Ученые Пермского политехнического университета изобрели технологию, которая повысит степень очистки сильвинитовой руды до 63%. Технология основана на применении ультразвуковой обработки флокулянтов — специальных реагентов, используемых для очистки руды от примесей.
Сильвинитовая руда является ключевым сырьем для производства удобрений, которые повышают урожайность сельскохозяйственных культур. Помимо целевого компонента — хлорида калия, в руде содержатся примеси — глинистые шламы. Их присутствие снижает степень извлечения хлорида калия, поэтому руду необходимо от них очищать.
Процедуру очистки сильвинита от шламов проводят при помощи процесса флотации – метода, который основан на том, что одни минералы плохо смачиваются водой и прилипают к пузырькам воздуха, стремясь подняться на поверхность в виде пенки, а другие смачиваются хорошо и остаются в жидкости. В процессе флотации сильвинитовая руда измельчается и смешивается с водой, образуя суспензию. Затем в нее добавляют специальные химические реагенты — флокулянты. Они захватывают мелкие частицы шламов, склеивают с пузырьками воздуха и таким образом отделяют от руды. Для усиления действия флокулянтов их предварительно обрабатывают ультразвуком, благодаря чему улучшаются физико-химические свойства реагента и сокращается время, необходимое для очищения.
«Эксперимент показал, что повышение способностей флокулянта происходит одновременно с увеличением мощности ультразвуковой обработки, начиная с 0,68 Вт/см3. Низкие частоты приводят к тому, что частицы шлама будут связываться между собой. Максимальный прирост их извлечения из сильвинитовой руды по сравнению с контрольным экспериментом составил 3%. Шламы, которые находятся внутри хлорида калия, с трудом поддаются извлечению, поэтому в таком случае данный показатель сильно повышает эффективность флотации», — рассказал профессор кафедры «Химические технологии» ПНИПУ Владимир Пойлов.
Таким образом, новый способ обработки руды повысит эффективность очищения сильвинита от шламов до 63%, в то время как обычно степень очистки не превышает 60%.
Результаты исследования ученых Пермского Политеха имеют практическое значение для повышения эффективности очистки сильвинитовой руды и, как следствие, для увеличения качества и объемов производства калийных удобрений.
Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология», № 4, 2024.
Исследование выполнено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Наука и университеты»).
