5.11. Екологічна характеристика виробництва калійних добрив
Калійні мінеральні добрива являють собою природні або синтетичні солі і містять поживний елемент у формі іона К +. Залежно від природи аніону калійні добрива підрозділяються на хлоридні і бесхлорідние.
До калійним добривам хлоридного типу відносять природні мінерали (каїніт, сильвініт), продукти промислової переробки мінералів (хлорид калію), змішані калійні солі, отримані шляхом змішування природних мінералів з хлоридом калію, електролітні розчини (побічний продукт електролізу карналіта). До бесхлорідним калійним добривам відносяться сульфат калію і калімагнезія (подвійна сіль сульфату калію і сульфату магнію). Всі калійні добрива розчинні у воді. Їх випускають в кристалічному і гранульованому вигляді.
В даний час основним калійним добривом, що забезпечує понад 95% потреб сільського господарства, є хлорид калію. Найважливішим калійним мінералом є сильвініт - суміш Сільвіна КСl і Галіт NaCl, що містить в якості домішок нерозчинні речовини. Нерозчинні або важкорозчинні у воді мінерали в даний час не використовують для виробництва калійних добрив, однак переробка їх в глинозем (наприклад, нефелина) супроводжується отриманням калійних солей як побічних продуктів. Потенційним джерелом сировини для виробництва калійних добрив може стати Світовий океан, у водах якого концентрація калію досягає 0,07%.
Існують два методи виробництва хлориду калію з сильвініту: флотационний і галургічного. Флотаційний метод виділення хлориду калію з сильвініту заснований на флотогравітаціонном поділі водорозчинних мінералів калійної руди в середовищі насиченої ними солоного розчину. Це досягається селективної гідрофобізацією поверхні частинок калійних мінералів за допомогою флотореагентов-збирачів.
Флотаційний метод ефективний при добуванні хлориду калію з високоякісних сильвінітових руд, що містять незначну кількість шламу. Ступінь вилучення хлориду калію досягає 90-92%, а готовий продукт (концентрат) містить 93-95% солі.
Галургічного спосіб виділення хлориду калію з сильвініту або метод виборчого розчинення і роздільної кристалізації заснований на відмінності температурних коефіцієнтів розчинності хлоридів калію і натрію при їх сумісній присутності. Цей метод дозволяє комплексно переробляти поліметалічні руди, витягуючи з них всі корисні компоненти, в тому числі хлориди магнію, броміди і харчової хлорид натрію.
При проведенні основних стадій технологічного процесу отримання калійних добрив (дроблення руди, сушка готового продукту і грануляція) в атмосферне повітря надходять пил сильвініту, хлорид калію, хлорид водню, аміни та інші речовини. Крім того, при сушінні хлориду калію в атмосферу виділяються з димовими газами оксиди азоту, сірки, вуглецю, сажа та інші продукти неповного згоряння палива. У зв'язку з цим все джерела газо- і пиловиділення обладнуються системами дво- або триступеневої очистки та знешкодження викидів.
При переробці і збагаченні сировини в калійної промисловості щорічно утворюються мільйони тонн твердих галітових відходів і сотні тисяч тонн глинисто-сольових шламів. Так, на 1 т КСl, виробленого з сильвінітових руд, у вигляді відвалу утворюється 3-4 т галітових відходів і 0,6 м 3 глинисто-сольових шламів. Некомплексності переробка сильвініту, безперервне зростання обсягу складованих відходів і глинисто-сольових шламів призводять до відчуження великих територій сільськогосподарських площ. Площа, яку займає солевідвалів, перевищує 700 га, а шламосховища - 850 га. Крім того, разом з галітових відходами втрачається близько 950 тис. Тонн хлориду калію, а з глинисто-сольовими шлаками втрати продукту перевищують 1,1 млн. Тонн на рік. Для забезпечення зниження втрат корисного компонента при переробці сильвініту необхідно організувати повну утилізацію глинисто-сольових шламів, що дозволить не тільки збільшити обсяг продукції, що випускається, але і значно зменшити площу земель, займаних складованих відходів, знизити екологічні збитки.
За кордоном сольові відходи в невеликому обсязі використовують в якості вторинної сировини для отримання кухонної солі, практикують їх скидання в поверхневі водотоки і в море, частина твердих відходів направляють на закладку виробленого простору рудників.
У нашій країні ведуться роботи, спрямовані на виключення зберігання солоних відходів на земній поверхні. До них відносяться вдосконалення технології гірських робіт, пов'язане зі скороченням виїмки з шахт Галіт і порожньої породи (селективна видобуток калійних руд), а також розробка заходів щодо повернення відходів флотації в вироблені простору рудників. На калійних підприємствах освоюються методи комплексного використання калійної сировини - отримання методами галургії і механічної обробки, поряд з калійними добривами, розсолів для содового виробництва, сировини для харчової, кормової та технічної солі, сульфату натрію, сировини для виробництва магнію і деяких інших продуктів. Поряд з цим проводяться промислові випробування підземного скидання розсолів для заводнення нафтових пластів, а також в відпрацьовані газоносні пласти і підсольові горизонти в районах калійних підприємств з використанням існуючих свердловин.
Розглядаються й інші напрямки, пов'язані з проблемою утилізації глинисто-сольових шламів. Серед них слід відзначити використання цих відходів у вигляді сировини для виробництва будівельної кераміки і аглопорита, для виробництва бурових розчинів. Вельми незначні маси галітових відходів використовують для потреб теплоенергетичних підприємств (для регенерації фільтрів), дорожньо-експлуатаційних управлінь і по ряду інших напрямків.