Одержання Лангбейнітового концентрату з Галіто-лангбейнітового залишку калійних руд Прикарпаття

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

 

Кропивницька Лілія Михайлівна

 

УДК 661. 832 (088. 8)

 

 

05. 17. 01. Технологія неорганічних речовин

 

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

 

ЛЬВІВ-2002

 

Дисертація є рукописом.

Робота виконана на кафедрі хімії і технології неорганічних речовин Національного університету “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Перекупко Тамара Вікторівна Національний університет “Львівська політехніка” Міністерства освіти і науки України, професор кафедри хімії і технології неорганічних речовин.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Крикливий Дмитро Ізотович, Вінницький державний педагогічний інститут, Міністерство освіти і науки України, завідувач кафедрою природничих наук; кандидат технічних наук, Костів Іван Юрійович, Державний науково-дослідний інститут галургії, м. Калуш, Івано-Франківської обл., заст. директора з наукової роботи.

 

 

Актуальність теми дисертації. Сучасний агротехнічний рівень сільськогосподарського виробництва передбачає одержання 50-60% приросту врожайності внаслідок внесення в грунт добрив, важливе місце серед яких належить калійним. Потреби сільського господарства України в калійних добривах досягають близько 1, 5 млн. тонн діючої речовини (K2O) в рік. Однак, починаючи з 1991 року, рівень внесення калійних добрив у грунти України різко знижується. Так, в 1991 році було внесено 1091, 3 тис. т. калійних добрив, з них левова частина (майже три чверті обсягу) належала імпортному хлориду калію, який до того ж спричиняв шкоду цілій низці хлорофобних сільськогосподарських культур. У 1995 році було внесено лише 46, 77 тис. т. калійних добрив, вироблених вітчизняною промисловістю. Така ситуація пояснюється не тільки тим, що держава не має достатніх коштів на закупівлю калійних добрив, а, переважно, недосконалістю діючої галургійної технології переробки полімінеральних калійних руд, за якою близько 60% початкової сировини переходить у так званий галіто-лангбейнітовий залишок (ГЛЗ).

Зараз цей відхід не переробляється, а скидається у хвостосховища або використовується для закладання вироблених просторів калійних копалень. Хвостосховища займають все нові площі родючих сільсьгосподарських земель і вимагають відчутних капітальних вкладень на їх експлуатацію. Похований відхід загрожує сольовому балансу підземних вод Прикарпаття. Але за умови зменшення в ГЛЗ вмісту хлоридів до допустимого рівня (не вище 3% Cl-) його можна з успіхом використовувати як калійно-магнієве добриво пролонгованої дії, особливо ефективне на кислих або слабкокислих грунтах, чи переробляти в більш концентровані калійні добрива (калімагнезію і сульфат калію).

Отже, створення ефективного технологічного процесу одержання безхлоридного концентрату з галіто-лангбейнітового залишку є актуальним і своєчасним, оскільки дасть можливість усунути найбільший недолік існуючої технології переробки полімінеральних руд не лише з екологічної, а й з економічної точок зору.

Як показує накопичений досвід науково-дослідних розробок кафедри хімії і технології неорганічних речовин Національного університету “Львівська політехніка” (каф. ХТНР НУ “Львівська політехніка”), найперспективнішим методом розділення такої складної суміші компонентів ГЛЗ є екстракційний. Одержання бажаних продуктів з високим виходом і належною чистотою можуть забезпечити водно-органічні екстрагенти селективної дії: саме цей напрямок вибраний нами в цій дисертаційній роботі для реалізації зазначеної актуальної проблеми калійної промисловості.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася відповідно до напрямку Державної науково-технічної програми 04. 14. 07 “Створення технології одержання безхлоридних калійних добрив на основі високохлоридних продуктів калійних виробництв Прикарпаття” (Постанова Державного комітету України з питань науки і технологій №110 від 14. 07. 1994 року), а також щорічних планів науково-дослідних робіт кафедри ХТНР НУ “Львівська політехніка”.

Мета і завдання досліджень. Мета цієї дисертаційної роботи полягає в створенні технологічного процесу одержання безхлоридного калійного концентрату на базі галіто-лангбейнітового залишку діючих виробництв Прикарпаття із застосуванням селективного екстрагента хлориду натрію – моноетаноламіну (МЕА).

Для досягнення зазначеної мети необхідно було вирішити такі завдання:

1. Вибрати найефективніший екстрагент для вилучення галіту з ГЛЗ.

2. Вивчити фізико-хімічні закономірності та визначити оптимальні технологічні параметри процесу екстрагування галіту з ГЛЗ.

3. Дослідити регенерацію відпрацьованого органічного екстрагента з метою повернення його в процес.

4. Обгрунтувати основні стадії та розробити технологічну схему процесу.

5. Виконати матеріально-теплові і техніко-економічні розрахунки, зробити економічну оцінку розробленої технології.

Об'єкт дослідження: галіто-лангбейнітовий залишок комплексної переробки полімінеральних руд Прикарпаття.

Предмет дослідження: технологічний режим (концентрація екстрагента, температура, швидкість перемішування, тривалість процесу, масове співвідношення між ГЛЗ та екстрагентом) процесу з використанням розчинника селективної дії – водного розчину хлориду моноетаноламонію для одержання практично безхлоридного концентрату, який може перероблятися в більш концентровані калійні добрива або безпосередньо використовуватися як добриво пролонгованої дії.

Методи дослідження: Склад початкового ГЛЗ та одержаних рідких і твердих фаз визначали хімічними методами аналізу за відомими методиками. Для ідентифікації мінерального складу одержаного калійно-магнієвого добрива використовували рентгенофазовий метод. Теоретичні розрахунки та обробку експериментальних даних виконували за допомогою комп'ютерної техніки, що в сукупності із згаданими методами аналізу дало можливість обгрунтувати основні теоретичні положення і висновки.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в дисертаційній роботі вперше вивчено фізико-хімічні закономірності, на яких грунтується створений новий технологічний процес одержання безхлоридного калійно-магнієвого концентрату на базі відходу діючої технології переробки полімінеральних