Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ ИЗ ПРИРОДНЫХ РАССОЛОВ
Применяемые способы извлечения калия из рассолов представляют интерес в связи с разработкой схем комплексного использования галургического сырья, особенно сгущенной морской воды, являющейся неисчерпаемым источником солей калия и других ценных элементов.
При переработке рапы оз. Сирлз78 получают: соду, сульфат натрия, хлористый калий, сульфат калия, жидкий бром, бромиды, очищенную буру, борную кислоту, пироборат натрия, карбонат и фосфат лития. Выделение солей основано на выпаривании, вакуум - кристаллизации и кристаллизации из сильно пересыщенных растворов. Выпаривание осуществляют в трехкорпусной выпарной бата - рее при принудительной циркуляции и противоточном движении раствора и греющего пара. При выпарке кристаллизуются: NaCl, Na2C03 • Н20, Na2C03 • 2Na2S04 (беркеит) и в небольших количествах Li2NaP04. При последующей вакуум-кристаллизации получают хлористый калий. Образующийся маточный раствор является пересыщенным по отношению к буре, но самопроизвольного выделения буры не происходит.
Рапа Мертвого моря в сравнении со сгущенной океанской водой других водоемов отличается высоким содержанием хлористого кальция. Солевой состав рапы (в %): СаС12—14,0, NaCl — 27,8, MgCl2 — 51,4, КС1 — 4,6 и MgBr2 —2,2; сумма солей изменяется от 23 до 33%, причем в более глубоких слоях концентрация выше, чем у поверхности. Извлечение из рапы солей осуществляют 17>18 при испарении в системе искусственных бассейнов. Для интенсификации испарения подкрашивают рапу небольшим количеством красителей, в результате чего интенсивность поглощения солнечных лучей возрастает во много раз. Применяется так называемая динамическая бассейновая система, при которой испарение происходит при медленном зигзагообразном течении потока рассола по ряду бассейнов.
В первом, по ходу рапы, бассейне происходит кристаллизация поваренной соли, во втором — кристаллизация смеси карналлита и хлористого натрия, в третьем, в самые жаркие месяцы, из маточных растворов после осадки карналлита, выделяются игольчатые кристаллы бишофита (MgCl2 • 6Н20). В маточном растворе после садки бишофита содержится значительное количество хлористого кальция. Сбор карналлита производят солесосами в период садки как только высота слоя выпавших кристаллов достигнет примерно 10 см.
Карналлит подвергается холодному разложению; образующуюся при этом смесь сильвина и галита разделяют флотационным способом. В последние годы для переработки смеси галита и сильвина используют метод растворения и кристаллизации в аппаратах с регулируемой кристаллизацией типа ДТВ 79.
В Бонневиле (США) хлористый калий получают из грунтовых рассолов, пропитывающих рыхлые илы, подстилающие солончаки района Большого Соленого озера. Для извлечения рассолов создана широкая дренажная система на площади около 243 000 га, Глубина канав достигает 4—4,5 ж. Собираемые в центральном коллекторе рассолы перекачивают в ряд испарительных бассейнов; кристаллизация смеси сильвина и галита происходит в главном испарительном бассейне.
Маточные рассолы сбрасывают при приближении состава рапы к насыщению по карналлиту. Сезон испарения продолжается около 100 дней. Солевой пласт, образовавшийся в главном испарительном бассейне, представляет собой искусственный сильвинит (30—35% КС1 и 65—67% NaCl). Соль собирают бульдозерами и грейдерами, грузят на мотовозы и направляют на перерабатывающую фабрику для получения хлористого калия методом флотации80'81.
Разработана схема получения калийных солей из рапы оз. Ин - дер. Рапу сгущают в бассейнах; вначале кристаллизуется галит, при этом состав рапы приближается к насыщению калийными солями. Сгущенный рассол перекачивают в сборные бассейны для хранения. При зимнем охлаждении сгущенного рассола кристаллизуется сильвин с примесью галита (содержит больше 85% КС1). Дополнительное извлечение калийных солей возможно при повторном летнем испарении и охлаждении зимой. Общее извлечение
KCI При этом достигает 76% от содержания его в исходной рапе. Дальнейшее испарение следует осуществлять уже в заводских услоВиях с получением при охлаждении карналлита.
Возможна комплексная переработка рассолов Кара-Богаз-Гола с получением мирабилита, эпсомита, бишофита и калийных солей. Выделение калийных солей в виде карналлита происходит при выпарке и охлаждении обессульфаченных хлормагниевых рассо-. лов после садки эпсомита. Карналлит может быть переработан на хлористый калий известными способами80'82.
Выделение калия из рассолов может быть осуществлено методом прямого осаждения дипикриламином (гексанитродифенилами - ном)83. Морскую воду обрабатывают раствором кальцийдипикрила - мина, при этом в осадок выпадает нерастворимый калийдипикрила - мин, который отделяют фильтрацией с промывкой. Из фильтрата при подкислении выделяют непрореагировавший дипикриламин. Промытый калийдипикриламин разлагают кислотой (серной, соляной, уксусной) — образуются раствор соответствующей соли калия и осадок дипикриламина, который возвращают в цикл 80.
СУЛЬФАТ КАЛИЯ
Известны следующие пути получения сульфата калия:
1) переработкой галургическими методами — растворением и кристаллизацией полиминеральных сульфатнокалийных руд Пред - Карпатья;
2) конверсионным и ионитным способами на основе взаимодействия хлористого калия и различных сульфатных солей, например, эпсомита, мирабилита, лангбейнита и др.;
3) комбинированием флотационного обогащения сульфатно - калийных руд с переработкой концентрата галургическим способом;
4) при производстве соляной кислоты из серной кислоты или сернистого газа и хлористого калия (см. гл. XI);
5) гидротермическим методом на основе взаимодействия сульфатных солей (например, гипса, сульфата натрия, эпсомита, алунитов) с хлористым калием с получением побочной соляной кислоты;
6) переработкой водонерастворимых калийных руд (полигали - тов, лейцитов, глауконитов и др.);
Сульфатнокалийные удобрения с пониженным содержанием КгО, получают при флотационном обогащении лангбейнитовых и каинито-лангбейнитовых руд.