Вот в чём соль. Как эффективнее извлекать калийные минералы?

В мире быстро увеличивается численность населения. В Африке уже сегодня есть проблема нехватки продовольствия. Поэтому проблемой роста урожайности в сельском хозяйстве озаботились ведущие химики и биологи нашей планеты.

Как известно, для достижения максимальной урожайности, растение должно получить необходимое количество питательных веществ. Решением этого вопроса сегодня занимаются химики Пермского политехнического университета.

К необходимым элементам в первую очередь относят азот, фосфор и калий. Калий даёт высокие показатели урожайности. Работа аспиранта второго курса факультета химических технологий, промышленной экологии и биотехнологий Пермского Политеха Владимира Бурова связана с увеличением выработки калийных удобрений.

Китайский опыт

«Химией я занялся в 2013 году, одновременно с поступлением на кафедру биотехнологии ПНИПУ. Я был на третьем курсе, когда меня пригласили на обучение в Китай. В 2017 году поступил в Харбинский политехнический университет. Выучив за год китайский язык, в 2018 году там поступил в магистратуру. В 2020 году защитил диплом. Пандемия вынудила меня вернуться в Пермь, на родной факультет. В октябре 2020 года мой научный руководитель Владимир Пойлов предложил заняться такой темой: сонохимическая активация флотационных реагентов, используемых в калийной промышленности России», – рассказывает Владимир.

Сегодня в мире калий извлекается из солей. Его добывают двумя способами. Первый метод энергоёмкий и опасный, применяется лишь потому, что даёт высокую эффективность. Второй – метод пенной флотации. Суть его в том, что к исходной смеси пород добавляются реагенты, которые её вспенивают. После этого соль калия поднимается на поверхность пены, а все остальные вещества оседают.

Использование технологии, которую разрабатывает Владимир со своей командой, позволит снизить издержки и увеличить эффективность извлечения хлорида калия, который используется в качестве одного из основных минеральных удобрений в сельском хозяйстве.

Земля богата

Верхнекамское месторождение калийно-магниевых солей на территории Пермского края – одно из крупнейших в мире. Калий находится там в виде соли KCl. Для отделения его от других предпочтение отдаётся пенной флотации, как наиболее эффективному методу. Однако эта технология имеет недостаток – повышенный расход дорогостоящих реагентов, без которых невозможно отделение хлорида калия.

«Наша научная команда малого инновационного предприятия «УРАЛХИМТЕХ», созданного на базе кафедры «ХТ» ПНИПУ, нашла решение сложной проблемы. Мы разработали уникальную технологию сонохимической (ультразвуковой) активации этих реагентов, – продолжает Владимир. – Идея заключается в обработке смеси реагентов ультразвуком. Под действием ультразвуковых волн необходимой мощности и длительности происходит более интенсивное разделение реагентов по всему объёму смеси, что повышает эффективность метода. После ультразвуковой обработки уменьшается расход реагентов и улучшается извлечение хлорида калия».

Ещё одно важное преимущество технологии – адаптивность. Это значит, что её можно использовать на действующем оборудовании предприятия без большой модернизации. Учёные уже завершили все предварительные испытания и получили первые результаты. Теперь они начинают настройку для практического испытания своей установки на одном из производств. Напомним, в Прикамье есть три крупных предприятия, занимающихся добычей калиевых солей.

Инновационный метод наших учёных можно применять для добычи не только калия, но также железа и даже золота.