Сильвинитовая обогатительная фабрика 4 РУ по выпуску кристаллического хлористого калия сдана в эксплуатацию 14 января 1979 г.
Проектная мощность - 1664 тыс. т. в год в пересчете на 100% содержание К2О.
Получение гранулированного хлористого калия осуществляется на 4-х технологических линиях, введенных в эксплуатацию в декабре 1981 г.
На 4 РУ работает 2803 чел. промышленно-производственного состава, из них 2343 чел. составляют рабочие.
Для растворения сильвина используется маточный щелок, который предварительно подогревается в теплообменниках. При обработке горячим растворяющим щелоком происходит, возможно, более полное выщелачивание сильвинита из руды и получение насыщенного щелока. Горячий насыщенный щелок, очищенный от солевого и глинистого шлама, подвергается кристаллизации. Вакуум-кристаллизационная установка предназначена для получения кристаллизата с определенным содержанием КСl.
После операций сгущения и центрофугирования хлористый калий поступает на сушку. Высушенный концентрат является готовым продуктом, часть которого гранулируется.
Уровень механизации труда рабочих достигает 52%, удельный вес рабочих, занятых ручным трудом - 12,3%. Средний возраст основного технологического оборудования равен 8 годам.
Метод производства мелкозернистого хлористого калия - галургический.
Технологический процесс складывается из следующих стадий:
1) дробление сильвинита до необходимой крупности с целью частичного раскрытия зерен;
2) подогрев маточного щелока в теплообменнике с последующей подачей нагретого щелока на растворение;
3) растворение сильвинита горячим растворяющим щелоком с целью практически полного выщелачивания сильвина;
4) фильтрование галитовых отходов для снижения потерь хлористого калия;
) осветление горячего щелока от солевого и глинистого шламов путем отстаивания;
6) кристаллизация хлористого калия в вакуум кристаллизационной установке с целью получения кристаллов хлористого калия;
7) сгущение и центрофугирование хлоркалиевой суспензии;
8) сушка влажного концентрата с целью получения влажности конечного продукта 1%.
Гранулирование мелкокристаллического галургического хлористого калия осуществляется методом прессования на грануляционных установках немецкого предприятия «Цемаг-Цайти».
Технологический процесс состоит из следующих стадий:
- подогрев соли;
прессование;
грохочение «плитки»;
1 стадия дробления;
классификация;
2 стадия дробления.
Основное сырье - сильвинитовая руда.
Отходами производства являются:
1)галитовые отходы - кек «хвостов» - обезвоженный после фильтрации до 9% влажности с выходом до 70,6% от исходной руды; используются в коммунальном хозяйстве городов, складируются на «дневной» поверхности в отвалах. Норма образования - 3232…3240 кг/т.
)галито-илистые шламы - жидкие отходы складируются в шламохранилищах. Возможно использование для получения глиносолевого порошка, специального вида удобрений ПШ-40. Норма образования - 329…395 кг/т.
)газообразные пылевидные отходы с дымовыми газами, выбрасываемыми в атмосферу. Норма образования - 0,135…0,145 м2/т.
Рассмотрев флотационный и галургический методы производства калийных удобрений можно сделать вывод о том, что для этих методов характерно образование большого количества отходов: из 5 т руды 4 т идет в отходы. Недостатком флотационного метода является то, что при производстве используются вредные реагенты, поэтому из хвостов нельзя получать поваренную соль.
Барабанные сушила
Заключительным этапом обработки хлорида калия перед отправкой его в потребителю, станет сушка концентрата, прошедшего центрифугирование. Сушка необходима для того, чтобы концентрат в процессе транспортировки его потребителю не слеживался и не образовывал монолитных кристаллов. В технологическом процессе особое внимание уделяется получению крупных кристаллов хлорида калия, которые обладают большей стойкостью к влаге и их удобно транспортировать, также они менее подвержены слеживанию.
Испарение влаги из материала происходит при условии, когда окружающая среда не насыщена влагой и способна воспринять водяные пары от поверхности материала. Следовательно, при сушке необходимо, чтобы концентрация (парциальное давление) водяного пара непосредственно у поверхности влажного материала (Рпов) была больше, чем концентрация водяных паров в окружающей газовой среде (Ргаз).
Интенсивность сушки будет тем выше, чем больше разность парциальных давлений пара на поверхности материала и окружающей среды и больше приток тепла к поверхности материала.
По технологическим требованиям производства сушила должны обеспечить заданную производительность, возможную гибкость регулирования процесса и соблюдения оптимального режима сушки, чтобы получить наилучшее качество сушимого материала при наименьших затратах. При этом большое значение имеет равномерность сушки материалов или изделий по всему объёму рабочего пространства сушил.
Применяемые в промышленности сушила можно классифицировать по ряду конструктивных, технологических и других признаков. По виду обрабатываемого материала они разделяются на сушила для сушки изделий и сушки сыпучих кусковых материалов. По конструкции сушильного пространства - туннельные, шахтные, барабанные, камерные. По способу подачи и перемещения материала - распылительные, конвейерные, пневматические, размольно-сушильные. По схеме движения материала и сушильного агента - противоточные, прямоточные, с рециркуляцией и другие.
Движение материалов и топочных газов внутри сушила может быть прямоточным и противоточным. Последнее обуславливается рядом факторов. Если требуется глубокое высушивание материала или когда материал не выдерживает высокой температуры в первый период сушки и может быть нагрет до более высокой температуры в конце сушки, схема движения может быть противоточной. Противоток применяется при сушке песка, известняка и др. Однако в большинстве случаев находит применение прямоточная схема движения. Прямоток обеспечивает меньшее пыление и унос; влажные и пластичные материалы легче отдают начальную влагу и быстро приобретают необходимую сыпучесть. Сушка глин, недопускающих потери пластичности в следствие перегрева, производиться в сушильных барабанах при прямотоке. При этом допускается высокая начальная температура газов, входящих в барабан (до 9000С), но материал при сушке сильно не нагревается. Обычно при температуре отходящих из барабана газов 110-1200С материал выходит с температурой 70-800С. Скорость движения газов в барабане не превышает 2,5-3 м/с в избежание чрезмерного пылеуноса.
Внутренняя полость барабана в целях улучшения процессов теплообмена и сушки заполняется различными насадками или разделяется на ячейки. При сушке крупнокусковых материалов, склонных к налипанию внутри, на стенках барабана устанавливают продольные лопасти (подъемно-лопастная система). При сушке мелкокусковых материалов по всему сечению барабана устанавливают полки, обеспечивающие надежное перемешивание материала (распределительная система). Для очень мелкого материала, склонного к пылению, применят закрытую ячейковую систему внутренних устройств, в которой материал только переваливается при вращении барабана при небольшой высоте падения. Ячейки не сообщаются между собой.
Для повышения равномерности сушки материалов, производительности барабана и частичного совмещения сушки и размола применяют навеску цепей, которые заменяют некоторую часть внутренних перегородок по длине барабана. При вращении барабана цепи разбивают крупные куски, но при этом повышается вынос пыли газовым потоком. Степень заполнения барабана материалом колеблется в пределах от 0,05 до 0,20. Наибольшая степень заполнения достигается в сушильных барабанах с ячейковым внутренним устройством.
Для отопления барабанной сушилки можно использовать любой вид топлива, который сжигается в топке, расположенной со стороны входа дымовых газов в барабан. Продукты горения топлива смешиваются с холодным воздухом в смесительной камере для получения требуемой температуры. Отработанные газы удаляются из разгрузочной камеры при помощи вентилятора, предварительно пройдя циклон для очистки от пыли.
Основные преимущества барабанного сушила: возможности использования для сушки дымовых газов с достаточно высокой температурой (700-8000С) без перегрева материала, что обеспечивает хорошую экономичность сушки; можно сушить материалы, содержащие куски размером до 250 мм, и материалы, не обладающие сыпучими свойствами (флотоконцентраты, шламы и др.).
К недостаткам барабанного сушила можно отнести: довольно большие габариты, обусловленные объемом испаряемой влаги в 1 м3 их рабочего объема; значительную массу сушила (4-5 т на 1 т испаряемой влаги в 1 ч) и большую массу (до 25% рабочего объема) материала, постоянно находящегося в сушилке во время ее работы; налипание влажного материала на внутренние устройства сушильного барабана, что значительно снижает эффективность ее работы; возможное просыпание сырого материала через горячий конец барабана, что удается ликвидировать увеличением шага разгонной спирали и уменьшением подачи материала в сушилку