Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Гидротермический метод переработки калийных руд

Метод гидротермической переработки основан на реакциях: MgS04 + 2KCl(NaCl) + Н20 = MgO + KsSO^Na^OJ + 2НС1 ■CaS04 (в виде гипса) + 2KC!(NaCl) + mSi02 + Н20 = = CaO. znSi02 + K2S04(Na2S04,) + 2HC1

Исследование условий гидротермической переработки калий­Ных солей Предкарпатья показало, что при нагревании до 800° от­дельных минералов, входящих в состав породы, и их смесей, про­исходит, главным образом, дегидратация. В присутствии кисло­рода воздуха и, особенно, водяного пара, конверсия солей уско­ряется, особенно в том случае, когда нагреву подвергается смесь хлоридов и сульфатов щелочных металлов; степень конверсии при этом в 2,5—4 раза больше, чем в отсутствие водяного пара.

Это объясняется тем, что при взаимодействии с кислородом MgCl2 разлагается с выделением хлора и образованием MgO, а в - результате гидролиза водяным паром MgCl2 также превращается в MgO с выделением хлористого водорода. При нагревании каиниту или смеси хлорида калия и сульфата магния реакция идет тем ин­тенсивнее, чем больше пропускается водяного пара. В отходящем газе содержится хлористый водород, а в остатке окись магния и сульфат калия. Введение в реакционную смесь добавок—Si02 (трепела), MgO и других в количестве 20—25% облегчает про­цесс— в этих условиях реакционная масса остается рыхлой, рас­сыпчатой, что позволяет поднимать ее температуру до 800—900° без превращения в жидкий плав. Это ускоряет реакцию с газовой фазой (паром) и облегчает транспорт шихты. При 800—900° сте­пень превращения КС1 в K2SO4 достигает 90—95%. Более высокие - температуры приводят к потерям КС1 вследствие его летучести.

Реакция с гипсом протекает при более высоких температурах, причем трепел является обязательным реагентом для связывания СаО в СаО • mSi02. Летучесть хлоридов магния и натрия в при­сутствии трепела незначительна и не может неблагоприятно по­влиять на ход основной суммарной реакции 100,101.

При гидротермической переработке пород Предкарпатья про­дуктами конверсии являются: водорастворимая солевая часть, со­стоящая из сульфатов натрия и калия, и нерастворимая часть, со­стоящая из трепела, окиси магния и силиката магния. Растворимые соли выщелачивают из продуктов обжига при 100—106° в оборот­ных маточных растворах, разбавленных промывными водами. Об­разующийся горячий раствор подвергается ступенчатому охлажде­нию в вакуум-кристаллизаторе с испарением части воды; в интер­вале 100—30° кристаллизуется глазерит. При охлаждении до 20° кристаллизуется мирабилит; мирабилитовый маточный раствор возвращают на выщелачивание. Количество оборотных щелоков на 1 т K2SO4 составляет 12—14 т. В качестве готовой продукции по этому методу получают глазерит и сульфат натрия. Глазерит, содержащий 40% К20, может быть использован непосредственно как удобрение или-переработан на сульфат калия ш.

Подобным же гидротермическим способом можно получать суль­фат калия из алунита K2SO4 • A12(S04)3 ■ 4А1 (ОН)3 ш. При получе­нии окиси алюминия из алунита сульфат калия является побочным продуктом, однако количество его невелико, так как теоретическое - содержание K2S04 в алуните равно 23%, а в алунитовых породах еще меньше. Но если подвергать обработке водяным паром при 700° смесь алунита с хлористым калием, выход K2SO4 можно зна­чительно увеличить за счет реакции:

6КС1 + A12(S04)3 + ЗН20 = 3K2S04 + А12Оэ + 6НС1

Гидротермический метод получения сульфата калия может ока­заться экономичным только при условии использования на месте производства получаемой соляной кислоты; количество ее, обра­зующееся на 1 т К2О, составляет 6,8 т (в расчете на 27% НС1).