1 Общая часть

1.1 Анализ химического и минералогического состава сильвинитовой руды. Требования, предъявляемые к сырью

Основные калийные руды, из которых получают преобладающее количество калийной продукции, − это сильвиниты, представляющие механическую смесь сросшихся кристаллов сильвина KCI и галита NaCI. В сильвинитах различных месторождений в качестве примесей содержатся ангидрид, карбонаты кальция и магния и глинистые вещества.

Сырьем для калийной промышленности в настоящее время в основном служат калийные руды Старобинского месторождения. Основные физико− механические свойства руды приведены в таблице 1

Таблица 1 − Основные физико-механические свойства руды

Наименование показателей	Параметры
Плотность, г/дм3	2 000 – 2 050
насыпная плотность руды, г/дм3	1 400 – 1 510
массовая доля воды, %	0,7 – 1,0
угол естественного откоса в покое, C0 в движении, C0	36 – 40 32 – 35
твердость по шкале Маоса	2

В рудах этого месторождения, кроме основного компонента - хлористого калия, содержатся хлористый натрий, карналлит, глинистый и нерастворимый в воде остаток, бром, иод, рубидий, медь, цинк и другие компоненты. Средний состав сильвинитовых руд Старобинского месторождения приведен в таблице 2

Таблица 2 − Средний состав сильвинитовых руд Старобинского месторождения,%

Соединение	КСl	NaCl	MgCl2	н. о.	Н2О
%	22,2	67,8	1,4	6,7	0,6

Галит NaCl — доминирующий компонент соляных пород, и содержание его в добываемых сильвинитовых рудах изменяется от 65 до 75%. Хлористый магний в сильвинитовой руде входит в состав карналлита.

Галит в соляных породах окрашен в различные цвета: в серый (до черного), красный, коричневый, желтый, синий, фиолетовый. Серая окраска обусловлена примесью глинистых частиц, а красная и желтая — примесью соединений железа.

Сильвин в калийных рудах встречается в виде молочно-белых кристаллов, чаще он имеет янтарно-желтую окраску и все оттенки красно-бурых тонов. Кристаллы карналлита содержатся в виде разностей от полупрозрачного до желтого и красно-бурого цвета.

В отличие от калийных руд других месторождений для руд Старобинского месторождения характерно повышенное (2,7— 18%) содержание карбонатно-глинистых включений. Природа указанного нерастворимого остатка оказывает существенное влияние на технологию переработки калийных солей, поэтому знание его вещественного и гранулометрического составов имеет большое значение.

Гранулометрический анализ нерастворимого остатка, проведенный в водной среде и насыщенных растворах хлористого калия и натрия, показал , что остаток относится к полидисперсным системам: большая часть его (40—60%) представлена фракцией — 0,01+0,001 мм; количество глинистой фракции с размером частиц меньше 0,001 мм составляет 18—20%). Химический анализ нерастворимого остатка показал, что составляющие его породы всегда содержат карбонаты; они преимущественно доломитовые и относятся к доломитовым мергелям и глинам; иногда встречаются разности с избытком кальцита.

В галитовых породах Старобинского месторождения содержание брома изменяется от 0,004 до 0,03%, а в сильвинитовых рудах обнаружено 0,05% брома, в то время как в образцах карналлита его 0,17%.

Несколько повышенное содержание брома в карналлитах Старобинского месторождения частично связано с повышенным содержанием в них карбонатно-глинистого материала, который может адсорбировать бром. Найдено, что зависимость содержания брома от количества нерастворимого остатка имеет линейный характер — с увеличением содержания нерастворимого остатка возрастает и количество брома.

Калийные руды описываемых месторождений исследовались также на содержание других элементов и в первую очередь тех, которые имеют важное значение в народном хозяйстве.

Содержание цинка и меди оказывается ниже спектральной чувствительности, причем содержание меди несколько повышается с увеличением в рудах глинисто-карбонатной породы.

Был проведен также качественный спектральный анализ нерастворимых остатков и солевых проб на содержание вольфрама, молибдена, бериллия, германия, ниобия, тантала и гафния. В пределах чувствительности спектрального метода этих элементов обнаружить не удалось.

Содержание иттрия, иттербия, лантана и церия в солевых минералах Старобинского месторождения сравнимо с содержанием этих элементов в почвах. При разработке месторождений калийных солей наблюдается также выделение различных газов. Найдено, что газы в солях находятся в двух формах: микрогазоносной, обусловленной наличием газов в кристаллах солей, и макрогазоносной, связанной с нахождением относительно больших количеств газов в макротрещинах, кавернах и различного рода полостях соленосных толщ. В состав выделяющихся газов входят водород, метан, некоторые предельные углеводороды, сероводород, двуокись углерода, азот и др.

Экономически эффективная переработка природных калийных руд возможна лишь при детальном изучении их вещественного состава и разработке на этой основе рациональных методов использования сырья. Поэтому для наиболее эффективного обогащения руда должна соответствовать регламентируемым требованиям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3−Требования, предъявляемые к сырью

Наименование показателей, обязательных для проверки	Технические показатели с допустимыми отклонениями
Массовая доля калия хлористого, %, не менее	22,0
Массовая доля нерастворимого в воде остатка н.о., %, не более	10,0
Гранулометрический состав (массовая доля фракций), % свыше 10 мм, не более	30