1 Общи
1.1 Анализ на химичния и минералогичен състав на силвинитовата руда. Изисквания към суровините
Силвинитовата руда е физико-механична смес от два минерала силвин и халит, карналит, глинесто вещество, както и съединения на бром, йод, рубидий и други елементи. Поташните руди също съдържат газове H, CH, N, HS.
Доминиращият компонент на силвинитовата руда е халит (NaCl) под формата на чисто химично съединение, безцветно със стъклен блясък, естествената каменна сол може да бъде оцветена в различни цветове от сиво до черно. Халитът е лесно разтворим във вода, точка на топене 800 градуса. В състава на силвинитовата руда халитът има безцветен, бял, синкав цвят. Плътността на халита е 2,12-2,14 g/cm3, твърдостта е 2,5. Теоретичен състав: Na-39,34%; Cl-60,66%.
Sylvin KCl в чиста форма е безцветен, понякога прозрачен. В силвинитовите руди той има млечнобял и червено-кафяв цвят поради съдържанието на примеси Fe2O3. Има млечнобял силвин, съдържащ празнини с газ. Масовата част на KCl варира от 20 до 28%.
Плътността на Sylvin е 1,98-2,22 t / m3, твърдостта е 1,5-2,0. Теоретичен състав: К-52 44% Cl-47 56%.
Физични и механични свойства на силвинитовата руда:
- Съдържание на влага в рудата 0,2-1,7%
- Плътност 2,06-2,08 g / cm 3
- Насипно тегло 1,3-1,35 g / cm 3
- Ъгъл на покой 36-40 градуса
- Ъгъл на покой при движение 32-35 градуса
Съставът на силвинитовите руди включва в малки количества неразтворим във вода остатък. Съдържанието на н.о. в рудите на Старобинското находище е до 18%, около 40% н.о. представени с размер 1 мм. Рудата, постъпваща в преработвателната фабрика, трябва да съдържа не повече от 10% н.о.
Използва се калиев хлоридкато тор в селското стопанство и търговията на дребно, както и за промишлеността при производството на химически продукти и други цели: производство на заместители на кожа, хлебна и фуражна мая, лечебна и профилактична сол.
1.2 Сравнителни характеристики на методите за производство на калиев хлорид от силвинитова руда
Промишлената обработка на силвинитовата руда се извършва или чрез флотация, или чрез халургичен метод.
Основата на флотационния метод за производство на калиев хлорид е разликата във физичните и химичните свойства на минералите, съдържащи се в рудата. При обогатяване по този метод се използва различната омокряемост на повърхността на минерали от силвит и халит с наситен солен разтвор (матерен разтвор). Преди флотационното обогатяване пулпата се обработва с реагенти, в резултат на което минералът силвит придобива хидрофобно покритие, а минералът халит - хидрофилно.
За обогатяване на силвинитовата руда се използва пенна флотация. Руда с размер на частиците 1, 15-1, 25 mm след обезшламяване влиза във флотацията. В процеса на флотация хидрофобните силивитни частици се фиксират върху повърхността на въздушните мехурчета и заедно с тях се издигат на повърхността на пулпата, образувайки пенообразен продукт - силвитов концентрат. Хидрофилните халитни частици остават във флотационната камера, образувайки камерен продукт - хвост.
Процесът на преработка на силвинитова руда в SOF 2RU се състои от следните етапи: - раздробяване на руда до 10 mm с предварително пресяване; - смилане на руда до 1,15-1,25 мм с предварителна и контролна класификация; - механично и флотационно обезшламяване на силвинитова руда; - флотация на силвин, включваща основните и контролни операции на флотацията и 1-3 почиствания; - хидроуплътняване и обезводняване на флотационен хвост;
- хидрокласификация и дехидратация на концентрата; - уплътняване на утайковите отпадъци и транспортирането им до утайкохранилище;
- технологичен процес за производство на калиев хлорид малка флотация (полуфабрикат);
- технологичен процес на производство на гранулиран калиев хлорид (полуфабрикат);
- технологичен процес на производство на калиев хлорид;
- складиране и товарене на готовата продукция;
- съхраняване на производствени отпадъци.
Предимства на метода на обогатяване с флотация: - флотационният концентрат е представен от зърна до 3 mm, поради което се слепва по-малко; - процесът се извършва при нормална температура, което намалява корозията
оборудване и подобряване на условията на труд;
- невисоки разходи за топлина и пара;
- процесът може лесно да се автоматизира. Недостатъци на метода за флотационно обогатяване:
- ниско извличане на KCI от рудата, около 86% - ниско качество, в сравнение с галургичния метод, качеството на крайния продукт е 95,6%;
-използване на скъпи и нездравословни флотационни реагенти - алифатни амини;
- невъзможността за преработка на отпадъци поради наличието на амини в тях;
- висока консумация на енергия.
Галургия (в превод от гръцки - "бизнес със сол") включва изучаването на състава и свойствата на естествените солни суровини и разработването на методи за промишлено производство на минерални соли от тях.
Халургичният метод се основава на различната разтворимост на KCl и NaCl с повишаване на температурата. С повишаване на температурата разтворимостта на KCl рязко се увеличава, докато разтворимостта на NaCl леко намалява. За разтваряне се подава натрошена руда с размер на частиците 5 mm, разтварящ се разтвор на луга, наситен с всички соли, с изключение на KCI, с температура 117°С(+-2°С).При контакт на лугата с рудата KCI от рудата се разтваря интензивно.
Полученият наситен разтвор с температура 98°C се подава за пречистване от солеви и глинести утайки и след това преминава към вакуумна кристализация. Отделената солна утайка се връща за разтваряне, глинестата утайка постъпва в шламохранилището. По време на вакуумна кристализация KCI кристализира от наситен разтвор. Получената суспензия от калиев хлорид се подава към сгъстяването и центрофугирането. KCI утайката се изпраща за сушене. Халитните отпадъци, останали след разтварянето, се подават за филтриране и след това се съхраняват в солни депа. Процесът на преработка на силвинитова руда се състои от следните етапи: - раздробяване на рудата до 5 mm с предварително пресяване;
- разтваряне на KCI от силвинитова руда с разтворител луга, последвано от филтриране на отпадъци от халит; - подгряване на алкохол;
- избистряне на наситен разтвор;
- пречистване на луга от сол и глинести утайки;
-вакуум - кристализация на калиев хлорид от наситена луга; - сгъстяване и центрофугиране на суспензия от калиев хлорид; - изсушаване на KCI утайки; - KCI гранулиране;
-съхраняване на шламови отпадъци в шламохранилището и халитни отпадъци в хвостохранилище; - приготвяне на работни разтвори на реактиви. Предимства на галургичния метод:
- възможността за комплексно използване на суровини;
-използване на халитни отпадъци и глинести утайки; - по-ниска консумация на енергия в сравнение с метода на флотация.
Недостатъци на халургичния метод: -висок разход на топлина и вода; -висока корозия на оборудването; - готовият продукт е представен от частици от 0,2 до 0,6 mm; - висока температура в производствените помещения.
Също така е възможно да се преработва силвинитова руда
метод на електрическо разделяне. Този метод се основава на различната способност на материалите, които съставят рудата, да придобиват заряди с различни знаци, в резултат на което суровината се разделя на концентрат, междинен продукт и хвост.
гравитационен път. Този метод се основава на използването на гравитация, при която минералите се отделят от отпадъчната скала поради разликата в тяхната плътност и размер на частиците.
Обогатяване в тежки среди. Този метод се основава на различните плътности на компонентите, които трябва да се разделят, и тежката среда (плътността на която е по-голяма от плътността на водата). Магнетитната суспензия се използва по-често като тежка среда.