1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 29778
(51) C01F 5/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2013/0818.1
(22) 19.06.2013
(45) 15.04.2015, бюл. №4
(72) Жарменов Абдурасул Алдашевич; Романов
Геннадий Алексеевич; Хомяков Александр
Петрович; Табылганова Асия Нажитовна; Беделова
Жулдыз Даулеткелдиевна; Дагубаева Асел
Токтаровна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Национальный
центр по комплексной переработке минерального
сырья Республики Казахстан" Комитета
промышленности Министерства индустрии и новых
технологий Республики Казахстан
(56) Патент KZ 26952 В, 15.05.2013;
US 5980854 А, 09.11.1999;
GB 603779 А, 23.06.1948
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФАТА
МАГНИЯ ИЗ СЕРПЕНТИНА
(57) Изобретение относится к технологии
получения сульфата магния из серпентина,
полученного из отходов переработки хризотил-
асбестовых руд.
Технический результат предлагаемого способа
заключается в повышении степени извлечения
магния из трудно вскрываемого серпентина в
сульфатный раствор и снижении энергетических
затрат на проведение процесса выщелачивания
магния.
Технический результат достигается способом
получения сульфата магния из серпентина,
полученного из отходов переработки хризотил-
асбестовых руд, включающем обработку серпентина
раствором серной кислоты при повышенной
температуре, перемешивание пульпы, отделение не
растворившегося остатка от полученного раствора
сульфата магния, при этом обработку серпентина
ведут при соотношении Ж:Т=3,2÷3,5:1 в два приема,
в первый прием загружают 70-85% серпентина в
раствор серной кислоты, перемешивают пульпу в
течение 1,40-2,0 часов, затем оставшийся исходный
серпентин делят на 4 части в соотношении 0,5-0,6;
0,2-0,3; 0,1-0,15 и 0,03-0,07 и загружают в пульпу
после первого приема обработки серпентина
поочередно через каждые 10-15 минут, после
последней загрузки пульпу перемешивают 15-20
минут и фильтруют с получением продуктивного
раствора сульфата магния при pH 1,13-1,45.
А также тем, что общая продолжительность
выщелачивания магния из серпентина в сульфатный
раствор составляет 3 часа, в том числе дробная
загрузка серпентина в пульпу длится 40-60 минут.
А также тем, что выщелачивание магния из
серпентина проводят при температуре пульпы 85-
90°С.
А также тем, что содержание серной кислоты в
исходном растворе составляет 230-250 г/дм3
.
А также тем, что отмывку от сульфата магния из
не растворившегося осадка (кека) ведут
репульпацией при комнатной температуре водой
при соотношении Ж:Т=1,0÷1,5:1 в течение 30-60
минут.
(19)KZ(13)B(11)29778

2. 29778
2
Изобретение относится к технологии получения
сульфата магния из серпентина, полученного из
отходов переработки хризотил-асбестовых руд.
В настоящее время только на одном предприятии
по переработке хризотил-асбестовых руд скопилось
на поверхности земли более 100 млн. тонн
серпентина, в котором содержание оксида магния
составляет порядка 40%. Переработка указанного
серпентина позволит предприятию попутно
получать дефицитную магниевую продукцию в виде
сульфата, оксида и металлического магния.
Известен способ получения сульфата магния, в
котором магнезитовую пульпу с соотношением
Т:Ж=1:6,5÷7,0 подают на взаимодействие при 85-
90°С с серной кислотой при соотношении MgO:
H2SO4=1:2,5÷2,6. Затем раствор отделяют
фильтрацией от шлама с последующим
охлаждением раствора до <15°С. После отделения
кристаллов MgSO4·7H2O маточный раствор
упаривают в печи кипящего слоя с получением
дополнительного сульфата магния (Патент РФ
№2104936, МПК C01F 5/40, опубл. 20.02. 1998г).
Степень извлечения магния в сульфатный
раствор из легко вскрываемой магнезитовой пульпы
составляет 85,0-89,8%.
Недостатком известного способа является
недостаточная степень извлечения магния из
магнезита в сульфатный раствор и высокие
энергетические затраты, связанные с большим
соотношением Т:Ж=1:6,5÷7 и необходимостью
упаривания большого количества жидкой фазы для
получения сульфата магния из маточного раствора.
Наиболее близким к предлагаемому способу
является способ получения сульфата магния из
магнийсодержащего сырья (Патент РК №26952,
опубл. 15.05.2013, бюл. №5), по которому
выщелачивание из сырья ведут при соотношении
Ж:Т=2,8÷3,2:1 до получения в пульпе раствора с
содержанием сульфата магния 400-420 г/дм3
, перед
фильтрацией пульпу за 20-30 минут до окончания
процесса разбавляют промывной водой до
получения в пульпе продукционного раствора
сульфата магния с концентрацией 340-355 г/дм и pH
раствора 1,6-1,8, что позволит обеспечить стойкость
растворов в последующих технологических
операциях. Отделенный от раствора сульфата
магния кек репульпируют водой при температуре
65-70°С в течение 0,5-1 часа при соотношении
Ж:Т=1÷2:1 с дальнейшим отделением промывного
раствора сульфата магния.
Недостатком данного способа является низкая
степень извлечения (76%) магния из серпентина в
сульфатный раствор и связанные с этим
повышенные энергетические затраты.
Технический результат предлагаемого способа
заключается в повышении степени извлечения
магния из трудно вскрываемого серпентина в
сульфатный раствор и снижении энергетических
затрат на проведение процесса выщелачивания
магния.
Технический результат получения раствора
сульфата магния достигается тем, что обработку
серпентина ведут при соотношении Ж:Т=3,2÷3,5:1,
концентрации серной кислоты 230-250 г/дм3
в два
приема. При первом приеме загружают 70-85%
серпентина в раствор технической серной кислоты,
пульпу перемешивают в течение 1,4-2,0 часов. В
этих условиях степень выщелачивания магния из
серпентина в сульфатный раствор, составляет не
менее 90 процентов. Во втором приеме оставшийся
исходный серпентин делят на 4 части в
соотношении 0,5-0,6; 0,2-0,3; 0,1-0,15 и 0,03-0,07 и
загружают в пульпу во второй прием поочередно
через каждые 10-15 минут. Так как раствор в пульпе
после первого приема обработки серпентина
содержит повышенное количество свободной
серной кислоты, то ведут максимальную загрузку
количества от оставшегося серпентина на второй
прием (0,5-0,6). Загрузку ведут в пульпу после
первого приема выщелачивания. Затем содержание
свободной серной кислоты в растворе пульпы
снижается, поэтому снижают долю подачи
исходного серпентина до 0,2-0,3 и далее до 0,1-0,15
части. Последние порции второй дробной обработки
пульпы исходным серпентином, в основном,
сводится к достижению в продуктивном растворе
pH 1,13-1,45. После последней дробной загрузки
исходного серпентина пульпу перемешивают еще
10-15 минут и затем от раствора сульфата магния
отделяют не растворившийся остаток, влажность
которого достигает 55-58%. Общая
продолжительность выщелачивания магния из
серпентина в сульфатный раствор составляет 3 часа,
в том числе дробная загрузка протекает 40-60
минут. После полной загрузки пульпу агитируют 15-
20 минут.
Отделенный после фильтрации не
растворившийся остаток подвергают доизвлечению
сульфата магния репульпацией при комнатной
температуре водой в течение 30-60 минут при
соотношении Ж:Т=1,0÷1,5:1. Далее
магнийсодержащие растворы направляют на
дальнейшую переработку: продуктивные растворы
сульфата магния направляют на очистку от
примесей и далее на получение водного, безводного
сульфата, оксида и металлического магния, а
промывные растворы, содержащие сульфата магния
130-150г/дм3
, направляют на разбавление пульпы, а
остаток - в голову процесса на выщелачивание.
Проведение обработки серпентина при
соотношении Ж:Т ниже 3,2:1 ведет к снижению
серной кислоты в растворе, что ведет к снижению
степени извлечения магния из серпентина в
сульфатный раствор. Повышение Ж:Т более 3,5:1 не
приводит к заметному повышению степени
извлечения магния в раствор.
В первый прием обработки менее 70% исходного
серпентина раствором серной кислоты не приводит
к значительному повышению степени извлечения
магния в раствор, а повышение степени загрузки
исходного серпентина более 85% ведет к снижению
эффективности извлечения магния из серпентина в
раствор из-за снижения свободной серной кислоты в
растворе пульпы после первого приема обработки
серпентина раствором серной кислоты.

3. 29778
3
Продолжительность перемешивания пульпы
достаточно в течение 1,4-2 часов на первом приеме
обработки серпентина раствором серной кислоты.
При обработке по времени менее 1,4 часа магний из
серпентина не успевает раствориться, а при
обработке более 2 часов повышение степени
извлечения магния увеличивается незначительно.
После первого приема обработки серпентина
раствором серной кислоты раствор в пульпе
содержит повышенное содержание серной кислоты.
В связи с этим в условиях выщелачивания магния
при 85-90°С желательно увеличить разовую
загрузку серпентина в высококонцентрированный
раствор серной кислоты. В предлагаемом способе
разовая загрузка составляет 0,5+0,6 части от
оставшегося серпентина на второй прием дробной
обработки серпентина. Далее концентрация серной
кислоты в растворе пульпы снижается -
соответственно снижают и загрузку серпентина до
0,2-0,3 части, до 0,1-0,15 части и окончательно до
0,03-0,07 части. Последние две загрузки серпентина
обусловлены достижением значения продуктивного
раствора до pH 1,13-1,45, что обеспечивает в
дальнейшем наименьший расход реагентов для
очистки растворов от примесей.
Продолжительность выщелачивания после
каждой дробной загрузки серпентина составляет 10-
15 минут. При проведении выщелачивания магния
менее 10 минут из серпентина, магний не успевает
раствориться в растворе с пониженным
содержанием серной кислоты, а увеличение
продолжительности выщелачивания более 15 минут
нецелесообразно, так как увеличение извлечения
магния в сульфатный раствор незначительно.
Продолжительность репульпации не
растворившегося остатка менее 30 минут,
соотношении Ж:Т менее 1:1 при комнатной
температуре не позволяет эффективно отмыть
сульфат магния из твердой фазы, так как пульпа
остается густой и степень извлечения сульфата
магния в раствор снижается. Повышение Ж:Т более
1,5:1 приводит к увеличению объема промывных
вод, к снижению содержания сульфата магния в
промывной воде, а степень отмывки кека от
сульфата магния при перемешивании пульпы более
60 минут при комнатной температуре увеличивается
незначительно.
Примеры осуществления способа
Пример 1. 150 г серпентина фракции менее
0,5 мм состава, масс.%: MgO 40,1; SiO2 39,1; FeO
1,85; CaO 1,28; Al2O3 1,1; MnO 0,045; Cr2O3 0,46; Ni
0,15; P2O5 0,0003; Na2O 0,026; K2O 0,01; ТiO2 0,016;
CO2 0,26 и H2О 1,5 выщелачивают сернокислым
раствором концентрацией H2SO4 250 г/дм3
,
температуре 90°С и Ж:Т=3,2:1.
Сначала загружают 70% исходного серпентина и
выщелачивают 1,45 часа. Затем оставшийся
серпентин в количестве 37,5 г делят на 4 части в со-
отношении 0,5; 0,25; 0,15 и 0,10% и загружают в
пульпу через каждые 15 минут. После последней
(четвертой) дополнительной загрузки пульпу
агитируют 15 минут и направляют на фильтрацию.
Весь объем пульпы отфильтровывают за 10
минут. Объем раствора сульфата магния составил
325 мл с концентрацией MgSO4 332,7 г/дм3
. Высота
осадка на фильтре составляет 10 мм и pH раствора
1,42. Вес влажного осадка составляет 225 г.
Извлечение магния из серпентина в
продуктивный раствор составляет 61%.
Полученный твердый осадок для отмывки
сульфата магния репульпируют водой при
комнатной температуре при соотношении Ж:Т=1,5:1
в течение 30 минут. Полученный промывной
раствор в количестве 235 мл содержал сульфата
магния 131,57 г/дм3
. Извлечение магния из
серпентина в промывной раствор составляет 17% (в
пересчете на исходный серпентин).
Общее извлечение магния из серпентина в
раствор составляет 78%.
Пример 2. То же, что в примере 1, но загружают
80% исходного серпентина при температуре 90°С и
соотношении Ж:Т=3,2:1, перемешивают пульпу
2 часа, затем через каждые 10 минут поочередно
дробно загружают в пульпу оставшийся серпентин в
соотношении 0,55; 0,25; 0,15; 0,05. После полной
загрузки пульпу агитируют 20 минут.
После перемешивания пульпы в растворе серной
кислоты 250 г/дм3
в течение трех часов пульпу
фильтруют и получают продуктивный раствор с
pH 1,45.
Весь объем пульпы отфильтровывают за 10,2
минуты. Извлечение магния из серпентина в
продуктивный раствор составляет 60,2%.
Извлечение сульфата магния из кека в промывной
раствор в течение 30 минут при Ж:Т=1,3:1
составляет 17,1% (в пересчете на исходный
серпентин).
Общее извлечение магния из серпентина в
раствор составило 78,3%.
Пример 3. То же, что и в примере 1, но
выщелачивание ведут при соотношении Ж:Т=3,5:1 и
температуре 85°С. Загружают 85% исходного
серпентина. Концентрация серной кислоты в
исходном растворе 230 г/дм3
.
Перемешивают пульпу 2 часа, затем через
каждые 10 минут поочередно дробно загружают в
пульпу оставшийся серпентин в соотношении 0,6;
0,3; 0,07 и 0,03. После полной загрузки продукта
пульпу перемешивают 20 минут. Общая
продолжительность выщелачивания составляет 3
часа. Весь объем пульпы отфильтровывают за 9,8
минуты.
Извлечение магния из серпентина в
продуктивный раствор составляет 73,6% при pH
раствора 1,13.
Извлечение сульфата магния из серпентина в
промывной раствор при репульпации кека водой
при соотношении Ж:Т=1,0:1 в течение 60 минут
составляет 17,22% (от содержания магния в
исходном серпентине).
Общее извлечение магния из серпентина в
раствор составляет 90,82%.
Пример 4. (по прототипу) То же, что и в примере 1,
но выщелачивание магния из серпентина в раствор
вели в сернокислом растворе при соотношении

4. 29778
4
Ж:Т=3,2:1 и температуре 90°С в течение трех часов.
Загрузка серпентина проведена в один прием, т.е.
загрузка серпентина разовая. Концентрация серной
кислоты в исходном растворе составляет 250 г/дм3
.
Общая продолжительность выщелачивания
магния из серпентина в раствор составила 3 часа.
После выщелачивания весь объем пульпы
отфильтровывают за 10,8 минуты.
Извлечение магния из серпентина в
продуктивный раствор по условиям прототипа
составляет 60,0% при pH раствора 1,23.
Извлечение сульфата магния из кека в
промывной раствор при репульпации его водой при
комнатной температуре, соотношении Ж:Т=1,5:1 в
течение 60 минут составило 16,0% (от содержания
магния в исходном серпентине).
Общее извлечение магния из серпентина в
раствор составило 76,0%.
Таким образом, предлагаемая технология
выщелачивания магния из серпентина, полученного
от переработки хризотил-асбеста, позволяет
повысить степень извлечения магния в раствор с
76,0% до 90,82%, повысить скорость фильтрации с
10,8 до 9,8 минуты, т.е. увеличить на 10,3% и
снизить энергетические затраты на процесс
выщелачивания магния в сульфатный раствор, за
счет значительного повышения степени извлечения
магния.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения сульфата магния из
серпентина, полученного из отходов переработки
хризотил-асбестовых руд, включающий обработку
серпентина раствором серной кислоты при
повышенной температуре, перемешивание пульпы,
отделение не растворившегося остатка от
полученного раствора сульфата магния,
отличающийся тем, что обработку серпентина
ведут при соотношении Ж:Т=3,2÷3,5:1 в два приема,
в первый прием загружают 70-85% серпентина в
раствор серной кислоты, перемешивают пульпу в
течение 1,40-2,0 часов, затем оставшийся исходный
серпентин делят на 4 части в соотношении 0,5-0,6;
0,2-0,3; 0,1-0,15 и 0,03-0,07 и загружают в пульпу
после первого приема обработки серпентина
поочередно через каждые 10-15 минут, после
последней загрузки пульпу перемешивают 15-20
минут и фильтруют с получением продуктивного
раствора сульфата магния при pH 1,13-1,45.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что общая
продолжительность выщелачивания магния из
серпентина в сульфатный раствор составляет 3 часа,
в том числе дробная загрузка серпентина в пульпу
длится 40-60 минут.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что
выщелачивание магния из серпентина проводят при
температуре пульпы 85-90°С.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что
содержание серной кислоты в исходном растворе
составляет 230-250 г/дм3
.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что
отмывку от сульфата магния из не растворившегося
осадка (кека) ведут репульпацией при комнатной
температуре водой при соотношении Ж:Т=1,0÷,5:1 в
течение 30-60 минут.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова