Способ переработки магнийсодержащих материалов

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использован при переработке нетрадиционных видов минерального сырья и комплексного использования отвалов талькового производства. Магнийсодержащие материалы подвергают декарбонизирующему обжигу при температуре 720-780°С в слабовосстановительной атмосфере, кислородный потенциал которой меньше минус 385 кДж/моль O2, затем охлаждают обожженные материалы в нейтральной атмосфере до температуры 100°С, выщелачивают минеральной кислотой, проводят фильтрацию для отделения твердого осадка от полученного раствора. Полученный фильтрат нейтрализуют карбонатом натрия или едким натром постадийно: на первой стадии при pH 4-4,5 с добавлением перекиси водорода для окисления двухвалентного железа до трехвалентного и осаждения его в виде Fe(OH)3, на второй стадии - при pH 7,0-8,0 для осаждения гидроксидов кальция и алюминия. Из фильтрата при pH 12 получают магний в осадке в виде карбоната или гидроксида, который направляют на термообработку с получением оксида магния. В качестве магнийсодержащего материала используют отходы основной флотации талькового производства, которые предварительно подвергают гравитационному обогащению. Изобретение позволяет комплексно использовать магнийсодержащие материалы. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к технологии переработки нетрадиционных видов минерального сырья и предназначено для комплексного использования отвалов Шабровского талькового комбината (ШТК), т.е. для утилизации отходов производства горнорудной промышленности.

Известен способ переработки магнийсодержащих материалов (Сиваш В.Г., Перепелицын В.А., Митюшов Н.А. Плавленый переклаз. - Екатеринбург: «Уральский рабочий», 2001 год, 584 с.), основанный на растворении в соляной кислоте низкокачественных магнезитов, хвостов флотации и других материалов с высоким содержанием магния. В полученном растворе находятся примеси (не растворенные остатки) и хлориды металлов (Fe, Al, Cr, Na, Ca и др.), раствор нейтрализуют активной пылью до pH - 4-6. Образовавшийся осадок отфильтровывают и утилизируют. Фильтрат с MgCl2 и CaCl2 направляют в пирогидролиз и получают MgO, который после многократной промывки подвергают каустизации.

Способ имеет следующие недостатки. Процесс требует больших энергетических затрат, дорогостоящего кислотозащитного оборудования. На одну тонну MgO образуется до 10 тонн некондиционной соляной кислоты, на утилизацию которой требуются дополнительные затраты.

Известен способ переработки магнийсодержащего минерального сырья (RU 2097322, опубл. 1997.11.27), который заключается в следующем. Серпентинит разлагают серной кислотой концентрации 20-50%. На первой стадии получают осадок аморфного кремнезема и неразложившихся магнитных минералов (хромита и магнетита). Эту смесь подвергают электромагнитной сепарации с выделением концентрата магнетита и хромита и чистой двуокиси кремния. Полученный фильтрат нейтрализуют до pH 7-8,5, при этом из него осаждаются гидроксиды металлов хром-никель-железного состава. Из оставшегося фильтрата методом карбонизации получают карбонат магния, который прокаливанием переводят в окись магния. Из конечного раствора выпариванием получают сульфат натрия (тенардит).

К недостатком данного метода можно отнести большое время его проведения, невозможность выделения магнетита и хромита из осадка, образующегося в процессе выщелачивания отходов ШТК, поскольку данные минералы присутствуют в осадке в виде включений тонковкрапленной рудной пыли, занимающей до 10% объема зерна, использование дорогостоящего едкого натра для нейтрализации, безвозвратно расходуемого и выводимого из процесса в виде сульфата натрия. Применяемая для получения карбоната магния углекислота также не подлежит регенерации и при прокаливании карбоната магния теряется, что приводит к энергетическим потерям и загрязнению атмосферы.

В качестве прототипа выбран способ получения оксида магния при переработке магнийсодержащего сырья, включающий получение раствора сернокислого магния путем взаимодействия пульпы каустического магнезита с серной кислотой, последующей фильтрации его на фильтропрессе для отделения твердых примесей. Раствор на взаимодействие с карбонатом натрия подают с pH 8-9, а Na2CO3 в реакционную смесь вводят в количестве 86-90% относительно магния в растворе. Кроме того, после соды в реактор в образовавшуюся пульпу вводят воду в количестве 1,7-2,5 об.% (SU 1770278, опубл. 1992.10.23).

Данный способ не может быть эффективно применен для переработки отходов основной флотации ШТК из-за следующих недостатков. Декарбонизирующий обжиг природного магнезита обычно ведут в окислительной среде при температуре 900°С. В этих условиях все железо, содержащееся в исходном сырье, будет находиться в 3- валентном состоянии и при получении раствора сернокислого магния перейдет в осадок, из которого его будет трудно извлечь. Тальк разлагается, что делает невозможным его использование.

Техническим результатом изобретения является комплексное использование отходов основной флотации талькового производства ШТК, с селективным извлечением магния, железа, кремния и других элементов в полезные продукты, такие как каустический магнезит, тальк, пигмент и др.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки магнийсодержащих материалов, включающем выщелачивание магнийсодержащего материала минеральной кислотой, фильтрацию для отделения твердого осадка от полученного раствора, нейтрализацию фильтрата с получением магния в осадке и термообработку осадка с получением оксида магния, согласно изобретению перед выщелачиванием проводят декарбонизирующий обжиг исходных магнийсодержащих материалов при температуре 720-780°С в слабовосстановительной атмосфере, кислородный потенциал которой меньше минус 385 кДж/моль О2, затем охлаждают обожженные материалы в нейтральной атмосфере до температуры 100°С, при этом нейтрализацию фильтрата проводят карбонатом натрия или едким натром постадийно: на первой стадии при pH 4-4,5 с добавлением перекиси водорода для окисления двухвалентного железа до трехвалентного и осаждения его в виде Fe(ОН)3, на второй стадии - при pH 7,0-8,0 для осаждения гидроксидов кальция и алюминия, а затем из фильтрата при pH 12 получают магний в осадке в виде карбоната или гидроксида, который направляют на термообработку.

При этом в качестве магнийсодержащего материала используют отходы основной флотации талькового производства, которые могут быть предварительно подвергнуты гравитационному обогащению.

Обжиг проводят при температурах 720-780°С, поскольку в данном интервале температур происходит интенсивная декарбонизация магнезита и брейнерита с образованием высокоактивного MgO, легко поддающегося выщелачиванию, а тальк не разрушается и может в дальнейшем использоваться по назначению после его осаждения на стадии выщелачивания. В условиях, когда кислородный потенциал атмосферы печи меньше минус 385 кДж/моль O2, вюстит (FeO), появившийся в результате разложения брейнерита, не окислится, а магнетит и гематит будут восстанавливаться до вюстита. При добавлении перекиси водорода происходит перевод двухвалентного железа в трехвалентное по реакции Fe2++H2O2→Fe3+, которое при pH 4-4,5 будет осаждаться в виде Fe(ОН)3. На второй стадии процесса при pH 7-8 осаждают гидроксиды Ca и Al, a затем при pH 12 магний переводят в осадок в виде карбоната или гидроксида. Осадок отмывают, фильтруют, сушат и обжигают.

Получающийся гидроксид железа может быть использован в различных отраслях производства (черной металлургии, как железорудный концентрат для прямого получения железа, в порошковой металлургии для производства железных порошков, в лакокрасочной промышленности в виде пигмента и т.п.).

Пример. Магнийсодержащий материал, получаемый в результате гравитационного обогащения хвостов основной флотации ШТК, со следующим химическим составом: MgO - 42,34%, SiO2 - 5,03%, FeO -3,41%, Fe2O3 - 0,24%, CaO - 1,02%, Al2О3 - 0,81%, п.п.- 47,15% и содержащий магнезит и брейнерит с примесью талька, кварца и т.п. (менее 10%) помещали в печь сопротивления для декарбонизации. Обжиг проводили при температуре 750°С в слабовосстановительной атмосфере. Реакционное пространство печи продували газом, содержащим 55% СО и 45% СО2. Охлаждали с печью в нейтральной атмосфере. В результате был получен материал со следующим химическим составом: MgO - 61,48%, SiO2 - 19,78%, FeO - 12,93%, Fe2O3 - 0,84%, CaO - 2,0%, Al2О3 - 1,49%, п.п. - 1,48%. Минералогический анализ проб показал, что данный концентрат состоит в основном из магнезиовюстита и талька с небольшими примесями алюмосиликатов. Выщелачивание проводили при температуре 95°С серной кислотой, исходная концентрация кислоты 200 г/л, продолжительность выщелачивания 1 час. При этом все свободные оксиды магния и железа переводятся в раствор. Осадок имеет следующий химический состав: MgO - 29,54%, SiO2 - 59,07%, Fe2O3 - 2,54%, CaO - 0,6%, Al2O3 - 4,45%, Cr2O3 - 2,32%, п.п. - 1,48%. При удалении оксидов железа и хрома тальк такого состава можно использовать в производстве керамики и резинотехнических изделий. Фильтрат нейтрализовали карбонатом натрия до pH 4 и окисляли раствором перекиси водорода для перевода двухвалентного железа в трехвалентное. После нейтрализации раствора гидроксид трехвалентного железа выпадает в осадок. Высушенный осадок может быть использован в металлургии, а прокаленный и измельченный - для производства пигментов. Химический состав прокаленного осадка: Fe2O3 - 96,8%, Cr2O3 - 1,72, MgO - 0,74%, SiO2 - 0,26%, п.п. - 0,48%. При pH 7 осаждали Ca, Al и другие металлы. В раствор сульфата магния добавляли соду и при pH 12 проводили карбонизацию. Выпавший в осадок карбонат магния фильтровали, сушили и обжигали при 900°С, в результате был получен продукт состава: MgO - 96,12%, SiO2 - 0,66%, Fe2O3 - 1,26%, CaO - 1,38%, Al2О3 - 0,3%, п.п. - 0,28%. Нейтрализацию проводили 20%-ным раствором соды, а окисление 37%-ным раствором перекиси водорода.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет экономически эффективно проводить комплексную переработку тальковой руды и отходов талькового производства с получением полезной продукции и одновременным улучшением экологической обстановки в окрестностях п.Шабры путем ликвидации отвалов.

1. Способ переработки магнийсодержащих материалов, включающий выщелачивание магнийсодержащего материала минеральной кислотой, фильтрацию для отделения твердого осадка от полученного раствора, нейтрализацию фильтрата с получением магния в осадке и термообработку осадка с получением оксида магния, отличающийся тем, что перед выщелачиванием проводят декарбонизирущий обжиг исходных магнийсодержащих материалов при температуре 720-780°С в слабовосстановительной атмосфере, кислородный потенциал которой меньше минус 385 кДж/моль О2, затем охлаждают обожженные материалы в нейтральной атмосфере до температуры 100°С, при этом нейтрализацию фильтрата проводят карбонатом натрия или едким натром постадийно: на первой стадии при pH 4-4,5 с добавлением перекиси водорода для окисления двухвалентного железа до трехвалентного и осаждения его в виде Fe(ОН)3, на второй стадии - при pH 7,0-8,0 для осаждения гидроксидов кальция и алюминия, а затем из фильтрата при pH 12 получают магний в осадке в виде карбоната или гидроксида, который направляют на термообработку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве магнийсодержащего материала используют отходы основной флотации талькового производства.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что отходы основной флотации талькового производства предварительно подвергают гравитационному обогащению.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения оксида магния. .

Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано для безотходной переработки кислотными методами магнийсодержащих минералов, в частности серпентинита.

Изобретение относится к агрегату частиц оксида магния, имеющему контролируемую структуру частиц. .

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано при производстве фрезерного торфа, а также сушке волокнистых, зернистых и сыпучих материалов. .

Изобретение относится к агрегату частиц оксида магния, имеющему контролируемую структуру частиц. .

Изобретение относится к производству оксида магния, используемого, например, при производстве огнеупорных материалов, в электрохимической и целлюлознобумажной промышленности, в строительстве.

Изобретение относится к твердым растворам магния и способам их получения. .
Изобретение относится к области выделения и очистки магния, в том числе изотопнообогащенного. .

Изобретение относится к технологии получения магнезии (оксида магния), используемой в производстве трансформаторной стали, резины, парфюмерии, фармацевтике, изготовлении пластмасс.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения окиси магния из природного сырья, в частности из серпентизированного ультрабазита.

Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано при получении оксида магния из талькомагнезитовых руд и отходов обогащения талька из талькомагнезитовых руд
Изобретение относится к способу получения оксида магния. Способ получения оксида магния включает очистку раствора сульфата магния фракционной нейтрализацией, отделение осадка фильтрацией, осаждение из фильтрата гидроксида магния аммиаком и осаждение карбоната магния карбонатом аммония, отмывание осадков от сульфат-иона с последующей термообработкой и выделением оксида магния. Полученный на стадиях осаждения раствор сульфата аммония упаривают, гранулируют, расплавляют, при этом одновременно получают аммиак, который затем охлаждают, конденсируют и рециркулируют на стадию осаждения примесей металлов и гидроксида магния, и расплавленный гидросульфат аммония, который растворяют и используют для выщелачивания сульфата магния с примесями металлов из магнийсодержащего сырья, который затем направляют на дальнейшую переработку, получая замкнутый цикл производства. Изобретение позволяет получить оксид магния по замкнутому способу экономичным образом и уменьшить массу материалов в 1,54 - 2,31 раза. 5 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ комплексной переработки природных рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа включает получение кристаллогидрата хлорида кальция с примесью хлорида магния и обогащение рассола по литию с дальнейшей переработкой литиевого концентрата на соединения лития. Из рассола после операции обогащения по литию получают бром, оксид магния и хлор путем электролиза маточного рассола, обогащенного хлоридом натрия. Рассол после выделения лития и брома подвергают очистке от магния, упаривают до высаливания хлорида натрия и отделяют от кристаллов NaCl. Этот рассол или воду используют для растворения кристаллогидрата хлорида кальция с получением раствора, содержащего 400-450 кг/м3 хлорида кальция. Раствор хлорида кальция используют в обменной реакции с гипохлоритом натрия с получением гипохлорита кальция. Раствор хлорида кальция используют для получения бромида кальция путем перевода катионита КУ-2-8чс из H+- формы в Ca+- форму. Затем кальций десорбируют из катионита бромистоводородной кислотой, которую получают взаимодействием брома с водным раствором восстановителя, являющегося производным аммиака. Раствор хлорида кальция используют также для получения карбоната кальция. Изобретение позволяет получить из рассолов хлоридного кальциево-магниевого типа наряду с соединениями лития, бромом и оксидом магния гипохлорит кальция, бромид кальция и карбонат кальция при использовании реагентов, получаемых из того же рассола. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 10 пр.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в качестве компонента гидравлического вяжущего для изготовления цементов и строительных материалов. Способ включает обжиг кускового магнезита в неподвижном слое в печи, отапливаемой газообразным топливом, и последующее измельчение обожженного продукта. Обжиг ведут в кольцевой печи с подвижным подом, температуру обжига магнезита поддерживают в пределах 650÷800°С при содержании примесей в магнезите более 8,0% и 650÷950°С при содержании примесей в магнезите менее 8,0%. Толщину слоя магнезита на подине печи поддерживают 45±15 мм, а в качестве газообразного топлива используют генераторный синтез-газ, получаемый газификацией угля. Обжигают кусковой магнезит крупностью не более 30 мм при содержании фракции минус 5 мм не более 15%. В кольцевой печи поддерживают разрежение не менее 500 Па, а дымовые газы из печи обжига используют для нагрева магнезита перед обжигом. Изобретение позволяет обеспечить непрерывный процесс обжига магнезита в печи, регулировать состав атмосферы в печи обжига за счет поддержания в ней оптимального разрежения, уменьшить объем образования пыли. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 3 пр.
Изобретение может быть использовано для получения вяжущих веществ, применяемых в строительстве, медицине и фарфоро-фаянсовой промышленности. Способ переработки доломита включает воздействие на доломитовое сырье раствором серной кислоты с получением осадка в виде гипса и раствора сульфата магния. Из раствора сульфата магния щелочным реагентом осаждают гидроокись магния для последующего выделения из нее оксида магния. Смесь доломитового сырья в виде доломитовой муки и раствора серной кислоты берут в молярном соотношении: 1 ч. доломита, 2 ч. серной кислоты и не менее чем 1 ч. воды, перемешивают и подвергают воздействию СВЧ-поля частотой 2,4-2,5 ГГц, удельной мощностью 0,01-0,5 Вт/г до прекращения выделения углекислого газа. Образовавшийся осадок в виде гипса отфильтровывают, взвешивают и облучают СВЧ-полем частотой 2,4-2,5 ГГц, удельной мощностью 0,1-0,5 Вт/г до снижения массы не менее чем на 15% от взвешенной массы гипса с получением алебастра. Раствор сернокислого магния с введенным в него щелочным реагентом перемешивают и подвергают воздействию СВЧ-поля частотой 2,4-2,5 ГГц, удельной мощностью 0,01-0,5 Вт/г до образования осадка в виде гидроокиси магния. Осадок отфильтровывают и облучают СВЧ-полем частотой 2,4-2,5 ГГц, удельной мощностью 1-4 Вт/г в течение 5-20 мин до получения каустического оксида магния. В качестве щелочного реагента используют гидроокись калия или натрия. Изобретение позволяет обеспечить комплексную переработку доломитового сырья, повысить производительность технологического процесса, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду. 3 з.п. ф-лы, 1 пр.
Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Водная известково-магнезиальная суспензия содержит твердые частицы, соответствующие общей формуле аСа(ОН)2⋅bMg(ОН)2⋅cMgO⋅dI, в которой a, b и с представляют собой массовые доли, сумма которых составляет от 90 до 100%, I представляет собой материал, который может содержать примеси, выбранные из материалов на основе SiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, Р2О5 SO3, оксида кальция, СаСО3 и MgCO3, a d составляет от 0 до 10 мас.%, в водной среде. Концентрация твердых частиц превышает или равна 200 г/кг. Известково-магнезиальная суспензия также содержит добавку, которая одновременно представляет собой средство, уменьшающее вязкость, и средство, замедляющее повышение вязкости. Указанная добавка представляет собой фосфонат или фосфоновую кислоту, которые содержатся в количестве по активной кислоте, превышающем или равном 0,05 мас.% и меньшем или равном 5 мас.% Изобретение позволяет повысить концентрацию твердых частиц в суспензии при уменьшении вязкости и замедлении повышения вязкости при хранения известкового молока. 4 н. и 28 з.п. ф-лы, 29 табл., 11 пр.

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ получения нанодисперсных оксидов металлов включает формирование реакционной смеси путем внесения нитратов металлов и карбамида в водную среду в стехиометрическом соотношении. На реакционную среду воздействуют микроволновым излучением. Реакционную смесь формируют непосредственно в реакционном объеме при следующем соотношении компонентов, мас. %: смесь нитрата и карбамида 10-20, вода - остальное. Воздействие микроволновым излучением осуществляют при открытом доступе к реакционной среде в реакционном объеме. Промежуточный продукт реакций подвергают сушке при температуре не менее 200°С. Высушенный продукт измельчают до размеров частиц не более 20 нм. В ходе измельчения высушенного продукта параллельно осуществляют гидрофобизационную обработку гидрофобизирующей смесью, состоящей из силанов и силиконовых олигомеров, взятых в соотношении, мас. %: силан 17-33, силиконовый олигомер 67-83. Изобретение позволяет обеспечить полную конверсию нитратов металлов в оксиды, обладающие пролонгированной устойчивостью к агломерации, повысить выход продуктов, исключить наличие следов исходных компонентов в продуктах. 3 з.п. ф-лы, 6 табл., 8 пр.
Изобретение относится к способу получения катионных комплексов палладия, содержащих органические и элементорганические лиганды общей формулы [(acac)Pd(L1)]2[BF4]2 и [(acac)Pd(L2)2]BF4. Способ включает взаимодействие комплекса палладия [(acac)Pd(MeCN)2]BF4, где асас - ацетилацетонат, MeCN - ацетонитрил, с электронодонорными лигандами в среде дихлорметана при комнатной температуре при мольном отношении лиганда L1 к палладию L1:Pd=1 и лиганда L2 к палладию L2:Pd=2. В качестве электронодонорных лигандов L1 используют дифосфиновые лиганды, такие как 1,5-бис(дифенилфосфино)пентан, 1,6-бис(дифенилфосфино)гексан, и в качестве электронодонорных лигандов L2 используют монофосфиновые лиганды, такие как трис-(о-метоксифенил)фосфин и 2-(дифенилфосфино)бензойную кислоту. Изобретение позволяет получить катионные комплексы палладия, которые могут быть использованы в качестве компонентов каталитических систем. 4 пр.
Наверх