EA043475B1 - Способ получения сульфата магния из доломита - Google Patents
Способ получения сульфата магния из доломита Download PDFInfo
- 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
Links
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 43
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 title claims description 36
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 title claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 title claims description 22
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 title claims description 21
- HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J calcium;magnesium;dicarbonate Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J 0.000 title 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 16
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N sulfenic acid Chemical compound SO RVEZZJVBDQCTEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 claims 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 5
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical group [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
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.
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.
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).
Недостатком известного способа является использование концентрированной серной кислоты, низкий коэффициент использования магнезита, высокая энергоемкость процесса сушки разбавленных растворов сульфата магния.
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).
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.
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).
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.
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%.
Недостатком способа является большой расход концентрированной серной кислоты.
Задача изобретения заключается в разработке способа получения сульфата магния, обеспечивающего снижение расхода концентрированной серной кислоты с сохранением высокой степени разложения сырья.
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.
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%.
Для приготовления суспензии доломита использован 40% раствор сульфата аммония, отход Сумгаитского химического комбината с процесса получения сульфонола.
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%.
Для разложения доломита использована концентрированная серная кислота 95%, плотность 1,8348 (ГОСТ 2184-2013). Процесс осуществляют следующим образом.
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%.
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.
Пример 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%.
Количество сульфата магния в жидкой фазе после разложения доломита составляет 26,3%.
Пример 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%.
Пример 3.
Способ осуществляют в условиях примера 1. После добавления серной кислоты перемешивание продолжали в течение 180 мин. Степень разложения доломита составила 96,1%.
Количество сульфата магния в жидкой фазе после разложения доломита составляет 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.
Показатели процесса при температуре 80°C
| Норма расхода (NH4)2SO4, масс. % 30 40 | Норма расхода H2SO4 70 60 | Степень разложения доломита, масс. % 120 мин ; 180 мин | Содержание MgSO4 в растворе, масс. % | ||
| 120 мин 24,2 24,8 | 180 мин 28,4 28,7 | ||||
| 88,1 88,4 | 93 ,2 93,9 | ||||
| 50 | 50 | 90,3 | 95,7 | 25,4 | 29,2 |
| 60 | 40 | 91,5 | 96,1 | 26,3 | 30,1 |
| 70 | 30 | 88,9 | ί 94,3 | 24,7 | 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%
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.
-
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. 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.
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления суспензии доломита используют 40% раствор сульфата аммония, являющийся отходом производства сульфонола.Евразийская патентная организация, ЕАПВРоссия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA043475B1 true EA043475B1 (ru) | 2023-05-26 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201318973A (zh) | 硫酸鎂 | |
| CN107473990A (zh) | 一种磷酸脲母液水溶性肥料及制备方法 | |
| RU2368567C1 (ru) | Способ получения пищевых фосфатов аммония | |
| CN108439436A (zh) | 一种一水硫酸锂的制备工艺 | |
| EA043475B1 (ru) | Способ получения сульфата магния из доломита | |
| RU2739409C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса | |
| RU2261222C1 (ru) | Способ получения монокалийфосфата | |
| US4113835A (en) | Process for preparing pure synthetic calcium sulfate semihydrate | |
| US3645677A (en) | Production of gypsum | |
| SU945076A1 (ru) | Способ очистки фосфогипса | |
| RU2104936C1 (ru) | Способ получения сульфата магния | |
| SU1758002A1 (ru) | Способ получени концентрированных растворов сульфата магни из рассолов морского типа | |
| SU874625A1 (ru) | Способ получени глауберовой соли | |
| SU1542896A1 (ru) | Cпocoб пoлучehия mohoammohийфocфata | |
| RU2166479C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| RU2183582C1 (ru) | Способ получения калия фосфорно-кислого двузамещенного | |
| SU1105466A1 (ru) | Способ получени сульфатных калийно-магниевых солей | |
| RU2361811C1 (ru) | Способ получения триполифосфата натрия | |
| EA025605B1 (ru) | Полигалитный способ получения kno | |
| RU2166480C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
| RU2243162C1 (ru) | Способ выделения кристаллогидрата нитрата кальция | |
| RU2294895C1 (ru) | Способ получения карналлита | |
| SU814861A1 (ru) | Способ получени реактивного хлористогоАММОНи | |
| SU1428746A1 (ru) | Способ комплексной переработки апатитонефелиновых руд | |
| RU2167815C1 (ru) | Способ получения сульфата калия |