Спосіб утилізаціїї полімінеральних розсолів прикарпаття

Реферат: Винахід належить до галузі сільського господарства, а саме до способу утилізації полімінеральних розсолів Прикарпаття і одержання калійних добрив. Заявлено спосіб утилізації полімінеральних розсолів, який включає постадійне випарювання у вакуум-випарному апараті та викристалізацію солей, при цьому виділяють в межах 30-40 % хлориду натрію шляхом низькотемпературного до 90 °С випарювання через тонке і багатократне диспергування в скруберній камері з S-подібними розбризкувачами в потоці газоподібного носія з наступним охолодженням і подальшою викристалізацією хлориду натрію та декантацією маточного розчину як калій-магнієвого добрива. UA 105383 C2 (12) UA 105383 C2 UA 105383 C2 5 10 15 20 25 30 Винахід належить до сільського господарства, а саме до виробництва мінеральних добрив, зокрема калійних. Відомі способи переробки полімінеральних розсолів, що супроводжують добування та переробку каїніт-лангбейнітових руд під загальною назвою "Галургія" [1], зводяться до постадійного випарювання і викристалізації окремих солей. Використання дорогих і складних багатокорпусних вакуум-випарних апаратів з нестабільним режимом експлуатації негативно відбивається на собівартості продукції. Відомі хімічні методи висолення окремих солей із розсолів [2] вимагають значної кількості дорогих реагентів і теж зводяться до випарювання кінцевих маточних розчинів. Таким чином, відомі способи із-за високих енергетичних і капітальних затрат не можуть бути використані для вирішення екологічної проблеми, пов'язаної з накопиченням полімінеральних розсолів на рудниках Прикарпаття (Калуш, Стебник, Львівська область). З іншої сторони, унікальне родовище калій-магнієвих мінералів не доступне для розробки без вирішення проблеми розсолів. Основним недоліком розсолів для їх безпосереднього використання як добрив є підвищений вміст хлоридів, зокрема хлориду натрію, калію, магнію, та низький вміст корисних компонентів. Пропонується понизити вміст хлориду натрію найбільш доступним способом з отриманням товарного продукту виварної солі, а маточний розчин використати як рідке калій-магнієве добриво, в тому числі, в суміші з іншими простими добривами чи як зв'язуюче при їх грануляції. Спосіб полягає в тонкому і багаторазовому розбризкуванні розсолу в скруберній камері з механічними розбризкувачами при нагріванні в інтервалі температур 70-90 °C в потоці атмосферного повітря. Завдяки дотриманню вказаного температурного режиму, в межах запропонованої глибини випарювання 30-40 % об. з наступною викристалізацією хлориду натрію, досягають належної якості виварної солі при значному її виході (до 70 %). Хімічний склад маточного розчину (табл.) дозволяє його використовувати як калій-магнієве добриво. Завдяки тонкому і багаторазовому диспергуванню нагрітого розсолу в скруберній камері досягають різкого зростання порціального тиску води в каплі згідно закону Гіббса-Томсона [3], що суттєво прискорює її випарювання навіть при низьких температурах. Неглибоке (до 40 % об.) і низькотемпературне випарювання розсолу забезпечує першочергову викристалізацію хлориду натрію і відповідну його якість. Кратність розпилу, при дисперсності капель діаметром менше 1 мм, забезпечується конструкцією апарату за даної продуктивності. В наших дослідах вона складала 10-12 при габаритах робочої (циліндричної) частини камери 1,2*3,6 м та її продуктивності 10 т/год. випареного розсолу. 35 Таблиця Хімічний склад розсолу та продуктів його переробки Сl SO4 Мінералізація Густина, г/см3 І варіант 15,9 168,4 48,9 326,4 1,21 0,33 26,5 280,7 81,5 544 13,5 0,03 26,0 126,63 81,04 288,8 99,82/39,1 0,3 /0,12 0,5/ 0,2 154,07/60,40 0,46/0,20 255,25 Компоненти, г/л K Na Са Mg Вихідний розсіл Розсіл після випарювання 40 % об. t=70 °C Маточний розчин після відділення хлориду натрію Хлорид натрію сухий, од./% 25 68 0,2 41,7 113,3 41,6 0,1/0,04 1,19 ІІ варіант Розсіл після випарювання 30 % об. t=90 °C Маточний розчин після відділення хлориду натрію Хлорид натрію сухий, од./% 35,8 97,1 0,28 22,7 240,6 69,86 466,30 35,64 18,9 0 22,1 119,9 69,06 265,56 0,16/0,1 78,2/39,0 0,28/ 0,1 0,6/ 0,3 120,7/ 60,1 0,8/0,4 200,74 Наведені дані (таблиця) показують значне підвищення (40-60 %) в кінцевому розчині вмісту калію і магнію. При цьому вміст хлориду натрію знижується (на 25-30 %) до прийнятних для 1 UA 105383 C2 5 10 15 20 25 30 калійних добрив величин. Враховуючи застосування простого апаратурного оформлення процесу (скруберної камери з S-подібними розбризкувачами [3] замість багатокорпусних вакуум-випарних апаратів з їх чисельним комплектуючим обладнанням) та короткої технологічної схеми переділу, які в кінцевому рахунку визначають капітальні затрати на реалізацію технології в промислових масштабах, - економічна ефективність запропонованого способу очевидна. Важливими є значно нижчі енергетичні затрати на випаровування розсолу, зокрема теплові. Завдяки його диспергуванню в потоці повітря, досягається розвинута поверхня масообміну, що постійно оновлюється. Висока кривизна поверхні краплі при цьому (діаметр менше 1 мм) забезпечують інтенсивне випаровування, що разом визначають габарити основного апарату. Відхилення від зазначених параметрів впливає на якість продуктів, зокрема підвищується вміст домішок у виварній солі. В наведених умовах, отримувані продукти придатні для використання в сільському господарстві. Хлорид натрію, після простої промивки холодною водою відповідає вимогам до виварної солі ГОСТ 13830-97 або може бути використаним як хлористий натрій по ГОСТ 18.03-95 чи як кормова сіль. Маточний розчин з вмістом K2О=50 г/л та MgO=45 г/л є цінним і ефективним для підживлення рослин препаратом. Крім цього, при доповненні його простими добривами, він виступає як зв'язуюче при їх грануляції і входить до складу традиційних комплексних добрив. Завдяки запропонованій технології переробки розсолів при незначних капітальних і експлуатаційних затратах досягається вирішення екологічної проблеми в регіоні родовища каїніт-лангбейнітових руд і забезпечується доступ до їх добування. Джерела інформації: Аналоги: 1. Технология минеральных солей, М.Е. Позин, - Т. 1, Химия, Ленинград, 1970 г. 2. Приготовление и очистка рассола. Л.А. Фурман и др., Химия, Москва, 1966 г. 3. Сенькив С.И. Очистка автоклавной серы, Автореферат дисертаций канд. техн. наук, Львовський политехнический инст., Львов, 1981 г. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб утилізації полімінеральних розсолів, який включає постадійне випарювання у вакуумвипарному апараті та викристалізацію солей, який відрізняється тим, що виділяють в межах 30-40 % хлорид натрію шляхом низькотемпературного до 90 °С випарювання через тонке і багатократне диспергування в скруберній камері з S-подібними розбризкувачами в потоці газоподібного носія з наступним охолодженням і подальшою викристалізацією хлориду натрію та декантацією маточного розчину як калій-магнієвого добрива. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що випарювання здійснюють шляхом диспергування з кратністю розпилу не менше 10 і діаметром крапель не більше 1 мм. 35 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2