способ получения оксида магния из талькомагнезитовых руд и отходов обогащения талька из талькомагнезитовых руд

Формула изобретения

Способ получения оксида магния, отличающийся тем, что в качестве сырья используют талькомагнезит или отходы обогащения талька из талькомагнезитовых руд, сырье подвергают обжигу в целях декарбонизации карбоната магния, полученный оксид магния для отделения от осадка переводят в растворимый в воде гидрооксид магния путем карбонизации в условиях повышенного давления, из раствора при нагревании осаждают гидрооксид-карбонат магния, выпавший осадок отделяют и прокаливают при температуре 900-1100°С для получения чистого оксида магния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения оксида магния, используемого в качестве каустического периклаза, применяемого в металлургической, огнеупорной, резинотехнической, строительной, агрохимической и др. отраслях промышленности. Сущность способа заключается в обжиге природного талькомагнезита или отходов флотационного обогащения талькомагнезитовых руд. Полученный в результате декарбонизации MgO карбонизируют полученным на первой стадии диоксидом углерода с образованием растворимого гидрокарбоната магния. Затем гидрокарбонат магния при нагревании переводят в нерастворимый гидрооксид-карбонат магния и осаждают. Гидрооксид-карбонат магния прокаливают с получением чистого оксида магния.

Аналогов на способ получения оксида магния из талькомагнезитовых руд и отходов обогащения талька из талькомагнезитовых руд не обнаружено.

Известен способ получения оксида магния, который заключается в растворении измельченного магниевого сырья с размером частиц от 0,1 до 5 мм в 45-50% азотной кислоте с последующей двухступенчатой нейтрализацией раствора газообразным аммиаком. На первой ступени нейтрализации величину pH раствора доводят до 8 для осаждения примесей. На следующей ступени нейтрализации pH раствора доводят до 1,5 для фильтрования, после чего сушат и обжигают для получения окиси магния (Oxide production lightens waste burden "Processing", 1981, 27, N3, 11). Недостатками данного способа является использование агрессивных химических веществ и загрязнение окружающей среды.

Также известен способ получения оксида магния, защищенный а.с. СССР 1695622, кл. C01F 5/08, опубл. 10.02.1996 г.

Способ заключается в обжиге природного магнезита, выщелачивании спека раствором нитрата аммония, отделении полученного раствора и обработке его аммиаком с получением гидроксида магния и последующей прокалкой.

Недостатками способа являются высокая стоимость и труднодоступность природного магнезита.

Также известен способ получения окиси магния из природного сырья, в частности из серпентинита. Задача получения окиси магния высокой чистоты из сырья, содержащего большое количество соединений кремния, решается тем, что в способе получения окиси магния из природного сырья, включающем растворение его в минеральной кислоте, отделение нерастворившегося остатка от раствора, очистку раствора от примесных металлов, осаждение магнийсодержащего соединения и последующую его термообработку, в качестве минеральной кислоты используют серную кислоту концентрацией не менее 30 мас.%, отделение нерастворившегося осадка от раствора производят путем охлаждения образующейся на стадии растворения сырья в кислоте смеси до состояния кристаллизации с последующей промывкой ее водой, очистку раствора от примесных металлов осуществляют осаждением последних в виде гидроокисей при pH 5-7 и отделением полученного кека от раствора, магнийсодержащее соединение осаждают в виде гидроокиси магния при pH 10-12, а термообработку проводят в две стадии при температуре от 200 до 450°С и при температуре от 450 до 850°С, после чего промывают полученный продукт водой. Недостатком данного способа является сложность технологии получения и использование агрессивных химических веществ.

Настоящее изобретение направлено на решение задачи получения чистого оксида магния из талькомагнезитовых руд и отходов обогащения талька из талькомагнезитовых руд.

Талькомагнезитовая руда - природная смесь талька Mg ₃[Si₄O₁₀](OH)₂ и магнезита MgCO₃ с примесями соединений железа, силикатов, карбоната кальция. В результате флотационного извлечения талька из талькомагнезитовой руды образуются отходы обогащения талька, состоящие в основном из магнезита, остаточного талька и примесей, содержащихся в руде.

Способ включает в себя декарбонизацию содержащегося в сырье MgCO₃ путем обжига при температуре 750-900°С, измельченного до крупности 0,1-1,5 мм талькомагнезита (отходов флотационного обогащения талькомагнезитовых руд).

MgCO₃ MgO+CO₂

Магний, входящий в состав талька Mg ₃[Si₄O₁₀](OH)₂, в процессе не участвует и в данном процессе переходит в отход.

Выделившийся в результате реакции углекислый газ очищается от пыли и сжимается до давления 0,5-0,7 МПа.

Для отделения оксида магния обожженный материал направляется в реактор, где происходит карбонизация оксида магния с образованием растворимого гидрооксида магния. В процессе используется выделившийся при обжиге CO₂. Реакция проходит при давлении 0,5-0,7 МПа

MgO+H₂O+2CO₂ Mg(HCO₃)₂

Раствор гидрооксида магния отфильтровывают от твердых примесей и разлагают, нагревая его паром при перемешивании до температуры 90-100°С. Продукт разложения выпадает в осадок в виде гидрооксида-карбоната магния.

2Mg(HCO₃) Mg₂CO₃(OH)₂ +H₂O+3CO₂

Выпавший осадок отфильтровывают. Гидрооксид-карбонат магния прокаливают при температуре 900-1100°С с получением чистого оксида магния.

Mg₂CO₃ (OH)₂ 2MgO+H₂O+CO₂

Техническим результатом способа является экологически чистое получение оксида магния из талькомагнезитовых руд.

На чертеже представлена технологическая схема заявленного способа получения оксида магния.

Пример 1. Отходы флотационного обогащения талькомагнезита Шабровского талькового комбината обжигали при температуре 900°С.

Обожженный продукт имел следующий состав: MgO _общий - 53.01%; MgO_{растворимый в HCl} - 43.46%; Fe₂O₃ - 13.1%; CaO - 1.63%; SiO₂ - 26.52%.

Продукт карбонизировали под давлением 0,5 МПа в присутствии воды. Полученную суспензию пропускали через фильтр, твердая фаза направляется в отвал, раствор гидрокарбоната магния нагревали до температуры 90°С. Выпавший в результате осадок гидрооксид-карбонат магния отфильтровывали и прокаливали при температуре 1000°C в течение 45 минут.

Полученный в результате оксид магния содержал по массе: MgO _общий - 97,3%; CaO - 0,49%; SiO₂ - 1,23%; Al ₂O₃ - 0,16%.

Отход процесса содержит по массе:

MgO_{растворимый в HCl} - 6,59%;

нерастворимый в HCl остаток (тальк) - 63,55%;

CaO - 2,4%;

SiO₂ - 2,88%;

Fe₂O₃ - 17.1%

Потери при прокаливании при 1000°С составили 5,56%.

Извлечение растворимого в HCl оксида магния составило 84,8%.

Выделяющийся в результате декарбонизации карбоната магния и гидрооксид-карбоната магния CO₂ используется в процессе образования гидрокарбоната магния.

Твердые отходы процесса можно использовать для получения талька.

Таким образом, разработанный способ получения оксида магния позволяет значительно упростить и интенсифицировать процесс благодаря использованию талькомагнезитового сырья. Значительно снижается негативное влияние на окружающую среду за счет исключения использования в процессе агрессивных веществ.