1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 29779
(51) C01F 5/30 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2014/0328.1
(22) 14.03.2014
(45) 15.04.2015, бюл. №4
(72) Козлов Владиллен Александрович; Байгенженов
Омирсерик Сабыржанович; Жусупов Канат
Куатжанович; Шевелев Валерий Валентинович
(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) RU 2290457 C2, 27.12,2006
RU 2241670 C1, 10.12.2004
RU 2097322 C1, 27.11.1997
RU 2407704 C2, 27.12.2010
RU 2244044 C1, 10.01.2005
RU 2356836 C1, 27.05.2009
RU 2294895 C1, 10.03.2007
(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
ОТХОДОВ ХРИЗОТИЛ-АСБЕСТОВОГО
ПРОИЗВОДСТВА
(57) Изобретение относится к области цветной
металлургии и химической технологии неорганических
веществ и может быть использовано для комплексной
переработки отходов хризотил-асбестового
производства - серпентинита с получением товарных
продуктов: бишофита, карналлита, концентрата железа
и никеля, концентратов золота и кремнезема.
Техническим результатом предлагаемого
изобретения является снижение вредного воздействия
переработки отходов хризотил-асбестового
производства на человека, повышение скорости
фильтрации раствора хлорида магния и комплексности
использования отходов с получением карналлита и
бишофита, концентрата железа и никеля, концентратов
золота и кремнезема.
Технический результат достигается способом
комплексной переработки отходов хризотил-
асбестового производства, - серпентинита включающем
измельчение, классификацию, магнитную сепарацию,
выщелачивание магния из отходов соляной кислотой,
отделение раствора хлорида магния от диоксида
кремния, очистку раствора хлорида магния от примесей,
синтез товарного продукта, при этом готовят водную
суспензию магнезиального молока из отходов
серпентинита и проводят мокрое измельчение,
классифицию, магнитную сепарацию с отделением
концентрата железа и никеля, суспензию серпентинита
сгущают до содержания оксида магния 390-400 г/л, а
слив направляют на приготовление магнезиального
молока, пульпу серпентинита выщелачивают соляной
кислотой с получением раствора хлорида магния,
который обрабатывают сульфатом и оксидом магния
для очистки от примесей и отделяют их фильтрацией,
раствор упаривают до плава плотностью 1,65-1,67, часть
его используют для получения бишофита, другую часть
плава смешивают с оборотным маточным раствором,
проводят корректировку с хлоридом калия и водой с
получением продуктивного раствора, в котором
проводят синтез двойной соли при недостатке хлорида
калия 5-10% от стехиометрии, кристаллизуют,
подвергают центрифугированию, обезвоживанию с
получением синтетического карналлита,
кремнеземистый кек подвергают гравитационному
обогащению в сифонном гидроциклоне с выделением
концентратов золота и кремнезема.
А также тем, что измельченный продукт
классифицируют до крупности - 0,25 мм 100%.
А также тем, что суспензию магнезиального молока
из серпентинита подвергают магнитной сепарации в
электромагнитном поле 1500 эрст.
А также тем, что суспензию магнезиального молока
из серпентинита после магнитной сепарации сгущают
отстаиванием до плотности 1,27-1,30 г/см3
.
А также тем, что выщелачивание сгущенного
серпентинита осуществляют соляной кислотой до
получения раствора хлорида магния концентрации 170-
180 г/л.
А также тем, что обработкураствора хлорида магния
от примесей осуществляют при pH 7,0-8,0 сульфатом и
оксидом магния.
А также тем, что часть плава охлаждают и
кристаллизуют в виде бишофита, а часть используют
для получения карналлита.
А также тем, что часть плава хлорида магния
смешивают с оборотным маточным раствором с
получением продуктивного раствора содержащего 320-
350 г/л MgCl2, который корректируется хлористым
калием и водой до pH 6,5-7,5.
(19)KZ(13)B(11)29779
2. 29779
2
Изобретение относится к области цветной
металлургии и химической технологии
неорганических веществ и может быть
использовано для комплексной переработки
отходов хризотил-асбестового производства -
серпентинита с получением товарных продуктов:
бишофита, карналлита, концентрата железа и
никеля, концентратов золота и кремнезема.
При переработке хризотил-асбестовых руд
извлекается в товарное волокно 6-8%, остальные
продукты переработки в виде серпентинита,
направляются в отвалы, нанося существенный вред
окружающей среде, и лишь небольшая часть
реализуется для балластировки железнодорожных
путей, как наполнитель для асфальтов дорожного
покрытия и т.д. При этом магний и другие ценные
компоненты безвозвратно теряются.
Известен способ получения магния из
серпентинита (Патент РФ №2244044, МПК С25С
3/04, С22В 26/22, опубл. 10.01.2005), который
включает измельчение отходов, выщелачивание
концентрированной соляной кислотой с получением
хлормагниевого раствора, разделение раствора и
осадка, очистку и концентрирование раствора,
загрузку отработанного электролита с получением
синтетического карналлита, многостадийное
обезвоживание его с получением безводного
хлормагниевого сырья для электролиза, электролиз
с получением магния, хлора и электролита,
конверсию хлора с получением хлорида водорода и
направление его на стадию подготовки сырья для
электролиза и на получение соляной кислоты.
Полученный хлормагниевый раствор очищают,
концентрируют и разделяют на две части, одну
часть направляют на получение синтетического
карналлита, а другую часть обрабатывают
раствором кальцинированной соды, который
разделяют, осадок в виде гидрокарбонатной пасты
направляют на очистку и концентрирование
хлормагниевого раствора, а маточный раствор - на
приготовление товарных продуктов.
Недостатком способа является отсутствие
комплексной переработки исходного сырья,
извлекается лишь одна составляющая серпентинита
- магний.
Известен способ получения карналлита из
серпентина (Патент РФ №2241670, MПK C01F 5/30,
С25С 3/04, С01В 7/04, С01В 33/14, опубл.
10.12.2004), в котором проводят выщелачивание
серпентина соляной кислотой с получением
суспензии, содержащей растворенный хлорид
магния и нерастворимый диоксид кремния.
Суспензию фильтрацией разделяют на
хлормагниевый раствор и твердую фазу. Фильтрат
очищают от примесей нейтрализацией и
фильтрованием. Раствор хлорида магния
перерабатывают с получением карналлита, из
которого электролизом получают магний,
отработанный электролит и анодный хлоргаз.
Диоксид кремния хлорируют анодным хлоргазом,
образовавшийся тетрахлорид кремния подвергают
парофазному гидролизу с получением аэросила и
хлористого водорода, последний используют для
обезвоживания карналлита и получения соляной
кислоты.
Недостатком способа является невысокая
производительность процесса за счет плохой
фильтрации раствора хлорида магния. Низкая
комплексность использования отходов хризотил-
асбестового производства, способ не
предусматривает выделение золотосодержащего
концентрата.
Наиболее близким из известных аналогов по
технической сущности и достигаемому результату
является способ комплексной переработки
силикатов магния (Патент РФ №2290457, МПК
С25С 3/04, C01F 5/32, опубл.27.12.2006), в котором
измельченный серпентинит классифицирует на
фракции, и подвергают магнитной сепарации.
Магнитную фракцию серпентинита выщелачивают
соляной кислотой. Раствор хлорида магния
отделяют от осадка диоксида кремния, очищают от
примесей нейтрализацией бруситом до pH 6-7,5 с
получением железо-никелевого концентрата. В
очищенном растворе хлорида магния отработанным
электролитом синтезируют карналлит, его
обезвоживают и подают на электролиз с
получением магния, хлора и отработанного
электролита. Хлоргаз конверсируют в хлористый
водород, который направляют на обезвоживание
карналлита.
Недостатком способа является отсутствие
комплексности использования сырья, не
устраняется образования канцерогенной пыли,
плохая скорость фильтрации пульп выщелачивания.
Техническим результатом предлагаемого
изобретения является снижение вредного
воздействия переработки отходов хризотил-
асбестового производства на человека, повышение
скорости фильтрации раствора хлорида магния и
комплексности использования отходов с
получением карналлита и бишофита, концентрата
железа и никеля, концентратов золота и кремнезема.
Технический результат достигается в способе
комплексной переработки отходов хризотил-
асбестового производства, - серпентинита
включающем измельчение, классификацию,
магнитную сепарацию, выщелачивание магния из
отходов соляной кислотой, отделение раствора
хлорида магния от диоксида кремния, очистку
раствора хлорида магния от примесей, синтез
товарного продукта, при этом готовят водную
суспензию магнезиального молока из отходов
серпентинита и проводят мокрое измельчение,
классифицию, магнитную сепарацию с отделением
концентрата железа и никеля, пульпу серпентинита
сгущают до содержания оксида магния 390-400 г/л,
а слив направляют на приготовление
магнезиального молока, сгущенный продукт
выщелачивают соляной кислотой с получением
раствора хлорида магния, который обрабатывают
сульфатом и оксидом магния для очистки от
примесей и отделяют их фильтрацией, раствор
упаривают до плава плотностью 1,65-1,67, часть его
используют для получения бишофита, другую часть
плава смешивают с оборотным маточным
3. 29779
3
раствором, проводят корректировку с хлоридом
калия и водой с получением продуктивного
раствора, в котором проводят синтез двойной соли
при недостатке хлорида калия 5-10% от
стехиометрии, кристаллизуют, подвергают
центрифугированию, обезвоживанию с получением
синтетического карналлита, кремнеземистый кек
подвергают гравитационному обогащению в
сифонном гидроциклоне с выделением
концентратов золота и кремнезема.
Способ может характеризоваться тем, что
измельченный продукт классифицируют до
крупности - 0,25 мм 100%.
Способ может характеризоваться тем, что
суспензию магнезиального молока из серпентинита
подвергают магнитной сепарации в
электромагнитном поле 1500 эрст.
Способ может характеризоваться тем, что
суспензию магнезиального молока из серпентинита
после магнитной сепарации сгущают отстаиванием
до плотности 1,27-1,30 г/см3
.
Способ может характеризоваться тем, что
выщелачивание сгущенного серпентинита
осуществляют соляной кислотой до получения
раствора хлорида магния концентрации 170-180 г/л.
Способ может характеризоваться тем, что
обработку раствора хлорида магния от примесей
осуществляют при pH 7,0-8,0 сульфатом и оксидом
магния.
Способ может характеризоваться тем, что часть
плава охлаждают и кристаллизуют в виде
бишофита, а часть используют для получения
карналлита.
Способ может характеризоваться тем, что часть
плава хлорида магния смешивают с оборотным
маточным раствором с получением продуктивного
раствора содержащего 320-350 г/л MgCl2, который
корректируется хлористым калием и водой до pH
6,5-7,5.
Способ поясняется чертежом, где приведена
технологическая схема переработки отходов
хризотил-асбестового производства.
Сущность изобретения заключается в
следующем.
Из отходов хризотил-асбестового производства-
серпентинита готовят водную суспензию
магнезиального молока. Приготовление суспензии
магнезиального молока позволяет избежать
образования пыли в рабочей зоне. Полученную
суспензию магнезиального молока подвергают
магнитной сепарации с выделением концентрата
железа и никеля (выход 5-6%). Суспензию
магнезиального молока сгущают до плотности 1,27-
1,30 г/см3
. Слив после сгущения возвращают на
приготовление магнезиального молока, а пульпу
выщелачивают соляной кислотой. Раствор
обрабатывают оксидом и сульфатом магния.
Очищенный раствор хлорида магния упаривают до
получения плава MgCl2·6Н2О с содержанием 620-
630 г/л по MgCl2. Часть плава хлорида магния
направляют на получение бишофита, другую часть
плава смешивают с маточным раствором и проводят
корректировку продуктивного раствора водой и
хлористым калием и доводят до содержания 320-
350 г/л MgCl2, двойную соль хлоридов магния и
калия синтезируют, кристаллизуют, подвергают
центрифугированию, обезвоживанию с получением
синтетического карналлита. Кремнеземистый кек
направляют на гравитационное обогащение с
получением концентратов золота и кремнезема.
Предлагаемые в способе приемы и операции в
указанной последовательности позволяют достичь
технического результата повышения комплексности
использования отходов хризотил-асбестового
производства с получением концентрата железа и
никеля, товарного бишофита и карналлита,
концентратов золота и кремнезема, улучшить
технологические показатели на операции
фильтрации, и в целом снизить вредные воздействия
пыли при переработке отходов на человека.
Улучшение скорости фильтрации достигается тем,
что при магнитной сепарации удаляется железо и,
тем самым, ликвидируется гелеобразование при
выщелачивании. Выделение железа и никеля
позволяет сократить расход соляной кислоты при
переработке отходов.
Заявляемые в изобретении технологические
параметры позволяют осуществить рентабельно
технологическую схему по комплексной
переработке отходов хризотил-асбестового
производства.
Пример осуществления способа.
Из хризотил-асбестовых отходов, серпентинита,
- состава, масс.%: 40.0 MgO, 39,5 SiO2, 6,7 FeO,
1,5 СаO, 1,0 Аl2O3, 0,25 NiO, 0,3 г/т Au берут пробу
в количестве 100 кг, готовят магнезиальное молоко
с использованием 400 л воды. Суспензию
магнезиального молока измельчают,
классифицируют до крупности - 0,25 мм 100% и
подвергают магнитной сепарации при
напряженности поля 1500 эрст. В результате
получают два продукта: пульпу серпентинита
94,0 кг и концентрат железа и никеля в количестве
6,0 кг. Содержание и извлечение продуктов
магнитной сепарации показано в таблице 1.
Таблица 1
Содержание и извлечение продуктов магнитной сепарации
Содержание, %/ Извлечение, %
Назван. прод. Выход, %
MgO SiO2 Fe3O4 CaO Al2O3 NiO Au г/т
8,9/ 9,8/ 72,6/ 0,14/ 0,2/ 1,6/ 0,3/Магнитный 6,0
1,28 1,37 67,0 0,6 0,2 37 6,0
42/ 41/ 2,28/ 1,6/ 1,0/ 0,18/ 0,28/Немагнитный 94
98 98 33,0 99,4 98 63 93
4. 29779
4
Суспензию сгущают отстаиванием до плотности
1,27-1,30 г/см3
, скорость отстаивания составляет
- 14 м3
/м2
·час. Слив с объемом 295 л используют для
приготовления магнезиального молока, пульпу
выщелачивают соляной кислотой с последующей
фильтрацией. В результате выщелачивания и
фильтрации получают 500 л хлормагниевого
раствора, состава, г/л: MgCl2-178; СаСl2-2,4; Feобщ-
3,0, Ni-2,0, Al-1,0, НСlсвоб-8,0. Скорость фильтрации
составила 1,1 м3
/м2
·час. Раствор обрабатывают с
добавлением 2,7 кг MgSO4 и 2,0 кг MgO до pH 8,1.
После выделения примесей железа, никеля и хрома
получают 500 л очищенного раствора состава, г/л:
187 MgCl2, 0,03 Feобщ, 0,55 СаСl2. Очищенный
раствор хлорида магния упаривают до объема 120 л
и содержания 779 г/л MgCl2. Часть полученного
плава объемом 60 л охлаждают и кристаллизуют и
получают 101 кг бишофита. Другую часть плава
смешивают с маточным раствором и проводят
корректировку продуктивного раствора водой и
хлористым калием и доводят до содержания 320-
350 г/л MgCl2. Для синтеза карналлита в
продуктивный раствор загружают 33,0 кг хлорида
калия и синтезируют двойную соль хлоридов
магния и калия при температуре 115-120°С,
кристаллизуют, подвергают центрифугированию,
обезвоживанию с получением 83 кг синтетического
карналлита. Обезвоженный карналлит содержит, %:
MgCl2-50,8; KСl-39,8; СаСl2-0,3; MgO-1,21; Н2O4-
6,5. Продукт такого состава является качественным
сырьем для производства магния
электролитическим методом.
Кремнеземистый кек подвергают
гравитационную обогащению в гидроциклоне и
получают концентрат с содержанием золота 70 г/т и
концентрат кремнезема с содержанием 97,0-98,0%
SiO2.
Таким образом, предложенный способ позволяет
достичь технический результат: повышение
комплексности использования отходов хризотил-
асбестового производства с получением товарного
бишофита и карналлита, концентрата железа и
никеля, концентратов золота и кремнезема.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ комплексной переработки отходов
хризотил-асбестового производства, - серпентинита
включающий измельчение, классификацию,
магнитную сепарацию, выщелачивание магния из
отходов соляной кислотой, отделение раствора
хлорида магния от диоксида кремния, очистку
раствора хлорида магния от примесей, синтез
товарного продукта, отличающийся тем, что
готовят водную суспензию магнезиального молока
из отходов серпентинита и проводят мокрое
измельчение, классифицию, магнитную сепарацию с
отделением концентрата железа и никеля,
суспензию серпентинита сгущают до содержания
оксида магния 390-400 г/л, а слив направляют на
приготовление магнезиального молока, пульпу
серпентинита выщелачивают соляной кислотой с
получением раствора хлорида магния, который
обрабатывают сульфатом и оксидом магния для
очистки от примесей и отделяют их фильтрацией,
раствор упаривают до плава плотностью 1,65-1,67,
часть его используют для получения бишофита,
другую часть плава смешивают с оборотным
маточным раствором, проводят корректировку с
хлоридом калия и водой с получением
продуктивного раствора, в котором проводят синтез
двойной соли при недостатке хлорида калия 5-10%
от стехиометрии, кристаллизуют, подвергают
центрифугированию, обезвоживанию с получением
синтетического карналлита, кремнеземистый кек
подвергают гравитационному обогащению в
сифонном гидроциклоне с выделением
концентратов золота и кремнезема.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что
измельченный продукт классифицируют до
крупности - 0,25 мм 100%.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что
суспензию магнезиального молока из серпентинита
подвергают магнитной сепарации в
электромагнитном поле 1500 эрст.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что
суспензию магнезиального молока из серпентинита
после магнитной сепарации сгущают отстаиванием
до плотности 1,27-1,30 г/см3
.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что
выщелачивание сгущенного серпентинита
осуществляют соляной кислотой до получения
раствора хлорида магния концентрации 170-180 г/л.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что
обработку раствора хлорида магния от примесей
осуществляют при рН 7,0-8,0 сульфатом и оксидом
магния.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть
плава охлаждают и кристаллизуют в виде
бишофита, а часть используют для получения
карналлита.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть
плава хлорида магния смешивают с оборотным
маточным раствором с получением продуктивного
раствора содержащего 320-350 г/л MgCl2, который
корректируется хлористым калием и водой до рН
6,5-7,5.
