1404

ления каждой соли из их раствора. На диаграмме нанесены линии АЕВ и А1Е1В1, характеризующие изотермы совместной растворимости КС1 и NaCl.

%НС1

100 О м

*

Принимая, что состав сильвинита, содержащего 25% КС1 и 75% NaCl, изо­ бразится точкой 5, на линии KS получим любые смеси маточного раствора

с сильвинитом. Аналогично вышесказанному геометрическое место смесей раст­

из вариантов общего метода получения растворимых в воде со­ лей, основанного на ряде процессов: растворении, нагревании, кристаллизации, выпарке, сушке, фильтровании, а также гетеро­ генных реакциях между жидкими и твердыми веществами.

Особо существенное технологическое значение имеет комп­ лексная переработка полезного ископаемого сырья.

Комплексная переработка калийных солей дает возможность использования всех содержащихся в них компонентов. Отходы, получаемые в виде шламов после выщелачивания КС1 при пере­ работке сильвинитов, своеобразны тем, что в них в значительных количествах представлен натрий К Из этих отходов можно полу­ чать рассолы для содового производства или поваренную соль и, кроме того, кормовые соляные брикеты для скота. Их можно ис­ пользовать и на закладку горных выработок. При переработке сильвинитов можно получать бромистое железо.

Переработка карналлита

В практике используется несколько способов переработки карналлитов. Разложение карналлитов в воде идет по следую­ щей обратимой реакции;

КС1 • MgCl2.6Н20 + п Н20^гКС1 +' MgCl2 + (6 + п) Н20.

наллита. Из раствора при охлаждении и кристаллизации выпа­ дает КС1. При последующем упаривании и охлаждении раствора выпадает, в виде шлама, так называемый «искусственный» карналит (KCbMgCl2*6H^O), который вновь растворяется и при охлаждении опять выделяет некоторое количество КС1. В резуль­ тате такой обработки карналлита остается так называемый «ко­ нечный щелок», содержащий большое количество MgCl2..

вается щелоками с малым содержанием MgCl2, но. с большим содержанием КС1, последний частично остается нерастворенным. При такой обработке карналлита часть КС1 получают в резуль­ тате осаждения в виде шлама.

Комбинированный метод извлечения КС1 более распростра­ нен, причем для осуществления его разработаны различные схе­ мы переработки карналлита, отличающиеся друг от друга, при­ менением для растворения карналлита как горячего щелока с различной степенью насыщения MgCl2, так и чистой холодной воды.

Рассмотрим диаграмму совместной растворимости в воде, при температуре

2,0 млн. т/год.

зуюГ насыщение раствора двумя солями: в (КС1+карналлит) и С (карнал- aiiT4-MgCl2*6H20 ). Эта точка соответствует концентрации 45,5 г КС1 и 383 г MgCb, а точка С — концентрации 8,3 г КС1 и 554 г MgCl2. Отрезок Лев харак­ теризует растворы, насыщенные КС1; вС — насыщенные карналлитом; CD — насы­ щенные MgCl2-6H20 . При выпаривании раствора чистого карналлита (точка а)

на линии вв, то при упарке раствора будет выпадать в точке в (45,5 г КС1 и 383 г

MgCl2), чистый карналит и к концу упарки КС1 перейдет в раствор. В этом случае данная точка явится конечным пунктом изотермической упарки. При удалении КС1

исходного КС1 в чистом виде. Дальнейшая упарка раствора до точки С позво­

ляет получать около 13,5% от исходного КС1 в виде KCl*MgCl2 • 6Н20 . При­ сутствие в растворе карналлита, а также хлористого натрия смещает равновесие системы, сильно влияя на процесс кристаллизации KCl-NaCl, карналлит, осаждаясь вместе с КС1. загрязняет последний. КС1, выкристаллизованный из горя­

Переработка карналлитов сложнее и дороже переработки сильвинитов, :а потому экономически целесообразна лишь при комплексном использовании компонентов, входящих в карнал­ лит, т. е. при одновременном получении хлористого калия, магне­ зиальных солей, хлористого натрия, брома и др. Помимо получе­ ния ценных продуктов комплексное использование карналлитов предотвращает загрязнение сточных вод щелоками, количество которых составляет около 50 м3 на 100 т переработанного кар­

наллита, выбрасываемых в реки и водоемы, прилежащие к предприятиям, которые перерабатывают карналлиты.

Наиболее сложной является технологическая схема пере­ работки полиминеральных калийных солей (каинито-лангбей-

Рис. 105. Технологическая переработка полиминеральных калий­ ных солей каииито-лангбейнитовых руд

иитовых руд) (рис. 105). При переработке полиминеральных калийных солей должна предусматриваться схема комплекс­ ного использования сырья на основе обменных химических реакций.

§ 6. Подземное растворение калийных солей

Технологический процесс растворения калийных солей может осуществляться не только на поверхности земли, но при соответ­ ствующих условиях и в ее недрах.

Методы подземного растворения полезных ископаемых можно отнести к числу наиболее простых методов химической геотехно-

Рис. 106. Разрез буровой скважины при прямоточной подаче воды в соляную залежь

логии. Еще несколько столетий тому назад метод подземного ра­ створения был применен к извлечению на поверхность поварен­ ной соли.

Подъем рассола на поверхность производится путем выдавлива­ ния его из залежи сжатым воздухом или противодавлением по­ даваемой в залежь воды.

Различают два способа подачи воды в залежь и выдачи рас­

(рис. 106) в скважину, закрепленную колонной обсадочных труб диаметром 150—200 м , вставляется труба меньшего диаметра 75—100 мм. По этой трубе с помощью насосов высокого давле­

няя подается по межтрубному пространству в верхнюю часть ка­ меры растворения, образующейся в залежи, а рассол выводится из нижней части камеры по внутренней трубе. Постепенно каме­ ра растворения приобретает по мере ее использования форму

В качестве микроудобрений могут применяться и различные

.отводы производств, например, отходы обогащения марганцовых руд, углей и т. д.

Наибольшее значение имеют борные микроудобрения. Они положительно влияют на фотосинтез и ускоряют развитие расте­ ний. Медные удобрения оказываются особо эффективными на торфяных и песчаных почвах. В качестве медных микроудобре­ ний могут применяться колчеданные огарки (отходы сернокис­ лотного производства), они содержат также цинк, кобальт и не­ которые другие элементы, относимые к микроудобрениям. Внесе­

удобрения способствуют азотному обмену в жизнедеятельности растений, они хороши для кислых и железистых почв. Цинковые микроудобрения особенно полезны для цитрусовых и бобовых растений. Необходимость введения цинковых удобрений наблю­ дается на песчаных гравийных и карбонатных почвах.

В отходах углеобогащения можно ожидать повышенное со­ держание микроэлементов — марганца, бора, меди, молибдена, кобальта, цинка и некоторых других.

Кроме микроэлементов в растениях постоянно присутствуют ультрамикроэлементы — естественные радиоактивные элементы, содержание которых измеряется миллионными и даже миллиард­ ными долями процента от веса растительного организма.

Внесение с некоторыми отходами промышленности в почву дополнительно к основным питательные веществам этих элемен­ тов, может сказаться положительно на повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

торые можно рассматривать как производные поликремниевых кислот и кислот типа xR2Oz- r/SiCV^H^O.

Состав силикатов обычно записывают в виде составляющих окислов (рациональная форма записи).

Для силикатов характерны разнообразие отношения кремне­ зема к основанию и большое число соединений переменного со­ става вследствие изоморфной замены катионов оснований и кремния.

Силикаты представляют собой наиболее многочисленный от-

дел минералов. К ним относится более одной трети всех изучен­ ных минеральных видов. В количественном отношении силикаты составляют по весу не менее 85% всей земной коры.

Образование силикатов произошло преимущественно \\Ъ маг­ матических силикатных расплавов. Ими образовано большинство горных пород, с которыми, в свою очередь, связано образование многих силикатных минералов, имеющих большую промышлен­ ную ценность.

По практическому значению могут быть выделены следующие группы силикатов:

силикатные руды различных металлов, например, легких ме­ таллов— лития и бериллия и редких элементов цезия, циркония, гафния и др.;

силикаты, используемые благодаря ценным техническим свой­

идр.); силикаты и силикатные горные породы, применяемые в каче­

стве технического сырья в различных отраслях силикатного про­ изводства — глины, полевые шпаты, минералы, идущие на произ­ водство высокоглиноземистых (дистен, силлиманит, андалузит) и магнезиальных (оливин, тальк) огнеупоров;

горные породы, состоящие преимущественно из силикатов, употребляемые в качестве строительных материалов. К силика­ там в общежитии иногда относят и измельченные горные породы,

раслей промышленности производящих цемент, изоляционные ма­ териалы, керамические изделия, огнеупоры, стекло и другие ма­

ленности, электротехнике, радиотехнике, на транспорте, в домаш­ нем обиходе и т. д.

§ 2. Производство цемента

Ц е м е н т а м и называются различные минеральные гидрав­ лические вяжущие вещества, образующие с водой пластическую массу, затвердевающую со временем в воде и на воздухе в проч­ ное камневидное тело. Цементы широко применяются для изго­

личают два основных вида цемента, имеющих наибольшее про­

кальция.

На основе этих двух цементов получают путем введения в них различных добавок при помоле клинкера много разнообразных цементов — пуццолановый портландцемент, шлакопортландцемент, гипсоглиноземистый, гипсошлаковый и др.

Еще сохраняют свое значение цементы, получаемые при об­ жиге смеси глины и извести, содержащей глинистые примеси, — романцементы (Римские цементы).

Для получения более устойчивого гидравлически портландце­ мента к нему добавляют трепел, доменный шлак и т. д. В пос­ леднее время в состав портландцемента вводят не только гидрав­ лические добавки, но и так называемые микронаполнители (пе­

ит. д.

Омногообразии различных видов цементов свидетельствует,

например, то, что портландцемент может быть представлен сле­

примерно 400 млн. г, при этом на долю СССР приходилось около 73 млн. г, а в 1969 г. 90 млн. г, что определяет первое место сре­

отвечающее по химическому составу элементов составу цемента. Таким сырьем являются природные мергелистые материалы, а также известняки, магнезит, доломит, гипс, глина и другие гор­ ные породы, содержащие кремнезем, глинозем и окислы железа. Так же для производства цемента возможно использование раз­

ную в природе породу осадочного происхождения, состоящую в основном из углекислого кальция с небольшими примесями крем­ незема, глинозема и углекислого магния. Известняки могут яв­ ляться специальным объектом добычи как цементное сырье, а