Способы добычи калийной соли
Калийная соль — полезное ископаемое, которое принадлежит к неметаллической группе. Соль легкорастворима, поскольку образована путем химического осаждения из водных растворов или при испарении воды. Активно применяется в химической промышленности, в сельском хозяйстве.
Виды минеральных удобрений
К видам калийных удобрений относят:
- хлорид калия (KCl) — легкорастворимый в воде белый кристаллический минерал;
- сульфат калия (K2SO4). Содержит около 50 % K2O, что делает вещество достаточно концентрированным. Пользуется большим спросом, чем хлорид калия из-за отсутствия в составе хлора;
- калиймагнезию (K2SO4*MgSO4). Относится к комплексным удобрениям, чувствительным к хлору, положительно отзывающимся на магний.
Как производится добыча
Залежи соли активно разрабатываются в Северной Америке (США, Канада), а также Европе (Германия, Италия, Белоруссия, Украина). Производится добыча также в Китае, Индии, Казахстане, Великобритании, Израиле и Иордании, в меньшем объеме — и в некоторых других странах мира. В России сосредоточена почти четвертая часть всех мировых запасов этого минерала, которые активно разрабатываются. Крупнейшее российское месторождение находится в Пермском крае — Верхнекамское, площадь более 6000 км2. Оно отличается сравнительной простотой добычи, а руда в нем — большой концентрацией оксида калия. Существует также Восточно-Сибирский калиеносный бассейн. Предполагается, что в нем сосредоточено около 60 % всех запасов калийной соли в России, но в настоящее время из них исследовано всего 3 %. Кроме этого, в Прикаспийском бассейне расположены Гремячинское и Эльтонское месторождения. Их минералы наиболее качественные благодаря повышенному количеству сильвинитов в составе.
Калийная соль, наряду с каменной, добывается в шахтах. Во время разработок повышенное внимание уделяется технике безопасности. Такие меры продиктованы хрупкостью и неустойчивостью слоев соли, которые склонны к обрушениям.
Способы добычи соли
Существует несколько способов разработки калийных месторождений.
- Бассейновый способ. Предполагает добычу соли, которая образуется в соленой морской воде. Добыча заключается в сборе минералов, которые оседают на песчаных морских лиманах благодаря засушливой и знойной погоде. Такой простой способ солеобразования дал возможность самостоятельно репродуцировать его. Для этого в прибрежных морских экологически чистых территориях конструируются бассейны. Они сообщаются между собой и с морской зоной. Солнце и ветер воздействуют на воду, и солевые испарения оседают на дне бассейнов.
- Минералы, которые залегают под землей, добываются шахтным способом. Шахта представляет собой тоннель, от которого ответвляются галереи и камеры. По всей длине тоннеля проложена шахтная железная дорога, с помощью которой добытая соляная порода доставляется на поверхность. Добыча происходит врубовыми машинами или штрекопроходческими комбайнами. Крупные куски дробятся на месте для удобства транспортировки.
- Некоторые подземные месторождения вырабатываются с помощью подземного выщелачивания. Суть процесса состоит в бурении глубокого колодца, в котором находится минерал. Проем заполняется пресной водой, которая «втягивает» в себя солевые отложения. Далее с помощью насосов эта вода извлекается и подается в особые вакуумные резервуары, где выпаривается на дно. Такой способ требует меньше человеческих ресурсов (и, соответственно, меньше риск несчастного случая из-за обрушения). Но концентрированный соляной раствор имеет агрессивную среду, поэтому оборудование должно быть устойчивым к такому сильному химическому воздействию.
Специфическое расположение минералов может потребовать внедрения новых способов разработки соляных месторождений.
Переработка
Осуществляется двумя методами. Менее распространенный, химический, метод состоит в термическом выщелачивании хлористого калия с последующей вакуум-кристаллизацией. Метод очень эффективный (содержание в готовом продукте хлористого калия — около 98 %). Но он требует высоких тепловых затрат и частой замены оборудования из-за воздействия агрессивной среды.
В настоящее время около 80 % производства готового продукта осуществляется методом флотации. Он состоит в механическом разделении минеральных частиц, которые предварительно обработаны специальными реагентами.
Основные сферы использования
Область применения калийной соли широка. Она используется при производстве стекла, красок, пиротехнических изделий, мыла, а также выделке кожи. Минерал применим в электрометаллургии, медицине. Самое популярное направление — в сельском хозяйстве в качестве удобрения для подкормки растений.
Применение в сельском хозяйстве
Калийная соль — незаменимый элемент подкормки растений. Она повышает урожайность, устойчивость к заболеваниям, улучшает качественные показатели урожая.
На основе калийной соли делают несколько видов подкормок:
- Калиймагнезия. В нее входят оксид калия (около 28 %) и оксид магния (до 18 %). Применяется по отношению к растениям, чувствительным к хлору.
- Помеленный сильвинит, т. е. раздробленная руда, добытая и не переработанная, а сразу упакованная для применения. Подходит для культур, которые нечувствительны к хлору.
- Хлористый калий — наиболее популярное удобрение. Используется для окисления почвы, повышения урожайности и общей подкормки большей части садовых и огородных растений.
- Калийная соль — смесь хлористого калия и сильвинита. Такой вид удобрения достаточно мощный, поэтому использовать его рекомендуется только в пропорциях, указанных в инструкции.
- Сернокислый калий. Является заменителем хлористого калия по отношению к культурам, чувствительным к хлору.
- Каинит. Наиболее частое применение для подкормки капусты и свёклы. Но для других растений он практически бесполезен из-за большого процента примесей в составе подкормки.
Калийная соль — многофункциональный продукт, который пользуется большим спросом во многих сферах жизнедеятельности человека.
Источник
История и способы добычи соли
Добычей соли занимаются более 100 стран по всему миру. Природные запасы этого растворимого минерала поистине огромны – соль содержится в соляных озерах, естественных соляных рассолах и в недрах Земли, при этом глубина залегания каменных пластов порой превышает 5 км. Если говорить в цифрах, то солевой запас вод Мирового океана составляет приблизительно 5 х 1016 тонн. Запасы каменной соли также внушительны – 3,5 х 1015 тонн. Ученые подсчитали, что того количества соли, которое содержится в воде морей и соленых озер, хватило бы на то, чтобы покрыть нашу планету пластом 45-метровой толщины.
Образование соляных месторождений происходило на протяжении миллионов лет, а история добычи соли насчитывает уже порядка 7 тысячелетий. Первые сведения о том, что люди занимаются соляным промыслом относятся к V в. до н.э. Во время археологических раскопок в Австрии были обнаружены соляные копи, где минерал добывали уже в бронзовом веке. На протяжении долгого времени добыча соли была нелегким трудом и до начала XX века осуществлялась вручную: лопаты, кирки и тачки были единственными орудиями производства.
Механизировать процесс добычи соли удалось лишь к 20-м годам прошлого века, когда появились первые врубовые машины для строительства шахт, соляные комбайны и экскаваторы. В настоящее время получение и производство соли происходит с использованием современных машин и оборудования, что позволяет свести к минимуму использование ручного труда. Более 180 млн. тонн соли производят в мире за год, при этом около половины от общего объема продукции приходится на предприятия солевой промышленности СНГ, США и Китая. Большие солевые запасы найдены на территории Мексики, Франции, Индии, Ирака, Туркменистана и пр.
История добычи соли в России уходит своими корнями в 11 в. н.э. – именно тогда, по предположениям историков, на Руси был организован солевой промысел, который приносил владельцам солеварен хорошие доходы. К началу 18 в. солеварение в нашей стране получило широкое распространение, к началу 19 в. из разведанных месторождений добывали почти 350 тыс. тонн соли в год, а уже к началу 20 в. этот показатель вырос до 1,8 млн. тонн в год.
На необъятных просторах нашей родины разведаны сотни соляных месторождений, которые содержат более 100 млрд. тонн соли. Самыми известными из них являются Баскунчакское (Астраханская обл.), Эльтонское (Волгоградская обл.), Илецкое месторождения. Кроме того, Россия находится на втором месте в мире после Канады по добыче калийных солей, которые, в основном используются для производства калийных удобрений, широко востребованных в сельском хозяйстве.
Способы добычи соли
На сегодняшний день используется несколько видов добычи соли, рассмотреть которые более подробно мы предлагаем ниже.
Бассейновый способ используется для добычи самосадочной соли, образующейся в воде морей и озер. По сути этот способ был подсказан людям самой природой. Суть его проста: в лиманах, которые отделяются от моря песчаными косами или дюнами, в сухую и жаркую погоду осаждается соль, которую можно собирать и отправлять на обработку. Нехитрый процесс солеотложения позволил искусственно воспроизводить его, для чего в экологически чистых прибрежных зонах строились бассейны, сообщавшиеся с морем и друг с другом. В результате воздействия солнца и ветра, соль естественным образом выпаривалась и оставалась на дне бассейна. Технология добычи морской соли не меняется веками и позволяет сохранить природный состав продукта.
Твердая соль, расположенная в недра нашей планеты, образует настоящие горы, основание которых уходит вглубь на 5-8 км, а вершины часто выступают над земной поверхностью в виде соляных куполов. Их образование происходит в результате воздействия на каменную солевую массу междупластового давления и температуры. Становясь пластичным, соляной монолит медленно продвигается вверх, к поверхности земли, где и ведется добыча каменной соли. Если её залежи располагаются на глубине от 100 до 600 метров, то добыча ведется шахтным способом.
Сама шахта напоминает длинный туннель, стены которого выполнены из природной соли. Он расположен в толщине соляного пласта или купола. От основного коридора отходит множество галерей или камер, которые строят с использованием специальных врубовых машин или штрекопроходческих комбайнов. Для выемки и погрузки выработанной соли используют скреперные установки, а чтобы облегчить транспортировку, полученные куски соли разрубают на более мелкие части и отправляют в перерабатывающий цех на специальных лифтах или вагонетках по шахтовой железной дороге. Там происходит помол соли и её фасовка в упаковки, после чего готовый продукт поступает в магазины. Степень помола, фасовка и добавки могут быть разными, конечный потребитель выбирает оптимальный для себя вариант. Высоким спроосм пользуется соль, обогащенная йодом – она рекомендуется к употреблению как профилактическое средство йододефицитных заболеваний.
Процесс добычи соли шахтным методом не зависит от времени года и ведется беспрерывно. Подсчитано, что таким способом добывается более 60% всей соли в мире. Эффективность эксплуатации отработанных солевых месторождений повышается за счет того, что отработанные камеры часто используют для размещения отходов промышленных предприятий. Среди недостатков стоит отметить высокую вероятность обвала соляной шахты и её возможное затопление, что приводит к серьезным экологическим и экономическим потерям.
Другой способ добычи каменной соли называется подземным выщелачиванием. В зависимости от мощности и глубины солевого пласта на месторождении закладывается сеть скважин, в которые закачивается пресная горячая вода, растворяющая солевую породу. Превратившийся в жидкость солевой раствор выкачивают с использованием шламовых насосов. Необходимость применения именно такого оборудования, которое было бы устойчивым к химическому и механическому воздействию, обуславливают агрессивная среда раствора (концентрация соли в нем очень высокая) и содержание в нем острых и твердых частиц.
Поступая в огромные вакуумные резервуары с пониженным давлением, солевой раствор начинает испаряться, а кристаллы соли оседать на дно. Измельчают полученную соль с помощью центрифуги. Этот способ добычи поваренной соли, который еще называют вакуумным, имеет ряд преимуществ, в том числе, невысокую себестоимость рассола, возможность добычи продукта в глубокозалегающих месторождениях (от 2 км), минимум человеческих ресурсов и пр.
Процесс добычи соли часто не обходится без соледобывающих комбайнов. Эта техника, напоминающая собой двухэтажный вагон, передвигается по железной дороге, проложенной в месте добычи соли, и с помощью фрезы разрыхляет плотною солевую структуру. Смешанный с озерной водой минерал выкачивается специальными насосами и попадает в камеру обработки. Расположенные в ней устройства отделяют соль от жидкости и промывают её, после чего готовое сырье грузят в вагоны, которые по специальным рельсам подъезжают к комбайну. Производительность соледобывающего комбайна достигает 300 тонн соли в час. Комбайновая добыча соли позволяет практически полностью отказаться от проведения буровзрывных работ. Мощность пластов соли, которые может обрабатывать комбайн колеблется от 1 до 8 метров
Подобные соледобывающие комбайны используются на озере Баскунчак. Добыча соли на этом крупнейшем месторождении, расположенном в Астраханской области, ведется с 17 века, а в год оно приносит более 930 тонн солей. Баскунчак является уникальным месторождением, ведь оно одно из немногих, которое способно восстанавливать потерянные запасы за счет источников, питающих озеро. Обнаруженные соляные пласты на месте озера уходят вглубь до 10 км.
Если говорить о небольших соледобывающих предприятиях, то добычу озерной соли они ведут с использованием экскаваторов. Однако в отличие от соледобывающих комбайнов, которые производят разрушение, подборку, обогащение, обезвоживание и отгрузку добытого минерала в железнодорожные вагоны или думпкары, эксплуатация экскаваторов имеет ряд ограничений. К ним можно отнести значительный уровень рапы в озере и закарстованность солевых пластов. Целесообразность добычи соли экскаваторным способом допустима при объеме добычи не превышающем 80 тыс. тонн в год.
Источник
