×
18.05.2019
219.017.5565

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02237111
Дата охранного документа
27.09.2004
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам производства магния электролизом расплавленных солей. Предложен способ получения магния из кремнийсодержащих отходов, включающий измельчение отходов и разделение их на фракции, выщелачивание солянокислым раствором с получением хлормагниевой суспензии, разделение раствора и осадка, очистку и концентрирование раствора, многостадийное обезвоживание раствора с получением безводного хлормагниевого сырья для электролиза, электролиз с получением магния, хлора и электролита, конверсию хлора с получением хлорида водорода и направление его на стадии подготовки сырья для электролиза, возврат электролита на стадию подготовки сырья для электролиза, новым в способе является то, что осадок после отделения раствора промывают от хлор-иона и сушат с получением кремнеземистого концентрата, очистку раствора осуществляют в две стадии: сначала до рН 3,5-4,0, затем до рН 10,0-11,0, после этого суспензию фильтруют с получением раствора хлорида магния и железо-никель-кобальтового концентрата. В качестве кремнийсодержащих отходов используют крупнозернистую посыпку, и/или грузпотоки, и/или щебень, образующиеся при получении асбестового волокна из серпентинита, обеспечивается снижение количества отходов, образующихся при получении магния из кремнийсодержащих отходов, упрощение процесса и получение из отходов новых товарных продуктов. 11 з.п.ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к способам производства магния электролизом расплавленных солей.

Известен способ производства магния из оксидно-хлоридного сырья (пат. RU №2118406, опубл. БИ №24 27.08.98 г.), включающий выщелачивание магния из оксидного сырья с получением хлормагниевых растворов, их очистку и концентрирование, смешивание раствора или гидрата хлорида магния с безводным электролитом (с получением синтетического карналлита), обезвоживание смеси с использованием хлора, электролиз безводного хлорида магния с получением магния, хлора, электролита, возврат хлора и электролита в процесс подготовки сырья, конверсию хлора с получением хлорида водорода.

Недостатками данного способа являются:

- большое количество неиспользуемых отходов, так из 1000 кг кремнеземистых асбестовых отходов извлечено 208,4 кг магния, что составляет ~21%, остальное количество отходов - кремнеземистый осадок, содержащий, в основном, соединения кремния, магния, железа, никеля, кобальта, алюминия и др. - не утилизируется, т.е. направляется в хранилище твердых отходов, что загрязняет окружающую среду;

- использование отходов полидисперсного состава при наличии в них асбестового волокна приводит к ухудшению качества получаемых растворов хлорида магния, что приводит к усложнению процесса очистки раствора хлорида магния, т.к. при фильтрации ткань забивается асбестовыми волокнами.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является технология производства магния из кремнийсодержащих отходов фирмы Magnola (R.W. Stanley, M.Beube, C.Celik, Y.Oosaka, J.Avedesian. Magnola process for magnesium production. 53rd Annual International Magnesium Association Conference, June 2-4,1966, Ube, Japan, pp.58-64). Способ включает выщелачивание магния из оксидного сырья, содержащего кремний, например серпентинит (асбестовые отходы), соляной кислотой с получением хлормагниевых растворов, очистка и концентрирование раствора с получением гидратированного хлорида магния, смешение гидрата хлорида магния с безводным электролитом магниевых электролизеров, обезвоживание смеси с использованием хлорирующего агента с получением безводного плава солей, содержащих хлорид магния, электролиз безводного хлорида магния с получением магния, анодного хлора и электролита, возврат анодного хлора и электролита в процесс подготовки сырья, конверсия хлора с получением хлорида водорода, направляемого в голову процесса.

Основными недостатками данного способа являются:

- большое количество неиспользуемых отходов, так из 1000 кг кремнеземистых асбестовых отходов извлечено 208,4 кг магния, что составляет ~ 21%, остальное количество отходов - кремнеземистый осадок, содержащий, в основном, соединения кремния, магния, железа, никеля, кобальта, алюминия и др. - не утилизируется, т.е. направляется в хранилище твердых отходов, что загрязняет окружающую среду;

- использование отходов полидисперсного состава при наличии в них асбестового волокна приводит к ухудшению качества получаемых растворов хлорида магния, что приводит к усложнению процесса очистки раствора хлорида магния, т.к. при фильтрации ткань забивается асбестовыми волокнами.

Технический результат заключается в снижении количества отходов, образующихся при получении магния из кремнийсодержащих отходов, упрощение процесса, получении из отходов новых товарных продуктов.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения магния из кремнийсодержащих отходов, включающий измельчение отходов и разделение их на фракции, выщелачивание солянокислым раствором с получением хлормагниевой суспензии, разделение раствора и осадка, очистку и концентрирование раствора, многостадийное обезвоживание раствора с получением безводного хлормагниевого сырья для электролиза, электролиз с получением магния, хлора и электролита, конверсию хлора с получением хлорида водорода и направление его на стадии подготовки сырья для электролиза, возврат электролита на стадию подготовки сырья для электролиза, новым является то, что осадок после отделения раствора промывают от хлор-иона и сушат с получением кремнеземистого концентрата, очистку раствора осуществляют в две стадии: сначала до рН 3,5-4,0, затем до рН 10,0-11,0, после этого суспензию фильтруют с получением раствора хлорида магния и железо-никель-кобальтового концентрата.

Кроме того, в качестве кремнийсодержащих отходов используют крупнозернистую посыпку, и/или грузпотоки, и/или щебень, образующиеся при получении асбестового волокна из серпентинита.

Кроме того, в качестве кремнийсодержащих отходов используют отходы с содержанием асбестового волокна не более 1 мас.%. Кроме того, измельчение отходов осуществляют до фракции менее 3 мм. Кроме того, отходы выщелачивают при температуре 60-105°С при соотношении Ж:Т=(2,8-1,1):1 в течение 2-12 часов.

Кроме того, отходы выщелачивают при непрерывном перемешивании во взвешенном слое.

Кроме того, кремнеземистый концентрат сушат при температуре 100-280°С.

Кроме того, кремнеземистый концентрат подвергают магнитной сепарации.

Кроме того, на первой стадии раствор очищают бруситом.

Кроме того, на первой стадии раствор очищают магнезитом.

Кроме того, на второй стадии раствор очищают гидроксидом натрия.

Кроме того, на второй стадии раствор очищают гидросульфидом натрия.

Осуществление процесса производства магния из кремнийсодержащих отходов в заявляемых условиях обеспечивает практически полную переработку кремнийсодержащих отходов на товарные продукты, упрощает процесс их получения.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе производства магния из кремнийсодержащих отходов, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразования для достижения технического результата. Следовательно, заявленного изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа.

Для производства магния берут 7038,6 кг/час кремнеземистых отходов, содержащих, мас.%: МgО 38,0, SiO2 38,0, FeO 5,5, Fe2O3 3,1, Н2O 13,5, Са 1,0, Mn 0,07, Ni 0,27, Со 0,05, Al 0,26, Cr 0,17, Ti 0,08, которые измельчают (крупнозернистая посыпка фракции 0,8 мм) с содержанием асбестового волокна 0,3 мас.%. Процесс выщелачивания проводят 22976 кг/час соляной кислотой с концентрацией 26 мас.%. Выщелачивание проводят при температуре 90°С, при Ж:Т = 6:1 в течение 4 часов при непрерывном перемешивании суспензии. В результате выщелачивания и фильтрации получают кислый (1,0 мас.% HCl) раствор хлорида магния (23,9 мас.%) в количестве 7882,4 кг/час с содержанием твердых 4729,4 кг/час, в том числе оксид кремния 2674,7 кг/час, вода 3153,0 кг/час и хлор-иона 982 кг/час. По способу-прототипу остаток после выщелачивания 42000 тонн в год выводится из процесса и направляется на хранилище твердых отходов.

По заявляемому способу осадок после отделения раствора отмывают водой от хлор-иона и сушат при температуре 230°С, при этом получают кремнеземистый концентрат с содержанием оксида кремния 85-94 маc.%, остальное - вода и примеси магния, кальция, железа, марганца, никеля, кобальта, меди, алюминия и др. в количестве ~ 0,8 мас.%. Насыпной вес концентрата ~0,55 г/см3, удельная поверхность 50-350 м2/г, радиус пор 15-20 А, что позволяет использовать его в качестве сорбента. Проведение магнитной сепарации увеличивает содержание оксида кремния к концентрате на ~ 2%.

Хлормагниевый раствор направляют на двухступенчатую очистку, сначала до рН 3,5-4,0 магнезитом или бруситом, а затем до рН 10-11 гидросульфидом натрия или гидроксидом натрия. В результате получают 21458 кг/час очищенного раствора концентрацией хлорида магния 27,1% и нерастворимый остаток (железо-никель-кобальтовый концентрат) в количестве 3253,7 кг/час, содержащий, мас.%: железо 17,0, никель 0,5, кобальт 1,0.

Очищенный хлормагниевый раствор направляют на многостадийное обезвоживание с получением безводного хлормагниевого сырья (9497,8 кг/час безводного по 50% хлормагниевому сырью). Безводный хлорид магния подвергают электролизу с получением 1141,6 кг/час хлора и 4749,0 кг/час электролита. Электролит и хлор возвращают на стадию подготовки сырья.

Таким образом, предлагаемый способ получения магния из кремнийсодержащих отходов позволяет значительно снизить отходы производства и, тем самым, уменьшить загрязнение окружающей среды, позволит получать дополнительно товарного вида продукты, которые применяются для переработки в других отраслях.

1.Способполучениямагнияизкремнийсодержащихотходов,включающийизмельчениеотходовиразделениеихнафракции,выщелачиваниесолянокислымрастворомсполучениемхлормагниевойсуспензии,разделениераствораиосадка,очисткуиконцентрированиераствора,многостадийноеобезвоживаниерастворасполучениембезводногохлормагниевогосырьядляэлектролиза,электролизсполучениеммагния,хлораиэлектролита,конверсиюхлорасполучениемхлоридаводородаинаправлениеегонастадииподготовкисырьядляэлектролиза,возвратэлектролитанастадиюподготовкисырьядляэлектролиза,отличающийсятем,чтоосадокпослеотделениярастворапромываютотхлор-ионаисушатсполучениемкремнеземистогоконцентрата,очисткураствораосуществляютвдвестадии:сначаладорН3,5-4,0,затемдорН10,0-11,0,послеэтогосуспензиюфильтруютсполучениемрастворахлоридамагнияижелезоникелькобальтовогоконцентрата.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтовкачествекремнийсодержащихотходовиспользуюткрупнозернистуюпосыпку,и/илигрузпотоки,и/илищебень,образующиесяприполученииасбестовоговолокнаизсерпентинита.23.Способпоп.1,отличающийсятем,чтовкачествекремнийсодержащихотходовиспользуютотходыссодержаниемасбестовоговолокнанеболее1мас.%.34.Способпоп.1,отличающийсятем,чтоизмельчениеотходовосуществляютдофракциименее3мм.45.Способпоп.1,отличающийсятем,чтоотходывыщелачиваютпритемпературе60-105°СприсоотношенииЖ:Т=(2,8-1,1):1втечение2-12ч.56.Способпоп.1,отличающийсятем,чтоотходывыщелачиваютпринепрерывномперемешиваниивовзвешенномслое.67.Способпоп.1,отличающийсятем,чтокремнеземистыйконцентратсушатпритемпературе100-280°С.78.Способпоп.1,отличающийсятем,чтокремнеземистыйконцентратподвергаютмагнитнойсепарации.89.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонапервойстадиирастворочищаютбруситом.910.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонапервойстадиирастворочищаютмагнезитом.1011.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонавторойстадиирастворочищаютгидроксидомнатрия.1112.Способпоп.1,отличающийсятем,чтонавторойстадиирастворочищаютгидросульфидомнатрия.12
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 22 items.
20.02.2019
№219.016.c464

Способ получения хлоридов тугоплавких металлов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам и устройствам для получения хлоридов тугоплавких металлов путем хлорирования в расплаве хлористых солей. Предложен способ получения хлоридов тугоплавких металлов, включающий хлорирование путем заливки расплава хлоридов щелочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02172785
Дата охранного документа: 27.08.2001
20.02.2019
№219.016.c465

Способ получения противогололедного препарата

Изобретение относится к способам получения материалов для нанесения на поверхность с целью предотвращения или уменьшения налипания на нее льда, тумана или воды, для нанесения материалов на поверхности с целью предотвращения обледенения или для оттаивания. Предложен способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02172331
Дата охранного документа: 20.08.2001
20.02.2019
№219.016.c499

Способ обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства

Задачей изобретения является устранение недостатков и повышение надежности процесса конверсии хлора в хлорид водорода. Способ обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства включает смешивание хлорсодержащих газов с воздухом с получением хлоровоздушной смеси, подачу смеси в факел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02166008
Дата охранного документа: 27.04.2001
15.03.2019
№219.016.e15e

Способ обезвреживания гипохлоритного раствора

Изобретение относится к способам переработки растворов, содержащих гипохлорит кальция. Способ обезвреживания гипохлоритного раствора включает нагревание раствора топочными газами, в качестве которых используют смесь, полученную в процессе сжигания природного газа в хлоре при соотношении хлор :...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02172716
Дата охранного документа: 27.08.2001
29.03.2019
№219.016.f07c

Способ вакуумной сепарации губчатого титана и устройство для его осуществления

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам и устройствам для получения губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана с последующей вакуумной сепарацией титановой губки. Технический результат проявляется в увеличении срока службы аппарата,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02220215
Дата охранного документа: 27.12.2003
29.03.2019
№219.016.f83a

Способ получения пентаоксида ванадия

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при получении пентаоксида ванадия из окситрихлорида ванадия - побочного продукта производства губчатого титана. Способ получения пентаоксида ванадия включает разложение окситрихлорида ванадия в щелочном растворе, введение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175990
Дата охранного документа: 20.11.2001
10.04.2019
№219.017.0a36

Способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам подготовки хлормагниевого сырья к процессу получения магния и хлора электролизом расплавленных солей. Предложенный способ включает плавление частично обезвоженного хлормагниевого сырья в токе хлорида водорода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175998
Дата охранного документа: 20.11.2001
10.04.2019
№219.017.0a5b

Титансодержащая шихта для хлорирования (варианты) и способ ее приготовления

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к подготовке сырья для хлорирования. Техническим результатом является повышение извлечения титана из шихты. Титансодержащая шихта для хлорирования, включающая титановый шлак и углеродсодержащий материал, имеющие в своем составе воду и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02165469
Дата охранного документа: 20.04.2001
19.04.2019
№219.017.2d54

Способ получения губчатого титана и устройство для его осуществления

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению губчатого титана. Предложен способ и устройство для получения губчатого титана. Способ включает монтаж аппарата восстановления, расплавление и слив конденсата, загрузку магния, подачу тетрахлорида титана в реторту-реактор с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238343
Дата охранного документа: 20.10.2004
19.04.2019
№219.017.2d87

Титансодержащая шихта для хлорирования

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к металлургии титана, а именно к составу титансодержащей шихты для процесса хлорирования в расплаве хлористых солей. Технический результат заключается в снижении затрат на производство тетрахлорида титана. В титансодержащей шихте...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02220216
Дата охранного документа: 27.12.2003
Showing 1-10 of 31 items.
20.02.2019
№219.016.bdc5

Лигатура для титановых сплавов

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к производству лигатур, применяемых для легирования титановых сплавов. Предложена лигатура для получения титановых сплавов, содержащая следующие компоненты, мас.%: ванадий 26-35, молибден 26-35, хром 13-20, железо 0,1-0,5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238344
Дата охранного документа: 20.10.2004
20.02.2019
№219.016.c465

Способ получения противогололедного препарата

Изобретение относится к способам получения материалов для нанесения на поверхность с целью предотвращения или уменьшения налипания на нее льда, тумана или воды, для нанесения материалов на поверхности с целью предотвращения обледенения или для оттаивания. Предложен способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02172331
Дата охранного документа: 20.08.2001
20.02.2019
№219.016.c499

Способ обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства

Задачей изобретения является устранение недостатков и повышение надежности процесса конверсии хлора в хлорид водорода. Способ обезвреживания хлорсодержащих газов магниевого производства включает смешивание хлорсодержащих газов с воздухом с получением хлоровоздушной смеси, подачу смеси в факел...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02166008
Дата охранного документа: 27.04.2001
20.02.2019
№219.016.c4f4

Способ обработки поверхности изделий

Использование: изобретение относится к области пескоструйной обработки, а именно к способам создания заданной текстуры поверхности изделий, преимущественно плоских полуфабрикатов из титановых сплавов, например листов. Технический результат: улучшается качество и внешний вид поверхности изделий,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02152865
Дата охранного документа: 20.07.2000
01.03.2019
№219.016.c97c

Способ приготовления огнеупорных блоков для агрегатов титано-магниевого производства

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам изготовления огнеупорных блоков для агрегатов производства магния и титана. Техническим результатом изобретения является повышение срока службы, снижение затрат на изготовление, замену и ремонт агрегатов. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002244043
Дата охранного документа: 10.01.2005
01.03.2019
№219.016.d106

Способ производства сортового проката

Использование: изобретение относится к сортопрокатному производству, и может быть применено при изготовлении круглых прутков из сплавов на основе титана, имеющих повышенное сопротивление пластической деформации. Задача изобретения заключается в обеспечении возможности изготовления круглых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002165808
Дата охранного документа: 27.04.2001
15.03.2019
№219.016.e15e

Способ обезвреживания гипохлоритного раствора

Изобретение относится к способам переработки растворов, содержащих гипохлорит кальция. Способ обезвреживания гипохлоритного раствора включает нагревание раствора топочными газами, в качестве которых используют смесь, полученную в процессе сжигания природного газа в хлоре при соотношении хлор :...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02172716
Дата охранного документа: 27.08.2001
29.03.2019
№219.016.ef77

Способ комплексной переработки серпентинита с получением чистого диоксида кремния

Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья, в частности к комплексной переработке серпентинита с получением товарных продуктов чистого диоксида кремния, соединений магния, хлорида магния, металлического магния, карналлита, железосодержащего и никелькобальтового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02243154
Дата охранного документа: 27.12.2004
29.03.2019
№219.016.f0a7

Способ изготовления промежуточной заготовки из α- и (α+β)-титановых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении промежуточных заготовок из титановых сплавов методом горячего деформирования. Производят ковку слитка в пруток за несколько переходов при температуре β-области и промежуточную ковку за несколько...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02217260
Дата охранного документа: 27.11.2003
10.04.2019
№219.017.0a36

Способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способам подготовки хлормагниевого сырья к процессу получения магния и хлора электролизом расплавленных солей. Предложенный способ включает плавление частично обезвоженного хлормагниевого сырья в токе хлорида водорода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02175998
Дата охранного документа: 20.11.2001
+ добавить свой РИД