автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.01, диссертация на тему:Способы снижения солеотложения в технологиях получения хлорида калия и обогащенного карналлита

РГБ ОД „ .

1 На правах рукописи

АПР 1998

РГБ ОД

ДПР 1998 ^

КОЗЛОВ СЕРГЕЙ ГЕННАДЬЕВИЧ

СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИЯХ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА КАЛИЯ И ОБОГАЩЕННОГО КАРНАЛЛИТА

05.17.01 - Технология неорганических веществ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь, 1998г.

Работа выполнена на кафедре химической технологии неорганических веществ Пермского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор С.А.Амирова Научный консультант: кандидат химических наук, ст.науч.сотр. В.И.Кичигин

Официальные оппонешы: доктор технических наук, профессор М.А.Булатов

Ведущее предприятие: АО Уралкалий г.Березники.

Защита диссертации состоится 2,4 а л /э <г ля 1998 часов

на заседании диссертационного Совета Д.063.66.03 при Пермском государственном техническом университете по адресу: 614600, Пермь, Комсомольский пр., 29а, ауд.423. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета.

Автореферат разослан Я 3 марта 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д.063.66.03, доктор хим.наук,

кандидат химических наук доцент Л.П. Костин

профессор

Г.В.Леонтьева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Известно, что увеличение производительности оборудования промышленных предприятий и интенсификация технологических процессов имеют важное значение, в том числе с точки зрения экономики производства. Это относится в частности к химико-технологическим процессам при получении продуктов методом кристаллизации из растворов.

Переработка и транспортирование жидкостей сопровождается наличием температурных перепадов, которые чаще всего проявляются при нагреве или охлаждении перерабатываемых потоков и использовании жидких теплоносителей и хладоагентов. Температурные перепады, как правило, являются причиной отложения солей на поверхностях аппаратуры, т.е. инкрустации. При подводе внешнего тепла через стенку в зоне переменных температур образуются отложения солей жесткости, теплообменная поверхность покрывается накипыо. Разработка методов борьбы с отложениями труднорастворимых солей представляет серьезную проблему. Столь же актуальна эта проблема и при переработке растворимых солей. Интенсивность образования инкрустации оказывает значительное влияние на производительность оборудования. Опыт эксплуатации калийных предприятий свидетельствует о наличии трудностей, связанных с солеотложением на рабочих поверхностях оборудования и трубопроводов. Это снижает производительность оборудования, обусловливает необходимость установки резервных аппаратов либо требует значительных трудовых затрат на очистку поверхностей, повышает аварийность работы. Таким образом, разработка эффективных способов борьбы с солевой инкрустацией, снижение интенсивности процесса солеот-ложения - одна из важных задач, стоящих перед промышленностью.

Анализ литературы показал, что до настоящего времени внимание исследователей было сосредоточено в основном на изучении процесса отложения труднорастворимых солей и методах борьбы с этим явлением. Недостаточны сведения о процессе солеотложения при кристаллизации хлорида калия и практически нет данных об этом процессе при переработке карналпи-товых руд. Вместе с тем, знание кинетики и механизма солевой инкрустации в процессе переработки этих солей позволило бы разработать способы снижения скорости инкрустационных процессов, повысить интенсивность и надежность работы оборудования.

Целью работы является исследование процесса солеотложения при производстве галургического хлорида калия и обогащенного карналлита и разработка эффективных способов снижения интенсивности этого процесса применительно к конкретной технологии. Для этого необходимо провести исследования процесса солеотложения, его кинетики при получении этих солей в условиях массовой политермической кристаллизации, а также провести экспериментальные исследования влияния на процесс солеотложения физических воздействий.

Научная новизна. Предложен вероятный механизм начальной стадии процесса солсотложения, основанный на изменении потенциала и концентрации ионов в двойном электрическом слое на границе раздела жидкой и твердой фаз и на представлениях о поверхностной ионной ассоциации. Установлена возможность регулирования интенсивности процесса отложения растворимых солей путем изменения температуры и концентрации кристаллизуемого раствора. Предложенный механизм позволяет объяснить влияние этих факторов на кинетику начальной стадии поверхностной кристаллизации.

Определены закономерности влияния физических воздействий на интенсивность процесса солеотложения на твердых поверхностях. Установлены зависимости удельной величины и скорости солсотложения от физических воздействий.

На основании выявленных закономерностей и литературных данных предложена гипотеза механизма влияния электромагнитного поля и переменного тока на процесс поверхностной кристаллизации. Это дало возможность предложить способы регулирования скорости процесса солеотложения при кристаллизации хлорида калия и карналлита путем изменения параметров указанных воздействий.

Практическая значимость. Разработана методика исследования кинетики процесса солеотложения при политермической кристаллизации солей из растворов в лабораторных условиях.

Разработаны способы снижения солевой инкрустации оборудования путем электромагнитной и электрической обработки растворов.

Проведены опытно-промышленные испытания способа снижения солеотложения на технологическом оборудовании карналлитовой обогатительной фабрики Первого Березниковского калийного рудоуправления АО Уралкалий. Ожидаемый экономический эффект за счет уменьшения количества регламентных промывок и снижения расходного коэффициента по руде составит 135 тысяч рублей.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Вероятный механизм начальной стадии процесса солеотложения на основе изменения электрического потенциала на границе раздела жидкой и твердой фаз.

2. Совокупность экспериментальных данных, устанавливающих зависимость количества отложившейся соли и скорости процесса солеотложения на твердой поверхности от параметров физических воздействий в ходе кристаллизации растворимых солей.

3. Способ снижения интенсивности процесса солеотложения в ходе производства обогащенного карналлита путем обработки технологических растворов переменным электрическим током.

Апробация. Результаты работы докладывались на областной конференции «Вопросы научно - технического и социального развития Березни-ковско - Соликамского промышленного района» (Березники, 1983г.); третьей Всесоюзной конференции по геотехнологическим методам добычи полезных ископаемых (Москва, 1983г.), областной научно - технической конференции «Интенсификация производства и социально - экономическое развитие Верхнекамского региона» (Березники, 1988г.), четвертой Всесоюзной конференции по массовой кристаллизации и кристаллизационным методам разделения смесей (Иваново, 1990г.), областной конференции «Вопросы экологии и рационального природопользования Березниковско - Соликамского экономического района» (Березники, 1991г.).

Публикации. Основные результаты работы изложены в двух статьях и восьми тезисах докладов.

Объем работы. Работа содержит 162 страницы машинописного текста, 43 рисунка, 18 таблиц, 115 наименований литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности выбранной темы, цель работы и задачи исследования, практическую направленность работы, основные положения, выносимые на защиту.

Первый раздел посвящен анализу литературных источников по вопросам солевого отложения, путям и методам борьбы с ним.

Рассмотрены две основные разновидности солеотложений. Во-первых, это отложения труднорастворимых солей жесткости при использовании не-умягченных природных вод в качестве теплоносителей и хладоагентов либо при переработке и транспортировке по трубопроводам жидкостей, содержащих соединения кальция и карбонаты. Вторая разновидность солеотложений - это отложения растворимых солей на стенках технологического оборудования и переточных трубопроводов в процессе их производства.

Вместе с тем, в литературе недостаточно освещен процесс солеотло-жения при получении галургического хлорида калия. Совершенно не рассмотрен процесс солеотложения при получении обогащенного карналлита. В то же время знание кинетики и механизма солевой инкрустации в процессе переработки этих солей позволило бы разработать методы снижения скорости инкрустационных процессов, повысить интенсивность и надежность работы оборудования.

На основании проведенного анализа литературных данных определены основные направления исследований, которые необходимо провести для разработки способов снижения интенсивности процесса солеотложения применительно к конкретной технологии.

Во птором разделе проведено моделирование процесса кристаллизации карналлита по диаграмме совместной растворимости четырехкомпонентной системы КС1-КаС1-МсС12-Н20.

При кристаллизации обогащенного карналлита из горячего насыщенного раствора параметры процесса обусловливаются требованиями к готовому продукту. Можно предположить, что химический состав кристаллизата и химический состав отложений в каждой ступени вакуум - кристаллизационной установки (ВКУ) совпадают. Целью моделирования явилось определение состава солей, отлагающихся на внутренних поверхностях кристаллизационной аппаратуры на разных стадиях стандартного процесса кристаллизации карналлита в промышленной вакуум - кристаллизационной установке.

На основании диаграммы растворимости составлена программа для ЭВМ по расчету качественных и количественных характеристик процесса 'массовой кристаллизации обогащенного карналлита. В процессе моделирования установлена последовательность выпадения и отложения солей в ходе кристаллизации. На первой ступени ВКУ происходит кристаллизация и отложение хлорида калия и хлорида натрия. При дальнейшем охлаждении раствора и испарении его жидкой фазы, начиная с четвертой ступени ВКУ, происходит кристаллизация и отложение карналлита. При этом заканчивается кристаллизация и отложение хлорида калия в свободном виде. Начиная с седьмой ступени, наряду с карналлитом, начинается кристаллизация и отложение хлорида натрия.

Для оценки предполагаемого состава солевых отложений при помощи приведенной модели произведен расчет теоретического состава кристаллизата, образующегося на первой и седьмой ступенях ВКУ. Полученные результаты согласуются с данными о химическом составе отложений на внутренних поверхностях кристаллизаторов (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав отложений на оборудовании ВКУ КОФ

Содержание, %

КС1 ЫаС1 МйС12 н2о

I ступень ВКУ

Теоретическое 20,26 76,98 0,859 1,90

Экспериментальное 21,03 74,57 0,987 1,94

VII ступень ВКУ

Теоретическое 24,26 0,24 33,52 41,56

Экспериментальное 27,38 0,38 31,05 34,11

Некоторое снижение количества MgCl2 и, соответственно, увеличение количества КС1 объясняется тем, что в ходе регламентной промывки оборудования перед вскрытием аппаратов из отложений вымывается в первую очередь хлорид магния.

Таким образом, показано, что математическая модель политермического процесса кристаллизации солей применима для расчета характеристик процесса солеотложения.

Учитывая, что в состав карналлитовой руды в незначительных количествах входит сульфат кальция, проанализирована вероятность его отложения на технологическом оборудовании в ходе производства обогащенного карналлита. Сульфат кальция - соль с отрицательным коэффициентом растворимости, т.е. с увеличением температуры растворимость его снижается. В производстве карналлита температура стенок аппаратов и переточных трубопроводов ВКУ ниже температуры кристаллизуемого раствора. Поэтому кристаллизация сульфата кальция более вероятна в объеме раствора. Это подтверждается данными послойного химического анализа отложений. Таким образом, процесс солеотложения на теплообменных поверхностях ВКУ в ходе получения обогащенного карналлита не связан с кристаллизацией сульфата кальция в качестве первичного слоя.

В третьем разделе представлены результаты исследований процесса солеотложения на различных материалах при кристаллизации хлорида калия и карналлита.

Разработана методика исследования процесса отложения растворимых солей на различных материалах с учетом влияния физических воздействий на этот процесс. Примененный метод непрерывного взвешивания позволил с высокой точностью фиксировать изменение массы отложившейся соли и определять скорость процесса солеотложения.

Установлено, что удельная величина солеотложения при кристаллизации хлорида калия в 2 — 4 раза больше, чем при кристаллизации карналлита. Это объясняется тем, что хлорид магния способен создавать растворы с большим пересыщением, чем хлорид калия.

В ходе исследований определена интенсивность образования инкрустаций на различных материалах при кристаллизации из растворов хлорида калия и карналлита. В частности, максимальная величина инкрустации при кристаллизации из обоих растворов наблюдается на стали Ст.З. Менее других подвержены инкрустации образцы сталей Х18 и 12Х18Ш0Т и титана ВТ1-0. Это, вероятно, связано с различным строением двойного электрического слоя на границе металл-раствор и с наличием более плотного оксидного слоя на нержавеющих сталях и титане.

Известно, что двойной электрический слой (ДЭС), образующийся на границе раздела двух фаз, характеризуется различным распределением ионов разного знака в поверхностном слое раствора. Согласно электростатической теории ДЭС, выражение для электрического потенциала (р вблизи инкрустируемой поверхности имеет вид (для малых (р)\

<Р = <Ро-е~хт

где (р0 - значение потенциала (р при х=0 (на границе раздела фаз), В;

х - расстояние от инкрустируемой поверхности, м;

О - эффективная толщина двойного электрического слоя, м.

Эффективная толщина двойного электрического слоя определяется из выражения

£У> _ £о -£шк-Т

где £0 - электрическая постоянная, 8,85-10'12 Ф/м;

Е- диэлектрическая проницаемость среды;

к - постоянная Больцмана, Дж/К;

Г - абсолютная температура, К;

«о - плотность положительных и отрицательных ионов, 1/м3; - заряд частицы, Кл.

Как видно, толщина ионной оболочки инкрустируемой поверхности становится меньше по мере увеличения концентрации раствора, а также по мерс снижения температуры раствора. Известно, что именно по этим причинам интенсифицируется процесс поверхностного отложения растворимых солей. Однако, из электростатической теории ДЭС следует, что во всех точках двойного слоя произведение локальных концентраций катионов и анионов равно значению этого произведения в объеме раствора:

пХх)-п_{х)=п\

и не создаются условия для пересыщения приповерхностного слоя раствора. Поэтому в рамках данной теории нельзя полностью объяснить механизм поверхностной кристаллизации. В связи с этим применена адсорбционная теория двойного электрического слоя Штерна, учитывающая специфическую адсорбцию ионов на поверхности металла.

Можно показать, что если потенциал специфической адсорбции хотя бы одного вида ионов отличен от нуля, то в плотной части двойного электрического слоя

пХх)-п\х)>п1.

Первой стадией поверхностной кристаллизации, вероятно, является образование ионных пар (ассоциатов) в двойном слое. Ионная ассоциация может проходить либо по механизму объединения специфически адсорбированных катионов и анионов в адсорбированную ионную пару, либо по механизму втягивания противоионов в плотную часть двойного слоя специфически адсорбированными ионами. Очевидно, в нашем случае более вероятен второй механизм поверхностной кристаллизации. В обоих случаях поверхностная плотность ионных пар увеличивается с ростом концентрации раствора.

Таким образом, адсорбционная теория двойного электрического слоя Штерна в сочетании с представлениями об ассоциации ионов в двойном слое позволяет объяснить механизм начальной стадии поверхностной кристаллизации и влияния на нее температуры и концентрации раствора.

Вместе с тем, при исследовании процесса поверхностной кристаллизации и разработке способов ее снижения необходимо учитывать как скорость образования первичного солевого слоя, так и скорость роста кристаллов на инкрустированной поверхности.

Установлено, что скорость стадии образования первичного солевого слоя при кристаллизации растворимых солей ниже скорости роста кристаллов на инкрустированной поверхности, кроме того, продолжительность второй стадии значительно больше. По-видимому, определяющей стадией процесса солеотложения является рост кристаллов на инкрустированной поверхности.

В ходе изучения влияния физических воздействий на интенсивность процесса солеотложения нами установлено, что воздействие переменного магнитного поля (ПМП) напряженностью 150 Л/см позволяет увеличить величину переохлаждения процесса солеотложения при кристаллизации хлорида калия на 10° и снизить скорость процесса в 1,4-6 раз (рис. 1, 2). Вероятно, переменное магнитное поле, интенсифицирует колебательное движение ионов раствора, инициируя процесс объемной кристаллизации.

Зависимость величины солеотложения от температуры на стали 12Х18Н10Т в ходе кристаллизации хлорида калия

1 - без воздействия ПМП; 2 - при воздействии ПМП.

Рис. 1.

Установлено, что пропускание переменного электрического тока через инкрустируемый образец позволяет увеличить величину переохлаждения процесса солеотложения на 14 - 16° и уменьшить массу отложившейся соли в 1,3 раза при кристаллизации из раствора хлорида калия и в 1,4 раза при кристаллизации из карналлитового раствора. В каждом случае определены величины тока, при которых происходит минимальная инкрустация. Кроме

того, установлено влияние частоты переменного электрического тока на интенсивность процесса солеотложения. Показано, что по мере снижения частоты тока в интервале 70 - 30 Гц величина солеотложения уменьшается. В ходе работы определены параметры тока при которых в случае кристаллизации из карналлитового раствора масса отложившейся соли уменьшается более чем в 4 раза (рис. 3).

Зависимость скорости процесса солеотложения от температуры на стали 12Х18Н1 ОТ в ходе кристаллизации хлорида калия

1 - без воздействия ПМП; 2 - при воздействии ПМП. Рис. 2.

Зависимость удельной величины солеотложения от температуры в ходе политермической кристаллизации карналлита при пропускании через образец тока частотой 30 Гц

Сила тока I указана в амперах.

РИГ- ^

Проведен статистический анализ зависимости величины солеотложе-ния от силы и частоты тока при кристаллизации карналлита. Полученные экспериментальные данные описываются регрессионным уравнением: ---в = 1,868939 + 0,00048-у - 4,723839-1 +■ 3,957071-12

Видно, что масса солеотложения в большей степени зависит от силы

тока.

В случае пропускания переменного тока через инкрустируемый образец происходит определенный нагрев образца. При повышении температуры в слое раствора вблизи образца снижается пересыщение, уменьшается вероятность образования поверхностных ионных ассоциатов, что приводит к снижению интенсивности поверхностной кристаллизации.

В четвертом разделе приведены результаты лабораторных и укрупненных опытных исследований процесса солеотложения на теплообменной поверхности при кристаллизации карналлита и влияния на этот процесс физических воздействий. Известно. Что в реальных условиях температура стенок технологического оборудования ниже температуры кристаллизуемого раствора. При этом интенсивность поверхностной кристаллизации тем больше, чем больше перепад температур между стенкой аппарата и раствором.

В разделе разработана методика исследований процесса солеотложения на теплообменной поверхности в лабораторных условиях. Исследовано влияние переменного магнитного поля на процесс солеотложения на указанной поверхности. Определена напряженность ПМП, при которой масса отложившейся соли в ходе кристаллизации карналлитовых растворов снижается в 4 - 4,6 раза на стали 12Х18Н10Т и в 1,6 - 2,6 раза на титане ВТ1-0.

Нами установлено сходство характера влияния на процесс отложения растворимых солей переменного магнитного поля и переменного электрического тока при электрообработке растворов. Показана принципиальная возможность изменения интенсивности процесса солеотложения путем обработки солевых растворов электрическим током. Установлено, что электрообработка растворов позволяет снизить интенсивность солеотложения в тепло-обменной аппаратуре. Определена величина плотности электрического тока, при которой в процессе кристаллизации карналлитового раствора масса отложившейся соли снижается в 3 раза (табл.2).

В работе предложена следующая гипотеза механизма влияния внешнего поля на процесс поверхностной кристаллизации.

Под действием переменного электрического поля происходит частичное нарушение гидратных оболочек ионов. Это способствует сближению катионов и анионов и облегчает процесс объемной кристаллизации, снижая тем самым скорость кристаллизации на поверхности. Другой объемный эффект связан с влиянием поля на агрегативнуго устойчивость дисперсных сис-

тем (здесь - зародышей кристаллов в растворе). Обработка раствора симметричным переменным током приводит к следующим явлениям:

1) Частичное или полное разрушение поверхностного заряда дисперсных частиц (без изменения химического состава среды). Это облегчает процесс агрегирования и, следовательно, процесс кристаллизации в объеме раствора.

2) Усиление колебательного движения частиц, что приводит к сближению их на расстояние, достаточное для пробоя дисперсионной среды между ними.

Таблица 2

Сводная таблица результатов изучения процесса солеотложения при предварительной электрообработке насыщенного карналлитового раствора

Время Сила Плот- Масса Масса отло- Скорость процесса

опыта, с тока (I), ность то- отложе- жений на ед. солеотложения, W

А . ка 0), ний, г поверхно- (г/(см2-с) -104)

А/м2 сти, г/см2

52 0 0 3,3949 0,0074 1,45

66 0,0025 4,167 1,4159 0,0031 0,47

66 0,005 8,333 1,1300 0,0025 0,37

57 0,0075 12,50 2,2719 0,0050 0,87

Таким образом, решающая роль при обработке растворов переменным током, по-видимому, принадлежит объемным, а не поверхностным процессам.

Испытания, проведенные на укрупненной опытной установке, показали, что в процессе получения обогащенного карналлита при охлаждении технологических растворов происходит отложение солей на поверхностях теплообменного оборудования. Об этом судили по величине коэффициента теплопередачи (Кт). По результатам лабораторных исследований предложен способ электрообработки технологических растворов для снижения солеотложения на стенках аппарата.

Установлено, что предварительная обработка карналлитовых растворов током плотностью 8,3 - 12,5 А/м2 при прочих равных условиях позволяет увеличить коэффициент теплопередачи теплообменной аппаратуры. При этом электрообработка растворов в процессе получения обогащенного карналлита по испытанной схеме не оказывает отрицательного влияния на качество продукта.

В пятом разделе представлены результаты опытно - промышленных испытаний способа снижения интенсивности процесса солеотложения на

технологическом оборудовании. Способ испытан на карналлитовой обогатительной фабрике БКРУ-1 АО Уралкалий. Разработано и испытано устройство для электрообработки технологических растворов (рис.4, 5).

Схема устройства для электрообработки на трубопроводе насыщенного раствора

1 - стержневой электрод; 2 - трубопровод; 3 - обрабатываемый раствор; 4 -изолирующее крепление электрода; ТР - трансформатор; А - амперметр; Я -регулятор напряжения.

Рис. 4.

Схема устройства для электрообработки на переточной трубе ВКУ

1 - стержневой электрод; 2 - труба; 3 - обрабатываемый раствор; 4 - изолирующее крепление электрода; ТР - трансформатор; А - амперметр; Я - регулятор напряжения.

Рис. 5.

При обследовании отделений осветления и вакуум - кристаллизации карналлитовой обогатительной фабрики определены места установки устройств. По результатам лабораторных и укрупненных опытных исследова-

ний величины плотности тока при обработке технологических растворов составили 8,3 А/м2 и 12,5 А/м2.

В результате испытаний показана возможность снижения в промышленных условиях интенсивности процесса солеотложения на внутренних поверхностях технологического оборудования. Толщина солевого слоя на трубопроводе насыщенного карналлитового раствора при различных режимах электрообработки приведена в таблице 3. Из таблицы следует, что интенсивность солеотложения является наименьшей при плотности тока j=8,3 А/м2.

Таблица 3

Зависимость толщины солевого слоя на трубопроводе насыщенного раствора от времени при различных режимах электрообработки

Время работы, сутки Толщина солевого слоя (мм) При плотностях тока (А/м2)

0 12,5 8,3

5 30 20 10

8 80 40 15

12 150 76 30

16 230 110 30

21 280 128 30

Уменьшение солеотложения позволит сократить количество промывок оборудования и повысить интенсивность его работы. Ожидаемый экономический эффект от внедрения устройства на карналлитовой обогатительной фабрике БКРУ-Гсоставит 135 тысяч рублей.

ВЫВОДЫ

1. При помощи математической модели политермического процесса кристаллизации солей на основании диаграммы растворимости четырехком-понентной системы КСЬЫаО-Л^СЬ-НгО произведен расчет состава выпавших солей на различных стадиях процесса кристаллизации. Расчетные данные согласуются с данными химического анализа солевых отложений на поверхностях технологического оборудования, что говорит о применимости модели для расчета характеристик процесса солеотложения.

.. 2. Разработана методика исследования процесса отложения растворимых солей, позволяющая изучить влияние физических воздействий на этот процесс.

3. Разработана методика исследования процесса солеотложения на теп-лообменной поверхности при воздействии электромагнитного поля и переменного электрического тока.

4. С учетом зависимости скорости отложения растворимых солей от температуры и концентрации раствора предложен вероятный механизм начальной стадии процесса солеотложения на основе изменения электрического потенциала и концентрации ионов на границе раздела жидкой и твердой фаз. Определены материалы, наименее подверженные инкрустации при переработке сильвинитовых и карналлитовых руд.

5. Установлено, что определяющей стадией процесса солеотложения при кристаллизации хлорида калия и карналлита является рост кристаллов на инкрустируемой поверхности. Это позволяет утверждать, что вторая стадия солеотложения протекает по законам массовой кристаллизации.

6. Определены параметры переменного магнитного поля, при которых интенсивность процесса солеотложения снижается в 1,5 — 6 раз при кристаллизации хлорида калия и в 1,6 - 4,6 раза при кристаллизации карналлита.

7. Установлено, что пропускание переменного электрического тока через инкрустируемый образец позволяет увеличить величину переохлаждения в процессе солеотложения и уменьшить массу отложившейся соли в 3 раза при кристаллизации хлорида калия и в 4 раза при кристаллизации карналлита.

8. Показана принципиальная возможность изменения интенсивности процесса солеотложения в том числе в теплообменной аппаратуре путем обработки солевых растворов электрическим полем. Предложена гипотеза механизма влияния переменного тока на процесс поверхностной кристаллизации, согласно которой решающая роль при электрообработке растворов принадлежит объемным процессам. Под действием поля облегчается объемная кристаллизация, что снижает интенсивность кристаллизации на поверхности.

9. Разработано и испытано в опытно-промышленных условиях устройство для электрообработки технологических растворов.

10. Установлено, что электрообработка технологических растворов в ходе получения обогащенного карналлита позволяет снизить толщину солевого слоя на поверхностях оборудования и переточных трубопроводов. Это позволит снизить количество регламентных промывок оборудования на 50%. Ожидаемый экономический эффект от внедрения устройства для электрообработки растворов на КОФ БКРУ-1 АО Уралкалий составит 135 тыс. рублей.

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1. Пойлов В.З., Рылов В.Л., Тюленева Г.Е., Головченко Л.В., Козлов С.Г. Исследования массовой кристаллизации калийных солей. В сб. Перспективы развития исследований по естественным наукам на Западном Урале в свете решений XXVI съезда КПСС. Тез. докл. Пермь, 1981. С. 170.

2. Козлов С.Г., Зотова A.A. Исследования массовой кристаллизации карналлита. В сб.: Тезисы научно - технической конференции «Молодые ученые и специалисты - народному хозяйству» Пермь, 1982. С. 77.

3. Амирова С.А., Пойлов В.З., Козлов С.Г., Норина Н.В. Исследования кинетики отложения хлорида калия и карналлита на металлических поверхностях. В сб. Вопросы научно - техн. и социального развития Березниковско - Соликамского промышленного района. Тез. докл. Березники 1983. С.35.

4. Амирова С.А., Пойлов В.З., Козлов С.Г. Исследования кинетики отложения хлорида калия на металлических поверхностях. В сб. Проблемы геотехнологии. Докл. 3-й Всесоюзной конференции по гсотсхнологическим методам добычи полезных ископаемых. Москва, 1983. С.87.

5. Амирова С.А., Козлов.С.Г. Исследование процесса отложения хлорида калия и карналлита в трубчатых теплообменниках. В сб. Пути дальнейшей интенсификации и повышения эффективности производства калийных удобрений. Тез. докл. Пермь,1985. С. 113.

6. Пойлов В.З., Амирова С.А., Козлов С.Г. и др. Опытные испытания двух-стадийного охлаждения при кристаллизации обогащенного карналлита. Межвуз. сборник науч. трудов МВиССО РСФСР. Охрана и рациональное использование геологической среды. Пермь, 1987. С. 123.

7. Козлов С.Г., Рылов B.JI. Исследование охлаждения карналлитовых растворов в теплообменниках поверхностного типа. В сб. Интенсификация производства и социально - экономическое развитие Верхнекамского региона. Тез. докл. Березники,1988. С. 34.

8. Амирова С.А., Козлов С.Г. Исследования кинетики процесса солеотложе-ния при кристаллизации сильвинитовых и карналлитовых растворов. Тез. докл. IV Всесоюзной конференции по массовой кристаллизации и кристаллизационным методам разделения смесей. Иваново, 1990. С. 39.

9. Пойлов В.З., Козлов С.Г. Методы предотвращения и борьбы с солевыми отложениями на химическом оборудовании. В сб. Вопросы экологии и рационального природопользования Березниковско - Соликамского экономического района. Березники, 1991. С. 11.

10. Пойлов В.З., Амирова С.А., Козлов С.Г. Исследования способов снижения инкрустации при кристаллизации промышленных растворов. В сб. Образование на Западном Урале, история, современность, перспективы развития. Березники, 1993. С. 150.

Сдано в печать 16.03.98 г. Формат 60x84/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 100. Заказ 1025. Ротапринт ПГТУ.