способ извлечения сульфата магния

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.

Описание изобретения к патенту

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. MgSO₄7H₂O 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 1,350-1,200 т/м³. Нами установлено, что из растворов с = 1,35 т/м³ простым охлаждением до 20-25^оС можно получить эпсомит повышенной чистоты. Однако с уменьшением выход эпсомита понижается и соответственно необходимо снижать температуру охлаждения до 0^оС и ниже. При охлаждении осветленного раствора с = 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).