при розчиненні у воді зростає від 2,97 до 3,76, а в насиченому розчині NaCl від 2,63 до 3,61 протягом перших 20 хв, а при подальшому розчиненні дещо зменшується, що можна пояснити різними умовами для утворення мінералів і вторинним солеутворенням. Що стосується концентрації сульфатів, то у воді сприятливіші умови для більшого їх вилучення з руди. При насиченні розчину калійно-магнієвими солями поступово концентрація Na+ за рахунок висолення зменшується, розчин солі є насичений іонами натрію, тому галіт залишиться в нерозчиненому залишку. Так, при розчиненні руди в насиченому розчині NaCl концентрація Nа+ зменшується з 8,65 мас. % до 7,61 мас. % через 30 хв, а при розчиненні у воді зростає до 7,57 мас. %. Розчинення у насиченому розчині солі сповільнює процес розчинення деяких мінералів, зокрема лангбейніту і каїніту. В таблиці 1 наведені дані ступеня вилучення цінних компонентів при розчиненні в насиченому розчині NaCl і в такій же кількості води. Ступінь вилучення калію із руди в рідку фазу при розчиненні визначали за формулою:
де m, m2 і m1 – маса руди, насиченого і вихідного розчинів, г,
а, а2 і а1 – концентрація калію в руді, насиченому і вихідному розчині, %.
Аналогічно проводили розрахунки для Mg2+ і SO42-. Результати розрахунку графічно зображені на рис. 2.
Рис.2. Порівняння ступеня вилучення (б, мас. %) цінних компонентів при розчиненні
руди у воді (а) та насиченому розчині солі NaCl (b):
1 - K+, 2 - Mg2+, 3 - SO42-
З наведених даних видно, що ступінь вилучення іонів зростає на протязі 30 хв і практично однаковий для K+ і Mg2+, але більший для SO42- при розчиненні у воді. Отже, можна зробити висновок, що присутність натрій хлориду зменшує швидкість розчинення мінералів і тому, для розчинення руди необхідні більші об’єми розчину, що і являється одним з недоліків діючої технології, за якою для розчинення 1 т руди використовується 2,5-3 т зворотніх сольових розчинів. Крім того, при розчиненні у воді галіт повністю переходить у рідку фазу і при подальшому її переробленні відділяється і в нерозчиненому залишку вміст домішок хлору малий. Цей залишок можна використовувати як безхлоридне калійно-магнієве добриво пролонгованої дії [4]. При розчиненні в насиченому розчині NaCl галіт, який міститься у руді не переходить у рідку фазу, а залишається у нерозчиненому залишку, який у даному випадку не можна використовувати як добриво через високий вміст Cl- (20 – 25 %).
Підприємства з перероблення калійних руд мають нагромаджені солевідвали, хвостосховища і різні відходи. Крім того, калійне підприємство в Калуші має відкритий кар’єр, який заповнюють атмосферні води. Дані об'єкти є джерелом засолення ґрунтових і підземних вод. Постає проблема утилізації значної кількості розчинів. Ці високомінералізовані розчини містять розчинені солі K+, Mg2+, SO42-, тому доцільно їх залучити в процес розчинення руд. З цією метою проводили дослідження процесу розчинення руди у розчині з хвостосховища, хімічного складу, (мас. %) : K+-1,12, Mg2+ - 0,66, Na+ -4,78, Cl- -8,52, SO42- -2,42, Н2О – 82,5. Масове співвідношення руда : сольовий розчин становило 1 : (1,2-1,5).
Залежність ступеня розчинення сульфатів від кількості розчину з хвостосховища і тривалості розчинення полімінеральної калійної руди наведена в табл. 2. Ступінь вилучення сульфатів збільшується з часом і із збільшенням кількості сольового розчину аж до значення 1 : 1,4. З подальшим збільшенням цього співвідношення ступінь розчинення зменшується. Це дає підстави говорити про оптимальне співвідношення руда : розчин з хвостосховища – 1:1,4. Ступінь вилучення К+ не значно змінюється зі збільшенням розчину і становить 49,1 % через 30 хв, а при розчиненні руди у воді за масового співвідношення т : р – 1 : 0,87 через 30 хв становить 53,5 %.
Таблиця 2
Залежність ступеня розчинення сульфатів з руди
від кількості розчину і часу
T, хв. | Співвідношення руда : розчин
1:1,2 | 1:1,3 | 1:1,4 | 1:1,5
1 | 18,1 | 19,8 | 18,5 | 17,6
2 | 18,8 | 22,3 | 21,9 | 21,2
5 | 22,0 | 24,5 | 25,5 | 25,2
7 | 23,6 | 26,3 | 27,1 | 26,0
10 | 28,5 | 28,4 | 29,3 | 26,8
15 | 29,8 | 30,3 | 30,9 | 28,1
20 | 32,2 | 31,6 | 32,4 | 32,3
30 | 31,8 | 34,1 | 34,1 | 33,3
Отже, щоб досягнути вищого ступеня вилучення цінних компонентів з руди розчинення краще проводити водою, при цьому зменшиться об’єм рідкої фази, яку необхідно нагрівати з наступним охолодженням, знизяться енергетичні витрати і значно спроститься технологічний процес перероблення полімінеральної руди, з одержанням якісного безхлорного калійно-магнієвого добрива.
Поступила в редакцію