Введение к работе
Актуальность темы. Калий - один из важнейших элементов в рационе сельскохозяйственных культур, недостаток его в почве приводит к существенному понижению плодородия почв. Агрохимическим обследованием орошаемых земель Ізбекистана установлено, что на 75% площадей хлопкосеющих районов в результате применения недостаточ~ ных доз калийных удобрений, выноса его большими урожаями и ежегодными промывками засоленных земель происходит истощение почв обменным калием. Недостаток подвижных форм калия в почве не только снижает урожай хлопка, но и ухудшает качество волокна, снижает эффективность фосфорных и азотных удобрений. На проходившем в Праге 12-16 октября 1992 г. 23м коллоквиуме "Калий в экосистемах" Международного калийного института немецкий ученый Г.Берингер, анализируя доклады участников, отметил, что сокращение применения калийных удобрений чревато непредсказуемыми последствиями не только хозяйственного, но и экологического характера, істановлено, что достаточный уровень калия в почве - одна из гарантий не только высокого, но и устойчивого урожая, в меньшей степени подверженного экстремальным воздействиям.
По денным ЦИНАО, в последние годы потребность ізбекистана в калийных удобрениях достигала 722 тыс.т, с учитом лишь запросов хлопководства. Многолетними исследованиями доказана необходимость увеличения норм внесения калийных удобрений не только под хлопчатник, но и другие культуры (кукурузу, бахчевые, кормоеыэ), что еще бол:е повысит спрос сельского хозяйства на калийные удобрения.
Поставка калийных удобрений в Узбекистан в настоящее время производится с Ірала, что приводит к большим непроизводительным расходам на их транспортировку и далеко неполному удовлетворению спроса.
Между тем, в Республике выявлены промышленные запасы калийных солей (месторождения Тюбегатан, Лялимкан, Акбаш, Ходжа-Икан и др.), которые являются надежной сырьевой базой для развития калийной и галургической промышленности.
В качестве сырья для получения калийных удобрений в настоящее время используются сильвинитовые руды (КСІ + NaCI); переработка магш ^содержащих сильвинитов (более 1%'ЩС1.-,), сильвинит-карнал-литошх и карналлиговых (KCI-HqCIo-CHoO) пород но производится, т.к. при этом продукт (KCI) содержит до 15 и выше хлорида натрия, а выход его составляет 80-05%.
Породы вышеперечисленных месторождений представлены не только кондиционным сильвинитом, но и содержащими повышенные количеств ва MgCIp. а также смешанными сильвинит-карналлитовыми породами» вследствие чего калийная промышленность Республики (становление которой намечено на ближайшие годы) будет вынуждена обратиться к использованию руд такого состава. Однако до настоящего времени нет удовлетворительной технологии переработки этих руд.
Итак, высокие потребности сельского хозяйства Республики в калийных удобрениях,' завозимых ныне с ірала, наличие месторождений Калийных солей, имеющих в своем составе магнийссдержащйе породы, для переработки которых отсутствует технология, обусловили необходимость проведения данных исследований.
Работа выполнена в соответствии с тематическим планом Института удобрений АН Різ "Разработка теории и практики галургическо-го производства на базе месторождений Средней Азии" (№ гос. per. 01.86.0048716) и "Разработать научные основы экологически обоснованных технологий одинарных и сложных удобрений с повышенной агрохимической эффективностью на почвах с различной степенью засоления путем кислотной переработки фосфатов и природных солей" (№ гос< per. 01.91.0053755).
Цель и задачи исследования. Цель заключалась в разработке непрерывного и малоотходного процесса переработки магнийсодержа-щих калийных руд Узбекистана. Для достижения этой цели было необходимо:
провести экспериментальный поиск устранения отрицательного влияния MqCIg на процесс переработки калийных пород и выбрать наиболее эффективный;
оптимизировать вое этапы технологии переработки магнийсо-держащих калийных руд и проверить их в условиях укрупненного лабораторного опыта, максимально приближенного к производству.
Научная новизна работы. Остановлены максимально допустимые содержания MgCIp в природных калийных солях, позволяющие проводить их переработку по действующей на калийных комбинатах схеме.
Разработаны способы переработки магнийсодержащих калийных пород (ЩСІ> 1%) по "сильвинитовой" схеме в условиях непрерывного удаления Мд из оборотного щелока. Остановлено, что наиболее целесообразным способом выведения Щ из технологического цикла является его осаждение в форме труднорастворимых соединений - фторида, нафгената, гидронсида; наиболее экономичным признан последний.
Параметры этого процесса были оптимизированы с помощью методов математического планирования эксперимента; разработаны методы осветления образующихся при этом суспензий, а также способы интенсификации этого процесса с помощью высокомолекулярных поверхност-ноактивных веществ (ВМ ПАВ). Методом электрофореза изучены электрокинетические свойства суспензий; установлен механизм взаимодействия ВМ ПАВ с твердыми фазами суспензий.
Практическая ценность работы. Разработана и проверена в условиях укрупненного лабораторного опыта малоотходная технология переработки в непрерывном режиме магнийсодержащих калийных руд, ранее отсутствующая в практике калийной промышленности. Построены номограммы изолиний степени очистки оборотных щелоков от Мо + (и Са^+) в зависимости от их содержания и нормы осадителей (CaCOHJg и HagCOo), что позволяет оперативно определять оптимальные условия переработки магнийсодержащих калийных солей, содержащих различные количества главных компонентов.
Научная новизна и практическая значимость разработок подтверждена авторским свидетельством.
Разработанные рекомендации по переработке магнийсодержащих калийных руд ізбекистана будут переданы в Узбекский Государственный Концерн Химической Промышленности для использования при организации калийной промышленности в Республике.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на конференции молодых ученых и специалистов Института химии АН Різ (Ташкент, январь 1992г.); на конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию Академии Наук Р^з (Ташкент, июнь 1993 г.); на Межреспубликанской научно-технической конференции "Интенсификация процессов химической технологии. Процессы - 93" (Чимган, июнь 1993 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ и получено одно авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 136 страницах машинописного текста, включает 23 рис., 20 таблиц, состоит из введения, литературного обзора (две главы), экспериментальной части (шесть глав), выводов, списка цитируемой литературы, включающего 88 источников.
