Производство калийных удобрений

   Галургический способ выделения хлорида калия из сильвинита или метод избирательного растворения и раздельной кристаллизации основан на различии температурных коэффициентов растворимости хлоридов калия и натрия при их совместном присутствии, то есть в системе «КС1 - NaCl –Н₂О». В растворах, насыщенных обеими солями, при повышении температуры от 20 – 25⁰С до 90 – 100⁰С 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.

   Поэтому при обработке подобным раствором нового количества сильвинита из него будет извлекаться только хлорид калия, переходя в раствор, а хлорид натрия растворяться не будет. Это свойство системы «КС1 - NaCl - Н₂О » и используется в галургическом методе извлечения хлорида калия из сильвинитовых руд для организации циклического процесса. Процесс галургического извлечения хлорида калия из сильвинита включает

шесть основных стадий:

 

1 . Измельчение сильвинитовой руды.

2. Выщелачивание   хлорида   калия   из   сильвинита   горячим   оборотным

раствором (щелоком).

3. Отделение горячего щелока от твердой фазы (хлорида натрия и пустой

породы) и его осветление.

4. Охлаждение раствора и кристаллизация из него хлорида калия.

5. Сушка хлорида калия.

6. Нагревание    оборотного    раствора    и    возвращение    его    на    стадию

выщелачивания сильвинита.

Технологическая схема этого  процесса представлена на рис. 2.1

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.

 

 

 

Рисунок 2.1.-Технологическая схема выделения хлорида калия из сильвинита галургическим методом

1— бункер сильвинита, 2 — шнековый растворитель, 3 — план-фипьтр для отделения хлорида натрия, 4 — отстойник — сгуститель шлама, 5 — вакуум-кристаллизатор, 6 — центрифуга, 7 — барабанная сушилка, 8 - паро-нагреватель щелока

2.2Технологическое оборудование

2.2.1 Барабанная сушилка

   Сушилка барабанная предназначена для сушки сыпучих материалов топочными газами или подогретым воздухом конвективным противоточным способом. Сушилка барабанная может снабжаться автоматикой контроля и управления температурой  (регулируемая  жесткость  сушки),  автоматикой подачи и выдачи фракции. Комплектуются в зависимости от потребности заказчика      газовыми,      мазутными,      на      солярке      горелками      или электронагревателями. Автоматика    обеспечивает    управление    вращением барабанной     сушилки     (управление     производительностью),     заданные температурные режимы внутри барабана (управление подачей топлива для выдерживания температурного режима). Сушилка барабанная применяется в промышленности строительных материалов в различных технологических линиях для тепловой сушки УГЛЕЙ И УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ известняка, глины, песка, мела и др. сыпучих материалов крупностью частиц до 200 мм. Сушилка барабанная  состоит из  корпуса,  опор — упорной  и опорных, привода, бандажей, венца зубчатого. Корпус барабана представляет собой сварную конструкцию, выполненную из отдельных обечаек. Внутри корпуса для активизации передачи тепла в зависимости от модификации барабана устанавливаются   различные   типы   насадок:—   винтовая,   —  подъемо-лопастная; — цепная; — секторная. Опорой корпуса являются два стальных бандажа. Один из бандажей имеет скосы под упорные ролики, которые препятствуют     продольному     смещению     барабана. Бандажами     корпус опирается на ролики опорные и опорно-упорные. На корпусе барабана при помощи   траверс крепится венец зубчатый, посредством которого барабан приводится во вращение от привода. Привод состоит из шестерни приводной, редуктора   и   электродвигателя,   соединенных   между   собой   муфтами   и установленных на одной раме. Барабан устанавливается по отношению к горизонту под углом 1-5⁰. Наклон корпуса в сочетании с вращением вокруг оси   обеспечивает   перемещение   материала   в   направлении   разгрузочной камеры. Горячие топочные газы (до- 800⁰С) или горячий воздух поступают в корпус и соприкасаясь с материалом нагревают его, испаряя содержащуюся в нем влагу. Передача тепла происходит тремя основными способами:

— во взвешенном состоянии при падении материала с лопаток,

— от топочных газов через  наружную  поверхность лежащего  в завале 
материала, от более нагретых деталей внутреннего устройства барабана и

 

обечайки. Режимы сушки для различных материалов меняются в зависимости от влажности сырья на входе в барабан и требуемой влажности готового материала на выходе из барабана, фракционного состава материала подлежащего сушке, свойств материала. Топливо-твердое топливо-уголь, угольная пыль, газ, мазут, светлое жидкое топливо, электрическая энергия. Установка комплектуется системой очистки и удаления дымовых газов.

2.2.2 Вакуумные фильтры

   Фильтры вакуумные ленточные предназначены для разделения агрессивных и неагрессивных быстроосаждающихся суспензий с неоднородной твердой фазой. Применяться в химической (для фильтрования гаолитовых отходов флотационного калийного производства и других суспензий химического производства), угольной (фильтрование угольного концентрата), горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности.

2.2.3 Щековая дробилка

Щековая дробилка является универсальной машиной для дробления  материалов. Применяется на горных породах любых прочностей, на шлаках, некоторых металлических материалах. Применение невозможно на вязкоупругих материалах, таких как древесина, полимеры, определенные металлические  сплавы. Входная крупность достигает 1500 мм. Крупность готового продукта для небольших дробилок составляет до 10 мм. Щековые дробилки имеются во всех классах дробления: крупном, среднем и мелком. [ Принцип   работы    щековой   дробилки    основан    на   сжатии    рабочими

 

2.Л

поверхностями (щеками) материала, что приводит к возникновению  больших напряжений сжатия и сдвига, разрушающих материал. На рисунке  показан принцип   работы   щековой   дробилки.   Одна   из   щек  дробилки  делается неподвижной.    Вторая    щека    крепится    на    шатуне    обеспечивающем перемещение верхнего края щеки так, что щека совершает качающееся движение.   Вал   шатуна   приводится   во   вращение   через   клиноременную передачу от двигателя (электрический, дизельный). На этом же валу крепится второй шкив, играющий роль маховика и противовеса для основного шкива. Нижний край подвижной щеки имеет возможность регулировки положения в горизонтальном  направлении  (механический  привод  или  гидравлический привод), которое влияет на ширину минимальной щели,  определяющую максимальную крупность материала на выходе из дробилки. Щеки образуют клинообразную форму камеры дробления в которой материал под действием силы тяжести и после разрушения продвигается от верхней части, в которую загружаются крупные куски, до выходной (разгрузочной) щели. Боковые стенки в процессе дробления не участвуют. Сейчас применяют щековые дробилки  простого  и сложного  качения щеки.   В   последних дробилках достигается   более   высокая   степень   нагрузки   на   материал   (большие напряжения  сдвига).   Одно  из  относительно  недавних  новшеств — это виброщековые  дробилки,   которые должны  найти применение  на  очень прочных материалах.В силу больших нормальных и сдвиговых напряжений материал   в   щековой дробилке  разрушается   с   образованием   вытянутых кусков: пластин — содержание которых в дробленном материале может достигать большого количества (в процентном отношении по массе) от 25 до 50 %. Поэтому материал по одному из характерных направлений проходит через разгрузочную щель, а по двум другим может превышать размер щели. Поэтому, если ширина разгрузочной щели задана и равна D, то в дробленном 95 % материала будет меньше размера 1.5*D, a 100 % материала должно быть меньше 2*D. Обычная степень сокращения крупности материала в щековой дробилке соответствует 2-3 (уменьшение средней крупности в 2-3

 

2-6

раза). Реальные характеристики работы щековой дробилки и дробленного  материала зависят от свойств  исходного материала, его происхождения (геологии) и способа добычи.Наиболее надежными и дешевыми в эксплуатации оказались три разновидности щековых дробилок:щековая дробилка с простым движением щеки,щековая дробилка со сложным движением,щековая дробилка с роликом (дробилка серии «LLJEDR»). Щековые дробилки применяются на различных прочных и хрупких материалах в промышленности по переработке первичной горной породы, производстве строительного камня и щебня, в металлургии на шлаках и, конечно, в лабораторных условиях. Крупность питания может достигать 1500 мм. Длительная промышленная эксплуатация дробилок позволяет заранее говорить о крупности дробленного продукта в зависимости от выставленной ширины разгрузочной щели. Работа щековой дробилки хорошо прогнозируется. Материал в дробилку может поступать с естественной влажностью, нормальная работа происходит при влажности материала до 6-8 %. Щековые дробилки просты в обслуживании и эксплуатации. После дробления материал подлежит разделению на классифицирующем оборудовании по крупностям готовых фракций.

Широко представлены щековые  дробилки стационарного и мобильного исполнения (на гусеничном или колёсном шасси). Для щековой дробилки стационарного  исполнения требуется специальный  фундамент. Так как дробленный материал может содержать большую массу пластин и лещадных зерен (до 50 %), то для задач получения дробленного продукта с высокими требованиями к форме зерен щековые дробилки находят применение только на первой и второй стадиях дробления. Готовый продукт получается на конусных или роторных дробилках (молотковых, ударно-отражательных или центробежно-ударных дробилках).Щековые дробилки применяются на различных прочных и хрупких материалах в промышленности по переработке первичной горной породы, производстве строительного камня и щебня,  в металлургии на шлаках и,  конечно,  в

 

лабораторных условиях. Крупность питания может достигать 1500 мм. Длительная промышленная эксплуатация дробилок позволяет заранее говорить о крупности дробленного продукта в зависимости от выставленной ширины разгрузочной щели. Работа щековой дробилки хорошо прогнозируется. Материал в дробилку может поступать с естественной влажностью, нормальная работа происходит при влажности материала до 6-8 %. Щековые дробилки просты в обслуживании и эксплуатации. После дробления материал подлежит разделению на классифицирующем оборудовании по крупностям готовых фракций.Широко представлены щековые дробилки стационарного и мобильного исполнения (на гусеничном или колёсном шасси). Для щековой дробилки стационарного исполнения требуется специальный фундамент.Так как дробленный материал может содержать большую массу пластин и лещадных зерен (до 50 %), то для задач получения дробленного продукта с высокими требованиями к форме зерен щековые дробилки находят применение только на первой и второй стадиях дробления. Готовый продукт получается на конусных или роторных дробилках (молотковых, ударно-отражательных или центробежно-ударных дробилках).

2.2.4Туковая сеялка

Туковая   сеялка   —   сельскохозяйственная   машина   предназначенная   для

разбрасывания минеральных  удобрений по полям как при посеве, так и при

подкармливании растений в фазе роста.

Такие сеялки также используются и для разбрасывания извести.

Сеялки, как правило, агрегатируются с тракторами класса 1,4 тс. Также

возможно агрегатирование со сверхлегким вездеходом на шинах-оболочках.

Использование машины на шинах-оболочках  позволяет выходить в поле на

 

2-3 недели раньше начала весенних полевых работ. Рабочим органом такой сеялки является туковысеивающий аппарат. Различают аппараты тарельчатые, катушечно-штифтовые, цепные, барабанные, дисковые центробежные.Аппарат приводится в действие от опорно-приводных колёс машины либо вала отбора мощности. Наиболее распространённые тарельчатые разбрасыватели сбрасывают удобрения на поверхность почвы (у разбросных сеялок) или в тукопроводы (у агрегатов заделывающих удобрения в почву, например при высеве или при культивировании) откуда удобрения поступают в сошники ножей культиватора или подкормочные ножи.