Одержання Лангбейнітового концентрату з Галіто-лангбейнітового залишку калійних руд Прикарпаття

  

 

1. Перекупко Т. В., Кропивницька Л. М., Максимович І. Є., Блажівський К. І. Дослідження екстрагування галіту з галіто-лангбейнітового залишку калійних виробництв // Вісник НУ “ Львівська політехніка”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. 1999. – № 374 – С. 18-21.

2.. Перекупко Т. В., Кропивницька Л. М. Вплив температури та тривалості процесу на показники екстрагуванна хлориду натрію з галіто-лангбейнітового залишку калійних виробництв // Вісник. НУ “ Львівська політехніка”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. 2000 – № 395 – С. 14-17.

3. Перекупко Т. В., Кропивницька Л. М., Максимович І. Є. Створення нового технологічного процесу вилучення хлориду натрію з галіто-лангбейнітового залишку калійних виробництв // Вісник. НУ “ Львівська політехніка”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. 2001- № 427 – С. 186-189.

4. Яворський В. Т., Перекупко Т. В., Кропивницька Л. М. Нова технологія переробки галіто-лангбейнітового залишку виробництва калійних добрив // Хімічна промисловість України. 2002 – № 2 – С. 3-8.

5. Кропивницька Л. М., Перекупко Т. В., Максимович І. Є., Блажівський К. І. Вплив масового співвідношення між фазами та гідродинамічних умов на технологічні показники екстрагування хлориду натрію з галіто-лангбейнітового залишку калійних виробництв.. // Вісник НУ “ Львівська політехніка”. Хімія, технологія речовин та їх застосування. Львів, 2002. – № 447- С. 12-15.

6. Перекупко Т. В., Кропивницкая Л. М., Максимович И. Е., Блаживский К. И “ К вопросу выбора экстрагента для извлечения хлорида натрия из галито-лангбейнитового отхода калийных производств Прикарпатья” // Материали Международной научно-технической конференции “ Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической промышленности и производстве строительных материалов”. – Минск, -2000. – С. 12-14.

7. Перекупко Т. В., Кропивницька Л. М., Максимович І. Є., Блажівський К. І. Кінетика розчинення галіто-лангбейнітового залишку калійних виробництв Прикарпаття у водному розчині хлориду моноетаноламонію // Сборник научних трудов Международной научно-технической конференции. – Одесса. – 2001- Т 2. – С. 152-161.

8. Перекупко Т. В., Кропивницька Л. М. Перспективи утилізації галіто-лангбейнітового залишку калійних підприємств України // Тези доповідей 15 Української конференції з неорганічної хімії за міжнародною участю. – Київ. -2001. – С. 105.

9. Перекупко Т. В., Кропивницкая Л. М. Исследование кинетики экстракции хлорида натрия из галито-лангбейнитового остатка калийных производств Прикарпатья в водно-органическом экстрагенте // Материалы XII Российской конференции и V школы-семинара по экстракции. – Москва. – 2001. – С. 212-216.

  

 

Кропивницька Л. М. Одержання лангбейнітового концентрату з галіто-лангбейнітового залишку калійних руд Прикарпаття. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 17. 01 – Технологія неорганічних речовин – Національний університет “ Львівська політехніка”, Львів, 2002.

Захищаються результати теоретичних і експериментальних досліджень виконаних для розробки технології одержання безхлоридного лангбейнітового концентрату із галіто-лангбейнітового залишку (ГЛЗ) калійних підприємств України. На підставі експериментальних досліджень екстракційної здатності найбільш розповсюджених в калійній промисловості екстрагентів для селективного вилучення галіту з ГЛЗ зроблено вибір 32% -ого водного розчину хлориду моноетаноламонію, який забезпечує одержання безхлоридного кінцевого продукту з високим його виходом.

Вивчені кінетичні закономірності процесів екстрагування з ГЛЗ йонів калію і хлору у вибраному водно-органічному розчиннику.

На підставі дослідження стадій екстрагування, фільтрування кінцевого продукту, регенерації відпрацьованого екстрагента з одержанням супутніх товарних продуктів – технічного хлориду натрію і безхлоридного калійно-магнієвого добрива встановлений технологічний режим, який був підтверджений внаслідок випробувань на збільшеній установці.

Розроблено безвідходну циклічну технологічну схему процесу одержання лангбейнітового концентрату. Виконано техніко-економічну оцінку розробленої технології.

Матеріали дисертації викладено в 9 друкованих працях.

Ключові слова: галіто-лангбейнітовий залишок, екстракція, моноетаноламін, хлорид моноетаноламонію, хлорид натрію, безхлоридне калійне добриво, регенерація.

 

Кропивницкая Л. М. Получение лангбейнитового концентрата с галито-лангбейнитового остатка калийных руд Прикарпатья. – Рукопись.

В данной дисертационной работе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, на основании которых разработана технология получения лангбейнитового концентрата из галито-лангбейнитового остатка действующих калийных предприятий Украины.

В работе дана характеристика перспективных для разработки месторождений полиминеральных калийных руд Прикарпатья. Кратко рассмотрены существующие методы их переработки. По действующей галургической технологии переработки калийных руд около 60% руды переходит в галито-лангбейнитовый остаток (ГЛО), который в настоящее время не перерабатывается, а складируется в хвостохранилища, или им заполняют выработки калийных шахт. Этот многотоннажный отход является потенциальной опасностью изменения солевого баланса подземних вод Прикарпатья и угрозой для экологии края. Однако при условии уменьшения в ГЛО содержания хлоридов до допустимого уровня (не више 3%) его можно исспользовать как калийно-магниевое удобрение пролонгированного действия или перерабативать в более концентрированые калийные удобрения.

В работе с целью разделения такой сложной твeрдой смеси минералов, какой является ГЛО, выбран экстракционный метод.

На основании экспериментальных исследований из ряда наиболее доступных и распространeнных экстагентов для селективного извлечения галита, а именно: воды, 15% -ного водного раствора хлорида натрия, разбавленного производственного каинитового щелока, а также водноорганических растворителей на основе моноэтаноламина – сульфата и хлорида моноетаноламония, выбран последний, который обеспечивает получение целевого продукта с минимальним содержанием хлора в нeм и большим его выходом по сравнению с другими экстрагентами.

Определены оптимальные технологические параметры процесса экстрагирования, а именно: массовое соотношение между ГЛО и экстрагентом Т: Р = 1: 3, температура – 20 0 С, продолжительность процесса 7-10 мин, интенсивность перемешивания Reц = 1500.

Изучена кинетика экстрагирования ионов хлора и калия из ГЛО при разных температурах в интервале 293…333 К. Показано, что процес экстрагирования ионов хлора в отсутствие перемешивания в системе удовлетворительно описывается кинетическим уравнением первого порядка, температурный коэффициент равен 1, 07, а энергия активации – 6, 28+0, 4 кДж/моль, на основании чего сделан вивод о протекании этого процесса в диффузионной области. Извлечение ионов калия в жидкую фазу при интенсивном перемешивании фаз описывает кинетическое уравнение второго порядка, температурный коэффициент процесса равен 1, 41, а энергия активации – 33+1 кДж/моль, что свидетельствует о протекании процесса в кинетической области.

Испытания стадий экстрагирования галита из ГЛО и фильтрования полученного калийно-магниевого концентрата на укрупненной установке полностью подтвердили оптимальный режим процесса, определeнный в лабораторных условиях. Полученный в оптимальных условиях концентрат содержит около 3% Сl-, его выход по массе составляет 35-40%, по основным компонентам (К+, Mg2+, SO42-) – 55-65%.

С целью создания безотходного технологического процесса была исследована возможность использования отработанного экстрагента в цикле. Предложено осуществлять регенерацию екстрагента вакуум-испарением воды из него в две стадии.

На первой стадии в твeрдую фазу выделяется хлорид натрия, загрезнeнный примесями, после промывания которого насыщенным раствором хлорида натрия получен товарный технический хлорид натрия второго сорта.

На второй стадии в твeрдую фазу переходят калийно-магниевые соли, повторное экстрагирование Сl- из которых даeт возможность получить бесхлорное калийно-магниевое удобрение.

Вследствие реализации попутных товарных продуктов – технического хлорида натрия и бесхлорного калийно-магниевого удобрения, материальные и энергетические затрати на производство 1 тонны лангбеинитового концентрата составляют 67, 5 грн. При ориентировочной цене полученного продукта 300-500 грн. это убедительно свидетельствует об экономической эффективности и целесообразности реализации разработанной технологии.

Материалы дисертации изложены в 9 опубликованных работах.

Ключевые слова: галито-лангбейнитовый остаток, экстракция, моноетаноламин, хлорид моноэтаноламония, хлорид натрия, безхлорное калийное удобрение, регенерация.

 

Kropyvnytska L. M. The obtainin of langbeinite concentrate from halite- and langbeinite contained waste of Carpathian-region potassium ores. – Manuscript.

The Dissertation for a Candidate Degree of Engineering Sciences in specialiti 05. 17. 01-Technology of Inorganic Substances, National Universiti “Lvivska Politechnica”, Lviv, 2002.

The results of theoretical and experimental investigations for elaborating of technology of unchloride langbeinite concentrate from halite- and langbeinite contained waste of Ukrainian potassium industry are defended. The water solution contained 32% ethanolaminechloride by means of extraction ability comparison of some solvents for obtaining of chloride-poor finish product with high yield have been selected.

The kinetic dependencies of potassium and chloride ions extraction from halite- and langbeinite contained waste in the proper water-organic solvent have been investigated. The stages of extraction, filtration of finish product and regeneration of waste solvent with obtaining of attendant commodity output – sodium chloride and unchloride potassium-magnesium fertilizer were established. The founded technological regime of their stages was tested by use of increased installation. The wasteless ciclic technological scheme of langbeinite concentrate obtainin is elaborated.

Economical effectiveness of elaborated technology is presented.

This dissertation material was published in 9 scientific works.

Key words: Halite- and langbeinite contained waste, extraction, ethanolamine, ethanolamine chloride, sodium chloride, unchloride potassium-magnesium fertilizer, regeneration.