Технология производства хлористого калия методом растворения

 

В насыщенном щелоке после растворения содержится

KCl 96,12+94,09=190,21 т/ч

NaCl (190,21·15,81)/20=150,36 т/ч

MgCl2 0,55+10,04=10,59 т/ч

CaSO4 (190,21·0,39)/20=3,71 т/ч

н.о. 0,00 т/ч

Н2О 597,73+0=597,73 т/ч

Всего: 952,6 т/ч

Из руды перейдет в раствор

KCl 99,09 ·0,97=96,12 т/ч

NaCl 150,36 – 166,89=-16,53 т/ч

MgCl2 10,59 – 10,04=0,55 т/ч

CaSO4 3,71 – 4,10=-0,39 т/ч

Всего: 79,75 т/ч

Из руды перейдет в отвал

KCl 99,09-96,12=2,97 т/ч

NaCl 252,31 - (-16,53)=268,84 т/ч

CaSO4 6,61 - (-0,39)=7,0 т/ч

Н2О 8,44 т/ч

Всего: 287,25 т/ч

По данным Технологического регламента №8 на Березниковской ХОФ вместе с горячим насыщенным щелоком из растворителя увлекается 20 %. твердой фазы. Это солевой и глинистый шламы. Количество твердой фазы: 367,00 · 0,2 = 73,4 т/ч.

В глинистом шламе содержится 70% н.о. и 20% CaSO4 от общего содержания их в руде

CaSO4 = 6,61 ∙0,2=1,32 т/ч

н.о.= 8,44 ∙0,7=5,91 т/ч

Содержание солевого шлама (NaCl) в твердой фазе глинистого шлама принимаем 15% от содержания н.о.

NaCl=5,92 ∙0,15=0,89 т/ч

Состав твердой фазы глинистого шлама

NaCl =0,89 т/ч

CaSO4 =1,32 т/ч

н.о. = 5,91 т/ч

Всего: 8,12 т/ч

В насыщенном щелоке увлекается солевого шлама

73,4 – 8,12 = 65,28 т/ч

Состав солевого шлама принимаем по практическим данным

Компонент	%	Расчет, т/ч
KCl	1,92	(65,28 ∙1,92)/100=1,25
NaCl	89,21	(65,28 ∙89,21)/100=58,24
MgCl2	0,09	(65,28 ∙0,09)/100=0,06
CaSO4	1,87	(65,28 ∙1,87)/100=1,22
Н2О	0,91	(65,28 ∙0,91)/100=0,59
н.о.	6,00	(65,28 ∙6)/100=3,92
Всего:	100,00	65,28

Состав твердой фазы насыщенного щелока выходящего из растворителя

KCl 1,25 т/ч

NaCl 58,24+0,89= 59,13 т/ч

CaSO4 1,32+0,06=1,38 т/ч

MgCl2 0,06 т/ч

н.о. 5,91+0,59=6,5 т/ч

Всего: 68,32 т/ч

На вакуум-фильтр поступает твердой фазы

KCl 2,97 т/ч

NaCl 268,84-0,89=267,95т/ч

CaSO4 7,0-1,32=5,68т/ч

н.о. 8,44-5,91=2,52 т/ч

Всего: 279,14 т/ч

Отвал на вакуум-фильтр поступает с влажностью 10%. Жидкая фаза отвала представляет растворяющий щелок:

1.Содержание раствора во влажном  отвале

2.Поступило на вакуум-фильтр  отходов

 т/ч

В том числе раствора

Компонент	%	Расчет, т/ч
KCl	10,78	(10,78/100) ∙47,74=5,15
NaCl	19,12	(19,12 /100) ∙47,74=9,13
CaSO4	0,47	(0,47/100) ∙47,74=0,55
MgCl2	1,15	(1,15 /100) ∙47,74=32,49
Н2О	68,48	47,74
Всего:	100,00	95,25

Всего на растворение необходимо подать растворяющего щелока

873,85+95,25=968,1 т/ч

Состав растворяющего щелока

КС1 = 94,19+5,15=99,24 т/ч

NaCl = 166,89+9,13=176,02 т/ч

MgCl2 =10,04+32,49=42,73 т/ч

CaSO4 = 4,10+0,55=4,65 т/ч

H2O = 597,73+47,74=645,46 т/ч

Всего: 968,10 т/ч

Сводная таблица материального баланса отделения растворения

Таблица 0.5

	KCl	NaCl	MgCl2	CaSO4	Н2О	н.о.	Всего
Приход
1. Руда	99,09	252,31	0,55	6,61	0,00	8,44	367,00
2. Растворяющий щелок	99,24	176,02	42,73	4,65	645,46	-	968,10
Итого	198,33	428,33	43,28	11,26	645,46	8,44	1 335,10
Расход
1. Насыщенный щелок
жидкая фаза	190,21	150,36	10,59	3,71	597,73	-	952,60
твердая фаза	-	0,89	-	1,32	-	5,91	8,12
2. Отвал
жидкая фаза	5,15	9,13	32,69	0,55	47,74	0,00	95,25
твердая фаза	2,97	267,95	0,00	5,68	0,00	2,53	279,14
Итого	198,33	428,33	43,28	11,26	645,46	8,44	1 335,10
Дебаланс	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00

 

Материальный баланс отделения осветления

На осветление поступает горячий насыщенный щелок в количестве 960,71 т/ч, содержащий в т.ч. 8,12 т/ч твердой фазы (глинистого шлама). С осажденным глинистым шламом уходит раствор с отношением фаз Ж:Т = 3. Количество раствора  3 ∙8,12 = 24,34 т/ч. Состав жидкой фазы глинистого шлама соответствует составу насыщенного щелока :

На кристаллизацию поступает щелока 960,71– 24,34 = 928,25 т/ч.

Таблица 0.6

Осветленный щелок
Компонент	%	т/ч
KCl	20,00	185,34
NaCl	15,81	146,51
MgCl2	0,95	10,36
CaSO4	0,39	3,61
Н2О	62,85	582,43
Всего:	100,00	928,25

 

Сводная таблица материального баланса отделения осветления

Таблица 0.7

	KCl	NaCl	MgCl2	CaSO4	Н2О	н.о.	Всего
Приход
1. Насыщенный щелок
жидкая фаза	190,21	150,36	10,59	3,71	597,73	-	952,60
твердая фаза	-	0,89	-	1,32	-	5,91	8,12
Итого	190,21	151,25	10,59	5,03	597,73	5,91	960,71
Расход
1. Осветленный щелок	185,34	146,51	10,36	3,61	582,43	-	928,25
2. Глинистый шлам
жидкая фаза	-	0,89	-	1,32	-	5,91	8,12
твердая фаза	4,87	3,85	0,23	0,09	15,30	-	24,35
Итого	190,21	151,25	10,59	5,03	597,73	5,91	960,71
Дебаланс	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00

 

 

4. Тепловой баланс отделения растворения

Целью данного расчета является определение количества пара, которое необходимо подавать на дюзы, для поддержания температуры растворения в пределах 108-1100С.

Уравнение теплового баланса Qприх =  Qрасх

Приход тепла Qприх =  Q1 + Q2 + Q3

Состав руды, поступающей на переработку

Таблица 0.8

Компонент	%	т/т Н2О	т/ч
KCl	27,00	0,3830	99,09
NaCl	68,75	0,0355	252,31
MgCl2	0,15	-	0,55
CaSO4	1,80	-	6,61
н.о.	2,30	-	8,44
Н2О	0,00	1,0000	0,00
Всего:	100,00	1,4185	367,00

1) Q1 - тепло, поступающее с сильвинитом

Q1 = q1 ∙ c1 ∙ t1, где

q1 - количество сильвинита, т/ч

t1 - температура сильвинита, 0С (110С )

c1 - удельная теплоемкость сильвинита, кДж/(т∙0С)

х1-х6- содержание соответствующих компонентов в руде, %

Таблица 0.9

Уд. теплоемкость простых веществ
Компонент	С, кДж/(т*С)	С, кДж/(т*С)
KCl	0,6908	690,8
NaCl	0,8531	853,1
MgCl2	0,7516	751,6
CaSO4	0,736	736,0
н.о.	0,837	837,0
Н2О	4,1900	4190,0
Всего:	8,0585	8058,5

 

Тепло, поступающее с сильвинитом
Q1, кДж/ч	С1, кДж/(т*С)	t1, oC
3178802,029	787,416901	11

2) Q2 - тепло, поступающее с растворяющим щелоком

Q2 = q2 ∙ c2 ∙ t2, где

q2 - количество маточного щелока, т

t2 - температура щелока, 0С (1100С по практическим данным)

c2 - удельная теплоемкость щелока, кДж/(т∙0С)

Таблица 0.10

Состав растворяющего щелока
Компонент	%	т/ч
KCl	10,78	94,09
NaCl	19,12	166,89
MgCl2	1,15	10,04
CaSO4	0,47	4,10
Н2О	68,48	597,73
Всего:	100,00	872,85

 

Тепло, поступающее с растворяющим щелоком
Q2, кДж/ч	С2, кДж/(т*С)	t2, oC
299 465 107,75	3118,99556	110

 

3) Q3 - тепло, поступающее с паром на дюзы и с конденсатом на элеваторы, кДж

С помощью функции программы MExcel "Поиск решения" находим количество пара, которое необходимо подавать на дюзы, для поддержания заданной температуры растворения.

Таблица 0.11

Целевая ячейка (Значение)
Ячейка	Имя	Исходное значение	Результат
$l$27	Qприх кДж/ч	0,00	341 546 976,21
Изменяемые ячейки
Ячейка	Имя	Исходное значение	Результат
$l$26	Q3 кДж/ч	0,00	38 903 066,43