План лекции: 1.Характеристика калийных руд и минералов

2. Радиметрическая сепарация

3. Декрепитация ( термический метод)

4. Гравитация

Калий и его соединения находят широкое применение в сельском хозяйстве и различных отраслях народного хозяйства – текстильной, стекольной, химической, фармацевтической, целлюлозно-бумажной и др.

Калий – распространенный элемент. Содержание его в литосфере составляет 2,5 % по массе.

В магматических процессах калий, как и натрий, накапливается в

Рис. 9.2. Схема комбинированного обогащения руд Каратау

кислых магмах, из которых кристаллизуются граниты и другие породы.

Калий входит в состав полевых шпатов и слюд. При выветривании горных пород калий частично переходит в воды, но оттуда его быстро захватывают организмы и поглощают глины, поэтому воды рек бедны калием и в океан его поступает намного меньше, чем натрия.

В океане калий поглощается организмами и донными илами (например, входит в состав глауконита). В прошлые геологические эпохи, особенно в пермском периоде, на поздних стадиях испарения морской воды в лагунах после осаждения NaCl кристаллизовались соли калия и магния – карналлит и др.

Рис. 9.3. Схема обогащения фосфоритов Слободско–Которецкого

месторождения

По данным геологической службы США, предполагаемые мировые запасы калийных солей достигают примерно 250 млрд т, но залежи калийных солей в России и Таиланде содержат большое количество карналлита, так что пока непонятно, можно ли эти ресурсы эффективно использовать с экономической точки зрения.

Американские геологи оценивают предполагаемый объем ресурсов калийных солей в США примерно в 6 млрд т, большая часть этих запасов залегает на глубине от 1800 до 3100 м в штатах Монтана и Северная Дакота. Самое большое в мире месторождение калийных солей находится в бассейне Williston в провинции Saskatchewan (Канада). В настоящее время эта страна является и крупнейшим продуцентом калийных солей в мире.

Прогнозные ресурсы калийных солей России оценены в 3,18 млрд т К₂О (4 % мировых) [3]. Ресурсный потенциал их, согласно экспертным оценкам, более чем в пять раз выше, чем в других странах (19 % мировых – второе место после Канады) [1–4].

Подавляющая часть прогнозных ресурсов калийных солей сосредоточена в европейской части России, в районах с хорошо развитой инфраструктурой.

Распределение ресурсов категории Р₁ калийных солей России по субъектам федерации, %, следующее: Волгоградская область – 45, Калининградская – 39, Оренбургская – 16.

Распределение ресурсов категории Р₂ калийных солей России по субъектам федерации, %, следующее: Волгоградская область – 37, Калининградская – 52, Оренбургская – 11.

По разведанным запасам калийных солей, составляющим 36 % мировых, или 3,6 млрд т К₂О, Россия занимает также второе место в мире (после Канады). Государственным балансом учтены запасы по трем месторождениям: Верхнекамскому, Гремячинскому и Непскому.

Около 90 % запасов калийных солей России сосредоточено в уникальном Верхнекамском месторождении (Пермская область).

Прирост запасов за счет геологоразведочных работ в последние годы не компенсирует их погашения при добыче. В 2001 г. он составил 0,6 млн т К₂О, или менее 5 % погашенных запасов. За период с 1990 г. по 2001 г. запасы калийных солей уменьшились почти на 3 %.

Обеспеченность разведанными запасами шести действующих на базе Верхнекамского месторождения рудников составляет от 16 до 54 лет, а всеми разведанными запасами месторождения – более 100 лет даже при максимальном уровне добычи.

Таблица 10.1

Производство и запасы калийных солей в основных странах-продуцентах, тыс. т

Страны	Производство	Запасы калийной руды
2004 г.	2005 г.	разведанные	возможные
США
Канада
Беларусь
Бразилия
Чили
Китай
Германия
Израиль
Иордания
Россия
Испания
Украина
Великобритания
Другие
Всего

Мировым лидером по добыче калийных солей считается Канада. Уникальный по запасам калийного сырья Саскачеванский бассейн, расположенный в этой стране, уже более 30 лет является главным районом добычи калийных солей в мире. Здесь расположены основные мощности двух крупнейших производителей калийного сырья – PotashCorp(Potash Corporation of Saskatchewan Inc., Канада) и Mosaic (Канада, США).

Калийная соль была и остается редким природным ресурсом. Производство ее сосредоточено в нескольких странах Северной Америки, Европы и Ближнего Востока, а 85 % экономически пригодных к разработке запасов принадлежит Канаде, России и Беларуси. На эти страны приходится более 2/3 мировых производственных мощностей хлористого калия.

Вторым крупнейшим экспортером (25,5 % мирового экспорта) является Белорусская Калийная Компания (БКК), которая была создана двумя предприятиями бывшего СССР – ПО «Беларуськалий» (Беларусь) и ОАО «Уралкалий» (Россия, Пермская область).

По прогнозу International Plant Nutrition Institute (IPNI) (Канада), к 2010 г. потребление калия в мире останется примерно на нынешнем уровне (30–31 млн т в год), однако изменится география его потребителей. Основное потребление калийных солей перемещается из Европы и Северной Америки в Азию и Латинскую Америку. При этом главный рост придется на Китай, Индию и Бразилию: совокупный рост потребления в них составит более 10 млн т. А это значит, что если российские и белорусские калийщики сохранят свое присутствие на этих рынках на нынешнем уровне ( примерно 40,1 %), то могут дополнительно экспортитровать 3,5–4 млн т своей продукции.

Мировые цены на калий с 1991 по 2006 гг. возрасли с 50 до 170 дол/т [1–4].

Конечным продуктом переработки являются калийные удобрения, в производстве которых используется около 95 % калийных солей (остальное – в химической промышленности). Доля России в их производстве в мире в последние три года составляла от 14 до 18 %. Производство калийных удобрений осуществляется на фабриках, расположенных непосредственно на Верхнекамском месторождении.

В большинстве почв растворимых соединений калия содержится мало, а культурные растения нуждаются в калийных удобрениях. Поэтому 95 % калийных солей применяются главным образом в сельском хозяйстве в качестве удобрения и только 5 % добываемой соли перерабатывается в едкий калий, поташ и другие соединения, которые, в свою очередь, часто являются сырьем для производства других калийных соединений. Так, едкий калий (КОН) используется в производствах бромистого калия, нитрата калия (KNO₃), цианистого калия (KCN) и перманганата калия (KMnO₄).

Поташ (K₂CO₃) применяется в производствах оптического стекла, жидкого мыла, твердой углекислоты и калиевого хромпика (K₂CrO₄). Разработан также способ кладки бетона в зимнее время с применением поташа.

Хлористый калий используется для производства бертолетовой соли, в производстве хромпика (взамен поташа) и сульфата калия. Сульфат калия является сырьем для производства калиевых квасцов.

Хлористый магний применяется для производства магнезиальных цементов, искусственных мельничных жерновов, ксилолита и фибролита. Хлористый магний используется в текстильной и бумажной промышленности и в качестве дезинфицирующего средства. Для пропитки дерева с целью придания ему огнестойкости.

В виде побочных продуктов химической переработки сильвинита и карналлита получают хлор и его производные, металлический магний, калий и натрий, бром, рубидий и церий, а также технический хлористый натрий, который является сырьем для производства соды и может перерабатываться на пищевую соль.