Способ получения сульфата магния

(57) Испо фосфатно ование: извлечение рбонатного сырья,ния из щн ость обам полно-ка бося агГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САЯНЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство ССВ 264374, кл. С 01 Р 5/40, 1968,Авторское свидетельство ССК. 586125. кл. С 01 Р 5/40, 1976.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМАГНИЯ Изобретение относится к спосучения сульфата магния из фосфат р натного 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 метода 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=З - 3,5 с последующим введением в полученный раствор аммиака или аммиачной воды, или гидроксида кальция до р 0=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,по 2 тери магния 2 - 5 О, Содержание примесей в растворе сульфата магния следующее, мас.6: Р 2 ОБ 0,01-0,008; СаО 0,04 - 0,07; Ре 20 з 0,01 - 0,005, Содержание основного вещества в продукте 98 - 99,5 мас,%, М 9304 Н 20, 1 табл. процесса включены стади е противоположные цели (р1- парка),Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату являет способ получения сульфата магния из м нийсодержащего 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 - 1302 и 8 - 200 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 - 3,5, При такой величине рН в раствор, наряду смагнием частично переходит фосфор, железо, алюминий и кальций. При циркуляции раствора количество примесей будет накапливаться до состояния равновесия. При выпаривании раствора эти примеси будутосаждаться вместе с сульфатом магния иснижать качество продукта. По данным увеличение содержания сульфата магния в растворе не влияет на растворимость этихпримесей, Содерхаййепримесей в 25 -м 10растворе сульфата Магнйя может достигатьпри 80 С следующих величин,: 0,33 Рг 05,0,25 РегОз, О,д 5 АгОз, О,Я 7-0,1 СаО.При выпаривании и сушке осаждение примесей приведет к снижению содержания 15сульфата магния до 85 - 96 о .Целью изобретения является повышение содержания основного вещества в продукте.Поставленная цель достигается тем, что 20в способе получения сульфата магния изфосфатно-каобонатного сырья, включающем извлечение магния серной кислотойили диоксидом серы, фильтрацию, выпаркуи сушку готового продукта, в суспензию, 25образующуюся при кислотном извлечениимагния, вводят щелочной агент до величинырН 7 - 8,5 и после этого фильтруют. В качестве щелочного агента можно использоватьаммиак, аммиачную воду или гидроксид 30кальция.Сущность процесса состоит в том, что вуказанном интервале рХ происходит осаждение сульфата и фосфата кальция, фосфатов и гидроксидов железа и алюминия, а 35присутствие твердой фазы в виде неразложен ной части руды (фосфата, кремнезема) игипса в количестве 0,5 - 0,8 ч на 1 ч раствораГы ъгчц,ус с у чус го/с 11 РОЦ;о ъФ 41лизации и более полному осаждению примесей, а фильтрация раствора-через слойтвердой фазы приводит к практически полному освобождению раствора от таких трудноосаждаемых соединений как фосфаты игидроксиды железа и алюминия и кремнегеля. Остаточное содержание примесей в растворе составит не более 0,002 - 0,005% Рг 05;0,005 - 0,01 оРегОз; 0,04 - 0,07 СаО; алюминия следы, Это позволит получить продукт, содержащий не менее 98,5 - 9950сульфата магния.Малорастворимые соли фосфорной кислоты осаждаются в широком интервале величин рН, По исследованиям началоосаждения дикальцийфосфата в данных 55растворах происходит уже в слабокислойсреде при рН 2,7 - 2,9, Однако осаждение вданных условиях происходит не полностьюи 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 происходит. Низкое значение рН при 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.П р и м е р 1. 100 кг фосфатно-карбонатного сырья (кингисеппского месторождения), содержащего 8 МдО; 5 оРг 05; 2 ЕегОз; 1 оАгОз, 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 3,33 МдО; 0,1 СаО;0,2 оРегОз; 0,2 оРг 05; 0,007 оАгОз, Затем в суспензию вводят газообразный аммиак до величины рН 7,0. Суспензия фильтруется. Конечный раствор имеет состав 3,25 МдО;0,05 Рг 05; 0,05 ГегОз; АгОз следы. После упарки, кристаллизации и сушки готовый продукт содержит 98 оМдЯ 04 7 НгО в количестве 23 кг.П р и м е р 2. 100 кг отходов обогащения фосфорита месторождения Каратау, содержащего 6,5 УМ 90; 9 Рг 05; 1,9 оРегОз;0,9 АгОз, обрабатывается в 10-ном растворе сульфата магния серной кислотой в количестве 28,4 кг мнг (30,5 кг 93 о -ной кислоты) при 80 С, Ж:Т=2:1, рН=3,5. При этом образуется раствор, содержащий 6,0 оМ 90; 0,1 оСаО; 0,2 оГегОз; 0,25 оРг 05: 0,006 АгОз. Затем в суспензию вводят аммиачную воду до величины рН 7,7. Суспензию фильтруют. Конечный раствор имеет следующий состав: 5,9 М 90, 0,03/о Рг 05; 0,03 оРегОз; 0,05 оСаО, После упарки, кристаллизации и сушки готовый продукт в количестве 36,5 кг содержит 98,5 оМ 9304 7 НгО,(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,РумянцевТехред М,Моргентал Корректор Н. Тупица Редактор Заказ 3616 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 П р и м е р 3. 100 кг фосфатно-карбонатного сырья состава, указанного в примере 1, обрабатывают газом, содержащим 1 фдиоксида серы в количестве 21,1 кг ЯОг при 80 С, Ж:Т=2:1, рН=З в течение 30 мин. Об работку ведут в 10 ф -ном растворе сульфата магния. В суспензию затем вводят гидроксид кальция до величины рН 8,5. Суспензию фильтруют, Конечный раствор имеет состав 6,8 фМдО; 0,005 фб Р 2 ОБ; 0,0036 10 Ре 20 з; 0,08 фСаО, После упарки, кристаллизации и сушки готовый продукт в количестве 46 кг содержит 99,5 М 9304 7 Н 20.В таблице приведены примеры ведения процесса получения сульфата магния в за 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). 20Проведение процесса при более низкой величине рН (пример 4) не позволяет осадить при предварительной очистке часть примесей, а при более высокой величине рН25 Формула изобретения Способ получения сульфата магния из фосфатно-карбонатного 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.