ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оглавление Схема производства хлористого калия из сильвинита из "Технология минеральных удобрений Издание 3" В основе получения КС1 методами растворения и кристаллизации лел ат свойства системы КС1—Na l—Н2О (рис. 140). Из сопоставления изотерм 25 и 100° С (рис. 141) видно, что содержание Na l в эвтоническом растворе при понижении температуры увеличивается. Фигуративная точка системы, соответствующей составу эвтонического раствора юо при 100°, при охлаладении оказывается в поле кристаллизации КС1. Следовательно, при охлал дении раствора, насыщенного Na l и КС1, в осадок выделяется только КС1. При добавлении к насыщенному раствору КС1 твердого Na l часть КС1 вытесняется из раствора в осадок. [c.292] При охлаждении эвтонического раствора Еюо от 100 до 25° С вследствие выделения в осадок КС1 состав раствора будет меняться— его фигуративная точка переместится вдоль луча кристаллизации Сп от 100 до п. Роли писле отделения осадка КС1 раствор п снова нагреть до ЮО , то ои окал ется сильно ненасыщенным КС1 и лишь очень немного недонасыщенным Na l. [c.292] Практически получаемые составы твердых и жидких фаз после выщелачивания и кристаллизации несколько отличаются от характерных для рассмотренного выше хода процесса. Состав горячего щелока после выщелачивания сильвинита отличается от эвтонического степень насыщения его хлористым калием составляет 90—96%, в зависимости от способа выщелачивания поэтому при охлаждении щелока вначале кристаллизуется только Na l. После достижения температуры, соответствующей насыщению, начинает кристаллизоваться КС1, а выделившийся ранее Na l при активном перемешивании мог бы вновь раствориться, но он обычно прикрывается кристаллами КС1 и поэтому не растворяется. Это является причиной загрязнения продукта хлористым натрием. Так, при степени насыщения горячего щелока хлористым калием на 96% его содержание в кристаллизующейся соли составляет 99,3%, а нз щелока, насыщенного только на 90,6%, получается соль, содержащая 94,3 КС1. Это показывает, как важно достичь максимальной степени насыщения горячего щелока хлористым калием. [c.294] При вакуум-охлаждении щелока от 100 до 20° С теоретически может быть испарено 12% воды без загрязнения кристаллизующегося КС1 хлористым натрием. Практически, из-за того что выделяющийся в начале кристаллизации с испарением воды хлористый натрий прикрывается затем слоем хлористого калия и не может перейти обратно в раствор, маточный щелок остается недонасьицеиным по хлористому натрию, хотя последний и находится в твердой фазе. Для предотвращения загрязнения КС1 хлористым натрием к щелоку добавляют в начале кристаллизации (или перед ней) воду — конденсат. [c.295] Если сильвинит загрязнен карналлитом, то вследствие циркуляции щелока в нем постепенно накапливается Mg b. В этом случае щелок нужно обновлять, так как в присутствии Mg U растворимость КС1 уменьщается, а при концентрации Mg b больще 100 г на 1000 г Н2О растворимость Na l в насыщенных растворах КС1 с понижением температуры уменьщается (а не увеличивается, как в отсутствие Mg b). Это приводит к загрязнению КС1, кристаллизующегося при охлаждении горячего щелока, хлористым натрием. [c.295] Степень насыщения щелока и количество нерастворенного хлористого калия в отвале зависят от принятого режима растворения, которое осуществляют противотоком, прямотоком и по комбинированным схемам. При оценке эффективности различных режимов растворения необходимо учесть также происходящее при растворении хлористого калия в щелоке высаливание из него хлористого натрия — выделение шлама мелких кристаллов Na l. Шламообразование отрицательно сказывается на показателях процесса в целом, так как при этом возрастают нагрузка на аппаратуру для отстаивания и обработки шламов и потери калия с отвалом. [c.295] В режиме противотока средняя разность концентрации рабочего раствора н концентрации насыщения значительно выше, чем при прямотоке, — это повышает интенсивность растворения. С другой стороны, при противотоке высаливание хлористого натрия значительно увеличивается. [c.295] На большинстве современных калийных фабрик выщелачивание сильвиннтовых руд осуществляют в шнековых растворителях, представляющих собой горизонтальное корыто со шнеком-мешалкой длиной до 22—24 м, перемешивающим и транспортирующим пульпу. Расход тепла, вызванный эндотермическим эффектом растворения КС1, вводом холодного сильвинита и отдачей тепла в окружающую среду стенками аппарата, компенсируют подачей пара или перегревом под давлением растворяющего щелока. В последнем случае при вводе щелока в растворитель происходит выделение растворного пара за счет самоиспарения. Острый пар вводят через дюзы в некоторых конструкциях шнековых растворителей внутри корпуса размещены нагревательные элементы, обогреваемые глухим паром. [c.296] Значительная интенсификация растворения калийных руд ожидается при проведении процесса в условиях турбулентного потока по трубам. Этим способом осуществляют растворение отвалов галита на некоторых зарубежных калийных предприятиях. Время полного растворения галита составляет 2 мин при скорости потока в трубе 1 м1сек. [c.296] На современных калийных предприятиях кристаллизацию производят в многоступенчатых вакуум-кристаллизационных установках с рекуперацией тепла растворного пара. На некоторых старых фабриках сохранились комбинированные схемы с охлаждением в вакуум-кристаллизаторах и башнях типа градирен. Охлаждение в башнях происходит при самоиспарении распыленного раствора выделившиеся кристаллы хлористого калия и маточный щелок собирают внизу башни и направляют на отстойную станцию. [c.296] При охлаждении в башнях исключается возможность использования тепла растворного пара кроме того, получаемый этим методом продукт имеет мелкокристаллическую структуру и потому сильно слеживается. [c.296] Непрерывнодействующие многоступенчатые вакуум-кристал-лизационные установки обеспечивают возможность рекуперации 40—70% тепла, затраченного на нагревание щелоков при выщелачивании руды. Рекуперация тепла осуществляется путем нагревания маточных щелоков растворным паром в поверхностных конденсаторах или конденсаторах смешения. Скорость охлаждения и перепад температур при ступенчатой кристаллизации значительно снижаются, что способствует увеличению размера кристаллов. [c.296] При укрупнении кристаллов, наряду с улучшением товарных качеств хлористого калия, повышается производительность центрифуг и сушилок за счет снижения влажности осадка. [c.297] С увеличением числа ступеней охлаждения повышается степень использования тепла растворного пара, возрастает общая площадь зеркала испарения и уменьшается перепад температур в каждой ступени. С другой стороны, многоступенчатые вакуум-кристаллизационные установки имеют очень большие габариты, удельный расход металла значителен, велик также объем производственных помещений. Увеличение числа ступеней свыше 14—15 почти не дает дальнейшего повышения температуры нагреваемого щелока. [c.297] В вертикальных вакуум-кристаллизаторах обеспечивается малый унос брызг щелока с паро-воздушной смесью. Горизонтальные вакуум-кристаллизаторы с мешалками дают более равномерное и медленное охлаждение, что способствует укрупнению кристаллов. [c.297] Присутствие в растворе взвешенных частиц шлама повышает вероятность образования центров кристаллизации и по-это.му влечет за собой уменьшение размеров кристаллов. [c.297] При эксплуатации 14-ступенчатых вакуум-кристаллизационных установок, в которых перепад температуры в каждой ступени составляет в среднем 4—5° и скорость охлаждения 2 град мин, получаются кристаллы, средний размер которых не превьшяает 0,2 мм при значительном содержании фракции 0,15 мм (80%). Присутствие этой фракции повышает пыление продукта при складировании и внесении в почву. При увеличении числа ступеней до 24 средний размер кристаллов несколько увеличивается, однако содержание фракции 0,15 мм все-таки составляет 15—30%. [c.297] Укрупнение кристаллов достигается при введении в качестве ретурной затравки кристаллов средней фракции, отделенных от основной массы на классификаторах. Наиболее благоприятные результаты получены при введении затравки в количестве 40—70% от выкристаллизовавшегося хлористого калия с дополнительной добавкой алкиламина для подавления образования центров кристаллизации. [c.297] Схема производства хлористого калия методом растворения и кристаллизации изображена на рис. 143. [c.298] Горячий щелок, вытекающий из первого растворителя, содержит глинистый и солевой шламы. Эти примеси отделяют в шестиконусном отстойнике 22, в каждом конусе которого имеется мешалка (1 об мин), предназначенная для уплотнения шлама и облегчения его выгрузки. [c.300] Вернуться к основной статье