Способ получения сульфата магния

 

Использование: извлечение магния из фосфатно-карбонатного сырья. Сущность способа заключается в том, что фосфатнокарбонатное сырье обрабатывают серной кислотой или диоксидом серы при ,5 с последующим введением в полученный раствор аммиака или аммиачной воды, или гидроксида кальция до ,0-8,5. После этого суспензию фильтруют и из фильтрата кристаллизацией при упаривании получают целевой продукт. Производительность фильтрации составляет 800-900 кг/м ч,потери магния 2-5%. Содержание примесей в растворе сульфата магния следующее, мас.%: PzOs 0,01-0,008; СаО 0,04-0,07; Рв20з 0,01-0,005. Содержание основного вещества в продукте 98-99,5 мас.%, MgS04 HaO. 1 табл.

Ф (19) (1!) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s С 01 Е 5/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4834413/26 (22) 04,06,90 (46) 15.10.92, Бюл, N 38 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) Н.Н, Треущенко, А.Ю. Румянцев, Б.А, Дмитревский и Т.В. Близнюк (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 264374, кл. С 01 F 5/40, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N. 586125. кл. С 01 F 5/40, 1976. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА

МАГНИЯ (57) Использование: извлечение магния из фосфатно- карбонатного сырья. Сущность

Изобретение относится к способам получения сульфата магния из фосфатно-карбонатного сырья.

Известен способ, согласно которому сульфат магния получают обработкой водной суспензии (Ж:Т=1:1) тонкоизмельченного серпентина концентрированной серной кислотой. Полученную массу разбавляют водой и фильтруют, Образовавшийся раствор сульфата магния подвергают выпарке, кристаллизации и сушке. Недостатком этого ме тода является то, что при использовании фосфатно-карбонатного сырья, содержащиеся в нем различные примеси, в частности железо, фосфор, алюминий частично переходят в раствор и загрязняют готовый продукт. Кроме того, недостатком этого способа является и то, что в технологическую схему способа заключается в том, что фосфатнокарбонатное сырье обрабатывают серной кислотой или диоксидом серы при рН=3 — 3,5 с последующим введением в полученный раствор аммиака или аммиачной воды, или гидроксида кальция до р0=7,0 — 8,5, После этого суспензию фильтруют и из фильтрата кристаллизацией при упаривании получают целевой продукт. Производительность фильтрации составляет 800 — 900 кг/м ч,по2 тери магния 2 — 5%. Содержание примесей в растворе сульфата магния следующее, мас.%: Р2ОБ 0,01-0,008; СаО 0,04 — 0,07;

Fe20z 0,01 — 0,005, Содержание основного вещества в продукте 98 — 99,5 мас,%, VgS04 Н20, 1 табл. процесса включены стадии, преследующие противоположные цели (разбавление и выпарка).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения сульфата магния из магнийсодержащего сырья путем смешения сырья с серной кислотой или с 10 — 25%-ным раствором сульфата магния при Т:Ж=1:2 — 4 и обработки суспензии газом, содержащим

0,05 — 1% 802 и 8 — 20% кислорода при температуре 70-90 С в течение 5-30 мин. Недостатком этого способа является загрязнение готового продукта примеСями, переходящими из сырья в процессе разложения доломита диоксидом серы. Этот процесс протекает в данных условиях при величине рН 3,0 — 35, При такой величине рН в раствор, наряду с

1768514 магнием частично переходит фосфор, железо, алюминий и кальций. При циркуляции раствора количество примесей будет накапливаться до состояния равновесия. При выпаривании раствора эти примеси будут осаждаться вместе с сульфатом магния и снижать качество продукта. По данным увеличение содержания сульфата магния в растворе не влияет на растворимость этих примесей. Содерхаййепрймесей в 25 -м 10 растворе сульфата Магнйя может достигать при 80 С следующих величин,, 0,33 P20g, 0,25 Ре20з, О,д5 А!20з, 0 g7-0,1 СаО.

При выпаривании и сушке осаждение примесей приведет к снижению содержания 15 сульфата магния до 85 — 96 .

Целью изобретения является повышение содержания основного вещества в продукте.

Поставленная цель достигается тем, что- 20 в способе получения сульфата магния из фосфатно-каобонатного сырья, включающем извлечение магния серной кислотой или диоксидом серы, фильтрацию, выпарку и сушку готового продукта, в суспензию, 25 образующуюся при кислотном извлечении магния, вводят щелочной агент до величины рН 7 — 8,5 и после этого фильтруют. В качестве щелочного агента можно использовать аммиак, аммиачную воду или гидроксид 30 кальция.

Сущность процесса состоит в том, что в указанном интервале рХ происходит осаждение сульфата и фосфата кальция, фосфатов и гидроксидов железа и алюминия, а 35 присутствие твердой фазы в виде неразложен ной части руды (фосфата, кремнезема) и гипса в количестве 0,5 — 0,8 ч на 1 ч рас1 вора

° ° vvvvv ° vp v 7 vlxvpvl Ill I IQVQvvVCl лизации и более полному осаждению при- 40 месей, а фильтрация раствора через слой твердой фазы приводит к практически полному освобождению раствора от таких трудноосаждаемых соединений как фосфаты и гидроксиды железа и алюминия и кремнеге- 45 ля. Остаточное содержание примесей в растворе составит не более 0,002 — 0,005% PzOs;

0,005 — 0,01 Ре20з; 0,04 — 0,07 CaO; алюминия следы, Это позволит получить продукт, содержащий не менее 98,5 — 99 50 сульфата магния.

Малорастворимые соли фосфорной кислоты осаждаются в широком интервале величин рН, По исследованиям начало осаждения дикальцийфосфата в данных 55 растворах происходит уже в слабокислой среде при рН 2,7 — 2,9, Однако осаждение в данных условиях происходит не полностью и большая часть кальция и фосфора попадает в готовый продукт, загрязняя его.

Железо и алюминий в виде гидроксидов и фосфатов образуют пересыщенные растворы, из которых осаждение происходит за очень длительный период времени. Поэтому при указанных величинах рН полного осаждения соединений железа и алюминия не и рои сходит. Низкое значение р Н и ри очистке растворов приводит к увеличению длительности процесса до 10 час и более, что отрицательно сказывается на технологичности процесса (резкое увеличение объемов реакторов, образование мелкодисперсного плохо фильтрующегося осадка, неполное осаждение).

Повышение величины рН до 7-8 5 приводит к достаточно полному осаждению примесей (фосфатов железа, алюминия и кальция) в технологически приемлемых условиях(время осаждения менее часа, более крупнодисперсный осадок).

Выбор верхнего предела величины рН

8,5 обусловлен не только осаждением гидроксида магния, но и изменением количества щелочного агента, который уже не будет полностью выводиться из системы и попадает в продукт, загрязняя его и понижая качество.

Пример 1. 100 кг фосфатно-карбонатного сырья (кингисеппского месторождения), содержащего 8 MgO; 5 Р205; 27

Ре20з; 1Я AlzOa, обрабатывается серной кислотой в количестве 32,6 кг мнг (35 кг

93 -ной кислоты) при 80 С, Ж:Т=2:1 и рН 3 в течение 30 мин. При этом образуется раствор, содержащий 3,33о MgO; 0,1 СаО;

0,2 Ре20з; 0,2 P20s, 0,007 А!20з. Затем в суспензию вводят газообразный аммиак до величины рН 7,0. Суспензия фильтруется.

Конечный раствор имеет состав 3,25 j MgO;

0,05 Р205; 0,05 FezOa; А!20з следы. После упарки, кристаллизации и сушки готовыйй продукт содержит 98 Mg S04 7Н20 в количестве 23 кг.

Пример 2. 100 кг отходов обогащения фосфорита месторождения Каратау, содержащего 6,5 MgO; 9о Р205; 1,9 Ре20з;

0,9 AI203, обрабатывается в 10 -ном растворе сульфата магния серной кислотой в количестве 28,4 кг мнг (30,5 кг 93 g -íoé кислоты) при 80 С, Ж:Т=2:1, рН=3,5. При этом образуется раствор, содержащий 6,0

Mg0; 0,1 СаО; 0,2 FezOa; 0,25 PzOs;

0,006 AlzOg. Затем в суспензию вводят аммиачную воду до величины рН 7,7. Суспензию фильтруют. Конечный раствор имеет следующий состав: 5,9 MgO; 0,03

Р205, 0,03 FezOa; 0,05 CaO, После упа рки, кристаллизации и сушки готовый продукт в количестве 36 5 кг содержит 98,5о

MgS04 7Н20, 1768514

5 (пример 5) в готовый продукт попадает большое количество непрореагировавшего щелочного агента, что разубоживает продукт.

Кроме того, при высокой величине рН возможно осаждение гидроксида магния, что влечет за собой уменьшение выхода готового продукта. По сравнению с известным (пример 6) предлагаемый способ позволяет повысить качество продукта до 98,0 — 99,5 .

Составитель А,Румянцев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Тупица

Редактор

Заказ 3616 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Пример 3. 100 кг фосфатно-карбонатного сырья состава, указанного в примере

1, обрабатывают газом, содержащим 1 диоксида серы в количестве 21,1 кг SOz npu

80 С, Ж:Т=2:1, рН=З в течение 30 мин. Об- 5 работку ведут в 10 -ном растворе сульфата магния. В суспензию затем вводят гидроксид кальция до величины рН 8,5. Суспензию фильтруют. Конечный раствор имеет состав 6,8 MgO; 0,005 PzOs; 0,003 10

FezOa; 0,08 СаО, После упарки, кристаллизации и сушки готовый продукт в количестве

46 кг содержит 99,5% MgS04 7Н О.

В таблице приведены примеры ведения процесса получения сульфата магния в за- 15 являемых пределах (примеры 1 — 3) и при значениях технологических параметров, выходящих за нижний и верхний пределы (примеры 4 и 5), и по известному способу (пример 6). 20

Проведение процесса при более низкой величине рН (пример 4) не позволяет осадить при предварительной очистке часть примесей, а при более высокой величине рН

Формула изобретения

Способ получения сульфата магния из фосфатно-ка рбонатного сырья, включающий обработку последнего серной кислотой или диоксидом серы в оборотном маточном растворе, фильтрацию полученной суспензии, кристаллизацию продукта из фильтрата упариванием его и сушку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения содержания основного вещества в продукте, в суспензию перед фильтрацией вводят аммиак, или аммиачную воду, или гидроксид кальция в количестве, обеспечивающем повышение рН среды до 7,0 — 8,5.