Технологический процесс производства калия хлористого мелкого флотационного (полуфабрикат)

(Р11.67 – ТР.06)

 

Кек калия хлористого после центрифуг с массовой долей воды не более 5,5 % системой конвейеров (т. поз. № 23-2, 24-2) распределяется по сушильным барабанам типа УСБ 3200х22000 (т. поз. 4-6). После сушки концентрат с массовой долей воды не более 0,2 % конвейером (т. поз. 27-1) направяется в смеситель-шнековый (т. поз. 77), где  обрабатывается раствором амина, согласно утверждённым нормам расхода для предотвращения слеживаемости. Полученный полуфабрикат калия хлористого мелкого конвейером (т. поз. 28-1),  складируется в склад № 2.

Часть кека концентрата после вакуум-фильтров с массой долей воды не более 8,5 % системой конвейеров (т. поз. 23-1, 24-1) распределяется по сушильным барабанам (т. поз. 2-3).

Часть кека концентрата с конвейера (т. поз. 24-1) через бункер-накопитель и конвейером (т. поз. 25-3) подаётся на конвейер (т. поз. 27-2), где смешивается с разгрузкой сушильных барабанов и циклонной пылью сухой стадии газоочистки. Образовавшася смесь подается в смеситель-гранулятор (т. поз. 77а) для обработки раствором кальцинированной соды с массовой долей углекислого натрия 9,0 - 11,0 % в количестве согласно утверждённым нормам.

Образовавшаяся при этом смесь с массовой долей воды (4,5±1,0) %, системой конвейеров подается в отделение грануляции для для получения полуфабрикатов калия хлористого.

Термическая сушка конвективным способом основана на испарении содержащейся в концентрате избыточной массовой доли воды в окружающую его газовоздушную среду при нагреве высушиваемого калия хлористого.

    Технологический процесс сушки состоит из следующих основных операций:

1. Сжигание топлива и получение теплоносителя с температурой не более

1 000 ^оС;

2. Подача в сушильный барабан теплоносителя;

3. Подача в сушильный барабан кека калия хлористого;

4. Сушка калия хлористого с соблюдением аэродинамических и технологических параметров;

5. Транспортировка готового продукта, отходящих газов и орошающей жидкости;

6. Очистка отходящих газов от пыли калия хлористого, водорода хлористого и нейтрализации стоков мокрой стадии очистки (при работе на мазуте).

В процессе сушки регулируют:

1. Подачу топлива и воздуха (первичного и вторичного) в соответствии с коэффициентом избытка его на горелках и температурой отходящих газов, которая должна выдерживаться в пределах 90-120 ^оС;

2. Производительность вентиляторов и дымососа в соответствии с необходимым количеством подаваемого воздуха и разряжением в топке сушильного барабана, которое должно поддерживаться в пределах (-500 ± 300) Па;

3. Температуру газов в камере смешивания сушильного барабана, которую необходимо поддерживать не более 1 000 ^оС.                                                    

В качестве теплоносителя в сушильных установках используются топочные газы, образующиеся при сжигании газа или мазута факельным способом, путем его распыления с помощью форсунок. Перед подачей на форсунки мазут подогревается для снижения вязкости до температуры (105 ± 5) ^оС, удаляются механические примеси, вызывающие износ форсунок и их засорение.

Мазутопровод с пароспутником теплоизолируется для поддержания температуры мазута. Учет массового расхода мазута производится расходомером, установленным на мазутопроводе.

На каждой топке сушильного барабана установлены приборы для оперативного контроля массового расхода газа или мазута.

Отработанные дымовые газы, отсасываются дымососом и подвергаются двухстадийной очистке:

1 стадия - сухая очистка в циклонах «Гипродревпром» (поз. 80);

2 стадия - мокрая очистка в комбинированных очистителях пыли КОП- 70 (поз. 82).

В качестве орошающей жидкости используется слив сгустителя Г-2.

Система газоочистки пополняется по мере необходимости технической водой. Объемный расход орошающей жидкости на КОП-70 поддерживается в количестве 15-25 м³/ч, водородный показатель на уровне 7,0-9,0.

Уловленная в циклонах пыль калия хлористого разгружается на конвейер (поз. № 27-2) и направляется в смеситель-гранулятор.

Слив КОП-70, содержащий уловленную пыль, растворенный водород хлористый и сернистую кислоту, поступает самотеком в бак (поз. 84). Для нейтрализации образовавшихся кислот в бак подается раствор с массовой долей кальцинированной соды 1,8-2,2 % (при работе на мазуте). Из бака нейтрализованный раствор насосами (поз. № 1-2) перекачивается в сгустители отделения грануляции Г-1, Г-2. Слив сгустителя Г-2 насосами (т. поз. 3, 4) возвращается в КОПы отделения сушки в качестве орошающей жидкости. Сгущенный продукт сгустителей насосами (т. поз. № 13, 14) периодически откачивается в средний зумпф шламонасосной № 1 (поз. 28 – Р11.67-ТР.03).

 Дымовые газы после двух стадий пылегазоочистки выбрасываются в атмосферу через две дымовые трубы (поз. 87).

В отделении сушки сблокированы между собой конвейеры готового продукта, сушильные барабаны, газодутьевое оборудование.

При остановке сушильных барабанов, дымососов, при превышении температуры в камере смешения выше 1 000 ^оС, при температуре отходящих газов 280 ^оС подача топлива в топки сушильных установок автоматически прекращается; при подаче воды на КОП-70 в количестве 15 м³/ч срабатывает цветовая сигнализация и через 10 минут, если причины не устранены, автоматически прекращается подача топлива в топки сушильных установок; при водородном показателе 7,0 срабатывает цветовая сигнализация, при водородном показателе 6,5 автоматически прекращается подача топлива в топки сушильных установок.

Расход раствора кальцинированной соды в смеситель-гранулятор регулируется в автоматическом режиме в зависимоти от концентрации и нагрузки.

Приготовление реагентов

 

Реагентное хозяйство отделения измельчения и флотации включает: хранилище жидких реагентов (здание одноэтажное), здания приготовления реагентов, цех по приготовлению содового раствора.  В главном корпусе СОФ находится установка интенсивного растворения (УИР) для приготовления раствора флокулянта.

В зданиях приготовления реагентов готовятся:

- собиратель для сильвиновой флотации – водные растворы высокомолекулярных алифатических первичных аминов (катионный собиратель) с введением модификаторов (полиэтиленгликоля и парафиновых углеводородов) и вспенивателя – соснового масла различных торговых марок;

- депрессор глинистых шламов – водные растворы крахмалсодержащих продуктов, приготовленные на оборотном маточнике или рассоле;

- антислеживатель для полуфабриката калия хлористого мелкого - водные растворы амина;

- пылеподавитель и гидрофобизатор для обработки полуфабриката калия хлористого гранулированного;

- нейтрализатор кислых промывных вод установок мокрого пылегазоулавливания в отделениях сушки и грануляции – водные растворы карбоната натрия (кальцинированной соды);

- реагент для агломерации пылевых фракций – раствор кальцинированной соды.

 Приготовление растворов реагентов производится по разработанным режимным картам.

      
3.9.1. Приготовление водного раствора собирателя.

(Р11.67 – ТР.07)

 

Высокомолекулярные амины применяемые в качестве собирателя при флотации сильвина, представляют собой твердое вещество со специфическим запахом, плавящееся при температуре 50-60 ^оС. По типу химических соедине­ний амины являются органическими основаниями, вступающими во взаимо­действие с кислотами с образованием солей, которые хорошо растворяются в воде.

Применение разновидностей аминов, характеризующихся различной флотационной активностью, обусловлено их составом: длиной цепи углеводо­родных радикалов, содержанием первичных аминов, а также массовой долей непредельных аминов. Количество непредельных аминов характеризуется по­казателем, называемым «йодное число». Наибольшая флотоактивность и тер­мостабильность аминов обеспечивается при иодном числе не более 5.

Перевод аминов, поставляемых в виде оснований, в гидрохлоридные рас­творимые соли осуществляются путем взаимодействия амина с соляной кисло­той. Необходимый объем кислоты (HCl) определяется по формуле

                С ₁₈ H ₃₇ NH ₂ + HCl = C ₁₈ H ₃₇ NH₃Cl

                    V_HCl = , (1)

где V_HCl - объем HCl, дм³;

Р _амина - масса амина, загружаемого в чан, кг;

36,5 - относительная молекулярная масса HCl;

М _амина - относительная молекулярная масса амина;

C _HCl - массовая доля HCI, %;

 d _HCl- удельный вес HCl, кг/дм³

Расчетный объем кислоты увеличивается на 5-10 % с учетом получения необходимого водородного показателя рабочего раствора амина.

Обладая хо­рошими собирательными свойствами, высокомолекулярные амины характери­зуются недостаточными вспенивающими свойствами, поэтому при своем ис­пользовании требуют введения вспенивателей.

Для повышения флотационной активности собирателя для материала фракции более 0,5 мм и с целью снижения массы амина, в качестве аполярной добавки к аминам добавляются модификаторы: парафиновые углеводороды (ПЖ и др.), полиэтиленгликоль (ПЭГ), и вспениватель (СМ), исходя из утверждённых норм расхода.

 Количество добавок определяется по формуле:

, (2)

где g - объем добавок СМ, ПЖ, ПЭГ, дм³;

P _амина – масса амина, загружаемого в чан, кг;

G_g - норма расхода добавок СМ, ПЖ, ПЭГ, г/т КСl 22 %;

G _амина - норма расхода амина, г/т KCl 22 %;

d_Д - плотность добавок СМ, ПЖ, ПЭГ, кг/дм³.

 

Исходные компоненты для приготовления водного раствора собирателя:

- собиратель: амины алифатические импортного производства;

- кислота соляная разбавленная техническая (HCl);

- вспениватели различных типов и марок (основной - масло сосновое);

- модификаторы: парафиновые углеводороды (парафин жидкий и др.) и полиэтиленгликоль (ПЭГ).

Номинальные параметры:

1. Предварительный раствор:

- массовая доля аминов – не более 10 %;

- водородный показатель (рН) – не более 1,5;

- температура (60-70) ^оС.

2. Готовый раствор:

- массовая доля аминов (0,5-0,7) %;

- водородный показатель (рН) - 2,2-3,0;

- температура (60-70) ^оС.

 

Технологическая последовательность операций:

1. Приготовление предварительного раствора:

- набор в чан горячей воды на 1/2 рабочего объема чана;

- включение привода мешалки;

- подача через мерник заданного объёма соляной кислоты;

- подача в чан аминов из ёмкостей хранения насосами № 57, 58 (1 280 кг);

- пропаривание трубопроводов подачи амина;

- перемешивание раствора в течение 30 минут при нормативной температуре;

- разбавление раствора амина до полного объема;

- отбор пробы для определения массовой доли амина и водородного

показателя (рН) раствора;

- доведение (при необходимости) величины водородного показателя (рН) в чане предварительного раствора до нормативной путем добавления дополнительного количества соляной кислоты или воды в зависимости от степени отклонения с последующим перемешиванием в течение не менее 20 минут и повторным анализом.

2. Приготовление рабочего раствора:

- набор в чан горячей воды ½ рабочего объема чана;

- подача предварительного раствора, определяемого по таблице:

 

Массовая доля аминов в предварительном растворе, %	4	5	6	7	8	9	10
Уровень чана предвари-тельного раствора, %	16	14	12	10	9	8	7

- перемешивание раствора в течение 10 минут;

- добавление горячей воды до верхнего уровня;

- перемешивание в течение не менее 30 минут;

- отбор пробы для определения массовой доли амина и водородного показателя раствора;

- доведение (при необходимости) массовой доли аминов до нормативной величины путем добавления концентрированного раствора амина или воды с перемешиванием в течение не менее 30 минут и повторным отбором пробы для анализа;

- добавление через мерники модификаторов производится не менее чем за 30 минут до подачи рабочего раствора в главный корпус;

- добавление вспенивателя не менее чем за 15 минут до подачи рабочего раствора в главный корпус;

- нормы дозирования модификаторов и вспенивателя устанавливаются техническим руководством фабрики, согласно утвержденным нормам расхода;

- поддержание номинальной температуры раствора (автоматической подачей острого пара).

 

3.9.2. Приготовление предварительного раствора депрессора на основе мезги картофельной технической (Р11.67- ТР.08)

Исходные компоненты:

- мезга картофельная техническая;

- маточник.

 

Номинальные параметры:

- массовая доля крахмала в готовом растворе (0,7-0,9) %;

- температура заваривания предварительного раствора (85±5) ⁰С.

 

Технологическая последовательность операций:

- набрать в чан предварительного раствора депрессора (т. поз. 6) маточник до верхнего уровня;

- включить привод мешалки;

- включить насос-клейстеризатор НК-8;

- загрузить 2 400 кг (3 контейнера) мезги картофельной технической;

- после полной загрузки мезги смесь перемешать в течение не менее 5 минут;

- подать острый пар для постепенного подогрева смеси;

- при достижении температуры в чане (85±5) ⁰С  пар перекрыть, производить активирование раствора циркуляцией через насос-клейстеризатор в течение не менее 15 минут;

- отключить привод насоса-клейстеризатора;

- объём предварительного раствора делится на две пары чанов приготовления рабочих растворов депрессора.

 

3.9.3.Приготовление раствора депрессора на основе крахмала картофельного технического фильтрованного (Р11.67-ТР.08)

 

Исходные компоненты:

- крахмал картофельный технический фильтрованный;

- маточник.

 

Номинальные параметры:

- массовая доля крахмала в готовом растворе (0,7-0,9) %;

- температура заваривания предварительного раствора (85±5) ⁰С.

 

Технологическая последовательность операций:

- набрать в чан предварительного раствора депрессора (т. поз. 6 или т. поз. 1) маточник до верхнего уровня;

- включить привод мешалки;

- включить насос-клейстеризатор НК-8;

- загрузить 1 300 кг (2 контейнера) крахмала картофельного технического фильтрованного;

- после полной загрузки крахмала картофельного технического фильтрованного смесь перемешать в течение не менее 5 минут;

- подать острый пар для постепенного подогрева смеси;

- при достижении температуры в чанах (85±5) ⁰С пар перекрыть, производить активирование раствора циркуляцией через насос-клейстеризатор в течение не менее 15 минут;

- объём предварительного раствора делится на три пары чанов приготовления рабочих растворов депрессора.

 

 

3.9.4Приготовление раствора депрессора на основе крахмалсодержащих продуктов (Р11.67- ТР.08)

Исходные компоненты:  

- крахмал картофельный РБ;

- крахмал картофельный импортный;

- крахмал тапиоковый (маниоковый);

- маточник.

 

Номинальные параметры:

- массовая доля крахмала в готовом растворе (0,7-0,9) %;

- температура заваривания предварительного раствора (85±5) ⁰С.

 

Технологическая последовательность операций:

- набрать в чан (т. поз. 6 или т. поз. 1) маточник до верхнего уровня;

- включить привод мешалки;

- включить насос-клейстеризатор НК- 8;

- загрузить 1000 кг реагента;

- после полной загрузки крахмала картофельного смесь перемешать в течение не менее 5 минут;

- подать острый пар для постепенного подогрева смеси;

- при достижении температуры в чанах (85±5) ⁰С пар перекрыть, производить активирование раствора циркуляцией через насос-клейстеризатор в течение не менее 15 минут;

- объём предварительного раствора делится на три пары чанов приготовления рабочих растворов депрессора.

 

Технологическая последовательность приготовления готовых растворов депрессора:

- набрать в выбранную пару чанов маточник до нижнего уровня;

- включить электропривод мешалки  - чана приготовления рабочего раствора депрессора;

- часть предварительного раствора депрессора (указанную в режимной карте) перекачать в выбранную пару чанов приготовления рабочего раствора депрессора;

- разбавить содержимое емкостей приготовления рабочего раствора депрессора маточником до верхнего уровня;

- перемешивать содержимое чана приготовления рабочего раствора депрессора в течение не менее 30 мин;

- отобрать пробу для определения массовой доли крахмала в рабочем растворе депрессора.

 

3.9.5. Приготовление растворов соды кальцинированной технической (Р11.67 - ТР.07)

 

Исходные компоненты:

- сода кальцинированная техническая;

- вода.

 

Номинальные параметры раствора соды кальцинированной (Na₂ CO₃):

- (1,8-2,2) % - для нейтрализации газоочистки отделений сушки и грануляции;

- (9,0-11,0) % - для агломерации пылевых фракций.

 

Технологическая последовательность операций приготовления раствора для агломерации пылевых фракций:

- набрать в чан (т. поз. 34) технической воды до верхнего уровня;

- включить привод мешалки;

- загрузить в чан (т. поз. 34) 2 тонны кальцинированной соды;

- перемешивать раствор в течение часа;

- раствор кальцинированной соды из чана (т. поз. 34) перевести в чан (т. поз. 31);

- включить насос (т. поз. 5 или 6);

- перекачать раствор кальцинированной соды из чана (т. поз. 31) в чан (т. поз. 18);

- довести раствор кальцинированной соды в чане (т. поз. 18) технической водой до верхнего уровня;

- включить привод мешалки и перемешивать не менее 20 минут;

- отобрать пробу для определения массовой доли кальцинированной соды в растворе.

 

Технологическая последовательность операций приготовления раствора для нейтрализации газоочистки отделений сушки и грануляции:

- перекачать содержимое чана (т. поз. 34) в чан (т. поз. 32) до среднего уровня;

- довести раствор кальцинированной соды в чане (т. поз. 32) технической водой до верхнего уровня;

- включить привод мешалки и перемешивать в течение 20 минут;

- отобрать пробу для определения массовой доли кальцинированной соды в растворе.

3.9.6. Приготовление и хранение амино-газойлевой смеси (АГС)

 (Р11.67-ТР.06)

Исходные компоненты:

- амин;

- газойль гидроочищенный вакуумный (газойль).

 

Номинальные параметры

- соотношение амин/газойль (1:36) ± 2;

- температура расплава АГС не менее (55-65) ⁰С.

Технологическая последовательность операций приготовления АГС:   

- пропарить трубопровод газойля от ёмкости хранения в ёмкость (т. поз. 15);

- закачать необходимое количество газойля в емкость приготовления АГС (т. поз 3 или 4);

- пропарить трубопровод в емкость (т. поз. 15) и трубопровод в емкость хранения;

- включить электропривод мешалки емкости приготовления АГС, при необходимости подогреть;

- закачать необходимое количество амина в емкость приготовления АГС;

- пропарить трубопровод закачки амина;

- перемешивать АГС не менее 1,5 часа;

- после остановки мешалки отстаивать не менее 40 минут;

-  слить конденсат из емкости;

- отобрать пробу для определения соотношения амин/газойль в смеси.

 

Технологическая последовательность операций при закачке АГС в отделение погрузки:

- включить привод мешалки емкости АГС и перемешивать смесь не менее                                                               

15 минут;

- пропарить трубопровод закачки АГС от отделения погрузки до емкости

(т. поз. 14).                                                                                                                          

- открыть запорную арматуру для закачки АГС в отделение погрузки;

- включить насос и закачать необходимое количество АГС по уровню 

емкостей отделения погрузки;

- пропарить трубопровод от отделения погрузки до емкости (т. поз. 14);

 

3.9.7.Режимная карта по приготовлению раствора антислеживателя

(Р11.67-ТР.07)

Исходные компоненты:      

- амины алифатические импортного производства;

- кислота соляная техническая разбавленная.

 

Номинальные параметры:

- массовая доля амина (4,8-5,2) %;

- температура 70 ^оС;

- водородный показатель (рН) - 5,5-6,5.

 

Технологическая последовательность операций:

- набрать в чан (т. поз. 26, 26-1) горячую техническую воду до среднего уровня;

- включить привод мешалки;

-  подогреть до заданной температуры;

- включить насос, закачать соляную кислоту в мерник (по распоряжению);

- подать соляную кислоту из мерника в чан;

- закачать необходимое количество амина в чан;

- перемешивать раствор в течение 10 минут;

- разбавить содержимое чана до верхнего уровня горячей технической водой;

- перемешивать раствор в течение 60 минут.

- отобрать пробу для определения массовой доли амина.

      

3.9.8.Приготовление раствора флокулянта на установке интенсивного растворения (УИР) (Р11.67-ТР.09)

 

Исходные компоненты:

- порошкообразные флокулянты импортного производства;

- вода;

- маточник;

- рассол.

 

Технологическая последовательность операций:

1. Приготовление начального предварительного раствора (операция разовая и выполняется при условии, если емкость предварительного приготовления пустая):

- в ёмкость (т. поз. 1 или т. поз. 2) набрать холодной воды в количестве 10 м³ (40 % по уровню);

- включить насос (т. поз. 1), мешалку загружаемого чана и открыть кран на трубопроводе нагнетания насоса;

- открыть кран подачи воды в загрузочное устройство (поз. 109);

- отрегулировать щель загрузочного устройства на величину 3-5 мм равномерно по всему диаметру;

- через щель загрузочного устройства загрузить реагент в количестве 75 кг;

- через 3 минуты после загрузки реагента перекрыть подачу воды в загрузочное устройство и остановить насос (т. поз. 1);

- перемешивать раствор в течение 2,5 часов;

- начальный предварительный раствор из чанов (т. поз. 1,2) вырабатывается до определенного остаточного объема, после чего начинается очередное приготовление предварительного раствора;

2. Приготовление повторного предварительного раствора (цикличное приготовление). Эта операция цикличная и производится при наличии в предварительном чане остаточного объёма концентрированного раствора. Приготовление осуществляется в чанах (т. поз. 1, 2):

- установить в программе управления схемой УИР режим – «Загрузка чана». Приготовление производится в автоматическом режиме;

- включить центробежный насос (т. поз. 1), мешалку загружаемого чана и открыть кран на трубопроводе нагнетания насоса (т. поз. 1);

- открыть воду в загрузочное устройство (поз. 109);

- загрузить исходный реагент в количестве:

для получения концентрации 0,82 % - 125 кг;

для получения концентрации 0,92 % - 150 кг;

для получения концентрации 1,02 % - 175 кг;

для получения концентрации 1,12 % - 200 кг;

для получения концентрации 1,22 % - 225 кг;

для получения концентрации 1,33 % - 250 кг;

для получения концентрации 1,43 % - 275 кг;

для получения концентрации 1,53 % - 300 кг;

- через 3 минуты после загрузки реагента прекратить подачу воды в загрузочное устройство (поз. 109), закрыть кран на трубопроводе нагнетания насоса (т. поз. 1), остановить насос, сообщить дозировщику реагентов, что загрузка закончена;

- установить в программе управления УИР режим - «Разбавление предварительного раствора». Приготовление производится в автоматическом режиме;

- открыть кран на трубопроводе всасывания насоса (т. поз. 4) и кран выхода из устройства разбавления (поз. 110) на заданную ёмкость;

- включить насос (т. поз. 4);

- открыть воду в устройство разбавления (поз. 109) с объёмным расходом 10 м³/ч;

- при достижении объёма 24,5 м³ (98 % по уровню) в чане (т. поз. 1 или 2), перекрыть воду в  устройство разбавления (поз. 110), краны на трубопроводе нагнетания насоса (т. поз. 4) остаются открытыми;

- включить мешалку в чане (т. поз. 1) или (т. поз. 2) и перемешивать раствор в течение часа. Насос (т. поз. 4) работает по 5 минут с перерывом 10 минут;

- закрыть краны на трубопроводе всасывания насоса (т. поз. 4) из данной ёмкости и кран на выходе из устройства разбавления (поз. 109) в данную ёмкость;

- в течение часа раствор должен находиться в состоянии покоя.

3. Приготовление рабочего раствора в ёмкостях (т. поз. 3, 4):

- приготовление производится, когда уровень в данной емкости падает до заданной величины. 

- приготовление ведется в автоматическом режиме, с помощью насосов-дозаторов по одной из двух линий через систему задвижек.

- по результатам расчётной концентрации предварительного раствора, рабочие растворы флокулянта готовятся со следующей расчетной концентрацией:

    - 0,09 % - на воде;

    - 0,073 % (0,09/1,235) - на маточнике;

    - 0,074 % (0,09/1,215) - на рассоле.

- расход растворителя (вода, маточник, рассол) регулируется в зависимости от концентрации предварительного раствора и коэффициента разбавления. Коэффициент разбавления – это отношение количества загружаемого реагента к полному объему емкости приготовления.