EA043475B1 - METHOD FOR OBTAINING MAGNESIUM SULPHATE FROM DOLOMITE - Google Patents

METHOD FOR OBTAINING MAGNESIUM SULPHATE FROM DOLOMITE Download PDF

Info

Publication number
EA043475B1
EA043475B1 EA202200064 EA043475B1 EA 043475 B1 EA043475 B1 EA 043475B1 EA 202200064 EA202200064 EA 202200064 EA 043475 B1 EA043475 B1 EA 043475B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
dolomite
decomposition
suspension
sulfuric acid
sulfate
Prior art date
Application number
EA202200064
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гюльнура Мустафа кызы Мамедова
Кахраман Союн Оглы Гасанов
Нахида Али кызы Джафарова
Мехрибан Рахил кызы Микаилова
Original Assignee
Гюльнура Мустафа кызы Мамедова
Filing date
Publication date
Application filed by Гюльнура Мустафа кызы Мамедова filed Critical Гюльнура Мустафа кызы Мамедова
Publication of EA043475B1 publication Critical patent/EA043475B1/en

Links

Description

Изобретение относится к получению минеральных солей, в частности сульфата магния, используемого в качестве компонента удобрений в сельском хозяйстве для увеличения урожайности и качественных показателей сельскохозяйственных культур.The invention relates to the production of mineral salts, in particular magnesium sulfate, used as a component of fertilizers in agriculture to increase the yield and quality indicators of agricultural crops.

Большинство разработанных способов получения сульфата магния включает сернокислотное разложение магнийсодержащего сырья с последующей фильтрацией и кристаллизацией целевого продукта. Отличие известных способов заключается в приемах выделения примесей, обусловленных составом используемого сырья.Most developed methods for producing magnesium sulfate include sulfuric acid decomposition of magnesium-containing raw materials, followed by filtration and crystallization of the target product. The difference between the known methods lies in the methods for isolating impurities due to the composition of the raw materials used.

Известен способ получения сульфата магния в котором магнезит растворяют в серной кислоте при рН 8,6-9, скорости подачи концентрированной серной кислоты 1,5-2 кгс/кг MgO и температуре 80-85°C, Для очистки от примесей металлов в реакционную смесь вводят водную суспензию хлорной извести и двуводного гипса при Т:Ж 1:3-4 с последующей выдержкой смеси в течение 5-7 мин (SU 1346581).There is a known method for producing magnesium sulfate in which magnesite is dissolved in sulfuric acid at a pH of 8.6-9, a supply rate of concentrated sulfuric acid of 1.5-2 kgf/kg MgO and a temperature of 80-85°C. To remove metal impurities from the reaction mixture an aqueous suspension of bleach and gypsum dihydrate is introduced at T:L 1:3-4, followed by holding the mixture for 5-7 minutes (SU 1346581).

Недостатком известного способа является использование концентрированной серной кислоты, низкий коэффициент использования магнезита, высокая энергоемкость процесса сушки разбавленных растворов сульфата магния.The disadvantages of this known method are the use of concentrated sulfuric acid, the low utilization rate of magnesite, and the high energy intensity of the drying process of dilute magnesium sulfate solutions.

Известен способ получения концентрированного раствора сульфата магния, в котором гипсмагнезиальную массу смешивают с 1,1-1,3-кратным избытком твердого сульфата аммония в течение 1,52 ч, прибавляют воду, нагревают до кипения и фильтруют. Процесс проводят при повышенной температуре 80-100°C (Авт.св. № 1724576, 5C01F 5/40).There is a known method for producing a concentrated solution of magnesium sulfate, in which the gypsum magnesium mass is mixed with a 1.1-1.3-fold excess of solid ammonium sulfate for 1.52 hours, water is added, heated to a boil and filtered. The process is carried out at elevated temperatures of 80-100°C (Auth. St. No. 1724576, 5C01F 5/40).

Недостаток известного способа заключается в том, что избыток сульфата аммония по мере накопления в растворе приводит к выпадению в осадок аммошенита ((NH4)2SO4-MgSO4-6H2O) - двойной соли сульфата аммония и сульфата магния, усложняющего процесс фильтрования.The disadvantage of the known method is that excess ammonium sulfate, as it accumulates in the solution, leads to the precipitation of ammoshenite ((NH 4 ) 2 SO4-MgSO4-6H 2 O) - a double salt of ammonium sulfate and magnesium sulfate, which complicates the filtration process.

Известен способ получения сульфата магния и гипса, в котором водную суспензию доломита концентрацией 20-40 мас.% обрабатывают раствором серной кислоты с концентрацией 50-60 мас.%, содержащим 1-5 мас.% терефталевой кислоты, а затем раствором серной кислоты с концентрацией 93 мас.%. Разложение на первой стадии ведут отработанной кислотой, являющейся отходом производства химических волокон (патент Белоруссии 16420).There is a known method for producing magnesium sulfate and gypsum, in which an aqueous suspension of dolomite with a concentration of 20-40 wt.% is treated with a solution of sulfuric acid with a concentration of 50-60 wt.%, containing 1-5 wt.% terephthalic acid, and then with a solution of sulfuric acid with a concentration 93 wt.%. Decomposition at the first stage is carried out with spent acid, which is a waste product from the production of chemical fibers (Belarus patent 16420).

Известный способ решает задачу увеличения размера кристаллов гипса за счет введения терефталевой кислоты на первой стадии обработки доломита разбавленной серной кислотой. Однако в описании не представлены данные о степени разложения доломита и содержании массы сульфата магния в готовом продукте, а также отсутствует указание расхода серной кислоты.The known method solves the problem of increasing the size of gypsum crystals by introducing terephthalic acid at the first stage of treating dolomite with dilute sulfuric acid. However, the description does not provide data on the degree of decomposition of dolomite and the mass content of magnesium sulfate in the finished product, and there is also no indication of the consumption of sulfuric acid.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения сульфата магния, включающий приготовление суспензии доломита смешением с 25%-ым водным раствором MgSO4, 7H2O, сернокислотное разложение суспензии при температуре 70-80°C, последующее горячее фильтрованием осадка при температуре не менее 60°C и трехкратную промывку осадка горячей водой с температурой не менее 60°C, охлаждением раствора сульфата магния до 20-25°C и кристаллизацией. В процессе использована 92% серная кислота, норма расхода серной кислоты 78-86% от стехиометрии (получение водорастворимого удобрения-сульфата магния из доломита*. Труды БГТУ, 2016, № 3, с. 60-68). Основные показатели процесса: коэффициент разложения 80-96,6% при различной норме расхода кислоты, коэффициент отмывки гипса 97,0-98,4%; рН фильтра 2,5-4,0. Получен раствор сульфата магния с массовой долей 30, массовая доля сульфата магния после сушки 48,3%.The closest in technical essence is the method of producing magnesium sulfate, which includes preparing a suspension of dolomite by mixing with a 25% aqueous solution of MgSO 4 , 7H 2 O, sulfuric acid decomposition of the suspension at a temperature of 70-80 ° C, followed by hot filtering of the precipitate at a temperature of at least 60 °C and washing the precipitate three times with hot water at a temperature of at least 60°C, cooling the magnesium sulfate solution to 20-25°C and crystallization. The process uses 92% sulfuric acid, the consumption rate of sulfuric acid is 78-86% of the stoichiometry (production of water-soluble fertilizer-magnesium sulfate from dolomite*. Proceedings of BSTU, 2016, No. 3, pp. 60-68). Main process indicators: decomposition coefficient 80-96.6% at different acid consumption rates, gypsum washing coefficient 97.0-98.4%; Filter pH 2.5-4.0. A solution of magnesium sulfate with a mass fraction of 30 was obtained; the mass fraction of magnesium sulfate after drying was 48.3%.

Недостатком способа является большой расход концентрированной серной кислоты.The disadvantage of this method is the high consumption of concentrated sulfuric acid.

Задача изобретения заключается в разработке способа получения сульфата магния, обеспечивающего снижение расхода концентрированной серной кислоты с сохранением высокой степени разложения сырья.The objective of the invention is to develop a method for producing magnesium sulfate that reduces the consumption of concentrated sulfuric acid while maintaining a high degree of decomposition of the raw material.

Поставленная задача достигается предлагаемым способом получения сульфата магния, который включает приготовление суспензии доломита в 40% растворе сульфата аммония, взятого из расчета содержания в растворе сульфат-ионов 60% нормы расхода от стехиометрической, последующее разложение доломита 95% серной кислоты, взятой в количестве 40% нормы от стехиометрической при температуре 70-80°C в течение 120-180 мин, фильтрацию полученной суспензии, кристаллизацию и сушку.The goal is achieved by the proposed method for producing magnesium sulfate, which includes preparing a suspension of dolomite in a 40% solution of ammonium sulfate, taken at the rate of the content of sulfate ions in the solution of 60% of the stoichiometric consumption rate, subsequent decomposition of dolomite with 95% sulfuric acid, taken in an amount of 40%. norms from stoichiometric at a temperature of 70-80°C for 120-180 minutes, filtration of the resulting suspension, crystallization and drying.

Новизной изобретения является предварительное приготовление суспензии доломита в 40% растворе сульфата аммония с 60% нормой от стехиометрии, а также разложение доломита H2SO4 с нормой расхода 40%.The novelty of the invention is the preliminary preparation of a suspension of dolomite in a 40% solution of ammonium sulfate with a 60% rate of stoichiometry, as well as the decomposition of dolomite H 2 SO 4 with a consumption rate of 40%.

Для приготовления суспензии доломита использован 40% раствор сульфата аммония, отход Сумгаитского химического комбината с процесса получения сульфонола.To prepare a suspension of dolomite, a 40% solution of ammonium sulfate was used, a waste product from the Sumgait Chemical Plant from the process of producing sulfonol.

Сырьем для получения сульфата магния является природный доломит месторождения Азербайджанской Республики, состав которого следующий: MgO - 19,5-20,59%, СаО - 28,5-29,6%, Fe2O3 - 0,51,73%, Al2O3 - 0,91-1,12%, SiO2 - 2,14-2,9%, в виде карбонатов: MgCO3 - 43,6%, CaCO3 - 54,08%.The raw material for the production of magnesium sulfate is natural dolomite from the deposit of the Republic of Azerbaijan, the composition of which is as follows: MgO - 19.5-20.59%, CaO - 28.5-29.6%, Fe 2 O 3 - 0.51.73%, Al 2 O 3 - 0.91-1.12%, SiO 2 - 2.14-2.9%, in the form of carbonates: MgCO 3 - 43.6%, CaCO 3 - 54.08%.

Для разложения доломита использована концентрированная серная кислота 95%, плотность 1,8348 (ГОСТ 2184-2013). Процесс осуществляют следующим образом.To decompose dolomite, concentrated sulfuric acid 95%, density 1.8348 (GOST 2184-2013) was used. The process is carried out as follows.

Лабораторный реактор объемом 1 л, снабженный системой подогрева и мешалкой, заполняют 40% раствором сульфата аммония в количестве, обеспечивающем присутствие сульфат-ионов с нормой расхода 60% от стехиометрической. При температуре 70-80°C в реактор в течение 5 мин при перемешива- 1 043475 нии добавляют расчетное количество доломитовой муки, затем для полного разложения доломита в реакционную смесь добавляют 95% серную кислоту с 40% нормой расхода от стехиометрии для полного разложения доломита. Перемешивание продолжают в течение 3 ч. После фильтрования суспензии полученный раствор кристаллизуют и выделяемые центрифугированием кристаллы MgSO4 сушат до влажности 3-5%.A laboratory reactor with a volume of 1 liter, equipped with a heating system and a stirrer, is filled with a 40% ammonium sulfate solution in an amount ensuring the presence of sulfate ions at a flow rate of 60% of the stoichiometric one. At a temperature of 70-80°C, the calculated amount of dolomite flour is added to the reactor for 5 minutes with stirring, then 95% sulfuric acid is added to the reaction mixture with 40% of the stoichiometry for complete decomposition of dolomite. Stirring is continued for 3 hours. After filtering the suspension, the resulting solution is crystallized and the MgSO 4 crystals released by centrifugation are dried to a moisture content of 3-5%.

Результаты исследования влияния температуры на разложение доломита сульфатом аммония показали, что максимальная степень разложения достигается при температуре 100°C. Однако процесс разложения при указанной температуре сопровождается сгущением суспензии, образующейся при разложении, вплоть до полной потери текучести. Введение дополнительного количества жидкой фазы для достижения требуемой текучести приводит к нарушению водного баланса и увеличению затрат на ее последующее удаление. В этой связи процесс был осуществлен в интервале температур 70-80°C.The results of a study of the effect of temperature on the decomposition of dolomite by ammonium sulfate showed that the maximum degree of decomposition is achieved at a temperature of 100°C. However, the decomposition process at this temperature is accompanied by thickening of the suspension formed during decomposition, up to a complete loss of fluidity. The introduction of an additional amount of liquid phase to achieve the required fluidity leads to an imbalance in the water balance and an increase in the costs of its subsequent removal. In this regard, the process was carried out in the temperature range of 70-80°C.

Пример 1.Example 1.

Лабораторный реактор объемом 1 л, снабженный системой подогрева и мешалкой, заполняют 79,2 г 40%-ого раствора сульфата аммония (60% от стехиометрической нормы) и нагревают до температуры 80°C. В реактор при перемешивании в течение 5 мин добавляют 37,94 доломитовой муки. По окончании добавления расчетного количества доломитовой муки в реакционную смесь добавляют 16,5 г или 10 мл серной кислоты (40% от стехиометрической нормы) с концентрацией 95% для полного разложения доломита. Перемешивание продолжают в течение 120 мин. После фильтрации суспензии полученный раствор кристаллизуют и выделенные центрифугированием кристаллы сушат до влажности 3-5%: степень разложения доломита составила 91,5%.A laboratory reactor with a volume of 1 liter, equipped with a heating system and a stirrer, is filled with 79.2 g of a 40% ammonium sulfate solution (60% of the stoichiometric norm) and heated to a temperature of 80°C. 37.94 dolomite flour is added to the reactor with stirring for 5 minutes. After adding the calculated amount of dolomite flour, 16.5 g or 10 ml of sulfuric acid (40% of the stoichiometric norm) with a concentration of 95% is added to the reaction mixture to completely decompose the dolomite. Stirring is continued for 120 minutes. After filtering the suspension, the resulting solution is crystallized and the crystals isolated by centrifugation are dried to a moisture content of 3-5%: the degree of dolomite decomposition was 91.5%.

Количество сульфата магния в жидкой фазе после разложения доломита составляет 26,3%.The amount of magnesium sulfate in the liquid phase after the decomposition of dolomite is 26.3%.

Пример 2.Example 2.

Способ осуществляют в условиях примера 1 при температуре 70°C. Степень разложения доломита составила 90,3%. Количество сульфата магния в жидкой фазе после разложения доломита составляет 25,8%.The method is carried out under the conditions of example 1 at a temperature of 70°C. The degree of dolomite decomposition was 90.3%. The amount of magnesium sulfate in the liquid phase after the decomposition of dolomite is 25.8%.

Пример 3.Example 3.

Способ осуществляют в условиях примера 1. После добавления серной кислоты перемешивание продолжали в течение 180 мин. Степень разложения доломита составила 96,1%.The method is carried out under the conditions of example 1. After adding sulfuric acid, stirring was continued for 180 minutes. The degree of dolomite decomposition was 96.1%.

Количество сульфата магния в жидкой фазе после разложения доломита составляет 30,1%.The amount of magnesium sulfate in the liquid phase after the decomposition of dolomite is 30.1%.

Изучение влияния времени разложения на степень разложения доломита определяли по результатам исследования, которое показало, что основное количество сырья разлагается первые 120 мин, обеспечивая максимальное разложение по истечении 180 мин, после которого суспензия загустевает до полной потери текучести. Это объясняется ростом и образованием частиц сульфата кальция, образующихся при разложении доломита, что делает невозможной дальнейшую переработку полученной суспензии. Таким образом, оптимальная продолжительность процесса составляет 120-180 мин. Влияние использованной нормы расхода сульфата аммония на результат процесса изучали в диапазоне 30-70% нормы расхода от стехиометрии. Результаты экспериментов представлены в таблице.The study of the effect of decomposition time on the degree of decomposition of dolomite was determined based on the results of a study that showed that the main amount of raw material decomposes in the first 120 minutes, providing maximum decomposition after 180 minutes, after which the suspension thickens until it completely loses fluidity. This is explained by the growth and formation of calcium sulfate particles formed during the decomposition of dolomite, which makes further processing of the resulting suspension impossible. Thus, the optimal duration of the process is 120-180 minutes. The influence of the used ammonium sulfate consumption rate on the process result was studied in the range of 30-70% of the consumption rate from stoichiometry. The results of the experiments are presented in the table.

Показатели процесса при температуре 80°CProcess performance at 80°C

Норма расхода (NH4)2SO4, масс. % 30 40 Consumption rate (NH4)2SO4, mass. % thirty 40 Норма расхода H2SO4 70 60 Consumption rate H2SO4 70 60 Степень разложения доломита, масс. % 120 мин ; 180 мин Degree of dolomite decomposition, mass. % 120 min; 180 min Содержание MgSO4 в растворе, масс. % MgSO4 content in solution, mass. % 120 мин 24,2 24,8 120 min 24.2 24.8 180 мин 28,4 28,7 180 min 28.4 28.7 88,1 88,4 88.1 88.4 93 ,2 93,9 93.2 93.9 50 50 50 50 90,3 90.3 95,7 95.7 25,4 25.4 29,2 29.2 60 60 40 40 91,5 91.5 96,1 96.1 26,3 26.3 30,1 30.1 70 70 30 thirty 88,9 88.9 ί 94,3 ί 94.3 24,7 24.7 28,9 28.9

Как показали результаты проведенных экспериментов, оптимальным соотношением нормы расхода сульфата аммония и 95% серной кислоты является 60:40 мас.%. При таком соотношении норм расхода в течение 180 мин при температуре 80°C степень разложения доломита достигла максимальное значение и составила 96,1% при содержании MgSO4 в растворе, равном 30,1%As the results of the experiments showed, the optimal ratio of the consumption rate of ammonium sulfate and 95% sulfuric acid is 60:40 wt.%. With this ratio of consumption rates for 180 minutes at a temperature of 80°C, the degree of decomposition of dolomite reached its maximum value and amounted to 96.1% with a MgSO 4 content in the solution of 30.1%

Выявленные условия процесса сернокислотного разложения доломита позволяют значительно сократить расход концентрированной серной кислоты, используя при этом отход 40% раствор (NH4)2SO4, являющегося отходом производства сульфонола.The identified conditions for the process of sulfuric acid decomposition of dolomite make it possible to significantly reduce the consumption of concentrated sulfuric acid, using a waste 40% solution of (NH 4 ) 2 SO 4 , which is a waste product from the production of sulfonol.

--

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения сульфата магния из доломита, включающий приготовление суспензии доломита в водном растворе сульфата, разложение суспензии доломита концентрированной серной кислотой при температуре 70-80°С, последующую фильтрацию суспензии, кристаллизацию и сушку, отличающийся тем, что для приготовления суспензии доломита используют сульфат аммония из расчета 60% от стехиометрии сульфат-иона, затем для полного разложения доломита добавляют концентрированную 95% серную кислоту из расчета 40% от стехиометрии в течение 120-180 мин.1. A method for producing magnesium sulfate from dolomite, including preparing a suspension of dolomite in an aqueous solution of sulfate, decomposition of the dolomite suspension with concentrated sulfuric acid at a temperature of 70-80°C, subsequent filtration of the suspension, crystallization and drying, characterized in that sulfate is used to prepare the dolomite suspension ammonium at the rate of 60% of the stoichiometry of the sulfate ion, then for complete decomposition of dolomite, concentrated 95% sulfuric acid is added at the rate of 40% of the stoichiometry for 120-180 minutes. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления суспензии доломита используют 40% раствор сульфата аммония, являющийся отходом производства сульфонола.2. The method according to claim 1, characterized in that a 40% solution of ammonium sulfate, which is a waste product from the production of sulfonol, is used to prepare a dolomite suspension. Евразийская патентная организация, ЕАПВEurasian Patent Organization, EAPO Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2Russia, 109012, Moscow, Maly Cherkassky lane, 2
EA202200064 2022-03-01 METHOD FOR OBTAINING MAGNESIUM SULPHATE FROM DOLOMITE EA043475B1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043475B1 true EA043475B1 (en) 2023-05-26

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201318973A (en) Magnesium sulphate
CN107473990A (en) A kind of urea phosphate mother liquor water soluble fertilizer and preparation method
RU2368567C1 (en) Method of obtaining edible ammonium phosphates
CN108439436A (en) A kind of preparation process of sulfuric acid monohydrate lithium
EA043475B1 (en) METHOD FOR OBTAINING MAGNESIUM SULPHATE FROM DOLOMITE
RU2739409C1 (en) Method of extracting rare-earth elements from phosphogypsum
RU2261222C1 (en) Method of production of monopotassium phosphate
US4113835A (en) Process for preparing pure synthetic calcium sulfate semihydrate
US3645677A (en) Production of gypsum
SU945076A1 (en) Process for purifying phosphogypsum
RU2104936C1 (en) Method for production of magnesium sulfate
SU1758002A1 (en) Method of producing concentrated solutions of magnesium sulfate from sea type brine
SU874625A1 (en) Method of producing glauber's salt
SU1542896A1 (en) Method of producing monoammonium phosphate
RU2166479C1 (en) Potassium sulfate production process
RU2183582C1 (en) Method of production of potassium hydrogen phosphate
SU1105466A1 (en) Method of obtaining sulfate potassium-magnesium salts
RU2361811C1 (en) Method of producing sodium tripolyphosphate
EA025605B1 (en) Polyhalite process for knoproduction
RU2166480C1 (en) Potassium sulfate production process
RU2243162C1 (en) Calcium nitrate crystal hydrate isolation method
RU2294895C1 (en) Carnallite preparation process
SU814861A1 (en) Method of producing reactive ammonium chloride
SU1428746A1 (en) Method of comprehensive processing of apatite-nephelite ores
RU2167815C1 (en) Method of preparing potassium sulfate