Анализ использования сырья и материалов

Важным достоинством галургического метода производства KCl является возможность полного использования всех полезных компонентов руды. В сильвинитах, помимо хлоридов калия и натрия, содержатся хлориды магния, кальция и соединения брома. Для нормальной работы обогатительной фабрики необходимо выводить из цикла хлориды магния и кальция, если их суммарное содержание в руде превышает 0, 2%. В то же время хлорид магния может быть использован в производстве стройматериалов или переработан на гидроокись магния. Сильвиниты содержат до 0, 03% брома. В связи с высокой стоимостью и дефицитностью брома рационально его извлечение из циркулирующего щелока.

Основным отходом производства KCl является хлористый натрий (в виде галитового отвала). Установлено, что при некотором видоизменении и дополнении классической схемы галургического производства KCl можно получать техническую, или пищевую поваренную соль.

Предлагаемая технологическая схема состоит из четырех связанных друг с другом циклов:

- получение галургического хлористого калия;

- получение поваренной соли на первой стадии выпарки;

- выпарка второй ступени с получением искусственного сильвинита и раствора, содержащего 26% MgCl₂;

- получение брома путем вытеснения его хлором и отгонки водяным паром.

Принципиальная схема переработки сильвинитов отражена на рисунке 5.7

Рисунок 5.7 - Принципиальная схема комплексной переработки сильвинитов

Основная технологическая схема галургического производства KCl остается при этом без существенных изменений она дополняется аппаратурой для упарки маточного щелока для получения поваренной соли и концентрированного раствора MgCl₂, а также установкой для отгонки брома.

В целях уменьшения потерь KCl с глинистым шламом весь конденсат, образующийся в поверхностных конденсаторах с первых ступеней вакуум-кристаллизационной установки, используют для промывки галитового отвала и глинистого шлама. В свою очередь растворы после промывки шлама подают в вакуум-кристаллизационную установку для предотвращения кристаллизации NaCl.

Часть маточного раствора после выделения кристаллов KCl направляют на двухступенчатую выпарку. На первой стадии раствор упаривают при давлении 125 кПа и температуре 110-115°С, соковый пар используют для подогрева растворяющего щелока до 95°C и для упарки на второй стадии, которую проводят при давлении 45-1, 33 кПа (вакуум 420-730 мм рт. ст.) и температуре 90-40°С. При этом для устранения инкрустации гипса рекомендуют вводить в упариваемый раствор 5-10 г. полиакриламида на 1000 кг щелока, что устраняет необходимость очистки щелока от кальция и магния. При первой выпарке испаряется до 50% воды и часть NaCl (до 50%) выпадает в осадок. Суспензию кристаллов NaCl сгущают в отстойнике и выделяют в центрифуге. Для получения пищевой соли «Экстра» необходима промывка кристаллов в репульпаторе и двукратная промывка на центрифугах. Промывные воды возвращают на первую выпарку.

Упаренный раствор после первой выпарки направляют на вторую стадию упарки под вакуумом. После испарения 55-60% воды из раствора выпадает искусственный сильвинит. Для увеличения степени извлечения KCl суспензию охлаждают в поверхностном кристаллизаторе до 35°С. Кристаллизат, содержащий 60% KCl и 40% NaCl, возвращают на стадию растворения. Маточный раствор, содержащий 26% MgCl₂, 3%, KCl 2% NaCl и 69% Н₂O, выводят из цикла на использование.

После первой упарки часть раствора, содержащего 0, 25% брома, обрабатывают хлором для вытеснения брома, отгоняют бром паром, а раствор после нейтрализации возвращают в цикл. Расход пара составит около 50 т на 1т брома.

Выпарка части щелоков позволяет подать большее количество воды на промывку отвала и глинистого шлама, в результате извлечение KCl, по расчетам В.В. Вязового, возрастет до 95%. На фабрике мощностью 2, 4 млн. т 96% KCl в год повысив извлечение KCl дополнительно можно получить 326 тыс. т KCl в год, 295 тыс. т пищевой соли «Экстра», и 696 тыс. т щелоков, содержащих 26% MgCl₂ (при содержании в руде 2% MgCl₂). Основное достоинство упарки - возможность переработки сильвинитов с повышенным содержанием нерастворимого остатка и MgCl₂. Недостатком упарочной схемы является большой расход тепла. Так, при производстве 1000 кг NaCl нужно выпарить 3830 кг воды, а для получения 1000 кг хлормагниевого щелока - около 1100 кг воды. Однако повышенный расход тепла компенсируется выпуском дополнительной продукции.

При производстве галургическим методом хлористого калия расходные коэффициенты на 1 т кристаллического KCl по сырью, энергии и материалам следующие: сильвинит (22% KCl) - 4834 кг; полиакриламид - 0, 012 кг; амины - 0, 0184 кг; кислота соляная - 0, 0072 кг; сода кальцинированная - 0, 181 кг; мазут - 7 кг; электроэнергия - 21, 08 кВт · ч; пар - 0, 38 Мкал; вода - 8, 62 м³.

Общие потери KCl составляют 14, 1% от количества его в руде. Распределение потерь хлористого калия следующие (%): с галитовым отвалом - 5, 00; с глинистым шламом - 3, 00; с конденсатом - 0, 60; с дымовыми газами - 0, 04; механические потери - 5, 46.

Больше всего KCl теряется при транспортировке, погрузке и затаривании. Очевидно, эти потери можно существенно уменьшить, при соблюдении всех привил и усовершенствовании некоторых процессов.