Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время на предприятиях калийной промышленности РФ ОАО «Уралкалий» и ОАО «Сильвинит» в процессе производства флотационного хлорида калия на стадии сушки и кондиционирования образуется 8-10% пылевидной фракции, что составляет порядка 350-400 тыс.т/год некондиционного хлорида калия - циклонной пыли. Циклонная пыль представляет собой тонкодисперсный порошок класса менее 100 мкм, имеет низкое содержание основного вещества (92-94%) и повышенное количество аминов (до 300 г/т). Из-за высокой пылимости при перегрузках такого некондиционного продукта происходят потери и загрязнение территорий портов пылевидным хлоридом калия и аминами. Высокая слеживаемость циклонной пыли создает осложнения при транспортировке, перегрузке и внесении хлорида калия в почву. Аналогичная проблема существует в производстве сульфата калия. Решение проблемы утилизации некондиционных пылевидных калиисодержащих продуктов является актуальной задачей для калийной промышленности РФ, как с экономической, так и с экологической точек зрения.
Целью настоящей работы являлась разработка эффективной и надежной технологии переработки пылевидных калиисодержащих продуктов в гранулированное NK-удобрение с высокими товарными качествами.
Научная новизна. Впервые получены данные по растворимости K2SO4, CaSO,», КВг, KJ и KNO3 в расплаве карбамида. Предложена гипотеза о том, что при растворении солей расплав карбамида ведет себя как полярный растворитель, вызывая сольватацию и диссоциацию растворяемых веществ. С помощью рентгеноструктурного анализа установлено, что хлорид калия и сульфат калия не образуют химических соединений с карбамидом. Показано, что величина растворимости указанных компонентов в расплаве карбамида соответствует энергии кристаллической решетки растворяемых солей и коррелируется с растворимостью этих компонентов в воде, что позволяет прогнозировать растворимость в расплаве карбамида солей с ионной связью.
Выявлены зависимости влияния состава плавов CO(NH2)2 — КО и СО(ЫНг)2 — K2SO4 на температуры кристаллизации, определяющие условия отверждения плавов и влияющие на выбор температурного режима процесса кристаллизации плавов.
позволили установить влияние твердой ф
Определены закономерности кинетики процесса разложения чистого карбамида и смеси карбамида с хлоридом калия при температурах 150С и 160С. Введение в расплав карбамида пылевидных калиисодержащих продуктов приводит к ускорению процесса разложения карбамида вследствие увеличения скорости образования зародышей новой фазы. Полученные данные
вы-на-кинетику процесса разложения
РОС.ІІАЦЇІОІІАЛЬИЛЯ I
БИБЛИОТЕКА і
С Петербург 1(—1 »
и определить пути снижения потерь азота из-за процесса термического разложения карбамида.
Показано влияние состава NK-удобрений на их гигроскопичность. Определены прочностные характеристики образцов NK-удобрений различного состава Установлено, что растворенный в карбамиде хлорид калия повышает механическую прочность гранул получаемых NK-удобрений. Определено влияние состава NK-удобрений на скорость процесса растворения гранул NK-удобрений в воде.
Практическая значимость работы. Данные проведенных теоретических и экспериментальных исследований послужили основой для разработки новой технологии переработки некондиционных пылевидных продуктов калийного производства с получением NK-удобрения на основе карбамида.
В результате изучения комплекса физико-химических характеристик NK-удобрений определены диапазоны регулирования соотношения компонентов, выбраны оптимальные, с точки зрения технологии и потребительских свойств, составы NK-удобрений.
Новизна и практическая ценность технических решений защищена двумя патентами Российской Федерации.
На основе предложенных технологических решений разработаны исходные данные для проектирования установки мощностью 8000 т/год для ОАО «Уралкалий».
На защиту выносятся следующие положения:
1. Результаты исследований растворимости КС1, K2SO4, CaSQ», КВт, KJ и
KNO3 в расплаве карбамида.
-
Зависимости влияния состава плавов CO(NH2)2 — КС1 и СО(МНг)2 -K2SO4 на температуры их кристаллизации.
-
Закономерности кинетики процесса разложения чистого карбамида и смеси карбамида с хлоридом калия при температурах 150С и 160СС.
-
Зависимость физико-химических характеристик NK-удобрений (гигроскопичности, механической прочности, скорости растворения в воде) от состава удобрений.
-
Технологические решения по разработке новой технологии переработки некондиционных калийсодержащих продуктов в комплексные NK-удобрения.
Апробация- работы. Содержание и основные результаты работы докладывались и обсуждались на международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-96» (Москва 1996г.), на всероссийской научно-практической конференции «Проблемы образования научно-технического развития и экономики уральского региона» (Березники, 1996г.), на международной научно-технической конференция. «Перспективные
химические технологии и материалы» (Пермь 1997г.), ХХГХ научно-техническая конференция ХТФ ШТУ «Химия и химическая технология» (Пермь 1998г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи, 6 тезисов, получено 2 патента на изобретения РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на ПО страницах машинописного текста, содержит 41 рисунков и 12 таблиц. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографии, содержащей 71 наименование и приложения.
