2-mavzu. Kaliyli tuzlarning xalq xo'jaligidagi ahamiyati. Kaliy tuzlari olish usallari

2-mavzu. Kaliyli tuzlarning xalq xo'jaligidagi ahamiyati. Kaliy tuzlari olish usallari.
Reja:
1. Kaliyli tuzlar olish uchun asosiy xom ashyolar. O'zbekistonning kaliyli tuzlar konlari.
2. Kaliyli tuzlar olish usullari - flotatsiya, eritish va kristallantirish, konversiya, kaliyli tuzlarini kislotalar bilan qayta ishlash usullari va ularni solishtirish.


1.2.1. Kaliy xlorid

Kaliy xlorid – kub shaklidagi panjarali rangsiz kristallardan iborat bo‘lib, erish temperatura – 771ºK, qaynash temperaturasi 1500ºS ga yaqin, zichligi 1,989 g/sm³; issiqlik sig‘imi 51,3 j/(mol·K); N^o_xos.b.=436,49 kJ/mol; N^o_er=26,32 kJ/mol; S⁰₂₉₈=82,57 J/(mol·K). Suvda eruvchanligi (g. 100g. N₂O ga) 28,1 (0ºS), 34,3 (20ºS), 40,3 (40ºS), 56,2 (100ºS).

Evtektikaning erish temperaturasi (24,6 g KSI ning 100 g N₂Odagi) – 10,7ºS, to‘yingan suvli eritmaning qaynash temperaturasi (58,4 g KCl ning 100 g N₂O dagi) – 108,59ºS;
Zichligi:

S, %	10	20	24
	1,0633	1,1328	1,1

Kaliy xlorid – asosiy kaliyli o‘g‘itdir. K₂O ning konsentratsiyasi toza kaliy xloridda 63,1%. Kaliy xlorid o‘z ichiga – 53,7±0,6 dan 60±0,6% gacha K₂O olgan o‘g‘itdir (ilova, jadvalga qaralsin).
Jadval ma’lumotlariga qo‘shimcha qilib quyida kaliy xloridning donadorlik tarkibiga ( % larda) texnik shartlar keltirilgan.

Zarrachalar o‘lchami	Presslangan		Yirik donalari
	1 - nav	2 - nav
-4+1 mm, kam emas	60	50	55
-1 mm, ko‘p emas	30	50	45

Kaliy xloridning fizik-kimyoviy xossalari:

1 mol og‘irligi, kg/mol - 74,56

Zichligi, kg/m³ - 1990
25ºS dagi solishtirma issiqlik sig‘imi, J/kg - 691,3
Erish issiqligi, kj/mol - 26,8
Sublimatsiya temperaturasi, ºS - 223,6
erish - 768.0
qaynash - 1417,0
Kaliy xlorid kub shaklida, ko‘pincha o‘tmas burchakli kristallar shaklida kristallanadi. Kristallar toza holda rangsiz va suv ko‘rinishida tiniq, aralashmalarda – qizil-sariq, ochiq-qizil yoki pushti rangli bo‘ladi. Kristallar qattiqligi (Moss shkalasi bo‘yicha) 2 ga teng.
KCl ning suvda eruvchanligi (to‘yingan eritma konsentratsiyasi S)ning temperaturaga bog‘liqligi quyida keltirilgan.

t, ºC	C, % (mol)	t, ºC	C, % (mol)	t, ºC	C, % (mol)
-5	20,95	40	28,70	100	35,90
0	21,90	50	30,10	125	38,20
10	23,80	60	31,40	150	40,50
20	25,60	70	32,60	200	44,90
25	26,45	80	33,80	250	49,50
30	27,20	90	34,90	300	54,00

20ºS da KCl ning suvli eritmalari zichligining konsentratsiya (S) ga bog‘liqligi quyida keltirilgan:

S, % (og‘ir.)	2	10	20	24
, kg/m³	1011	1063	1323	1623

KCl suvli eritmalarining qaynash temperaturasining konsentratsiyaga bog‘liqligi:

S, % (og‘ir.)	9,1	20	33,3
t, ºS	101,1	103,3	107,7

18ºS da KCl suvli eritmalarini hosil qilishda entalpiyaning (∆N, kJ/molda) o‘zgarishi quyida (konsentratsiya -KCl ning 1 moliga suvning mol sonida ifodalanadi).

∆N	18,43	18,57	18,61	18,64	18,67	18,67	18,62
n	∞	6400	3200	1600	800	400	200
H	18,38	17,90	17,10	16,75	16,23	15,84	-
n	100	50	25	20	15	12	-

KCl suvli eritmalarining solishtirma issiqlik sig‘imini s_r, (J/kg·K larda) konsentratsiya n (KCl ning 1 moli suvning mol soni bilan ifodalangan) bog‘liqligi

Sr,	3,46	3,78	3,97	4,06
n	25	50	100	200

KCl suvli eritmalarining issiqlik o‘tkazuvchanlik doimiysining ( λ ) konsentratsiya (S) ga bog‘liqligi quyida keltirilgan:

S, % (og‘ir.)	9,1	20	33,3
, Vt/mK	2,586	2,550	2,405

KCl suvli eritmalarining dinamik qovushoqligini temperaturaga bog‘liqligi 1.1.-jadvalda keltirilgan.
1.1 - jadval
KCl suvli eritmalarining dinamik qovushqoqligi (MPa·s)

Konsentratsiya, og‘ir. %	Temperatura, ºS
	0	10	20	30	40	50	60	70	80
5 10 15 20 25	1,7 1,63 1,58 - -	1,27 1,25 1,24 1,25 -	0,99 0,99 1,00 1,02 -	0,80 0,81 0,83 0,85 -	0.66 0.67 0.69 0.72 -	0.56 0.67 0.59 0.62 -	0.48 0.49 0.52 0.54 -	0.42 0.44 0.46 0.49 0.52	0.58 0.40 0.42 0.44 0.47

KCl to‘yingan eritmasi ustidagi suv bug‘i bosimini temperaturaga bog‘liqligi quyida keltirilgan.

t, ºC	24,5	32,3	41,8	55,4	95,5	100
P, kPa	2,67	4,00	6,67	26,66	66,65	75,7

1.2.2. Nordon kaliy sulfat (K₂SO₄)

K₂SO₄ – texnik mahsulot, tarkibidagi K₂O ning miqdori 45-52%

K₂SO₄ – kristallari rangsiz rombik singoniyada;
Zichligi 2,66 g/sm³, 584ºSdan yuqorida geksagonal modifikatsiyasi turg‘un;
ΔN o‘tishi 8,0 kJ/mol, erish temperaturasi – 1074ºS, qaynash temperaturasi – 2000ºS.
Issiqlik sig‘imi =131,4 J/(mol·K);
ΔN_er=36,3 kJ/mol; ΔN_xos.b=1437,7 kJ/mol; Sº₂₉₈=175,56 J/(mol·K).
Suvda eruvchanligi (100 g.da g.):7,35 (ºS), 11,1 (20ºS), 14,8 (40ºS), 24,2 (100ºS).
Evtektikaning erish temperaturasi (7,1 g. K₂SO₄ 100 g. H₂O da) – 1,51ºS;
To‘yingan eritmaning qaynash temperaturasi (24,3 g K₂SO₄ 100 g H₂O da) - 101,4^oS
Zichligi:

S, %	5	8	10
	1,0393	1,0658	1,0817

K₂SO₄ ikkilanma tuzlarni hosil qiladi (achchiqtosh)
3K₂SO₄ ∙ Na₂SO₄ – glazerit
K₂SO₄ ∙ MgSO₄ ∙ 6H₂O – shenit
K₂SO₄ ∙ 2MgSO₄ – langbeynit
K₂SO₄ ∙ MgSO₄ ∙ 2CaSO₄ ∙ 2H₂O – poligalit
K₂SO₄ ∙ MgSO₄ ∙ 4H₂O – leonit
K₂SO₄ ∙ CaSO₄ ∙ H₂O – singenit
K₂SO₄ - arkanit
Turli temperaturalarda K₂SO₄ ning suvda eruvchanligi (100 g. eritmada K₂SO₄ g.)

t, ºS	0	10	20	30	40	50	60	80	100
eruvchanligi	6,87	8,47	10,0	11,5	13,0	14,2	15,4	17,6	19.4

K₂SO₄ ning qaynash temperaturalari

t, ºS eruvchanligi	100	102	103	105	11
K2SO4 eritmasining konsent-ratsiyasi (100 g eritmada K2SO4 g)	14,5	30	31,6*	-	-

* to‘yingan eritma
760 mm.simob ustuni bosimida K₂SO₄ suvli eritmasining maksimal temperaturasi to‘yingan holatda eritma konsentratsiya C=31,6 g K₂SO₄ 100 g suvda 102,1ºS ni tashkil etadi.
20ºS da suvli eritmalarning zichligi (g/sm³):

S, % (og‘ir.)	2	10	20	30
d	1,015	1,082	-	-

1.3. MDXdagi kaliyli ma’dan konlari

Yaqin chet ellarda kaliy tuzlarining 22 ta koni hisobga olingan, qidirib topilgan zaxiralar o‘tgan asrning 70 yillarida 24 mlrd. t. tashkil etdi va faqat 2,5 mlrd. tonnasi sanoat zahiralariga to‘g‘ri keladi. Eng yirik kaliy konlari:

- Verxnekamsk va Verxnepechorsk (Ural); Starobin, Kopatkevichi va Petrikov (Belorussiya); Prikarpate (Ukraina); Gaurdak va Karlyuk (Turkmaniston); Jilyan (Qozog‘iston); Tyubegatan (O‘zbekiston);
Verxnekamsk koni Perm oblastida joylashgan. Tuz qatlamining qalinligi 1000 m. Kon chuqur joylashmagan (90-220 m) silvinit va karnallitning qalin qatlamlaridan iborat.
Kaliy tuzlarining zonasi ikkita kuchli qatlamlarni hosil qiladi: pastki – silvinitli va yuqori – silvinit-karnallitli. Pastki zonada tosh tuzi qatlam-qatlami bilan ajralgan silvinitning oltita qatlami bor. Silvinitli gorizontal qatlamining qalinligi 7-8dan 30-40 m.gacha; kaliyning mavjudligi – 55%. Miqdori (%): KCl-17,2-39,6; MgCl₂-0,2-0,3; erimaydigan qoldiq (e.q.)-1,0-1,4.
Yuqori silvinit-karnallitli gorizontal qatlami ola-bula silvinitli karnallit jins bilan taxlangan to‘qqiz qatlamni tashkil etadi. Gorizant qalinligi 20 dan 115 m.gacha, qatlam qalinligi 0,5dan 25 m.gacha va ko‘proq. Silvinit miqdori (%): KCl-20,9-38,7; MgCl₂-0,2-1,2; erimaydigan qoldiq – 0,9-6,3. Karnallit miqdori (%): KCl-13,4-20,6; MgCl₂-14,6-19,0; erimaydigan qoldiq – 1,4-4,5.
Karnallit qalinligi sanoat axamiyatiga ega.
Kaliy tuzlarining Verxnekamsk koni bazasida Ural kaliy ishlab chiqarish birlashmasi ishlaydi.
Starobin koni – Belorussiyaning kaliy qazib olinadigan basseyni (havzasi). Pripyat cho‘nqirida Soligorsk va Starobin shaharlari xududida joylashgan. Starobin kaliy tuzlari koni Verxnekamsk konlari kabi faqat xloridlar – silvinit va karnallit bilan ma’lumdir. Starobin konining kaliy tuzlari tarkibi va tuzilishi bilan Verxnekamsk koni tuzlaridan jiddiy farq qiladi. Loy aralashmalarining ortiqcha miqdori va konning juda murakkab tuzilishi, ularni qayta ishlashga katta ta’sir qiladi.
Starobin koni to‘rtta silvinit gorizantlariga ega. Gorizantlar tosh tuzi, karnallit va loy qatlamlari bilan almashinib turadi.
Birinchi kaliy gorizantining qalinligi 3-8 m, joylashish chuqurligi 360-726 m, KCl ning o‘rtacha miqdori gorizant bo‘yicha 19%. Birinchi gorizant balansdagi zaxiraga taalluqli bo‘lib, rudadagi erimaydigan qoldig‘i 12-26% tashkil qiladi.
Ikkinchi kaliy gorizanti 400 dan-1000 m.gacha chuqurlikda joylashgan va silvinit, tosh tuzi va galopelitlarning tez-tez almashtirib turilishi bilan xarakterlanadi. KCl o‘rtacha miqdori – 27-28%; erimaydigan qoldig‘i – 5-6% yaqin, MgCl₂ protsentning o‘ninchi ulushidan oshmaydi.
Uchinchi kaliy gorizanti yetarlicha katta qalinligi bilan ikkinchidan farq qiladi. Qalinligi – 7,5 m, joylashish chuqurligi 350 m.dan 1200 m.gacha va undan ortiqroq, KCl o‘rtacha miqdori 22-23%, erimaydigan qoldig‘i – 5-12%.
To‘rtinchi kaliy gorizantining qalinligi 5 dan 35-40 m.gachani tashkil qiladi, joylashish chuqurligi 525 dan 1500 m gacha o‘zgaradi, gorizantda ikkita mahsuldor qatlam kuzatiladi, birinchisining qalinligi 3-4,2 m; KCl miqdori – 16-24,5%, MgCl₂ – 1,5%, erimaydigan qoldig‘i – 3-10,8%.
Ikkinchisi uncha ko‘p bo‘lmagan qalinlikka (0,8 m.gacha), KCl miqdori 24dan 44%gacha. Kaliy tuzlarini qazib olish 260, 420-430 m. va 700-800 m. chuqurlikda olib boriladi. Bu tuzlar bazasida «Beloruskaliy» ishlab chiqarish birlashmasi ishlaydi.
Petrikov koni 1966 yilda ochilgan va Petrikov shahar (Golyal oblasti) hududida Pripyat cho‘nqirining markaziy qismida joylashgan. Konning tuz qatlami kesimi tarkibida kaliy bo‘lgan 20 ga yaqin gorizontlarni tashkil qiladi. Kaliy qatlamining qalinligi 1300 m.ga yetadi. Mahsulot zonasi ko‘p marta almashib turadigan galit, silvin va tuzsiz jinslar (dolomit, angidrit, loy, mergel, alevrolit), qatlamlaridan iborat. Kaliyli qatlam uch qismga bo‘linadi: yuqori, o‘rta va pastki. Yuqori qismning qalinligi 25-160 m, tuz bilan to‘yinganligi 52-81%, kaliyli gorizant mavjud emas. Pastki qismining qalinligi 350-600 m, tuz bilan to‘yinganligi – 36-64%, bita kaliyli goroizantga ega. O‘rta qismning qalinligi – 420-520 m, tuz bilan to‘yinganligi 96%ga yetadi, sakkizta kaliyli gorizantga ega.
Sanoatni qiziqtiradigan qism, bu to‘rtinchi gorizantdir. Uning qalinligi 1,3 dan 22 m.gacha, joylishish chuqurligi 510dan 1400 m.gacha, qalinligi 1,9 m. dan katta bo‘lmagan gorizantal uchastkalarda KCl mavjud. 7,25 m. qalinlikdagi uchastkalarda KCl miqdori 16,5%gacha kamayadi, MgCl₂ miqdori esa 17,8% tashkil qiladi.
Pastki qatlam – to‘rtta KCl qatlamlaridan tashkil topgan mahsulot zonasining qalinligi 2,6 dan 5,3 m.gacha.Tarkibida o‘rtacha miqdorda (%): KCl – 17,9-24,9 da o‘zgaradi; NaCl – 69-76; MgCl₂ – 0,1-3,8; erimaydigan qoldig‘i – 0,2-1,2.
Petrikov koni murakkab tog‘ kon–geologik va tektonik sharoitlarda joylashgan: foydali qazilmaning chuqur joylashishi, mahsuldor qalinligining murakaab tuzilishi, tektonik buzilishlarning ko‘pligidandir.
Nejinsk koni. Starobindan sharqda joylashgan, to‘rtta kaliyli gorizontga ega, ularning ikkinchisi va uchinchisi sanoat ahamiyatiga ega.
Ikkinchi kaliyli gorizant 520-1000 m. chuqurlikda joylashgan. Gorizontning qalinligi 0,75 dan 2,6 m.gacha o‘zgarib turadi. Qatlamda KCl miqdori – 27,3%, e. q. – 4,4%. Qatlam galit qatlami bilan ajralgan ikkita silvinit qatlamlaridan tashkil topgan.
Uchinchi gorizant 520-1100 m. chuqurlika joylashgan, shimolga tomon 1200 m va undan ortiqroq ko‘payadi. Gorizantning qalinligi 2-3 dan 5-7 m.gacha o‘zgaradi. Qatlamdagi KCl o‘rtacha miqdori 27% va e. q. – 6,5%.
Predkarpat (Karpat oldi) konlari Lvov va Ivano-Frankov oblastlari chegaralarida Karpat bo‘ylab eni 20-25 m. polosa ko‘rinishida joylashgan. Ulardan eng yiriklari: Stebnikov, Kalush, Tolin, Piylo, Dombrovskiy, Ninev, Trostyanes. Ular asosan langbeynit-kainitli va kainitli jinslar bilan jamlangan. Kaliy tuzlari qatlamda (konlari) shuningdek silvinit, kizerit, poligalit va boshqa minerallar kurinishidadir. Xlorid-sulfat turidagi kaliy tuzlarining borligi bu konni, xlorsiz kaliy o‘g‘itlarini ishlab chiqarish uchun yagona xom ashyo bazasi ekanligini kursatadi.
Karlyuk va Gaurdak konlari Turkmanistonda joylashgan. KCl miqdori 21-35%. Karlyulk konining kaliy tuzlari silvinit va karnallitdan, Gaurdak esa silvinitdan iboratdir. Tuzli qatlam qalinligi 800-900 m.ga yetadi.
Jilyan koni Aktyubinsk shahri yaqinida joylashgan. Kon ikkita kaliyli gorizantga ega. Pastki gorizont 25-37 m. umumiy qalinlikdagi 3 ta poligalit pachkalaridan tashkil topgan, yuqorisi esa qalinligi 10-20 m. bo‘lgan ikkita silvinit pachkalaridan iboratdir. Poligalitda K₂O 10-11%, silvinitda 19-21% K₂O (30-33% KCl) tashkil etadi. Qatlam chuqurligi 400 m.dan 750 m.gacha. qatlamlarning tuzilishi murakkab va ularning qalinligi bir xil emas; bir xil joylarda yorilishlar, qatlamning parchalanishlari va boshqa buzilishlar mavjud.
Tyubegatan koni. O‘zbekiston Respublikasida azotli va fosforli o‘g‘itlar ishlab chiqarish yo‘lga qo‘yilgan bo‘lsa ham, kaliy o‘g‘itlarini ishlab chiqarish yo‘lga qo‘yilmagan, modomiki xom ashyo bazasi mavjud bo‘lsa ham.
2007 yilning 1 mayida O‘zbekiston Respublikasi Prezidenti I.A.Karimovning «Tyubegatan kaliy tuzlari koni bazasida Dehqonobod kaliyli o‘g‘itlar zavodini qurishni tashkil etish chora-tadbirlari to‘g‘risida»gi Qarori chiqdi. Qarorga binoan yillik quvvati 800 ming t. kaliyli o‘g‘itlarni ishlab chiqarishga mo‘ljallangan korxonani qurish ko‘zda tutilgan.
O‘zbekistonning janubida yura qatlamlarida kaliyli tuzlar birinchi marta 1930 yilda muhandis V. A. Korvaskiy tashabbusi bilan o‘rganildi. Qidiruv-razvedka ishlari 1942 yilgacha olib borildi, so‘ngra to‘xtatib qo‘yilib, 1946 yilda yana qayta davom ettirildi.