Способ извлечения сульфата магния

 

Способ заключается в том, что готовят эпсомитовые растворы плотностью 1200 - 1350 кг/м³ путем растворения бассейнового эпсомита в воде при 25 - 75^oС, отношении 1,0 - 2,0 т воды на 1 т исходной соли и отделения шлама (песка и ила). Затем осаждают эпсомит высаливанием хлормагниевым рассолом в количестве 0,06 - 0,30 т хлормагниевого рассола на 1 т исходной соли. Выделение эпсомита ведут при температуре 15 - 25^oС. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного рассола составляет 0,525 - 0,124 т. Содержание хлорид-иона в получаемом сульфате магния составляет 0,55 - 0,38 мас.%. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологии переработки природных солей, к способам получения сульфата магния, применяемого в производстве синтетических моющих средств и белково-витаминных концентратов и микробиологической промышленности.

Известен способ получения эпсомита (семиводного сульфата магния) из природных рассолов бассейновым способом, заключающийся в вымораживании эпсомита из сконцентрированных мирабилитовых маточных растворов производства сульфата натрия.

Недостатками этого способа являются низкая чистота продукта: большое содержание хлоридов натрия и магния до 12 мас. наличие значительного количества нерастворимых примесей в виде песка или ила (н.о.) 3-10 мас.

Известен способ получения эпсомита из смешанной соли отходов бассейновой переработки природных рассолов. Способ заключается в выщелачивании водой из смешанной соли сульфата магния с получением раствора, совместно насыщенного по эпсомиту, галиту и тенардиту, отделении галита и нерастворимых примесей, стабилизации раствора разбавлением водой и корректировка состава добавкой магнийхлоридной рапы, охлаждении полученного раствора до 0^оС с одновременной кристаллизацией чистого эпсомита, отделении эпсомита и промывке его водой. Промытый и отжатый эпсомит содержит 94-95% основного вещества. Для повышения содержания основного вещества в целевом продукте до 98% и более проводится сушка эпсомита, которую проводят при температуре не выше 48,1^оС.

Недостатки этого способа: полученный продукт содержит мало основного вещества лишь 94-95% на сушку продукта тратится длительное время (около 6 ч), связанное с большими энергетическими затратами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ получения эпсомита из смешанной соли, включающий выщелачивание сульфата магния из смешанной соли с получением совместно насыщенного по эпсомиту, галиту и тенардиту раствора, отделение галита и нерастворимых примесей, разбавление раствора водой и добавку магнийхлоридной рапы, охлаждение раствора до 0^оС с кристаллизацией эпсомита, отделение осадка, промывку осадка водой, пульпацию осадка эпсомита в насыщенном растворе сульфата магния при 49-67^оС и Т:Ж 1:(1,5-2,0), фильтрацию суспензии с получением твердой фазы с содержанием маточника 19,7-20,3 мас. которую охлаждают до температуры олкружающей среды (20-30^оС). Полученный эпсомит имеет состав, мас. MgSO₄˙7H₂O 99,33; MgCl₂ 0,22; NaCl 0,25; избыточная гигроскопическая влажность 0,2.

Недостатки этого способа многостадийность процесса, большие энергетические расходы на охлаждение до 0^оС (расход аммиака), нагрев насыщенного раствора сульфата магния до 73^оС и выше и обусловленное этими факторами удорожание всего производства.

Цель изобретения упрощение и удешевление процесса получения сульфата магния повышенной чистоты.

Поставленная цель достигается тем, что растворение исходной соли природного (бассейнового) эпсомита производят морской водой при 25-75^оС и отношении природный эпсомит: вода 1:(1-2,0), отделяют нерастворимые примеси от ненасыщенного раствора сульфата магния, добавляют хлормагниевый рассол, перемешивают смесь при 25-15^оС и отделяют осадок эпсомит повышенной чистоты. В качестве исходного сырья используют природный эпсомит, соответствующий ТУ 6-18-153-82, сорт 2, и хлормагниевые рассолы с содержанием 26-27,0 мас. МgCl₂.

В производственных условиях осветленные эпсомитовые рассолы образуются с плотностью ρ 1,350-1,200 т/м³. Нами установлено, что из растворов с ρ= 1,35 т/м³ простым охлаждением до 20-25^оС можно получить эпсомит повышенной чистоты. Однако с уменьшением ρ выход эпсомита понижается и соответственно необходимо снижать температуру охлаждения до 0^оС и ниже. При охлаждении осветленного раствора с ρ= 1,25 и ниже эпсомит из него не кристаллизуется. Поэтому предлагается вести процесс высаливания эпсомита хлормагниевым рассолом из разбавленных эпсомитовых растворов.

Процесс растворения природного (бассейнового) эпсомита проводят при температуре 25-75^оС. Обоснованность такого интервала температуры растворения объясняется условиями получения осветленных эпсомитовых растворов с минимальным содержанием основного вещества МgSO₄ 17-17,5% С повышением температуры до 75^оС растворимость сульфата магния увеличивается. При дальнейшем повышении температуры растворимость понижается, поэтому верхним температурным пределом принимают 75^оС. С понижением температуры ниже 25^оС растворимость сульфата магния уменьшается и за счет примесей хлоридов она меньше, чем 17% MgSO₄.

На стадии растворения природного эпсомита отношение эпсомита к воде равняется 1: (1-2) (25^оС) и 1:(-0,5) (75^оС). При увеличении количества воды (природный эпсомит: вода < 1:2-2,5) получаются разбавленные растворы, из которых на стадии высаливания хлормагниевым рассолом эпсомит образуется лишь при глубоком охлаждении (ниже +5^оС), что связано с большими энергетическими затратами. Уменьшение количества воды (Т:H₂O > 1:1) приводит к повышению Т:Ж в пульпе на стадии выщелачивания, что затрудняет процесс перекачивания пульпы на фильтрацию.

На фиг. 1 показана зависимость растворимости МgSO₄ из природного эпсомита от температуры процесса растворимости; на фиг. 2 зависимость выхода эпсомита от отношения осветленный раствор (ор):хлормагниевый рассол (хмр); на фиг. 3 зависимость содержания Сl^- в эпсолите от отношения ор:хмр; на фиг. 4 зависимость отношения Т:Ж в пульпе от отношения ор:хмр.

П р и м е р 1. 100 кг бассейнового эпсомита состава, мас. Mg 9,96; Na 3,36; Cl 4,51; SO₄ 40,25; н.о. 2,00; Н₂О 39,92 растворяют в 100 кг воды (Т:Ж 1: 1), перемешивают в течение 30 мин при температуре 70-75^оС. Затем отделяют 6,00 кг шлама состава, мас. Mg 2,44; Na 0,88; Cl 1,20; SO₄ 9,84; н.о. 33,11; Н₂О 52,53 и получают 194 кг осветленного раствора состава, мас. Mg 5,07; Na 1,82; Cl 2,50; SO₄ 20,44; H₂O 70,17. Образовавшийся осветленный рассол смешивают с 58,2 кг хлормагниевого рассола состава, мас. Mg 7,80; Na 0,46; Cl 20,99; SO₄ 3,33; H₂O 67,39. Смесь при 25^оС перемешивают в течение 30 мин и отфуговывают. Получают 77,60 кг эпсомита состава, мас. Mg 9,49; Na 0,18; Cl 0,55; SO₄ 37,14; H₂O 52,63 и 174,6 кг эпсомитового маточного раствора состава, мас. Mg 3,81; Na 2,77; Cl 2,18; SO₄ 8,40; H₂O 75,84. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного эпсомитового раствора равен 0,5251 T:Ж в пульпе равно 1: 2,3, содержание Сl в эпсомите 0,55% П р и м е р 2. Приготовление осветленного эпсомитового раствора аналогично примеру 1. На стадии конверсии увеличивают отношение осветленного рассола к хлормагниевому (1:0,74). К 194 кг осветленного раствора состава, мас. Mg 5,07; Na 1,82; Cl 2,50; SO₄ 20,44; H₂O 70,17 добавляют 142,11 кг хлормагниевого рассола состава, мас. Mg 7,80; Na 0,46; Cl 20,99; SO₄ 3,33; H₂O 67,39. Смесь перемешивают в течение 30 мин, t 25^оС и расфильтровывают. Получают 97,19 кг эпсомита состава, мас. Мg 9,43; Na 0,22; Cl 1,39; SO₄ 35,85; H₂O 53,10 и 238,92 кг эпсомитового маточного раствора состава, мас. Mg 4,84; Na 2,14; Cl 13,92; SO₄ 4,72; H₂O 25,64. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного эпсомитового раствора равен 0,6578 т, Т:Ж в пульпе 1:2,50, содержание Сl^- в эпсомите 1,39% П р и м е р 3. Приготовление осветленного эпсомитового раствора аналогично примеру 1. На стадии конверсии увеличивают отношение осветленного раствора к хлормагниевому (1:1,1). К 194 кг осветленного эпсомитового раствора состава, мас. Mg 5,07; Na 1,82; Cl 2,50; SO₄ 20,44 смешивают с 210, 27 кг хлормагниевого рассола состава, мас. Mg 7,80; Na 0,46; Cl 20,99; SO₄ 3,33; H₂O 67,39. Смесь перемешивают в течение 30 мин при 25^оС, а затем разделяют и получают 103,17 кг эпсомита состава, мас. Mg 9,39; Na 0,19; Cl 1,43; SO₄ 35,53; H₂O 53,45 и 301,10 кг эпсомитового маточного раствора состава, мас. Mg 5,44; Na 2,48; Cl 16,90; SO₄ 3,79; H₂O 73,04. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного расcола 0,6983 т, отношение Т:Ж в пульпе 1:3, содержание Сl^- в эпсомите 1,43% П р и м е р 4. 200 кг эпсомита состава, мас. Mg 9,96; Na 3,36; Cl 5,51; SO₄ 40,25; н.о. 2,00; Н₂О 39,92 растворяют в 500 кг воды при 75^оС в течение 30 мин. Пульпу разделяют на фильтре и получают 120 кг шлама состава, мас. Mg 0,29; Na 0,01; Cl 0,13; SO₄ 1,0; н.о. 3,33; Н₂О 95,24 и 580 кг осветленного эпсомитового раствора состава, мас. Mg 3-45; Na 1,10; Cl 1,55; SO₄ 13,86; H₂O 80,04. Смешивают образовавшийся раствор с 688,59 кг хлормагниевого рассола состава, мас. Mg 7,80; Na 0,46; Cl 20,99; SO₄ 3,33; H₂O 67,39 в течение 30 мин. При охлаждении смеси до 15^оС образуется 101,49 кг эпсомита состава, мас. Mg 9,59; Na 0,04; Cl 2,11; SO₄ 35,05; H₂O 53,21 и 1167,10 кг эпсомитового маточного раствора состава, мас. Mg 5,30; Na 2,97; Cl 15,10; SO₄ 6,68; H₂O 69,95. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного раствора равен 0,209 т, отношение Т:Ж в пульпе равно 1:11,50, содержание Сl^- в эпсомите 2,11% П р и м е р 5. К 100 кг природного эпсомита состава, мас. Mg 9,96; Na 3,36; Cl 4,51; SO₄ 40,25; н.о. 2,00; Н₂О 39,92 добавляют 100 кг воды, смесь при 25^оС перемешивают в течение 60 мин, отделяют 58 кг шлама состава, мас. Mg 5,93; Na 0,03; Cl 1,59; SO₄ 21,34; н.о. 3,45; Н₂О 67,66 и 142 кг осветленного эпсомитового раствора состава, мас. Mg 4,59; Na 2,37; Cl 2,54; SO₄ 19,64; H₂O 70,86. Образовавшийся осветленный эпсомитовый раствор смешивают с 151, 11 кг хлормагниевого рассола состава, мас. Mg 7,80; Na 0,46; Cl 20,99; SO₄ 3,33' H₂O 67,39 в течение 30 мин при 25^оС и пульпу разделяют. Получают 59,54 кг эпсомита состава, мас. Mg 9,51; Na 0,18; Cl 1,52; SO₄ 35,89; H₂O 52,89 и 233,57 кг эпсомитового маточного раствора состава, мас. Mg 5,46; Na 1,68; Cl 14,72; SO4 5,14; H₂O 73,00. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного рассола 0,5321 т, содержание Сl^- в эпсомите 1,52% отношение Т:Ж в пульпе равно 1:3,92.

П р и м е р 6. К 100 кг природного эпсомита состава, мас. Mg 9,96; Na 3,36; Cl 4,51; SO₄ 40,25; н.о. 2,00; Н₂О 39,92 добавляют 200 кг воды, смесь перемешивают при 25^оС в течение 30 мин, отделяют 20 кг шлама состава, мас. Mg 0,14; Na 0,05; Cl 0,06; SO₄ 0,58; н.о. 10,00; Н₂О 89,17 и получают 280,0 кг осветленного эпсомитового раствора состава, мас. Mg 3,54; Na 1,34; Cl 1,59; SO₄ 14,64; H₂O 78,89. Затем этот раствор смешивают с 112,0 кг хлормагниевого рассола состава, мас. Mg 7,80; Na 0,46; Cl 20,99; SO₄ 3,33; H₂O 67,39. Смесь перемешивают в течение 30 мин при 15^оС, затем разделяют и получают 28,70 кг эпсомита состава, мас. Mg 9,07; Na 0,38; Cl 1,60; SO₄ 34,47; Н₂О 54,48 и 363,3 кг эпсомитового раствора состава, мас. Mg 4,73; Na 1,23; Cl 8,50; SO₄ 9,77; H₂O 75,77. Выход эпсомита из 1 м³ осветленного раствора 0,1238 т, содержание Сl^- 0,38% отношение Т:Ж в пульпе 1:12,65.

На фиг. 2 представлена зависимость выхода эпсомита из 1 м³ осветленного эпсомитового раствора от отношения в исходной смеси осветленного раствора к хлормагниевому рассолу. С увеличением отношения от 1:0,3 до 1:1 выход эпсомита повышается от 0,40 т до 0,53 т. При этом содержание хлор-иона в эпсомите увеличивается от 0,45% до 1,58% (фиг. 3) за счет пропитывающего маточника. Также повышается в пульпе отношение Т:Ж от 1:2,3 до 1:3 (фиг. 4).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУЛЬФАТА МАГНИЯ из содержащего его сырья, включающий выщелачивание водой, отделение нерастворившегося остатка, высаливание целевого продукта из полученного раствора хлормагниевым рассолом, охлаждение пульпы и отделение осадка, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют природный эпсомит, полученный бассейновым способом из природных рассолов, и выщелачивание ведут при 25 - 75^oС с расходом воды 1,0 - 2,0 т на 1 т эпсомита.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлормагниевый рассол на высаливание подают в количестве 0,06 - 0,29 т/т эпсомита.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что охлаждение пульпы ведут до 15 - 25^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4