Найважливішими солями калію є хлорид і сульфат і обра-зуемое ними мінерали.
Хлорид та інші галогеніди калію кристалізуються з водних розчинів за типом NaCl. Вище 0 ° (за винятком KF-2H 20) кристалізуються безводні солі. Існує кристаллогидрат КС1 • Н20, плавящ шия при -5,30 °; евтектична температура КС1-Н20 + лід -9,80е1.
Щільність кристалів КС1 1,99 г / НЖ3; теплота плавлення 6,41 ккал / моль; теплота сублімації (КС1Кр-КС1Г) 53,4 ккал / моль. Температури плавлення і кипіння галогенідів калію підвищуються в ряду I- + F:
Т. плавл. ° С Т. кип. ° С
Калій також утворює полігалогеніди, наприклад кь-ЗНгО, К1С14 і ін.
Насичені водні розчини галогенідів калію містять такі кількості розчиненої речовини (в мас.%):
KI. 56,2 59,8 67,35
КВг. 34,92 40,7 61,20
КС1. 21,90 26,45 35,90
KF. 30,70 48,90 '59, 80
Діаграма розчинності в системі KCI-NaCl-Н20 приве-дена на рис. 38.
Сульфат калію K2SO4 - утворює чотири поліморфних модиф-кации з температурами перетворень 300, 350, 449 і 585 ° 2; пла-вітся він при +1069 °. Існує ряд кислих солей сульфату ка-лія, температура плавлення яких значно нижче, ніж у Середній солі; так, наприклад, для КЗН (504) 2 вона дорівнює 350 ° 3.
Розчинність сульфату калію у воді при 0 ° - 6,71%; 25 ° - 10,75% і 100 ° - 19,4% - З водних розчинів кристалізується без -
Мал. 38. політермічні діаграма розчинності в системі KCI-NaCl-Н20.
Водна Ьоль, а нижче 9,7 ° K2S04-H20; температура плавлення ев-тектікі K2S 04 • Н20 + лід - 1,55 ° 4.
Тиск водяної пари над насиченими розчинами при 100 ° для КС1 -567,8 мм рт. ст., для K2S04 -723,8 ммрт. ст.О да- тичних пара над розчинами системи К +, Na +, Mg2 + || Cr, SO4 См.5'6. Про тиск при високих температурах см.7.
Калійні солі застосовують головним чином в якості міні-ральних добрив. Основним видом продукції калійної промисло-ньої є хлористий калій, близько 95% якого ис-товують в якості мінерального добрива, а решта 5% пе-переробних на їдкий калій та інші сполуки калію.
Із загальної кількості калійних удобрювачів солей 8-10% 'виробляють у вигляді сульфату калію і подвійної солі сульфатів калію і магнію (K2S04> MgS04), калимагнезии, використовуваних для удобрення ґрунтів під хлорофобние культури (тютюн, цитрусо-ші і ін.), Якість яких погіршується під впливом іона хлору.
Основними виробниками калійних солей до останнього часу були СРСР, США, ГДР, ФРН і Франція. Починаючи з 1965 р швидко розвивається калійна промисловість в Канаді на базі Саскачеванського родовища; передбачається, що уро-вень виробництва в Канаді найближчим часом перевищить такої в США. Порівняно невеликі кількості калійних солей ви-пускається в Іспанії, Ізраїлі та Італії; ведеться підготовка до ос-військових калійних родовищ в Конго і Ефіопії. Загальна ви-работка калійних солей за останні десять років зросла більш ніж в 2 рази і становить в даний час (в перерахунку на КгО) 15 млн. Т в рік.
Відповідно зростання виробництва збільшилося споживання на одиницю сільськогосподарської площі, яке в ряді високо-розвинутих країн досягло оптимального для даного виду грунтів рівня. Кількість внесених солей в перерахунку на КгО в кг на 1 га сільськогосподарської площі становить: в США - 70, Бельгії-120, Японії-103, ФРН - 80. Однак у багатьох стра-нах ця величина не перевищує 1-1,5 кг.
У незначній кількості в якості добрива використовують їх видобувають із надр сирі (т. Е. Збагачені) калійні солі, що містять близько 20% К20.
Якість хлористого калію, виробленого в СРСР, що рег-тируется ГОСТ 4568-65; в залежності від способу виробництва, випускається хлористий калій двох марок: К - одержуваний кри-сталлізаціей з розчину і Ф - флотаційним збагаченням ка-лійних руд (табл. 15).
Хлористий калій, що поставляється сільському господарству, повинен бути не злежується; з метою усунення злежуваності, до-пускається обробка його амінами або іншими реагентами.
Поряд з випуском мелкокристаллического хлористого калію передбачається також виробництво гранульованого або крупнокристалічного продукту, одержуваного кристалізацією з розчинів і флотаційним збагаченням; для 3 і 2 сортів со-тримання класу 4-2 мм повинна становити не менше 80% і класу 1-2 мм - не більше 20%.
Сульфатнокалійние добрива в СРСР випускаються у вигляді сульфату калію, калимагнезии (подвійний солі сульфатів калію і магнію з домішками хлоридів калію і натрію) і калійно-магніт - вого концентрату, одержуваного флотаційним збагаченням каи - нито-лангбейнітовой руди.
Калійно-магнієвий коццентрат випускають також двох сортів:
КгО в перерахунку на обезводнений речовина в 96, не менше
MgO в перерахунку на обезводнений речовина в%, не менше
Волога в%, не більше.
Залишок на ситі з отворами 3 мм В%, не більше
Хлористий, калій, вироблений для технічних цілей, ис-товують для отримання їдкого калі, хлората і перхлората калію, що застосовуються в якості відбілюючих препаратів і в виробниц-стве вибухових речовин, броміду і йодиду калію, використовуваних
у фармацевтичній і фотографічної промисловості, карбо-ната калію, що застосовується для отримання спеціальних стекол і глазурі, силікату калію (K2Si20s), використовуваного для просочення дерева, відбілювання тканин і інших цілей, ціаніду калію - ре-агента для вилучення золота з руд, перекису калію (ко) і про-чих перекисних сполук для регенерації повітря, і інших калійних сполук. Кристали КС1 мають дуже високою прозорістю для інфрачервоних променів, тому їх застосовують в деяких оптичних приладах.
У табл. 16 представлені основні, найбільш розповсюджені калійні мінерали.
Склад і властивості найбільш поширених калійних мінералів
Калійні руди визначають по переважному вмісту в них тих чи інших мінералів. Сильвінітом називають породу, що складається з Сільвіна (10-60%) і Галіт (25-70%) з примі
Сямі ангідриту, карбонату магнію і глинистих речовин. Зустрів чаются сильвініту з прожилками карналлита або суміш Сільві-нітов з карналіту.
Найбільше в світі Верхньокамське родовище калійних солей представлено Сильвінітової і карналлітовая рудами; походження його пов'язано з випаровуванням басейнів Пермського моря. Орієнтовна схема геологічного розрізу родовища району Солікамська показана на рис. 39 (по А. А. Іванову). Під покривними породами наносного шару (вапняки, глини і Ангі-ДРІТ) знаходиться шар покривної кам'яної солі, нижче його лежить
Мал. 39. Приблизний геологічний розріз Верхнекамского родовища
1 - наносний шар; г -ізвестнякі; 3 - сільвнннтовая порода; 4 - ангідрит; 5 -камінь сіль;
6 - глини; 7 - карналлнтовая порода.
Від 65 до 75%, нерозчинних глинистих речовин - 0,5-3%; со-тримання брому, що знаходиться в рудах у вигляді бромкарналліта, становить від 0,06 до 0,17% 8.
Передкарпатський родовища калійних солей (епоха міо-ціна) представлені поруч калиеносних лінз, складених сульфат - нокалійнимі мінералами. Калійні породи перешаровуються гли-ність або чистої кам'яною сіллю. Найбільше промислове значення мають Калуш-Голинського та Стебниковський месторожде-ня, представлені сульфатно-хлоридні мінералами; руди складені з каінітовой породи (галіт 20-40%, каїніт 35-60%, полігаліт 3-7%, глинистий матеріал 6-15%) і лангбейніт-каінітовой породи (галіт - 30%, каїніт 20-30%, лангбейніт 10- 20%, сильвин 5-10%, кізерит 5-10%, глинисті матеріали -
Крім перерахованих, родовища водорозчинних калій-них руд в СРСР знаходяться в Середній Азії (Гаурдакское і Кар - люкское), в Волго-Ембинскому районі і ряді інших.
Родовища калійних солей в НДР і ФРН містять, на-ряду з сильвіном, Галіт і карналіту, значні кількістю-ства кізериту, ангідриту, а також домішки каинита, лангбейнпта, тахгідріта (СаС12 • MgCl2 • 12Н20). Присутність значних ко-лічестве сульфатно-хлоридних мінералів пов'язано з умовами про-разования родовища, солеродних басейном якого було Цехштейновое море з відносно низьким ступенем метаморф - зації розсолу. Руди родовища підрозділяються на хартзель - цевие і карналлітовая.
Зразковий склад хартзальцевих порід (в%):
Кнзернтовий ангідритного хартзальц хартзальц
Одне з найбільших в світі родовищ калійних солей знаходиться в Канаді (Саскачеван), його експлуатацію розпочато в
60-х роках. Родовище представлено Сильвінітової ікар -Наллітовимі рудами, що залягають на значній глибині-ні 14.
Вперше у світовій практиці на цьому родовищі, поряд з шахтним способом, організована видобуток калійних солей під-земних вилуговуванням 15.
У США калійні родовища складені Сильвінітової і карналлітовая рудами, в деяких ділянках є пласти лангбейніта (штат Нью-Мексико).
Калійні родовища Франції та Іспанії представлені Сильвінітової і карналлітовая рудами. В Італії переробн-ються руди, що містять каїніт, карналіт і сильвініт.
В останні роки значно зросло виробництво калій-них солей з згущеної ропи Мертвого моря 17'18. Калійні солі отримують при комплексній переробці ропи оз. Сірлз (США, Каліфорнія) 19. Це родовище представлено, так називає-мим, сухим озером - ропа просочує соляний пласт озера і видобувається зі свердловин. Пласт солей складається з Галіт, глазеріта (3K2S04 • Na2S04), трони (Na2C03 • NaHCOg • 2Н20) і борних мінералів. Значна кількість калійвмісних розсолів знаходиться в оз. Індер (СРСР), яке також відноситься до типу сухих озер20.
Джерелом для промислового виробництва калію можуть служити полігалітовие руди, родовища яких в СРСР знаходяться в Жилянська і Волго-Ембинскому районі. Промисло-ве витяг солей калію з полігаліта поки не проводиться. Встановлено, що відмита від NaCl полігалітовая порода - хо-рошее мінеральне добриво.
Додатковим джерелом калійних солей є пил, отделяемая в електрофільтрах цементних печей. У сирої шихті, що йде на приготування цементу, міститься 0,2 -!% КгО, зна-ве частина якого переганяється в процесі розжарювання і ви-виділяється при зниженні температури в електрофільтрах. Содер-жание К20 в водорозчинній формі в цьому продукті становить 20-30%.
Переробку сильвінітових, хартзальцевих і карналлітовая руд на хлористий калій здійснюють:
1) Методом розчинення і роздільної кристалізації, осно-ванною на відмінності температурних коефіцієнтів розчинності сольових складових руди (цей метод називають ще тепловим або галургічного).
2) Механічним збагаченням породи, головним чином фло-тацией; гравітаційна сепарація при збагаченні калійних руд не знайшла широкого поширення.
3) Комбінацією флотаційного збагачення з розчиненням і кристалізацією дрібних фракцій руди; такого роду схеми начи-нают широко застосовуватися в останні роки в зарубіжній прак-тику.
4) Підземним вилуговуванням руди з наступною пере-боткой розсолу випаровуванню і кристалізацією; цей спосіб примі-вується поки тільки в Канаді при переробці руди, що залягає на великій глибині.