В чистом виде калийные соли в значительных количествах в природе не встречаются. Сырьем для производства калийных удобрений является сильвинит — смесь хлористых солей калия и натрия (КС1 + N) и карналлит, являющийся двойной солью хлоридов калия и магния (KMgCl3 • 6Н20 или КС1 • MgCl2 • 6Н20).
Крупнейшим месторождением калийных солей в СССР является Соликамское, называемое также Верхнекамским. Это месторождение занимает площадь около 2000 км2, и запасы имеющихся солей исчисляются миллиардами тонн, что намного превосходит запасы других известных месторождений калия.
Из зарубежных месторождений следует отметить давно известные Стассфуртские месторождения в Германии. Их разработка началась с 1861 г., и Германия до первой мировой войны была единственным поставщиком калийных солей.
Переработка сильвинита основана на различной растворимости хлористого калия и натрия при различных температурах. Совместная растворимость этих солей в воде при разных температурах приведена в таблице 11.
Из данных, приведенных в таблице, следует, что растворимость хлористого калия с повышением температуры сильно увеличивается, а растворимость хлористого натрия немного уменьшается. Поэтому при охлаждении горячего насыщенного раствора этих солей ввиду значительного понижения растворимости хлористого калия эта соль будет выпадать в осадок. Если этот охлажденный раствор, называемый щелоком, снова нагреть и привести в соприкосновение с сильвинитом, то растворяться в нем будет только хлористый калий, так как раствор уже насыщен хлористым натрием. При его охлаждении выпадать будет опять только хлористый калий. Таким образом, изменяя температуру раствора для выделения хлористого калия из сильвинита, можно применять один и тот же раствор.
Получение хлористого калия складывается из следующих операций: размол сильвинита, растворение его, называемое выщелачиванием, охлаждение раствора, отделение соли и ее сушка.
Мелкоизмельченный на специальной солемельнице сильвинит поступает в бункер /, из которого при помощи ленточного транспортера 2 непрерывно поступает на растворение. Растворение проводится в барабанных растворителях при температуре щелока в 105—110°.
Шнековый растворитель имеет форму желоба; длина его корпуса доходит до 30 м. Передвижение сильвинита и его перемешивание с раствором осуществляется горизонтальным спиралевидным шнеком. Щелок, поступающий в растворитель, предварительно подогревается. Для предупреждения его охлаждения в растворитель по трубам подается водяной пар.
Сильвинит обычно проходит два растворителя. В первом растворителе 3 вещества движутся обычно прямоточно, а во втором 4, куда передается остаток нераствор и вшейся соли (содержащий мало хлористого калия), — противоточно, что обеспечивает более полное его растворение свежим щелоком. Соль, выходящая из второго растворителя, содержит после отсасывания на фильтре 95% хлористого натрия. Ее направляют для более полного отделения от раствора в так называемый планфильтр, а затем перерабатывают на чистую поваренную соль или выбрасывают как отход.
Горячий щелок, выходящий из растворителей, содержит переменное количество различных глинистых веществ, а также солевого шлама — мельчайших частичек поваренной соли. Для отделения указанных примесей щелок направляют в отстойники 6 ив сгустители 7. Осветленный раствор перекачивают в вакуум охладительную установку 8, а шлам для более полного отделения щелока подают па барабанный фильтр 9, отфильтровывают и выбрасывают. В охладительной установке благодаря созданному в ней вакууму происходит закипание раствора и его самоохлаждение до 60—65° вследствие затраты тепла на испарение воды. При этом происходит выделение части хлористого калия, который переводится в бункер 10 и периодически выгружается шнеком 11. Тепло пара, получающееся в вакуум охладителе, используется для предварительного подогревания щелока, идущего на растворение сильвинита.
Выходящий из вакуум установки щелок подается в охладительную башню 12, где и происходит дальнейшее выделение хлористого калия. Охладительная башня делается из дерева и имеет высоту до 45 м. Раствор разбрызгивается вверху башни, и его капли, падая навстречу поднимающемуся вверх воздуху, охлаждаются. Благодаря значительной высоте башни внутри нее создается мощный воздушный поток, что позволяет обходиться без вентиляторов.
Хлористый калий выпадает в виде мелких кристаллов. Полученная водная взвесь соли из охладителя направляется для отделения от раствора в отстойник 13, а затем в центрифуги 14 или на вакуум-фильтры, где происходит отделение хлористого калия. Раствор затем подогревается в подогревателе 15 и направляется на выщелачивание новых порций сильвинита, а хлористый калий, содержащий до 15% влаги, направляется на сушку в барабанные сушилки 16. Обогрев сушилок осуществляется топочными газами. Во избежание перегрева соли движение газов и соли осуществляется прямо точно.