Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СОЛЕВЫХ ОТХОДОВ МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к переработке твердых солевых отходов, получаемых при производстве магния электролизом хлормагниевого сырья, на товарные продукты, в частности к получению минеральных удобрений.

Известен способ переработки солевых отходов магниевого производства (кн. Эйдензон М.А. - Металлургия магния и других легких металлов. - М.: Металлургия. - 1974, с.110-111), включающий извлечение отработанного электролита из электролизера и загрузка его в стальные короба, охлаждение электролита в коробах до твердого состояния, извлечение и измельчение сначала на виброрешетках, затем на дробилках. Измельченный электролит подвергают классификации на фракции, отбирают фракцию 1-3 мм, которая является товарным продуктом, используемым в качестве минерального удобрения.

Недостатком данного способа является неудовлетворительное качество и низкие потребительские свойства получаемого продукта. Это обусловлено образованием большого количества пылевидной фракции (до 60% крупностью менее 1 мм) и, как следствие, к значительной слеживаемости готового продукта. Кроме того, высокое содержание примесей в готовом продукте - хлорида магния - до 10% и хлорида натрия - до 20% - приводит к низкому качеству минерального удобрения на основе хлорида калия.

Известен способ переработки солевых отходов - отработанного электролита магниевого производства (а.с. СССР №358304, опубл.), включающий растворение электролита маточными щелоками производства хлорида калия. При этом отработанный электролит в расплавленном состоянии (690-720°С) вводят в маточный щелок производства хлорида калия до полного растворения с получением горячих (90-110°С) раствором с концентрацией хлорида калия более 90%.

Недостатком известного способа является повышенная опасность производства, поэтому данный способ не нашло применения в промышленности.

Известен способ переработки солевых отходов магниевого производства для получения хлорида калия (Пат. РФ №2120407, опубл. 20.10.98 г., бюл.29), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий дробление электролита, выщелачивание хлорида магния и хлорида натрия концентрированным раствором хлорида калия, при этом сначала вышелачивание ведут с получением твердой фазы, обогащенной по хлориду калия, с последующей промывкой ее, причем при промывке твердой фазы используют насыщенный по хлориду калия раствор, а на выщелачивание подают концентрированный раствор хлорида калия, полученный после промывки твердой фазы, сушку хлорида калия.

Недостатком способа-прототипа является то, он позволяет частично решить проблемы утилизации отходов магниевого производства - получения товарного хлорида калия в качестве минерального удобрения, но не решает утилизацию из отходов других ценных компонентов - соединений магния и натрия. Это приводит к потерям ценным компонентов и загрязнению окружающей среды.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и направлен на извлечение сопутствующих соединений магния и натрия из солевых отходов магниевого производства. Это позволяет дополнительно получать соединения магния и натрия в качестве товарных продуктов. Получаемый дополнительно из отходов оксид магния направляется в производство стали как раскислитель стали и в производство эмалей для посуды, а хлорид натрия используется в собственном производстве получения магния как добавка в электролит.

Технический результат достигается тем, что предложен способ переработки отходов магниевого производства, включающий дробление солевых отходов, выщелачивание концентрированным раствором хлорида калия после промывки твердой фазы, разделение маточного раствора и твердого хлорида калия и сушку хлорида калия, новым является то, что маточный раствор обрабатывают раствором карбоната натрия с получением суспензии гидрокарбоната магния, суспензию разделяют на твердый гидрокарбонат магния и фильтрат, твердый гидрокарбонат магния дополнительно промывают и прокаливают с получением оксида магния, а фильтрат нагревают до образования насыщенного по хлориду натрия раствора, кристаллизуют и сушат с получением хлорида натрия.

Кроме того, твердый хлорид калия выщелачивают на второй ступени водой при температуре до 25°С.

Кроме того, в качестве раствора карбоната натрия используют соду.

Кроме того, маточный раствор перед обработкой карбонатом натрия отстаивают, осветленную часть направляют на обработку, а суспензию возвращают на стадию выщелачивания.

Кроме того, гидрокарбонат магния промывают водой.

Кроме того, твердый хлорид калия сушат в печи КС.

Кроме того, твердый хлорид натрия сушат в печи КС.

Предложенный способ переработки отходов магниевого производства позволяет дополнительно к товарному хлориду калия, используемому в качестве удобрения, получать в качестве товарных продуктов оксид магния и хлорид натрия.

Проведенный заявителем анализ уровня техники показал, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) отличительным признакам изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель дополнительно провел поиск известных решений для выявление признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа.

Солевым отходом магниевого производства является отработанный электролит, получаемый в процессе электролиза хлормагниевого сырья в расплаве хлоридов щелочных металлов в количестве 4-4,5 т на 1 тонну получаемого магния. Состав отработанного электролита, мас.%: хлорид калия - 72,5, хлорид натрия - 21,0, хлорид магния - 5,0, хлорид кальция 1,0, оксид магния 0,5. Отработанный электролит извлекают вакуум-ковшом из электролизера в расплавленном виде, сливают в емкости, охлаждают до твердого состояния, извлекают из емкости, измельчают до крупности частиц 1-3 мм и загружают в емкость, в которую при постоянном перемешивании подают на выщелачивание 20%-ный раствор хлорида калия со стадии повторной промывки твердого хлорида калия. После выщелачивания и двух стадийной промывки получили хлорид калия, который сушат в печи кипящего слоя и получают готовый продукт 95%-ный хлорид калия - минеральное удобрение. Маточный раствор с содержанием хлорида магния - 3,5 мас.% и хлорида натрия 14,6 мас.% обрабатывают раствором карбоната натрия, например соды, с получением суспензии гидрокарбоната магния, по следующим химическим реакциям:

MgCl₂+Na₂СО₃+3Н₂О=MgCO₃+3Н₂O+2 NaCl

MgCO₃+3Н₂O=MgO+CO₂+3Н₂O

Полученный гидрокарбонат магния загружают в прокалочную печь с получением оксида магния. Фильтрат, содержащий хлорид натрия, нагревают (упаривают) с получением концентрированного раствора хлорида натрия, загружают в вакуум-кристаллизатор, затем в печь кипящего слоя с получением товарного продукта хлорида натрия (не более 3% воды). Товарный хлорид натрия можно использовать в качестве корректирующей добавки для снижения температуры электролита в процессе электролиза для получения металлического магния.

Таким образом, предложенный способ переработки солевых отходов магниевого производства позволяет получать помимо основного товарного продукта - 95% хлорида калия в качестве минерального удобрения, дополнительно в виде товарного продукта оксид магния, который используется в промышленности как наполнитель бумаги и раскислитель стали и хлорид натрия, используемый в собственном производстве как добавки в электролит для производстве магния.