Раздел 8. Производство технических солей на основе хлорида натрия

Раздел 8. Производство технических солей на основе хлорида натрия

Галитовые отходы являются неизбежным побочным продуктом переработки калийных руд флотационным и галургическим способами, и их количество при достигнутом уровне извлечения хлористого калия в готовый продукт в основном определяется составом перерабатываемой руды. Галитовые отходы в основном состоят из хлористого натрия (на 94-98 %). Кроме того, в отходах содержатся небольшие количества KCl, MgCl ₂, CaSО ₄ нерастворимого остатка. Галитовые отходы галургических калийных фабрик крупностью менее 5 мм и содержанием влаги не более 7,0 % и галитовые отходы флотационных калийных фабрик крупностью менее 2 мм и с влажностью не более 7,5 % размещаются на солеотвалах и частично используются для закладки отработанного шахтного пространства.

Галитовые отходы используются для производства солей различных марок (далее по тексту - технических солей), в том числе ряда технических солей:

- концентрата минерального "Галит";

- концентрата минерального "Галит" (состав ПГМ);

- соли Камской технической;

- натрия хлористого технического карьерного.

Концентрат минеральный "Галит" - кристаллический продукт сероватого цвета с включениями кристаллов различных оттенков. Массовая доля натрия хлористого - от 93 % до 97 %, массовая доля воды - не более 0,7 %. Предназначен для использования в нефтяной промышленности, в системах химической водоочистки теплосетей закрытого типа и других целей.

Концентрат минеральный "Галит" (состав ПГМ) - кристаллический продукт сероватого цвета с включениями кристаллов красноватой и голубоватой окраски. Массовая доля натрия хлористого - не менее 94,0 %. Предназначен для использования в качестве противогололедного материала.

Натрий хлористый технический карьерный предназначен для использования в качестве противогололедного материала, приготовления буровых растворов. Массовая доля натрия хлористого - не менее 93,0 %.

Соль Камская техническая - кристаллический продукт сероватого цвета с включениями кристаллов различных оттенков. Массовая доля натрия хлористого - 97 %, массовая доля воды - не более 0,7 %. Предназначена для использования в нефтяной промышленности, в системах химической водоочистки теплосетей закрытого типа и других целей.

Технические соли негорючие, пожаро- и взрывобезопасны и не образует токсичных соединений в воздушной среде.

8.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время при производстве технических солей

Метод производства - холодное растворение (выщелачивание) остаточного хлористого калия из галитовых отходов галургического производства.

Процесс получения технических солей состоит из следующих основных технологических стадий:

- классификации галитовых отходов;

- выщелачивания хлористого калия;

- обесшламливания;

- обезвоживания хлористого натрия;

- осветления оборотного рассола;

- сушки соли;

- складирования и отгрузки готового продукта.

Натрий хлористый технический карьерный производится путем механического рыхления солеотвала, транспортирования, дробления и погрузки галитовых отходов в цехе открытых горных работ и в отделении складирования отходов.

Общая схема технологического процесса производства технических солей приведена на рисунке 8.1.

Рисунок 8.1 - Общая схема технологического процесса производства технических солей

Описание технологического процесса производства технических солей приведено в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Описание технологического процесса производства технических солей

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Продукты и полупродукты	Эмиссии
Производство технических солей (Камская техническая, "Галит", "Галит" (в составе ПГМ) и др.)
Галитовые отходы	Классификация галитовых отходов, обесшламливание, обезвоживание	Влажный концентрат	Галитовые отходы, глинисто-солевые шламы	Конвейеры (ленточные), сито дуговое, машина механическая флотационная многокамерная, сгуститель, фильтр вакуумный ленточный
Влажный концентрат Природный или попутный газ	Сушка соли	Готовый продукт после сушки	Выбросы в атмосферу: калий хлорид, натрий хлорид, NOx.	Конвейеры (скребковые), печь кипящего слоя (сушилка кипящего слоя)	Циклон, Скруббер (труба "Вентури")
Готовый продукт после сушки	Складирование и отгрузка готового продукта	Готовый продукт. Технические соли различных марок	Выбросы в атмосферу: калий хлорид, натрий хлорид	Конвейеры, узлы пересыпки
Натрий хлористый технический карьерный
Галитовые отходы	Рыхление солеотвала, дробление галитовых отходов, фасовка и отгрузка готовой продукции	Готовый продукт. Технические соли различных марок	Выбросы в атмосферу: калий хлорид, натрий хлорид	Конвейеры (ленточный, скребковый), узлы пересыпки, грохота, дробилка, бункер перегружатель, дозатор весовой, весы вагонные

Основное технологическое оборудование, используемое при производстве технических солей на основе хлорида натрия, приведено в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Основное технологическое оборудование производства технических солей на основе хлорида натрия

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Конвейеры ленточные, скребковые КЛС (УКЛС)-800, 1000,1200, СП-301, СП-202, КЛЗ, 1ЛУ	Транспортировка галитовых отходов, готового продукта	N (мощность привода) = 18,5-75 кВт, L (длина конвейера) = 18-90 м
Дробилка ДК, СМ, СМД	Сухое дробление галитовых отходов	Q (производительность) до 480 т\ч
Грохот РВГ, ГИС	Классификация галитовых отходов	Q (производительность) до 480 т\ч
Бункер-перегружатель (БП)	Транспортировка галитовых отходов	V (внутренний объем) = 14,8 м 3
Сито дуговое	Классификация галитовых отходов	R (радиус сита) = 1,5 м
Машина механическая флотационная многокамерная ФКМ	Флотация (обесшламливание)	Объем камеры 6,3-16 м 3
Сгуститель Ц-6М1, П-18	Сгущение суспензии (обесшламливание)	V (внутренний объем) = 45-700 м 3
Фильтр вакуумный ленточный ЛОП-10	Обезвоживание хлористого натрия	Sфильт = 10 м 2 (полезная площадь фильтрации)
Печь кипящего слоя (сушилка кипящего слоя)	Сушка влажного концентрата	Q (производительность) = 110 т\ч
Дозатор весовой	Фасовка и отгрузка готовой продукции	M (верхний предел дозирования) до 1000 кг
Весы вагонные	Фасовка и отгрузка готовой продукции	M (верхний предел взвешивания) до 100 т

Классификация галитовых отходов

При получении технических солей (Камская техническая, Галит, Галит в составе ПГМ и др.) классификация осуществляется по вариантам 1 или 2.

Вариант 1. В трехструйный пульподелитель подаются оборотный рассол из напорного бака и ленточным конвейером галитовые отходы галургического производства. Образовавшаяся пульпа проходит последовательно два каскада дуговых сит: "верхний" и "нижний" с шириной щели 4,5 мм и 2 мм соответственно. Надрешетный продукт "верхнего" каскада сит направляется на "нижний" каскад сит. Надрешетный продукт "нижнего" каскада сит обезвоживается на вакуум-фильтре и направляется на ленточный конвейер и далее складируется на солеотвале либо используется для закладки выработанного пространства шахт. Подрешетные продукты "верхнего" и "нижнего" каскадов дуговых сит являются целевым продуктом и, объединяясь, стекают в бак.

Вариант 2. Получение концентрата минерального "Галит" (в составе ПГМ)

В трехструйный пульподелитель подаются самотеком оборотный рассол из напорного бака и ленточным конвейером галитовые отходы галургического производства. Образовавшаяся пульпа проходит последовательно два каскада дуговых сит: "верхний" и "нижний" с шириной щели 8 мм и 1,8 мм соответственно. Надрешетный продукт "верхнего" каскада сит и подрешетный продукт "нижнего" каскада сит обезвоживаются на вакуум-фильтре и направляются на ленточный конвейер и далее складируются на солеотвале либо используются для закладки выработанного пространства шахт.

Подрешетный продукт "верхнего" каскада сит поступает на "нижний" каскад сит. Надрешетный продукт "нижнего" каскада сит, являясь целевым продуктом, поступает на ленточные вакуум фильтры.

Выщелачивание хлористого калия

При получении технических солей (Камская техническая, Галит и др.) подрешетный продукт "нижнего" каскада сит стекают в бак, где происходит выщелачивание остаточного хлористого калия в галитовых отходах холодным оборотным рассолом, а затем насосами пульпа подается на обесшламливание.

При производстве концентрата минерального "Галит" (в составе ПГМ) в баке происходит выщелачивание остаточного хлористого калия из надрешетного продукта "нижнего" каскада сит холодным оборотным рассолом, а затем насосами образовавшаяся пульпа подается в сгуститель на обесшламливание.

Обесшламливание

Процесс очистки от загрязняющих нерастворимых примесей технических солей (Камская техническая, Галит и др.) производится последовательно на 3-х стадиях: в сгустителе, флотомашине и сгустителе.

Эффективность обесшламливания определяется скоростью восходящего потока в сгустителях, крупностью частиц, подаваемых на флотацию и прочими факторами. Разгрузка сгустителя (1 стадия обесшламливания) подается в четырехкамерную флотомашину на шламовую флотацию. В качестве реагента, собирателя шламов, используется водный раствор неонола. Для улучшения адсорбции используется водный раствор флокулянта ПАА. Очищенная от глинистых частиц пульпа поступает в разгрузочный карман флотомашины и далее в сгуститель, разгрузка которого самотеком направляется через буферную емкость на стадию обезвоживания. Сливы сгустителей и пенный продукт флотации, содержащие мелкие солевые нерастворимые частицы, стекают в распределительный бак и далее в сгустители.

Процесс очистки от загрязняющих нерастворимых примесей концентрата минерального "Галит" (в составе ПГМ) последовательно на двух стадиях в сгустителях.

Эффективность обесшламливания определяется скоростью восходящего потока в сгустителях, крупностью частиц. Разгрузка сгустителя (1 стадия обесшламливания) подается в другой сгуститель, разгрузка которого самотеком направляется через буферную емкость на стадию обезвоживания. Сливы сгустителей, содержащие мелкие солевые нерастворимые частицы, стекают в распределительный# и далее в сгустители.

Обезвоживание хлористого натрия

Сгущенная хлорнатриевая пульпа со сгустителя поступает через распределительный бак на ленточные вакуум-фильтры. Твердая фаза (осадок) сбрасывается через течки на ленточный конвейер и транспортируется в сушильное отделение.

Жидкая фаза (фильтрат) отсасывается с ленточных вакуум-фильтров вакуум-насосами и поступает в ресиверы, где отделяется от паровоздушной смеси и стекает в сборник-гидрозатвор. Паровоздушная смесь через ловушки, освобождаясь от мелких капель фильтрата, выбрасывается в атмосферу. Регенерация (промывание от остатков кристаллов хлористого натрия) фильтровального полотна и резиновой ленты производится холодной водой. Рассол после регенерации и фильтрат стекают в бак.

Осветление оборотного рассола

Слив со стадии обесшламливания, содержащий в виде взвеси мелкие частицы, поступает самотеком на стадию осветления через распределительный бак рассолов в сгустители. Для интенсификации процесса осаждения в распределительный бак рассолов из расходного бака подается водный раствор ПАА. Сгущенный глинисто-солевой шлам выгружается в сборный бак и насосами подается на сильвинитовую обогатительную фабрику, откуда перекачивается на шламохранилище. Осветленный рассол сливается в сборный бак и насосами подается в напорный бак для использования оборотного рассола во всех технологических переделах. Переливы с "нулевой" отметки откачиваются погружными зумпфовыми насосами в сборный бак.

Сушка соли

Сушка технических солей (Камская техническая, Галит и др.) осуществляется в аппаратах кипящего слоя (печи "КС").

Влажный продукт с конвейера подается в расходные бункера, откуда ленточными питателями транспортируется в загрузочные течки и с помощью забрасывателей загружается в надрешетную часть печи "КС". Сушка влажного продукта производится дымовыми газами, образующимися в результате сжигания топлива - природного газа. Дымовые газы с температурой от 390 °С до 500 °С проходят через газораспределительную решетку и создают над ней псевдоожиженный кипящий слой продукта.

Высушенный продукт непрерывно выгружаются из печей "КС", поступают на ленточный конвейер и на склад хранения.

Дымовые газы поступают на двухстадийную (сухую и мокрую) очистку. Сухая очистка производится в циклонах. Пыль хлористого натрия из циклонов разгружается через шлюзовые "мигалки" на скребковые конвейеры. Дымовые газы далее дымососами подаются на мокрую очистку в трубы "Вентури" и каплеотделители. Для улавливания пыли в газоходы перед трубами "Вентури" специальными форсунками подается вода. Капли воды, соединяясь с пылью хлористого натрия, под действием сил инерции собираются в шламосборниках в виде рассола. Часть мелких брызг улавливается в каплеотделителях, присоединяется к основному потоку из шламосборников и сбрасывается в сборный бак.

8.2 Производство натрия хлористого технического карьерного

В настоящее время основной технологией производства является рыхление солеотвала, транспортирование, дробление и погрузка галитовых отходов.

Выпуск натрия хлористого технического карьерного производится в цехе открытых горных работ (ЦОГР) и в отделении складирования.

Мощность по отгрузке натрия хлористого технического карьерного составляет 900 000 тонн в год.

Технологическая схема получения натрия хлористого технического карьерного включает следующие стадии:

- рыхление солеотвала;

- дробление галитовых отходов;

- фасовка и отгрузка готовой продукции.

Рыхление солеотвала

Разработка солеотвала производится бульдозером горизонтальными слоями, послойно. Разрыхленные и собранные бульдозером галитовые отходы грузятся погрузочно-доставочной машиной или экскаватором на скребковый конвейер. Для снижения крупности кусков применяется сухое дробление.

Дробление галитовых отходов

В дробилке, которая вмонтирована в став скребкового конвейера, продукт подвергается предварительному дроблению до крупности кусков менее 150 мм. В зависимости от марки технической соли и по согласованию с покупателями готовый продукт может быть подвергнут дополнительному дроблению, классификации, обработке антислеживателем.

Фасовка и отгрузка готовой продукции

Готовый продукт может быть расфасован в мягкие контейнеры, насыпью в полувагоны, насыпью в автомашины.

При производстве технических солей на основе хлорида натрия применяется природоохранное оборудование для очистки промышленных выбросов от частиц хлорида натрия и хлорида калия, образующихся на стадии сушки соли, с целью снижения эмиссии в атмосферный воздух и снижения потерь целевого продукта с выбросами, перечень которого приведен в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Природоохранное оборудование, предназначенное для очистки промышленных выбросов производства технических солей

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики природоохранного оборудования
Циклон	Очистка воздуха от частиц хлорида натрия и хлорида калия	Q = 6400 м 3\час
Скруббер (труба "Вентури")	Мокрая очистка пылегазовоздушной смеси перед выбросом в атмосферу	Q до 90000 м 3\час

8.3 Текущие уровни потребления ресурсов и эмиссии в окружающую среду при производстве технических солей на основе хлорида натрия

Сырьем для производства технических солей являются галитовые отходы, состоящие из хлористого натрия (на 94-98 %) и небольшого количества KCl, MgCl ₂, CaSO ₄, нерастворимого остатка. Нормы расхода сырья и энергоресурсов при производстве технических солей за исключением карьерного технического хлористого натрия приведены в таблице 8.4.

Таблица 8.4 - Потребление материальных и энергетических ресурсов при производстве технических солей (за исключением натрия хлористого технического карьерного)

Наименование	Единица измерения	Расход на 1 тонну продукции
		Минимальный	Максимальный
Галитовые отходы	т/т	2,76	3,5
Флотационные реагенты различных марок	кг/т	0,003	0,013
Вода на производственные нужды	м 3/т	0,57	0,87
Антислеживатель (обработка только по заявке потребителей)	кг/т	0,0	0,35
Электроэнергия (производственное потребление)		15,34	17,53
Природный или попутный газ	т.у.т/т	0,0098	0,011

При производстве технических солей (за исключением натрия хлористого технического карьерного) выбросами являются дымовые газы, образующиеся в процессе сушки в печах кипящего слоя (КС), содержащие продукты сгорания топлива и частицы хлорида натрия и хлорида калия. В связи с этим источники выделения загрязняющих веществ оборудуются системами двухступенчатой очистки и обезвреживания выбросов. После очистки сухим и мокрым методами очищенный воздух направляется в атмосферу.

Основным источником выбросов при производстве натрия хлористого технического карьерного является отделение фасовки. Установки для фасовки оборудованы системой аспирации, отделение фасовки снабжено приточной вентиляцией. При фасовке в атмосферу выбрасываются частицы хлорида натрия и хлорида калия.

На каждую тонну технических солей, в зависимости от марки соли и вида используемого топлива, стационарными источниками выбросов, расположенными в границах промплощадки объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, в атмосферу выбрасывается до 0,02 кг диоксида азота, до 0,06 кг хлорида натрия и до 0,02 кг хлорида калия.

Выбросы загрязняющих веществ при производстве технических солей приведены в таблице 8.5.

Таблица 8.5 - Выбросы в атмосферу на 1 т готовой продукции при производстве технических солей

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 тонну продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		минимальное значение	максимальное значение
Азота диоксид	Двухступенчатая "сухая" и "мокрая" очистка	0,015	0,02	0,0175
Натрия хлорид		0,015	0,06	0,0375
Калия хлорид		0,003	0,02	0,0115

Технологические сточные воды, образующиеся при производстве технических солей (за исключением натрия хлористого технического карьерного), передаются на Сильвинитовую обогатительную фабрику и используются в технологии производства хлористого калия.

В производстве натрия хлористого технического карьерного сточные воды, непосредственно сбрасываемые в водные объекты, отсутствуют.

Галитовые отходы и глинисто-солевые шламы, образующиеся при производстве технических солей (за исключением натрия хлористого технического карьерного), передаются на Сильвинитовую обогатительную фабрику и используются в технологии производства хлористого калия: используются для закладки выработанного пространства шахт либо размещаются на солеотвале (шламохранилище).

При производстве натрия хлористого технического карьерного отходы не образуются