книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980). Т. 2 Развитие отдельных отраслей химической промышленности

В НИУИФе разработаны технологические процессы сернокислотной экстракции фосфорной кислоты и производства на ее базе аммофоса из бедпых руд Каратау и Чилисайского месторождения. На основе этих ис­ следований в Гипрохыме проектируются повые аммофосные установки.

Разработана технология нового сложного удобрения —карбоаммо- фоски, содержащей ~60% действующих веществ. Это удобрение получа­ ется на основе карбамида, экстракционной фосфорной кислоты и хлорида калия.

Важнейшей задачей является всемерное улучшение товарных свойств фосфорных удобрений. Пионером изучения физико-механических свойств минеральных удобрений был Н. Е. Пестов. В настоящее время оценку то­ варных свойств и их улучшение осуществляют на основе исследований И. М. Кувшинникова, Л. Б. Геладзе, Н. Л. Малоносова п др. Удобрения должны выпускаться в основном в гранулированном и неслеживающемся виде, пригодном для бестарной перевозки специализированным транспор­ том и для сухого тукосмешения.

Представляют интерес выполненные в НИУИФе исследования по при­ менению медленно действующих фосфорных удобрений па основе акти­ вированного красного фосфора (А. В. Соколов, Н. Д. Таланов с сотруд­ никами). В качестве активаторов использовали неорганические соли металлов, в том числе медный купорос. Этот новый вид удобрений по своей эффективности не уступает стандартным, а по своему последейст­ вию превосходит пх. Особенно эффективным является гранулированное удобрение, представляющее собой смесь фосфоритной муки с активиро­ ванным красным фосфором.

Доля концентрированных и сложных удобрений в общем объеме про­ изводства минеральных удобрений достигла в 1979 г. 79% против 74% в 1975 г., 63% в 1970 г., 51% в 1965 г. [21].

Большой вклад в развитие химии, технологии и применения фосфор­ ных и сложных удобрений внесли научные работы НИУИФа (генераль­ ный директор А. А. Новиков), ГИАПа (под руководством Н. Н. Поля­ кова), Института химии АН УзбССР (под руководством М. И. Набпева), ЛенНИИГипрохпма (под руководством В. Н. Белова) и ряда кафедр ву­ зов (возглавляемых профессорами М. Е. Позипым, Н. С. Торочешппковым, М. А. Вейдерма и др.).

*

Дальнейшее развитие промышленности минеральных удобрений (в том числе и фосфорсодержащих) осуществляется па основе решений XXVI съезда КПСС, утвердившего «Осповные направления экономиче­ ского и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года» и майского (1982 г.) Пленума ЦК КПСС, выдвинувшего Продовольственную программу СССР. Производство минеральных удобре­ ний должно увеличиться к 1985 г. до 36—37 млн. т (в пересчете иа 100%-пое содержание действующих веществ). Опережающими темпами развивается сырьевая база для более полного использования мощностей по производству минеральных удобрений. Обеспечивается сбалансирован­ ное развитие производства минеральных удобрений. Продолжается оасширепие выпуска концентрированных и сложных удобрений [8, 20].

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

КАЛИЙНЫЕ УДОБРЕНИЯ

В дореволюционной России не было калийной промышленности, хотя сведения о наличии калийных солей на территории страны были извест­ ны еще в прошлом столетии. Становление и развитие калийной промыш­ ленности началось только после Великой Октябрьской социалистической революции [1—3].

Первая скважина, пробуреипая под руководством П. И. Преображен­ ского в районе Соликамска (1925 г.), вскрыла толщу калийных солей, представленную пластами сильвинитов п карналлитов с прослойкам]г ка­ менной соли, что явилось основой для развития калийной промышлен­ ности, ставшей одной из ведущих отраслей химической промышленности

вСССР.

Вгоды первых пятилеток (1928—1940 гг.) продолжалась разведка

месторождений калийных солей. В 1933 г. был введен в эксплуатацию первенец отечественной калийной промышленности — Соликамский ка­ лийный комбинат. В 1937 г. сдана в эксплуатацию первая карпаллитовая фабрика, на которой методом горячего выщелачивания и кристаллизации получали искусственный карналлит (32% М^С12) и хлормагииевые ще­ локи для производства окиси магния и других продуктов. В тот же пе­ риод начинается строительство Первого Березниковского калийного комбината —одного из самых крупных в мире, введенного в эксплуата­ цию в 1954 г.

С1946 г. начинается эксплуатация Предкарпатских месторождений: Стебниковского и Калуш-Голынского. Эти месторождения имеют полпминеральный состав руд, где наряду с сильвинитом и карналлитом преобла­ дают сульфатные соли (каинит, лаигбейнит и др.). В 1950 г. на Калушском калийном комбинате выпуск валовой продукции достиг довоенного уровня, а к 1958 г. увеличился почти втрое.

С1954 г. начинается освоение нового крупного месторождения калий­ ных солей в Белоруссии —Старобинского.

В1959—1965 гг. происходит дальнейшее расширение сырьевой базы калийной промышленности, освоение новых участков Верхнекамского, Старобинского и Предкарпатских месторождений. Ускорению развития предприятий калийной промышленности способствовали решения майско­ го (1958 г.) Пленума ЦК КПСС.

На Верхнекамском месторождении завершилась детальная разведка новых участков, обеспечившая прирост запасов па 4775 млн. т сырых солей (1166 млн. т К20). На базе запасов этих участков началось строи­

тельство Второго и Третьего Березниковских калийных комбинатов. С вводом в эксплуатацию первой очереди Первого Солигорского ка­

лийного комбината (1963 г.) начинается планомерное промышленное освоение Старобинского месторождения. В 1964 г. вводится в эксплуата­ цию вторая очередь Первого Солигорского комбината, а в 1965 г. входит в строй Второй Солигорский комбинат. В эти же годы завершается пер­ вый этап геолого-разведочных работ, позволивших оценить общие балан­ совые запасы Старобинского месторождения.

В 1961 г. в Предкарпатье начал строиться гигант химической про­ мышленности —Калушский химико-металлургический комбинат (введен

калийных солей, содержащие пласты карналлнтовых пород и сильвинитов, значительно повышают перспективы кембрийского соленосиого бассейиа Сибирской платформы.

Большой интерес представляет изучение возможности пзвлечеппя ка­ лия из силикатных калийно-глиноземных руд Сынпырского щелочного массива (Северное Прибайкалье). Отдельные разновидности кальцпт-ка- лишнатовых сиенитов (сыннырптов) в пределах этого массива содержат до 20% К20 и 25% А120 3. Причем уже сейчас известны принципиальные технологические схемы комплексного извлечения этих компонентов.

В настоящее время горнорудные предприятия калийпой промышлен­ ности являются одними из наиболее механизированных в стране. С на­ чала 60-х годов все более широкое применение при добыче руды полу­ чают проходческо-добычные комплексы, состоящие из комбайнов типа Г1К-8, ПК-10, Урал-ЮКС, Урал-20КС, самоходных вагонов и бункеровперегружателей. Свыше 80% добываемой руды транспортируется к ство­ лам конвейерами. Уровень машинной добычи калийных руд в 1980 г. со­ ставил 80%.

Из года в год увеличивается добыча калийных руд. К 1985 г. намече­ но увеличить их добычу в сравнении с 1980 г. в 1,5 раза и довести ее до 85—90 млн. т/год.

В частности, в ПО «Белорускалпй» в 1985 г. намечено довести объем добычи руды с применением системы разработки с обрушением кровли и использованием гидромехаипзированиых комплексов до 30—40% против 18% в 1980 г. от общего количества добываемой руды п повысить за счет этого содержание полезного компопеита в руде до 28% в 1985 г. против 26,61% в 1980 г. Предполагается также увеличить извлечение по­ лезного ископаемого из недр до 50—53% по сравнению с 45% в 1980 г.

В ПО «Уралкалий» совершенствуется технология добычи с примене­ нием камерной системы разработки и использованием существующих комплексов Урал-ЮКС и Урал-20КС, что позволит повысить производи­ тельность труда в забое в 1,3—1,6 раза.

Улучшение переработки калийных руд, внедрение автоматизации, контроля и управления технологическим процессом обеспечат повышение извлечения хлористого калия из руды на фабриках ПО «Белорускалпй»

в1985 г. до 83% против 79,4% в 1980 г., а на фабриках ПО «Уралкалий»

в1985 г. до 84% против 72,57% в 1980 г.

Врешениях XXV и XXVI съездов партии, июльского и ноябрьского (1978 г.), майского (1982 г.) Пленумов ЦК КПСС большое внимание

уделяется вопросам химизации сельского хозяйства, увеличению выпуска различных видов минеральных удобрений, среди которых важное значе­ ние имеют калийные удобрения. По объему производства калийных удоб­ рений СССР занимает первое место в мире.

В настоящее время калийные удобрения производятся на ряде про­ мышленных предприятий, входящих во Всесоюзное объединение «Союзкалий», и в Калушском производственном объединении «Хлорвинил» (ВО «Союзхлор»).

Сырьевой базой действующих предприятий являются Верхиекамское (Урал), Старобинское (БССР), Калуш-Голыпскоо и Стебииковское (УССР) месторождения калийных солей.

Основным продуктом, выпускаемым предприятиями Всесоюзного объединения «Союзкалнй» является хлористый калий, применяемый в ка-

гнческпй процесс включает следующие стадии: дробление руды, затем выщелачивание из руды хлорида калия горячим оборотным маточным раствором, отделение горячего раствора от иерастворнвшегося хлорида натрия, осветление раствора и кристаллизация из него хлористого калия при охлаждении, отделение от маточного раствора кристаллического хло­ ристого калия и его сушка, нагревание маточного раствора, возвращаемо­ го па выщелачивание хлористого калия из новых порций руды. При на­ личии в руде примесей хлоридов магния, кальция и натрия часть маточ­ ного раствора выводится из оборота и подвергается выпарнвапию с последующей кристаллизацией поваренной соли и получением хлормагнлевого щелока. Регенерированная калийная соль возвращается в произ­ водственный цикл.

Получение галургпческим способом хлористого калия (95% КС1, или

В конце 1971 г. была иущепа новая фабрика, где использовался процесс многоступенчатой вакуум-кристаллпзацпи хлористого калия.

В Калуше действовала небольшая калийная фабрика, восстановлен­ ная после войны, на которой перерабатывались сильвиниты с весьма вы­ соким содержанием нерастворимого остатка (до 30%). Основными продук­ тами являлись хлористый калий (50% К20) и смешанные удобрительные соли (40 и 30% К20). Калушская фабрика эксплуатировалась до 1965 г., после чего была остановлена в связи с практически полным истощением запасов руды, а затем реконструирована с целью организации опытнопромышленного производства калымагнезии и пищевой соли из кашштовой руды.

По окончании войны было принято решение о производстве хлористо­ го калия галургпческим способом в Березниках. Проектирование осу­ ществлялось на основе использования передового опыта отечественных и зарубежных предприятий при участии В. В. Вязовова, А. Д. Нудельмана

н др.

Фабрика была построена и сдана в эксплуатацию в 1954 г. На этой фабрике вырабатывались 95—98%-пый хлористый калий и частнчпо смешанные соли для удобрений. После освоения проектной мощности фабрики в 1955 г. был проведсп комплекс научно-исследовательских ра­ бот, который позволил разработать мероприятия по интенсификации тех­ нологических процессов. В результате проведения этих мероприятий мощ­ ность фабрики фактически удвоилась.

В Соликамске и Березпиках галитовые отходы от переработки силь­ винитов в значительной мере используются в виде рассолов хлористого натрия для нужд содовых заводов, а также для получепия технической соли [4].

В Соликамске пз оборотных щелоков спльвннптовой п карналлитовой фабрик получают бром (в основном в виде бромистого железа).

В 1979 и 1980 г. были сдапы в эксплуатацию первая и вторая очере­ ди галургической калийпой фабрики в Солпгорске (Четвертое рудоуправ­ ление ПО «Белорускалий»). Содержание хлористого калия в товарпом продукте 96%. На фабрике памечспо в перспективе установить дополни­ тельное оборудование для противоточпой промывки глинистых шламов, выпаривания избыточных щелоков и классификации кристаллов хлори­ стого калия для получения обеспылепного продукта.

Как показал опыт эксплуатации действующих предприятий, галургическпй метод может быть широко использован при переработке сильви­ нитов с повышенным содержанием нерастворимого остатка и смешанных руд, содержащих карналлит и другие минералы. Путем изменения режи­ ма кристаллизации хлористого калия возможно получение крупнокристал­ лического продукта с содержанием 96—97% КС1. Степень извлечения КС1 в товарный продукт превышает 83—85%. При комплексной перера­ ботке смешанных руд и сильвинитов получаются в качестве побочных продуктов техническая поваренная соль, бром, карналлит п др. В этом случае более успешно решаются вопросы охраны окружающей среды от засоления хлористым натрием [4].

На калийных предприятиях применяется отечественное оборудование (агрегаты большой единичной мощности). Галургнческий метод может быть рекомендован для внедрения на действующих флотационных фаб­ риках на Урале и в Белоруссии, где предполагается перерабатывать гли­ нисто-солевой шлам и другие отходы.

В годы войны в Березниках была построена п эксплуатировалась карналлитовая фабрика с упрощенной технологической схемой. В 1962 г. была введена в эксплуатацию новая карналлитовая фабрика.

На базе Верхнекамских и Старобинскпх месторождений спльвннитовых руд в стране бурно развивалось производство хлористого калия. Однако сельскому хозяйству, кроме хлористого калпя, требуются бесхлорные формы калийных удобрений —сульфат калия (40—50% К20 ), калимагнезия (29—30% К20).

В соответствии с решением майского (1958 г.) Пленума ЦК КПСС в Предкарпатье было организовано производство бесхлорных калийных удобрений на базе Калуш-Голынского месторождения полимпнеральных калийных руд. Переработка этих руд позволяет получать бесхлорные ка­ лийные удобрения без затрат технического хлористого калия п сульфат­ содержащего сырья [5].

Технологические процессы переработки полимпперальных руд были разработаны во Всесоюзном научно-исследовательском институте галур­ гии (ВНИИГ) в период с 1947 по 1959 г. Они предусматривают комп­ лексное использование сырья и получение наряду с калийными удобре­ ниями поваренной соли пищевых и технических сортов, хлормагниевых растворов п синтетического карналлита для производства магния и хлора [6].

В оспову технологической схемы переработки полиминеральных ка­ лийных руд положены данные о взаимной растворимости солей в пятикомпопептной солевой системе морского типа. Ее сущность заключается в последовательном проведении следующих операций: растворение руды и противоточная промывка глинисто-солевых шламов, вакуум-кристалли­ зация осветленного пасыщенного щелока, флотационная переработка нерастворившегося остатка с получением лангбейиитового флотоконцеитрата и последующей переработкой его на лапгбейпитовый щелок и полигалит, переработка избыточного шенитового маточного щелока, за­ ключающаяся в ступенчатой выпарке и кристаллизации с получением ряда целевых продуктов (поваренной соли, искусственного каинита, воз­ вращаемого в главный цикл па стадию вакуум-кристаллизации шепита, искусственного карналлита, используемого на второй стадии вакуумкристаллизации в собственном цикле).

Сложный химический п минералогический состав полпминеральных калийных руд, наличие в них значительного (до 20%) количества нерас­ творимых глинистых шламов затрудняет их переработку. Однако техно­ логическая схема, разработанная сотрудниками ВНИИГа, позволяет эф­ фективно перерабатывать эти руды.

Исходные данные для проектного задания на строительство химиче­ ской фабрики в Калуше были выданы ВНИИГом в 1959 г. Технический проект разрабатывался Львовским филиалом института Госгорхпмпроекта. Химическая фабрика введена в эксплуатацию в 1967—1968 гг. В освоении производства на фабрике, кроме сотрудников ВНИИГа и Львовского филиала Госгорхимироекта. большой вклад внесли специали­ сты предприятия И. В. Хабер, Ю. II. Лунькова, 3. В. Иазаревич.

В период эксплуатации Голынского и Домбровского участков КалушГолынского месторождения низкое содержание сильвина (КС1) в рудах не позволило выпускать калийную продукцию только в виде сульфата калия. В связи с этим и с учетом сокращения потребности в хлормагниевых растворах полнмнперальные руды перерабатывались в калнмагпезпю и сульфат калия [7].

Проектная мощность химической фабрики Калужского ПО «Хлор­ винил» по выпуску калийных удобрений была достигнута в 1975 г., при этом доля сульфата калия в общем объеме производства составила ~20%. В одиннадцатой пятилетке завершается реконструкция химической фаб­ рики с переводом ее на работу по схеме с полным использованием содер­ жащегося в руде галита для получения поваренной соли. Эта вакуумная соль пищевых сортов может быть использовала также для производства хлора и каустика. Завершение реконструкции намечено на 1983—1984 гг.

Кроме полного использования хлористого натрия, реконструкция хи­ мической фабрики Калужского НО «Хлорвинил» позволит повысить сте­ пень извлечения калия, магния и хлористого натрия, увеличить объем производства калийных удобрений, в том числе долю сульфата калия, а также практически полностью исключить сброс в хвостохранилище лаигбейнит-галитового остатка —основного источника потерь калия и магния (по 25—27%) на действующем предприятии.

В дальнейшем на Стебипковском калийном заводе намечается органи­ зовать производство бесхлорпых калийных удобрений. Исходные данные для технико-экономического обоснования перевода Стебнпковского завода на производство сульфата калия и калнмагнезпп разработаны во ВНРШГе. Львовский институт ВНРШТШСера завершает проект реконструкции завода.

Себестоимость калийных удобрений, получаемых из полпмпперальных руд, остается высокой; при этом магиий, содержащийся в калимагнезпи как удобрительный компопент, в стоимости калимагнезпи не учитывается. В связи с этим во ВНИИГе изучен ряд технологических процессов кон­ версионного получения сульфата калия, основанных на обменном взаимо­ действии хлористого калия и различных сульфатсодержащих соединении (эпсомит, образующийся при комплексной переработке погребенных рас­ солов залива Кара-Богаз-Гол, мирабилит и мирабплит-стеклец оз. Кучук, сульфат натрия —побочный продукт предприятий нефтехимической, целлюлозно-бумажной и глиноземной промышленности, серпокпслое же­ лезо-отход производства пигментной двуокиси титана, а также серная кислота) [8, 9].