Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie zwiazków magnezu z odpadów odlewniczych, zwlaszcza zgarów magnezowych. Zwiazki te znajduja zastosowanie jako nawozy mineralne, zwlaszcza dla potrzeb ogrodnictwa i sadownictwa, oraz jako produkty wyjs¬ ciowe do otrzymywania substancji stosowanych w przemysle chemicznym, farmaceutycznym i pa¬ szowym.Zwiazki magnezu otrzymuje sie z rud magnezowych, dolomitowych i serpentynitowych oraz wód morskich. Z rud weglanowych otrzymuje sie magnez w postaci tlenkowej przez prazenie, a z rud serpentynitowych luguje sie magnez kwasami mineralnymi lub roztworami soli amonowych.Podczas lugowania kwasem siarkowym rud magnezowych stosuje sie zazwyczaj rozcienczone kwasy czyste lub odpadowe. Po usunieciu przechodzacych do roztworu metali ciezkich wytraca sie uwodniony siarczan magnezu lub po neutralizacji zasadowy weglan lub wodorotlenek magnezu.Z polskiego opisu patentowego nr 109 239 znany jest sposób otrzymywania niklu i siarczanu magnezu z serpentynitów i produktów ich wietrzenia, polegajacy na dwustopniowym przeciwpra- dowym i bezcisnieniowym lugowaniu zmielonego serpentynitu roztworem kwasu siarkowego o ste¬ zeniu dobranym w ten sposób, zeby ilosó uzytego kwasu siarkowego byla nizsza od ilosci ste- chiometrycznej niezbednej do rozpuszczenia magnezu, niklu, zelaza, glinu i wapnia, zawartych w serpentynicie. Roztwór po lugowaniu dwukrotnie neutralizuje sie tlenkiem magnezu lub tlen¬ kiem wapnia, otrzymuje sie osad stanowiacy koncentrat niklu i nastepnie z roztworu na drodze krystalizacji otrzymuje sie siarczan magnezu.Z polekiego opisu patentowego nr 138 041 znany jest sposób wytwarzania preparatów magne¬ zowych, zwlaszcza dla rolnictwa, z odpadowego stopu magnezowego, który roztwarza sie w kwa¬ sach mineralnych lub organicznych o stezeniu minimum 1* przy pH » 1-3, a nastepnie zadaje roz¬ tworem wodorotlenku lub weglanu metalu alkalicznego do pH » 11-12. Powstale osady suszy sie, ewentualnie takze prazy w temperaturze 873-973 K. Otrzymuje sie preparaty stanowiace miesza-2 145 226 nlny skladajace sie z tlenku magnezu, zasadowego weglanu magnezu lub tlenku magnezuf zawie¬ rajacego do 4056 masowych azotku magnezu, lub mieszaniny tych trzech zwiazków, zawierajace ponadto glin, mangan , zelazo, ewentualnie bar, miedz, molibden.Z polskiego opisu patentowego nr 134 806 znany jest sposób utylizacji odpadów metalicz¬ nego magnezu i jego stopów polegajacy na kontaktowaniu z roztworem o pH od 1 do 7 zawiera¬ jacym cynk w ilosci 0,1-70 g/l oraz korzystnie jony magnezu* Reakcje prowadzi sie w tempe¬ raturze 288-333 K. Powstaly w procesie gabczasty cementat magnezowo-cynkowy oddziela sie od roztworu. Produkt ten ze wzgledu na bardzo rozwinieta powierzchnie moze sluzyc zamiast pylu cynkowego do czyszczenia elektrolitu cynkowego.Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie zwiazków magnezu przez lugowanie surowca kwasem siarkowym w podwyzszonej temperaturze, z koncowym rozdzialem faz znanymi metodami* Istota wynalazku polega na tym, ze jako surowców uzywa sie nieklasyfiko- wane zgary magnezowe powstajace przy produkcji stopów magnezowych, skladajace sie z frak¬ cji metalicznej zawierajacej okolo 9Q£ masowych magnezu, okolo 10% masowych dodatków, w któ¬ rych znajduje sie okolo 9% masowych glinu i cynku i okolo 0,5% masowych domieszek innych me¬ tali oraz z frakcji niemetalicznej stanowiacej tlenki metali frakcji metalicznej, a ponadto prazony magnezyt zmieszane w stosunku masowym 9/1-1/9 i prowadzi lugowanie podczas miesza¬ nia. Po osiagnieciu pH pulpy w granicach 4-9 przepuszcza sie przez nia sprezone powietrze.Istota wynalazku polega takze na tym, ze wymienione zgary magnezowe miesza sie z nieprazo- nym magnezytem, którego stosuje sie nie mniej niz 2$ masowych najkorzystniej 10-20% masowych w stosunku do zgarów, prowadzac proces rSwniez podczas mieszania. Po ustaniu wydzielania sie gazów i osiagnieciu przez pulpe pH w granicach 4-9 przepuszcza sie przez nia sprezone powietrze. Korzystne jest w obu przypadkach dodawanie do pulpy soli amonowych, zwlaszcza siarczanu amonowego lub salmiaku, które wprowadza sie z kwasem siarkowym lub z surowcami sypkimi, gdy pH pulpy wynosi od 5 do 7* Korzystne jest takze dobranie liczby jonów siarcza¬ nowych w granicach 40-80% ilosci stechiometrycznej, obliczonej w stosunku do jonów metali zawartych w surowcach.Sposoby wedlug wynalazku pozwalaja na otrzymywanie rozpuszczalnych w wodzie zwiazków magnezu z duza wydajnoscia, wolnych od zanieczyszczen zwiazkami glinu i zelaza. Uzyskane to zostalo dzieki skojarzeniu dwóch zródel surowcowych, zgarów magnezowych z prazonym lub nieprazonym magnezytem, które w jednoetapowym procesie zapewniaja otrzymanie czystego pro¬ duktu z wyeliminowaniem niebezpieczenstwa tworzenia sie mieszaniny wybuchowej wydzielaja¬ cego sie wodoru z powietrzem atmosferycznym, dzieki równoczesnemu wydzielaniu sie dwutlenku wegla podczas lugowania kwasem siarkowym dobranej ilosci prazonego lub nieprazonego magne¬ zytu ze zgarami, który jako gaz znacznie ciezszy od wodoru i powietrza wypiera wodór z przes¬ trzeni wolnej reaktora, nie dopuszczajac równoczesnie do wejscia do niej powietrza. Dzieki wprowadzeniu do mieszaniny reakcyjnej soli amonowych wytracanie sie wodorotlenku glinu jest calkowite, a osad dobrze sie filtruje, zas wskutek mieszania pulpy sprezonym powie¬ trzem powstaje osad wodorotlenku trójwartoscipwego zelaza. W warunkach dobranego pH pulpy oba zwiazki maja postac dobrze oddzielajacego sie osadu, bedacego odpadem, od lugu pokrys- talicznego, stanowiacego dalszy pólprodukt. Zwiazki wytwarzane sposobem wedlug wynalazku przeznaczone sa na nawozy mineralne dla potrzeb rolnictwa, sadownictwa i ogrodnictwa, oraz po poddaniu dalszej obróbce, przez oczyszczenie, jako skladniki leków w przemysle farma¬ ceutycznym i jako odczynniki w. przemysle chemicznym, zas po poddaniu dehydroksylacji do siarczanu jednowodnego - jako dodatek do pasz.Sposoby wedlug wynalazku umozliwiaja przeróbke odpadów przemyslowych powstajacych w od¬ lewniach metali lekkich-, odpadów które normalnie kierowane sa na haldy, stanowiace ponadto zagrozenie dla naturalnego srodowiska ze wzgledu na wydzielanie przez nie amoniaku pod wplywem wilgoci. Poniewaz odpady przemyslowe powstajace w odlewniach metali lekkich zawie¬ raja do 20% masowych frakcji metalicznej i co najmniej 80% masowych frakcji sypkiej majacej145 226 3 okolo 30% masowych magnezu, korzyetne staje sie zagospodarowanie szkodliwego odpadu i uczy¬ nienie zen surowca, jak to ma miejsce w sposobach wedlug wynalazku* Wprowadzenie drugiego surowca w postaci prazonego lub nieprazonego magnezytu nie tylko wzbogaca powstajacy produkt w zwiazki magnezu bez powstawania produktów ubocznych, lecz lacznie z dodatkiem soli aniono¬ wych stwarza takze warunki dla procesów wiazania glinu i zelaza w postac korzystnie filtru¬ jacego sie osadu, w którym znajduja sie te niepozadane dla produktu metale.Wytwarzanie zwiazków magnezu sposobami wedlug wynalazku, zwlaszcza przy dodawaniu magne¬ zytu nieprazonego jest w porównaniu do znanych sposobów procesem bardzo nisko energochlon¬ nym, poniewaz surowce uzywane sa bez wstepnych obróbek termicznych* Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania* Przyklad I* Do reaktora wprowadza sie 19818 kg 15% kwasu siarkowego z dodatkiem 500 kg siarczanu amonowego i ogrzewa sie do temperatury 373 K, a nastepnie podczas miesza¬ nia wprowadza sie porcjami 3000 kg uprzednio przygotowanej mieszaniny zgarów magnezowych, skladajacych sie z 17% masowych frakcji metalicznej gruboziarnistej zawierajacej 5,75% ma¬ sowych glinu i 0,6$ masowych zelaza, oraz z 83% masowych frakcji sypkiej utlenionej zawie¬ rajacej 30,12% masowych magnezu, 3,0% masowych glinu i 4,0% masowych zelaza zmieszanych z prazonym magnezytem w stosunku 2/1* Pulpe nadal miesza sie utrzymujac temperature 373 K az do osiagniecia pH - 7, a nastepnie przez dwie godziny prowadzi sie mieszanie sprezonym powietrzem* Nastepnie odflltrowuje sie na goraco osad wodorotlenków glinu i zelaza, który stanowi odpad produkcyjny* Filtrat odparowuje sie, a produkt suszy w temperaturze 378 K* Otrzymuje sie 6650 kg zwiazków magnezu, glównie w postaci siedmiowodnego siarczanu magnezu, wolnych od metali ciezkich o zawartosci 12% rozpuszczalnego w wodzie magnezu i 700 kg odpadu, w którym znajduje sie caly glin i Jbelazo zawarte w surowcach* Przyklad II* Do reaktora wprowadza sie 20737 kg 26% kwasu siarkowego i ogrzewa do temperatury 373 K, a nastepnie wprowadza porcjami podczas mieszania 4000 kg uprzednio przygotowanej mieszaniny zgarów magnezowych, skladajacych sie z 11% masowych frakcji meta¬ licznej zawierajacej obok magnezu 5,12% masowych glinu i 0,11% masowych zelaza i 89,0% masowych frakcji sypkiej utlenionej, zawierajacej 31,5% masowych magnezu, 23,0% masowych glinu i 0,9% masowych zelaza zmieszanych z prazonym magnezytem zawierajacym 40% magnezu w stosunku 1:1* Po zakonczeniu dozowania surowców sypkich pulpe miesza sie w temperaturze 373 K przez ozas okolo 1 godziny, a nastepnie kilkoma porcjami prazonego magnezu koryguje sie pH az do osiagniecia wartosci 9, po czym miesza sie pulpe sprezonym powietrzem przez czas 2 godzin* Po tym czasie oddziela sie osad przez filtrowanie na goraco, zas filtrat zageszcza sie przez odparowanie i suszy w temperaturze 278-385 K* Otrzymuje sie 1277,8 kg osadu wysuszonego, zawierajacego 99% glinu i 98,2% zelaza wprowadzonych z surowcami sypkimi oraz 7175 kg soli magnezowej, glównie w postaci siarczanu magnezu z dodatkiem wodorotlenku magnezu, zawierajacej ,16,98% rozpuszczalnego magnezu* Przyklad III* Do reaktora wprowadza sie 14812 kg 26% kwasu siarkowego, ogrzewa do 373 K i wprowadza porcjami 3000 kg uprzednio przygotowanej mieszaniny zgarów magnezowych 1 prazonego magnezytu przygotowanej wedlug przykladu I* Po godzinnym mieszaniu koryguje sie pH pulpy do wartosci 7 dodajac 125,75 kg prazonego magnezytu, a nastepnie dodaje 400 kg siarczanu amonu i przez 2 godziny pulpe miesza sie sprezonym powietrzem, utrzymujac tempe¬ rature 373 K* Osad oddziela sie przez odfiltrowanie na goraco i suszy, zas filtrat odparo¬ wuje sie i równiez suszy w temperaturze 378-383 K* Otrzymuje sie 937 kg osadu oraz 7850 kg soli magnezowej glównie w postaci siarczanu magnezu z dodatkiem wodorotlenku magnezu, za¬ wierajacej 14,42% rozpuszczalnego magnezu* Przyklad IV, Do reaktora wprowadza sie 23346 kg 15% kwasu siarkowego 1 ogrzewa do temperatury 373 K, a nastepnie podczas mieszania wprowadza sie porcjami 3000 kg uprzed¬ nio przygotowanej mieszaniny zgarów magnezowych, skladajacych sie z 17% masowych frakcji metalicznej gruboziarnistej zawierajacej 5,75% masowych glinu i 0,6% masowych zelaza oraz4 145 226 83% masowych frakcji sypkiej utlenionej9 zawierajacej 30,12% masowych magnezu, 3,0% masowych glinu i 4,0% masowych zelaza z nieprazonym magnezytem w stosunku 5 !• Dozowanie surowców prowadzi sie z taka wielkoscia i czestoscia poroji, aby wydzielanie sie gazów nie powodo¬ walo wysokiej piany.Po zakonczeniu dozowania dodaje sie do pulpy 500 kg siarczanu amonowego i nadal ja miesza, utrzymujac temperature 373 K9 do calkowitego zakonczenia wydzielania sie gazów, po czym przepuszcza sie przez pulpe sprezone powietrze przez czas 2 godzin* Kastepnie odflltrowuje sie na goraco osad wodorotlenków glinu i zelaza, który stanowi odpad produkcyjny, a filtrat odparowuje sie i suszy produkt w temperaturze 378 K. Otrzymuje sie 7280 kg zwiazków magnezu, glównie siarczanu magnezu z dodatkiem wodorotlenku magnezu, wolnych od glinu i zelaza, o zawartosci 1493% masowych rozpuszczalnego magnezu oraz 610 kg odpadu, w którym znajduje sie caly glin i zelazo zawarte w surowcach.Zastrzezenia patentowe 1* Sposób wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie zwiazków magnezu przez lugowanie surowca kwasem siarkowym w podwyzszonej temperaturze, z koncowym rozdzialem faz znanymi metodami, znamienny tym, ze jako surowców uzywa sie nleklasyfikowane zgary magnezowe ; powstajace przy produkcji stopów magnezowych, skladajace sie z frakcji metalicznej zawie¬ rajacej okolo 90% masowych magnezu, okolo 10% masowych dodatków, w których znajduje sie 9% masowych glinu i cynku 1 okolo 0,5% masowych domieszek innych metali, oraz z frakcji nie¬ metalicznej stanowiacej tlenki metali frakcji metalicznej, a ponadto prazony magnezyt zmieszane w stosunku masowym 9/1 - 1/9 i prowadzi lugowanie podczas mieszania, a po osiagnie¬ ciu pH pulpy w granicach 4*9 przepuszcza sie przez nia sprezone powietrze* 2* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze dobiera sie liczbe jonów siar¬ czanowych w granicach 40-80% ilosci stechiometrycznej obliczonej w stosunku do jonów metali zawartych w surowcach* 3« Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny t y m, ze do pulpy dodaje sie soli amo¬ nowych, najkorzystniej siarczanu amonowego lub aalmiaku, które wprowadza sie z kwasem siarkowym lub z surowcami sypkimi, gdy pH pulpy wynosi od 5 do 7* 4« Sposób wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie zwiazków magnezu przez lugowanie surowca kwasem siarkowym w podwyzszonej temperaturze, z koncowym rozdzialem faz znanymi metodami, znamienny tym, ze jako surowców uzywa sie nleklasyfikowane zgary magnezowe, powstajace przy produkcji stopów magnezowych, skladajace sie z frakcji metalicznej zawiera¬ jacej okolo 90% masowych magnezu, okolo 10% masowych dodatków, w których znajduje sie okolo 9% masowych glinu i cynku oraz z frakcji niemetalicznej stanowiacej tlenki metali frakcji metalicznej, a ponadto nieprazony magnezyt, który sie uzywa nie mniej niz 2% masowych najkorzystniej 10-20% masowych w stosunku do zgarów i prowadzi lugowanie podczas mieszania, zas po ustaleniu wydzielania sie gazów i osiagnieciu przez pulpe pH w granicach 4-9 prze¬ puszcza sie przez nia sprezone powietrze* 5* Sposób wedlug zastrz*4* znamienny t y m, ze dobiera sie liczbe jonów siar¬ czanowych w granicach 40-80% ilosci stechiometrycznej obliczonej w stosunku do jonów metali zawartych w surowcach* 6* Sposób wedlug zastrz. 49 znamienny t y m, ze do pulpy dodaje sie soli amo¬ nowych, najkorzystniej siarczanu amonowego lub salmlaku, które wprowadza sie z kwasem siarkowym lub z surowcami sypkimi, gdy pH pulpy wynosi od 5 do 7* Pracownia Pofigraficzna UP PRL. Naklad 100 egz Cena 220zl PL