Лекція 9 переробка відходів виробництва калійних добрив

1. Методи переробки калійної сировини

2. Відходи виробництва, їх хімічний склад

3. Шляхи утилізації галітових відходів

4. Переробка глинисто-сольових шламів

5. Комплексне використання калійної сировини

6. Використання відходів переробки калійної сировини для виробництва кальцинованої соди

1 Методи переробки калійної сировини

Більше 90% калійних солей, які видобуваються з надр і переробляються заводськими методами, використовують як мінеральні добрива. Основними калійними мінералами є сильвініт – суміш сильвіну КСl і галіту NаСl, які містять нерозчинні домішки, і карналіт – KMgCl₃•6H₂O.

Калійні руди переробляються різними методами. Основні: методи флотаційного збагачування породи та роздільної кристалізації із розчинів. Крім того, неконцентровані калійні добрива одержують механічною переробкою: дробленням, подрібненням та сортуванням деяких природних калійних солей. Технологія одержання концентрованих калійних добрив – KCl, К₂SO₄, K₂CO₃, калімагнезії К₂SO₄•MgSO₄ – досить складна та різноманітна в залежності від сировини і домішок, а також від наявності в даному регіоні інших виробництв. Калійна сировина дуже дешева і її транспортування на далекі відстані економічно недоцільне, тому для переробки калійної сировини необхідні комплекси підприємств подібних до комплексу в м.Калуші Івано-Франківської області.

2 Відходи виробництва, їх хімічний склад

При переробці та збагачуванні сировини в калійній промисловості щорічно утворюються мільйони тонн твердих галітових відходів та сотні тисяч тонн глинисто-сольових шламів. На 1т КСl, яка виробляється з сильвінітових руд, у вигляді відвалів утворюється 3-4т галітових відходів. Крім основного компоненту NaCl, який складає 90%, вони містять до 5% KCl, 5% MgCl₂, 1% CaSO₄, бром та інші нерозчинені речовини. Крім того, на 1т виробленого КСl одержують 0,6м³ глинисто-сольових шламів з вмістом твердої фази 0,32т.

Відходи зберігаються в амбарах і є дуже шкідливими для оточуючого середовища. В результаті дії атмосферних опадів на кожному гектарі солевідвалів утворюються до 4 млн.м³ на рік насичених розсолів з концентрацією 300-350 г/л.

3 Шляхи утилізації галітових відходів

У зв'язку з тим, що КСl одержують головним чином з сильвініту, в результаті чого утворюються значні маси галітових відвалів, актуальності набуває проблема переробки цих видів відходів. Загальна схема можливих шляхів утилізації відходів переробки калійної сировини наведена на рис.3.3.

Проведені дослідження і набутий досвід показують, що відходи виробництва калійних добрив ефективно використовувати:

• як сировину для одержання харчової та технічної солі;

• як сировину для одержання глинистого порошку для бурових розчинів;

• як матеріал для експлуатації шляхів;

• як матеріал для закладки вироблених шахт;

• як добрива.

Галітові відходи, які містять менше 90% NaCl, можуть бути використані також як сировина для содового та хлорного виробництва. Проте, безпосередньо використання даних відходів у хлорному виробництві ускладнюється наявністю в них сульфатів, нерозчинених солей і залишків KCl, що обумовлює незначне використання відходів у даному напрямку.

Рисунок 3.3 – Шляхи утилізації відходів переробки калійної сировини

З усіх технологій переробки галітових відходів особливе значення має технологія одержання очищеної кухонної солі. Майже 30% кухонної солі, яка використовується для технічних потреб, можна замінити технічною сіллю, одержаною з відходів калійного виробництва. Існують способи одержання кухонної солі з галітових відходів як флотаційного збагачування калійних руд, так й переробки руд методом роздільної кристалізації з розчинів.

Одержання NaCl з галітових відходів флотаційного збагачування калійних руд. Найбільшим вмістом КСl і вмістом нерозчиненого осаду в галітових відходах характеризується фракція зерен більше 0,1мм. Відділена фракція менше 0,1мм вже відповідає харчовій солі 1-го гатунку за вмістом Сa i Mg. Технологічний процес переробки галітових відходів у технічну кухонну сіль полягає в знешламленні хвостів флотації з наступним вилуговуванням KCl з них. Одержану сіль збагачують мінеральними домішками. Важливою операцією є обов’язкове виділення вологи та залишків амінів флотаційного збагачування.

Одержання NaCl з галітових відходів переробки калійних руд методом роздільної кристалізації із розчинів. Дані відходи не містять домішок флотореагентів (амінів), і тому технологія їх переробки значно простіша. Особливість цих відходів полягає в тому, що основна кількість КСl знаходиться в крупній фракції 5мм і домішки рівномірно розподілені по всіх фракціях. Технологічний процес полягає в класифікації відходів, промивці їх водою та наступній обов’язковій сушці готового продукту з подальшим його збагачуванням мікроелементами (Со, Сu, Fе, Мn, Zn, I).

Незначна маса галітових відходів використовується для потреб теплоенергетичних підприємств та управлінь експлуатації шляхів. Проводяться випробування підземного скиду розсолів для заводнення нафтових пластів, а також у відпрацьовані газоносні пласти та підсольові горизонти через існуючі свердловини.