейтрализации свободной кислотности суперфосфата аммиаком получают негигроскопичный и содержащий помимо усвояемой Р2О5 (15 %), еще один питательный элемент – азот (1,5 –2,0 %) аммонизированный суперфосфат. Значительно более концентрированным фосфорным удобрением является двойной суперфосфат, содержащий 42–50 % Р2О5 усв и выпускаемый в РФ только в гранулированном виде.

В качестве удобрений, наряду с водорастворимыми, применяют и водонерастворимые фосфаты – фосфоритную муку (размолотые природные руды), фосфатные металлургические шлаки, плавленые магнезиальные фосфаты, термофосфаты и обесфторенные фосфаты.

В меньших масштабах, чем удобрения, выпускают кормовые фосфаты кальция – монокальций фосфат, дикальцийфосфат (преципитат), трикальцийфосфат, используемые в качестве минеральной добавки в корма сельскохозяйственных животных. Указанные продукты не должны содержать больших количеств вредных примесей – соединений фтора, мышьяка, свинца.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 88;