2411-3336 2541-9404 Записки Горного института Journal of Mining Institute Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины ΙΙ Empress Catherine II Saint Petersburg Mining University 10.18454/pmi.2016.5.661 pmi-5887 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5887 Металлургия и обогащение Metallurgy and concentration Development and manufacturing cycle for potassium nitrate and phosphate producing by conversion method Научно-производственный цикл получения нитрата и фосфата калия конверсионным методом Alekseev A. I. Алексеев А. И. Alekseev A. I. mail4alexeev@mail.ru Санкт-Петербургский горный университет (Россия) Saint-Petersburg Mining University (Russia) Dmitrievskii B. A. Дмитриевский Б. А. Dmitrievskii B. A. mail4alexeev@mail.ru НПО «Минерал» (Россия) NPO «Mineral» (Russia) 24 10 2016 2016 221 661 667 07 11 2015 10 01 2016 24 10 2016 © A. I. Alekseev, B. A. Dmitrievskii 2016 А. И. Алексеев, Б. А. Дмитриевский A. I. Alekseev, B. A. Dmitrievskii CC BY 4.0 https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/5887

Анализ рынка калийных минеральных удобрений в России в 2014 гг., а также прогноз на 2015-2019 гг. показывает [http://businesstat.ru/images/demo/potash_fertilizers_russia.pdf], что самым распространенным калийным удобрением в настоящее время является хлорид калия. Однако на рынке удобрений чрезвычайно востребованы бесхлорные калийсодержащие продукты. Одним из путей решения этой проблемы является перекристаллизация хлорида калия или содержащих его минеральных руд с использованием нитратсодержащих или фосфорсодержащих солевых продуктов. Основой для обоснования технологических режимов процессов переработки полиминерального калий-содержащего соляного сырья и солевых минеральных руд являются данные о фазовых равновесиях в многокомпонентных водно-солевых системах. Знание закономерностей фазовых равновесий в многокомпонентных солевых системах позволяет разработать оптимальные условия комплексной переработки полиминерального природного и технического сырья. Показаны результаты технологических расчетов переработки калийного минерального сырья с учетом комплексности его использования. На основе анализа диаграмм растворимости взаимных систем солей рассчитаны различные циклические процессы получения дигидрофосфата и нитрата калия и хлорида натрия из дигидрофосфата, нитрата натрия и хлорида калия методом конверсии, предложена оптимизация этих процессов с целью сокращения затрат на реализацию отдельных технических операций.

Analysis of the Russian market of potash mineral fertilizers in 2014 and forecast for 2015-2019 show [http://businesstat.ru/images/demo/potash_fertilizers_russia.pdf] that today the most widespread potash fertilizer is the potassium chloride. But chloride-free potassium-containing products are in the highest demand at the fertilizer market. One of possible solutions to this problem is recrystallization of the potassium chloride or potassium-containing mineral ores using nitrate-containing or phosphorus-containing salt products. The basis for justifying processing conditions for polymineral potassium-containing salt raw materials and salt mineral ores is the data on phase equilibria in multicomponent water-salt systems. Knowledge of the regularities of phase equilibria in multicomponent salt systems helps to develop optimal conditions for complex processing of polymineral natural and technical raw materials. Below it is present the results of technological calculations for processing potash mineral raw materials with account of the complex nature of its utilization. Based on the analysis of the solubility diagrams of mutual salt systems different cyclic processes for production of potassium dihydrogen phosphate and nitrate and sodium chloride from dihydrogen phosphate and sodium nitrate and potassium chloride by conversion method have been designed, and ways of these processes optimization have been proposed for reducing the cost of certain technical operations.

 Ключевые слова калийное минеральное сырье растворимость диаграмма дигидрофосфат нитрат калия хлорид натрия Keywords potassium mineral raw materials solubility diagram dihydrogen phosphate potassium nitrate sodium chloride Абрамов В.Я. Комплексная переработка нефелин-апатитового сырья / В.Я.Абрамов, А.И.Алексеев, Х.А.Бадальянц. М.: Металлургия, 1990. 392 с. Abramov V.Ya., Alekseev A.I., Badal'yants Kh.A. Complex processing of apatite-nepheline raw materials. Мoscow: Metallurgiya. 1990, p.392 [in Russian]. Алексеев А.И. Химия воды / А.И.Алексеев, A.A.Алексеев. СПб: Химиздат, 2007. 884 c. Alexeev A.I., Alexeev A.A. Chemistry of water. St. Petersburg: Khimizdat, 2007, p.884 [in Russian]. Аносов В.Я. Основы физико-химического анализа / В.Я.Аносов, М.И.Озерова, Ю.А.Фиалко. М.: Наука, 1976. 504 с. Anosov V.Ya., Ozerov M.I., Fialko Yu.A. Fundamentals of physical and chemical analysis. Moscow: Nauka, 1976, p.504 [in Russian]. Валяшко В.М. Закономерности строения фазовых диаграмм водно-солевых систем в широком интервале температур и давлений // Журнал неорганической химии. 1981. Т.26. № 11. С.3044-3054. Valyashko V.M. Principles of building phase diagrams for salt aqueous systems in wide temperature and pressure ranges. Zhurnal neorganicheskoi khimii. 1981. Vol.26. N 11, p.3044-3054 [in Russian]. Викторов М.М. Графические расчеты в технологии неорганических веществ. Л.: Химия, 1972. 464 с. Viktorov M.M. Graphical calculations in technology of inorganic substances. Leningrad: Khimiya, 1972, p.464 [in Russian]. Горощенко Я.Г. Основные направления в методологии физико-химического анализа сложных и многокомпонентных систем (К 125 летию Н.С.Курнакова) / Я.Г.Горощенко, Л.Солиев // Журнал неорганической химии. 1987. Т.32. № 7. С.1-5. Goroshenko Ya.G., Soliev L. Main methodology directions of physical and chemical analysis of complex and multicomponent systems (To 125th anniversary of N.S.Kurnakov). Zhurnal neorganicheskoi khimii. 1987. Vol.32. N 7, p.1-5 [in Russian]. Дмитревский Б.А. Графические расчеты по фазовым диаграммам солевых систем / ЛТИ. Л., 1982. 82 c. Dmitrevskii B.A. Graphical calculations on the basis of phase diagrams of salt systems. LTI. Leningrad, 1982, p.82 [in Russian]. Дмитревский Б.А. Свойства, получение и применение минеральных удобрений. СПб: Проспект Науки, 2013. 326 с. Dmitrevskii B.A. Properties, production and application of mineral fertilizers. St. Petersburg: Prospekt Nauki, 2013, p.326 [in Russian]. Дмитревский Б.А. Технология неорганических веществ / СПбГТИ (ТУ). СПб, 2010. 122 с Dmitrevskii B.A. Technology of inorganic substances. SPbGTI (TU). St. Petersburg, 2010, p.122 [in Russian]. Дмитревский Б.А. Графические расчеты по фазовым диаграммам солевых систем / Б.А.Дмитревский, М.Жекеев / ЮКГУ им. М.Ауэзова. Шымкент, 2016. 125 с. Dmitrevskii B.A., Jekeev M. Graphical calculations on the basis of phase diagrams of salt systems. YuKGU im. M.Auezova, Shymkent, 2016, p.125 [in Russian]. Мазунин С.А. Высаливание как физико-химическая основа малоотходных способов получения фосфатов калия и аммония / С.А.Мазунин, В.Л.Чечулин / Пермский гос. нац. исслед. ун-т. 2012. 114 с. Mazunin S.A, Chechulin V.L. Desalting as a physical and chemical basis for low-waste methods of potassium and ammonium phosphates production. Permskii gos. nats. issled. un-t. 2012, p.114 [in Russian]. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. Л.: Химия,1983. 336 с. Posin M.E. Technology of mineral fertilizers. Leningrad: Khimiya, 1983, p.336 [in Russian]. Соколовский А.А. Применение равновесных диаграмм растворимости в технологии минеральных солей / А.А.Соколовский, Е.Л.Яхонтова. М.: Химия, 1982. 264 с. Sokolovskii A.A., Yakhontova E.L. Application of equilibrium solubility diagrams in technology of mineral salts. Мoscow: Khimiya, 1982. p.264 [in Russian]. Солиев Л.П. Исследование условий кристаллизации сульфатных калийных солей из хлоридно-сульфатных растворов / Л.П.Солиев, Я.Г.Горощенко // Химическая технология. 1982. № 3. С.17-19. Soliev L., Goroshenko Ya.G. Study of conditions of sulfate potassium salts crystallization from chloride-sulfate solutions. Khimicheskaya tekhnologiya. 1982. N 3, p.17-19 [in Russian]. Соловьев А.П. О явлениях высаливания в тройных водных системах из хлоридов и фосфатов натрия, калия, аммония / А.П.Соловьев, Е.Ф.Балашова, А.К.Осипов // Взаимодействие хлоридов калия, магния, аммония с их нитратами и фосфатами / Мордовский гос. ун-т. Саранск, 1977. С.42-45. Solov'ev A.P., Balashova E.F., Osipov A.K. On desalting phenomena in triple aqueous systems from sodium, potassium and ammonium chlorides and phosphates. Interaction between potassium, magnesium and ammonium chlorides and their nitrates and phosphates. Mordovskii gos. un-t. Saransk, 1977, p.42-45 [in Russian]. Экспериментальные данные по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем: Справочник: В 2 т. 4 кн. / А.Б.Здановский, Е.Ф.Соловьева, Е.И.Ляговская и др. СПб: Химиздат, 2003. Т.1. К.1. 608 c. Zdanovskis A.B., Solov'eva E.F., Lagowska E.I. et al. Experimental data on solubility of multi-component salt aqueous systems. In 2 vol. 4 books. St. Petersburg: Khimizdat, 2003. Vol.1. Book 1, p.608 [in Russian].