Оптимальные условия получения нитрата калия из сырья Тюбегатанского месторождения

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся сведения об изучении процесса получения нитрата калия. В качестве сырья использован хлорид калия Тюбегатанского месторождения, а также нитрат аммония местного производства (Ферганская область). Приведено описание проведенных опытов. Для этого были приготовлены водные растворы нитрата аммония концентрацией от 50% до 80% и 37% ный водный раствор хлорида калия.Результаты экспериментов в виде сравнительного анализа показаны в таблице.

AВSTRACT

The article provides information on the study of the process of obtaining potassium nitrate. Potassium chloride of the Tyubegatan field, as well as ammonium nitrate of local production (Ferghana region) were used as raw materials. A description of the experiments is given. For this, aqueous solutions of ammonium nitrate with a concentration of 50% to 80% and a 37% aqueous solution of potassium chloride were prepared. The results of the experiments in the form of a comparative analysis are shown in the table.

Ключевые слова: нитрат калия, хлорид калия, нитрат аммония, мирабилит.

Keywords: potassium nitrate, potassium chloride, ammonium nitrate, mirabilite.

Химическая промышленность является базовой отраслью, которая находится в тесной взаимосвязи со всеми отраслями экономики, играет ключевую роль в агрохимическом комплексе. Производство отрасли должно основываться на высоких технологиях и выпуске продукции, соответствующей по качеству мировым стандартам.

Одно из главных направлений экономического развития Республики Узбекистан - освоение природных ресурсов, их комплексное использование и создание конкурентоспособных импортозамещающих продуктов на базе местных сырьевых ресурсов.

Поэтому развитие химической промышленности является приоритетной задачей современного развития экономики Республики Узбекистан.

Главным продуктом калийной промышленности является хлорид калия, около 95% которого используют как удобрение, а остальные 5% перерабатывают в другие соединения калия – KOH, KClO₃, K₂CO₃,KNO₃,KCN и прочие .[2]

Узбекистан располагает большими природными запасами для производства нитрата калия. В качестве сырья предусмотрено использовать хлорид калия Тюбегатанского месторождения, а также нитрат аммония произведённого в городе Фергане на АО «Ferganaazot».

Однако до настоящего времени в Республике не разработаны приемлемые технологии и способы получения нитрата калия из приведенных местных сырьевых ресурсов.

В связи с этим, стоит актуальная задача разработки высокоэффективной технологии получения нитрата калия на основе местного сырья Узбекистана, решение которой позволит обеспечить потребности внутреннего рынка и увеличить экспортный потенциал республики.

Калийно-аммиачная селитра, выпускаемая в довольно значительном количестве в ряде зарубежных стран, содержит 16–16,5% N и 25% К₂О. Ее изготовляют следующими способами: 1) механическим смешением сухих или увлажненных нитрата аммония и хлорида калия; 2) совместным выпариванием растворов нитрата аммония и хлорида калия; 3) введением в концентрированный раствор или плав аммиачной селитры тонкоизмельченного хлорида калия с последующим гранулированием плава в грануляционных башнях. Последний способ представляет наибольший интерес, так как позволяет получить более однородное по составу удобрение.[3]

Создание предварительной основы разработки для извлечения калийных солей из запасов Тюбегетанской руды является актуальным . Так как использование местного сырья  значительно снизит стоимость получаемого нитрата калия.

Учитывая вышеизложенное, предложены оптимальные условия получения нитрата калия. Технология получения нитратных калийных удобрений методом конверсии хлорида калия аммиачной селитрой предусматривает два способа проведения стадий конверсии: термическая и жидкофазная конверсия.[1] Исследование проведено методом жидкостной конверсии при температуре от комнатной до 95°С. Опыты по конверсии нитрата калия из хлорида калия и нитрата аммония проводили в лабораторной установке, состоящей из стеклянного кварцевого реактора с мешалкой и электрическим подогревом. Температуру конверсии в реакторе поддерживали с помощью контактного термометра ТК-300, с точностью ±1°С. Скорость вращения и температура непрерывно регулировались.[4]

Для этого были приготовлены различные смеси растворов NH₄NO₃ и  KCI в различных соотношениях. При исследовании были  использованы растворы аммиачной селитры с концентрацией 50%, 60%, 80%  и раствор хлорида калия с концентрацией 37%. Соотношения и концентрации растворов взяты в соответствии с произведёнными расчётами. Затем, охлаждая смесь,  наблюдали за образованием кристаллов. Произведён анализ полученных результатов, которые приведены в данной ниже таблице 1.

Таблица 1.

Зависимость конверсии нитрата аммония с  хлоридом калия от концентрации и количества реагентов

Как видно из таблицы 1 концентрация  и колличество нитрата аммония играет важную роль в выходе готового продукта. Так смешение при температуре  95⁰С 100 г раствора  нитрата аммония с концентрацией 80% и  раствора хлорида калия с концентрацией 37%  является оптимальным условием для получения нитрата калия. Выход нитрата калия при этом составляет 63%.

Список литературы:
1. Грабовенко В.А. Производство бесхлорных калийных удобрений. Л., «Химия». 1980.-256с.
2. Позин М.Е. Технология минеральных удобрений: Учебник для вузов. – 6-е изд.,перераб. — Л.: «Химия», 1989. — 352 c.
3. Рахматов Х. Б., Самадий М. А., Джураева Ш. Д. Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом аммония в зависимости от технологических параметров // Молодой ученый. — 2015. — №19. — С. 63-67. — URL https://moluch.ru/archive/99/22300/ (дата обращения: 25.11.2019).
4. Рахматов Х. Б., Самадий М. А., Джураева Ш. Д. Исследование процесса конверсии хлорида калия с нитратом кальция // Молодой ученый. — 2015. — №19. — С. 67-71. — URL https://moluch.ru/archive/99/22301/ (дата обращения: 25.11.2019).