Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕННОГО АМОРФНОГО МАГНЕЗИТА РАСТВОРОМ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ

Настоящее изобретение относится к химической промышленности, технологии переработки минерального сырья, в частности переработке серпентинита с получением товарных продуктов нитрата магния.

Известен способ переработки магнийсодержащего сырья (патент RU №2078039), заключающийся в кислотном выщелачивании магнезита путем обработки азотной кислотой, с последующей обработкой образовавшегося раствора аммиаком для осаждения примесей, отделении осадка примесей, осаждении аммиаком гидроксида магния, его отделении от маточного раствора, сушке и прокаливании полученного осадка до оксида магния, при этом осаждение гидроксида магния проводят при рН 10,0-10,5, после отделения осадка проводят его отмывку от маточного раствора таким образом, чтобы содержание кальция в гидроксиде магния на этой операции изменялось в пределах 0,03-0,25 мас. %.

Недостатком данного способа является то, что при его реализации безвозвратно расходуется значительное количество азотной кислоты и аммиака, а образовавшийся осадок примесей сам по себе является отходом этого производства.

Близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ переработки серпентинита (Патент RU 2395457), включающий выщелачивание измельченного сырого серпентинита азотной кислотой. Для этого на первой стадии серпентинит выщелачивают 20-25% раствором азотной кислоты, полученную пульпу фильтруют с образованием фильтрата и остатка, фильтрат упаривают, охлаждают и остаток от упаривания обрабатывают водой при перемешивании. Образовавшуюся суспензию фильтруют, фильтрат выпаривают, а затем охлаждают до комнатной температуры для кристаллизации гексагидрата нитрата магния. Остаток от фильтрации суспензии промывают водой с получением промывных вод. Остаток от фильтрации пульпы направляют на вторую стадию выщелачивания 30-35% раствором азотной кислоты. Полученную пульпу фильтруют, фильтрат упаривают, охлаждают до комнатной температуры, остаток от упаривания обрабатывают водой при перемешивании. Образовавшуюся суспензию фильтруют, фильтрат упаривают, охлаждают для кристаллизации гексагидрата нитрата магния, остаток от фильтрации суспензии промывают водой с получением промывных вод, полученные промывные воды объединяют с фильтратом после второй стадии выщелачивания.

Данный способ не обеспечивает интенсивной комплексной переработки серпентинита.

Техническая задача изобретения заключается в повышении интенсивности процессов выщелачивания серпентинита путем разупрочнения и частичного разрушения минеральных комплексов в результате продолжительного воздействия ультразвука.

Техническая задача изобретения достигается в образовании в жидкой фазе мощного кавитационного процесса (образование множества пузырьков, или каверн, которые при повышении давления схлопываются) вызывающего существенные изменения физических и химических свойств среды вследствие ультразвукового воздействия.

Технический результат заключается в применение ультразвуковой обработки, которая способствует повышению технологических показателей выщелачивания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено устройство УЗ- реактора выщелачивания (фиг. 1). Ультразвуковые излучатели [2] установлены непосредственно в реакторе выщелачивания [1].

Применение заявляемого изобретения иллюстрируется примером.

Пример 1

Серпентинито-магнезитовый отсев фракции 0-2 мм измельчали в вибрационной мельнице в течение 0,5 ч. Полученный порошок в количестве 10 кг загружается через дозирующий бункер в реактор выщелачивания, где после добавления 40% раствора азотной кислоты в соотношении 1/3 г/мл происходит перемешивание с ультразвуком и нагрев до 90°С. Реакцию выщелачивания серпентинита осуществлялась в течение 2 ч.

Полученный горячий раствор подвергали выдержке в течение 20 мин и фильтрации. Осадок промывали прохладной водой до достижения рН>5 и сушили при 120°С в сушильном шкафу. Было получено 4,15 кг осадка, содержащего оксид кремния.

Для нейтрализации фильтрата с целью очистки раствора от примесей металлов добавляли MgO в два этапа: первая порция - до достижения рН 3 и вторая порция смеси оксида магния с водой до достижения рН>7. В фильтрат было добавлено 2,487 кг оксида магния и 800 мл воды. Нейтрализацию проходила при 85-90°С и постоянном перемешивании в течение 90 минут. Образовавшийся осадок гидроксидов металлов фильтровали, промывали и сушили.

Отделение карбоната кальция осуществлялось путем добавления в раствор трехводного карбоната магния. Образовавшиеся кристаллы отделяли от маточного раствора путем. Оставшийся фильтрат представляет собой раствор нитрата магния в количестве 16 л. После выпаривания масса гексагидрата нитрата магния Mg(NO₃)*6H₂O составила 7,5 кг.

Таким образом, эксперимент показал, что применение ультразвуковой обработки способствует повышению технологических показателей выщелачивания.