3.2 Способы улучшения физико-механических свойств хлористого калия

В связи с возврастающими требованиями, предъявляемые к концентрату на международном рынке разработаны технологии позвалябщие улучшить физико – механические свойства хлористого калия. К таким технологиям (применяемым в настоящие время) относится: грануляция, обеспылевание, облагораживание, агломерация. При применении удобрений в растущей мере используются грануляты, так как мелкозернистый продукт позволяет достичь более высоких показателей эффективности при перегрузке, транспортировке, хранении и внесении удобрений.

Грануляция – процесс превращения материала в более или менее однородные по размеру гранулы. Грануляция мелкозернистого KCL проводится методом прессования на валковых прессах с последующим дроблением и выделением класса крупности, соответствующим требованиям стандарта (- 4+2мм).

Обеспыливание – выделение из концентрата фракции менее 0,1 мм в воздушных сепараторах (в готовом концентрате марки «О» содержание этой фракции не более 3%).

Так как возрастают требования, предъявляемыми на международном рынке к ранулометрическому составу калий­ных удобрений, интенсивно ведутся работы по разработке техно­логии получения обеспыленного мелкозернистого КС L. Решение этой задачи возможно двумя способами: мокрой классификацией флотоконцентрата и выделением пылевой фракции из готового продукта в воздушных сепараторах. Первый способ не требу­ет больших капитальных затрат, однако низкая эффективность классификации сдерживает его внедрение.

Сепарацнонная камера представляет собой набор последо­вательно соединенных колонок каскада, что позволяет для каж­дого конкретного случая рассчитать оптимальный вариант ап­парата.

Материал, подлежащий разделению, подается под основание вертикальных каналов транспортирующим желобом, образован­ным воздухораспределительной решеткой совместно с боковыми стенками корпуса классификатора. Поток воздуха способствует перемещению частиц материала по решетке и непрерывному поступлению определенной части его в сепарационные каналы. Каждое зерно смеси подвергается интенсивному «промыванию» воздухом и в зависимости от крупности распределяется в сепарационной зоне над решеткой. Конструктивное оформление вертикальных перечистных устройств обеспечивает каскадный принцип разделения вынесенной смеси. Мелкий продукт из каж­дой колонки выносится в циклоны-осадителн. Отсепарированная в вертикальном канале крупная фракция возвращается на решетку и с остальной массой материала перемещается под следующую разделительную колонку.

Таким образом, весь материал, перемещаясь вдоль решетки, проходит последовательно ряд сепарационных ступеней как по длине транспортирующего канала, так и по высоте вертикальных перечистных колонок. Это реализует разветвленную комбинированную схему каскадного принципа разделения.

Граница разделения в сепараторе регулируется скоростью потока воздуха. Автономное регулирование воздушных потоков в каждой из сепарационных шахт позволяет компенсировать возможную разницу в скоростях движения потока в каналах.

Классификатор работает под разряжением, что исключает пылевыделение в окружающую среду. Движение потока возду­ха через аппарат и всю систему в целом осуществляется при помощи вентилятора высокого давления. Воздух перед выбросом в атмосферу тщательно очищается в скруббере. Производительность сепаратора составляет 35 т/ч. Одновременно с улучшением гранулометрического состава при обеспыливании калийных удобрений происходит и увеличение содержания хлористого калия на 0,5—0,6%.

Для предотвращения слеживания удобрений применяют раз­личные минеральные продукты и поверхностно-активные веще­ства,образуя гидрофобное покрытие на поверх­ности хлористого калия и препятствующих росту кристалликов соли из раствора на поверхности зерен хлористого калия.К ним относятся различные наполнители (кизельгур, глины, тонкоизмельченные кальцит, доломит, тальк, гипс и т п.), образующие покрытия на зернах продукта и устраняющие тем самым большую часть точек соприкосновения между зерна­ми.

Недостатком применения минеральных защитных продуктов является большой их расход (0,5—2. % от количества удоб­рений) и необходимость применения специального оборудования для тщательного перемешивания антислеживателя с удобре­ниями.

Из неорганических соединений необходимо отметить высокую эффективность антислеживающего действия ферроцианида, однако большая дефицитность сдерживает его применение.

Облагораживание проводится для дополнительной обработки гранулированного концентрата ( - 4+2 мм) с целью повыщения прочности гранул. Процесс облагораживания включает: обеспыливание гранулята в печах КС,обработка водой подаваемой в распыленном состоянии с последующим перемешиванием в шнековом смесителе,сушка в печах КС с последущим охлаждением до температуры 60⁰С. Дополнительно перед подачей на склад облагороженный концентрат обрабатывается амино – газойливым расплавом, что снижает его гигроскапичность и следовательно слеживаемость.

Содержание в хлористом калии тонкозернистых фракций повышает слеживаемость удобрений, уве­личивает их пылимость и снижает эффективность действия вследствие быстрого растворения и вынесения КСL из почвы водой. Слеживание происходит в результате образования контакт­ных тонкозернистых кристаллов, играющих роль «соляных мо­стиков». Образование этих кристаллов обусловлено кристалли­зацией солей из пропитывающего щелока, присутствующего в удобрениях как за счет остаточной влажности продукта после сушки, так и в результате сорбции паров воды из атмосферы при изменении влажности воздуха, температуры удобрений и окружающей среды.

Слеживание может быть также вызвано и вторичными хими­ческими реакциями, происходящими в процессе хранения, одна­ко для хлористого калия это не характерно.

В связи с этим необходимо отметить важность для получения неслеживаемого хлористого калия предварительного охлажде­ния продукта. Эта операция применяется за рубежом даже при производстве крупнокристаллических, менее склонных к слежи­ванию продуктов. Гранулометрический состав удобрений также существенно влияет на слеживаемость. Наличие в концентрате фракций —0,1 мм, распределяющихся между крупными частицами, обусловливает большую слеживаемость продукта по сравнению с удобрениями, характеризующимися более однородным составом по крупности.

Агломерация – процесс равномерного увлажнения материала с одновременным окатыванием и дополнительной обработкой (водный 10–ный раствор соды) реагентами для упрачнения агломерата. Процесс агломерации продолжается при последующей сушке продукта после окатывания в сушилках, «кипящего» слоя. В процессе сушки и пневмоклассификации концентрата образуется значительное количество, до 30% от общей массы, пылевых фракций концентрата. В обычном режиме работы обогатительной фабрики пыль направляется на гранулирование. Однако, в зимнее время года, как правило, нет сбыта гранул и тогда, возникает необходимость утилизации пылевых фракций.

В агломерированном продукте содержание класса – 0,1мм не более 10%, этот продукт хорошо течет (приблизительно 200 г/сек), и не пылит (пылимость не более 200 мг/кг).

Условием для наиболее эффективного использования и расширения рынков сбыта калийной продукции являются их хорошие физико-механические свойства. Улучшение физико-механических свойств хлористого калия в настоящее время стараются обеспечить в результате гранулирования мелких фракций, путем глубокого высушивания, охлаждения и модифицирования – покрытием гранул поверхностно-активными веществами и обеспыливающими добавками. Разработка технических решений по улучшению качества концентрата требует рассмотрения проблемы с позиции физико-химической механики дисперсных структур.[6,с.165]