RU2818698C1 - Method of producing magnesium-ammonium phosphate from saponite sludge - Google Patents
Method of producing magnesium-ammonium phosphate from saponite sludge Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818698C1 RU2818698C1 RU2023123961A RU2023123961A RU2818698C1 RU 2818698 C1 RU2818698 C1 RU 2818698C1 RU 2023123961 A RU2023123961 A RU 2023123961A RU 2023123961 A RU2023123961 A RU 2023123961A RU 2818698 C1 RU2818698 C1 RU 2818698C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium
- saponite
- solution
- ammonium phosphate
- filtered
- Prior art date
Links
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate Chemical compound [NH4+].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O MXZRMHIULZDAKC-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010802 sludge Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 45
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 42
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 25
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 7
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 7
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 abstract 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 20
- MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K ferric hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Fe+3] MSNWSDPPULHLDL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 16
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 12
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 4
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 4
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N chromium iron nickel Chemical compound [Cr].[Fe].[Ni] BIJOYKCOMBZXAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии неорганических веществ, в частности к способам получения магнезиальных продуктов и может быть использовано в химической промышленности при получении фосфата магния из сапонитового глиняного шлама.The invention relates to the technology of inorganic substances, in particular to methods for producing magnesium products and can be used in the chemical industry for the production of magnesium phosphate from saponite clay slurry.
Известен способ получения оксида магния (патент РФ № 2078039, опубл. 1997.04.27) сущность способа заключается в том, что исходный магнезит растворяют в азотной кислоте и проводят обработку суспензии аммиаком при pH 5,8-6,0 для осаждения примесей. Далее осадок гидроксидного шлама отделяют от раствора, из которого осаждают гидроксид магния при pH 10,0-10,5. После отделения осадка проводят его отмывку таким образом, чтобы содержание кальция в гидроксиде магния на этой операции изменялось в пределах 0,03-0,25 мас.%.There is a known method for producing magnesium oxide (RF patent No. 2078039, published 1997.04.27). The essence of the method is that the original magnesite is dissolved in nitric acid and the suspension is treated with ammonia at pH 5.8-6.0 to precipitate impurities. Next, the hydroxide sludge sediment is separated from the solution, from which magnesium hydroxide is precipitated at pH 10.0-10.5. After separating the precipitate, it is washed in such a way that the calcium content in magnesium hydroxide during this operation changes within the range of 0.03-0.25 wt.%.
Недостатком данного способа является то, что азотная кислота в качестве экстрагента недостаточно хорошо растворяет магний, содержащийся в магнезите, а образовавшийся осадок примесей сам по себе является отходом этого производства.The disadvantage of this method is that nitric acid as an extractant does not dissolve magnesium contained in magnesite well enough, and the resulting precipitate of impurities is itself a waste of this production.
Известен способ комплексной переработки серпентинита (патент РФ № 2097322, опубл. 1997.11.27), серпентинит разлагают серной кислотой оптимальной концентрации 20-50%. На первой стадии получают осадок аморфного кремнезема двуокиси кремния и неразложившихся магнитных минералов. Эту смесь подвергают электромагнитной сепарации с выделением концентрата магнетита и хромита и чистой двуокиси кремния. Полученный фильтрат нейтрализуют до pH 7-8,5, при этом из него осаждаются гидроокислы металлов хром-никель-железистого состава. Из оставшегося фильтрата методом карбонизации получают карбонат магния, который прокаливанием переводят в окись магния. Из конечного раствора выпариванием получают сульфат натрия.There is a known method for complex processing of serpentinite (RF patent No. 2097322, publ. 1997.11.27), serpentinite is decomposed with sulfuric acid of an optimal concentration of 20-50%. In the first stage, a precipitate of amorphous silica, silicon dioxide and undecomposed magnetic minerals is obtained. This mixture is subjected to electromagnetic separation to isolate magnetite and chromite concentrate and pure silicon dioxide. The resulting filtrate is neutralized to pH 7-8.5, and metal hydroxides of chromium-nickel-iron composition are precipitated from it. From the remaining filtrate, magnesium carbonate is obtained by carbonization, which is converted to magnesium oxide by calcination. Sodium sulfate is obtained from the final solution by evaporation.
Недостатком способа является то, что не обеспечивается замкнутый цикл производства оксида магния, используемые в технологии серная кислота и гидроксид натрия необратимо расходуются и выводятся в виде сульфата натрия. Последующая экстракция кремнезема едкой щелочью и осаждение геля кремнекислоты соляной кислотой и хлористым аммонием повышает себестоимость готовой продукции. Выделение окиси магния также связано с многостадийностью процесса.The disadvantage of this method is that a closed cycle for the production of magnesium oxide is not ensured; the sulfuric acid and sodium hydroxide used in the technology are irreversibly consumed and excreted in the form of sodium sulfate. Subsequent extraction of silica with caustic alkali and precipitation of silicic acid gel with hydrochloric acid and ammonium chloride increases the cost of the finished product. The release of magnesium oxide is also associated with a multi-stage process.
Известен способ получения оксида магния из серпентинита по замкнутому циклу (авторское свидетельство СССР № 2011638, опубл. 1994.04.30), способ получения MgO из серпентинита заключается в том, что последний сплавляют с сульфатом аммония при 250-400°C. Продукт сплавления выщелачивают водой, после чего из полученного раствора сульфата магния удаляют примеси Ca, Fe, Ni, Co, Si, Ca и т. д. осаждением их в виде гидроксидов фракционной нейтрализацией. Осадок отделяют фильтрацией, а из фильтрата обработкой его аммиаком сначала осаждают Mg(OH)2 при pH 10,0 - 10,5, а затем при pH 11,0 - 11,5 карбонатом аммония осаждают карбонат магния. После этого оба осадка отмывают от сульфат-иона и подвергают термообработке при 750°С с получением оксида магния. При этом полученный на стадии осаждения Mg(OH)2 раствор (NH4)2SO4 упаривают, гранулируют и направляют на стадию спекания с серпентинитом, а выделившийся на этой стадии аммиак конденсируют и рециркулируют на стадию осаждения Mg(OH)2. Степень осаждения Mg(OH)2 составляет 98-100%.There is a known method for producing magnesium oxide from serpentinite in a closed cycle (USSR author's certificate No. 2011638, publ. 1994.04.30), the method for producing MgO from serpentinite is that the latter is fused with ammonium sulfate at 250-400°C. The fusion product is leached with water, after which impurities Ca, Fe, Ni, Co, Si, Ca, etc. are removed from the resulting solution of magnesium sulfate by precipitating them in the form of hydroxides by fractional neutralization. The precipitate is separated by filtration, and from the filtrate by treating it with ammonia, Mg(OH) 2 is first precipitated at pH 10.0 - 10.5, and then magnesium carbonate is precipitated at pH 11.0 - 11.5 with ammonium carbonate. After this, both precipitates are washed from the sulfate ion and subjected to heat treatment at 750°C to obtain magnesium oxide. In this case, the solution (NH 4 ) 2 SO 4 obtained at the Mg(OH) 2 precipitation stage is evaporated, granulated and sent to the sintering stage with serpentinite, and the ammonia released at this stage is condensed and recycled to the Mg(OH) 2 precipitation stage. The degree of Mg(OH) 2 precipitation is 98-100%.
Недостатком способа является большой расход энергоресурсов, связанный с большой массой материалов, обрабатываемых методом плавления: масса расплавляемого материала в 4-6 раз превосходит массу перерабатываемого серпентинита - продукт для плавления состоит как из серпентинита, так и сульфата аммония при соотношении весов от 1:3 до 1:5.The disadvantage of this method is the high consumption of energy resources associated with the large mass of materials processed by the melting method: the mass of the melted material is 4-6 times greater than the mass of the processed serpentinite - the product for melting consists of both serpentinite and ammonium sulfate with a weight ratio of 1:3 to 1:5.
Известен способ получения магния из кремнийсодержащих отходов (патент РФ № 2240369, опубл. 2004.11.20), способ получения магния из кремнийсодержащих отходов, включает измельчение отходов и разделение их на фракции, выщелачивание солянокислым раствором с получением хлормагниевой суспензии, разделение раствора и осадка, очистку и концентрирование раствора, многостадийное обезвоживание раствора с получением безводного хлормагниевого сырья для электролиза, электролиз с получением магния, хлора и электролита, конверсию хлора с получением хлорида водорода и направление его на стадии подготовки сырья для электролиза, возврат электролита на стадию подготовки сырья для электролиза. В предложенном способе кремнеземистый осадок после отделения раствора промывают от хлор-иона и подвергают термообработке, затем смешивают с восстановителем и обрабатывают хлором с получением тетрахлорида кремния. Термообработку и обработку хлором кремнеземистого осадка проводят в кипящем слое. Обработку хлором кремнеземистого осадка проводят в расплаве хлоридов щелочных металлов. Перед смешением с восстановителем кремнеземистый осадок подвергают магнитной и электростатической сепарации с получением кремнеземистого концентрата. В качестве восстановителя используют пековый или нефтяной кокс. Перед смешиванием с восстановителем кремнеземистый осадок измельчают до крупности менее 0,20 мм, обеспечивается снижение количества отходов, образующихся при получении магния, уменьшение загрязнения окружающей среды, получение из отходов нового товарного продукта - тетрахлорида кремния.There is a known method for obtaining magnesium from silicon-containing waste (RF patent No. 2240369, publ. 2004.11.20), a method for obtaining magnesium from silicon-containing waste, includes grinding the waste and separating it into fractions, leaching with hydrochloric acid solution to obtain a magnesium chloride suspension, separation of solution and sediment, purification and concentration of the solution, multi-stage dehydration of the solution to produce anhydrous magnesium chloride raw material for electrolysis, electrolysis to produce magnesium, chlorine and electrolyte, conversion of chlorine to produce hydrogen chloride and sending it to the stage of preparing raw materials for electrolysis, returning the electrolyte to the stage of preparing raw materials for electrolysis. In the proposed method, the siliceous precipitate, after separating the solution, is washed from the chlorine ion and subjected to heat treatment, then mixed with a reducing agent and treated with chlorine to obtain silicon tetrachloride. Heat treatment and chlorine treatment of the siliceous sediment is carried out in a fluidized bed. Treatment of siliceous sediment with chlorine is carried out in a melt of alkali metal chlorides. Before mixing with the reducing agent, the siliceous precipitate is subjected to magnetic and electrostatic separation to obtain a silica concentrate. Pitch or petroleum coke is used as a reducing agent. Before mixing with the reducing agent, the siliceous precipitate is crushed to a particle size of less than 0.20 mm, which reduces the amount of waste generated during the production of magnesium, reduces environmental pollution, and produces a new commercial product from waste - silicon tetrachloride.
Недостатком процесса является большое количество неиспользуемых отходов, так из 1000 кг кремнеземистых асбестовых отходов извлечено 208,4 кг магния, что составляет ~21%, остальное количество отходов - кремнеземистый осадок, содержащий, в основном, соединения кремния, магния, железа, никеля, кобальта, алюминия и др. - не утилизируется, т.е. направляется в хранилище твердых отходов, что загрязняет окружающую среду, использование отходов полидисперсного состава при наличии в них асбестового волокна приводит к ухудшению качества получаемых растворов хлорида магния, что приводит к усложнению процесса очистки раствора хлорида магния, т.к. при фильтрации ткань забивается асбестовыми волокнами.The disadvantage of the process is the large amount of unused waste, so from 1000 kg of siliceous asbestos waste, 208.4 kg of magnesium was extracted, which is ~21%, the rest of the waste is siliceous sediment containing mainly compounds of silicon, magnesium, iron, nickel, cobalt , aluminum, etc. - cannot be recycled, i.e. is sent to a solid waste storage facility, which pollutes the environment; the use of polydisperse waste in the presence of asbestos fiber leads to a deterioration in the quality of the resulting magnesium chloride solutions, which leads to a complication of the purification process of the magnesium chloride solution, because During filtration, the fabric becomes clogged with asbestos fibers.
Известен способ получения оксида магния (Лебедев В.А. Седых В.И. Металлургия магния. Учебное пособие Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2010. 174 с.), который осуществляется следующим способом: приготовление кислотно-солевого раствора, направляемого на выщелачивание серпентина, осуществляется в цикле очистки отходящих газов первой и второй стадии обезвоживания карналлита. Очистка газов от пыли и хлористого водорода проводится в аппаратах мокрой газоочистки с использованием в качестве абсорбента промывной воды. Полученный кислотно-солевой раствор с концентрацией НС1 15-16% поступает на выщелачивание. Окончательная очистка отходящих газов от хлора происходит путем поглощения его хлористым железом. Хлорное железо, образующееся в результате реакции, является исходным сырьем для получения пигментов на основе оксида железа. Перед выщелачиванием измельченный серпентинит подвергают классификации и магнитной сепарации, при этом для выщелачивания используют магнитную фракцию серпентинита, обогащенную железом и никелем. Выщелачивание серпентина кислотно-солевым раствором осуществляется в реакторах при температуре 90-105°C. Полученная в результате выщелачивания суспензия разделяется путем фильтрования на кислый раствор хлоридов и осадок аморфного кремнезема. Раствор передают на передел нейтрализации и очистки, а осадок аморфного кремнезема направляют на производство товарной продукции (жидкое стекло, тетрахлорид кремния, сорбенты, наполнители). Для нейтрализации соляной кислоты и осаждения примесей из раствора хлорида магния используется тонко дисперсный брусит Mg(OH)2. Полученная пульпа разделяется в отстойнике, сгущенная часть фильтруется. Раствор хлорида магния после концентрирования направляется на передел синтеза карналлита, а железоникелевый осадок после соответствующей подготовки может быть направлен в металлургическое производство. Концентрированный раствор MgCl2, подогретый до 110-115°С, поступает в реактор, в котором смешивается с гранулированным отработанным электролитом. Насыщенный раствор поступает в отстойник, в котором происходит очистка раствора от нерастворимых включений, поступивших с электролитом. Осветленный раствор подается на вакуумкристаллизационную установку, в которой происходит образование кристаллов карналлита. Охлажденная пульпа направляется на операции сгущения и фильтрации с получением синтетического карналлита, содержащего 31,8% MgCl2.There is a known method for producing magnesium oxide (Lebedev V.A. Sedykh V.I. Metallurgy of magnesium. Textbook Ekaterinburg: USTU-UPI, 2010. 174 p.), which is carried out in the following way: preparation of an acid-salt solution sent for leaching of serpentine, carried out in the exhaust gas purification cycle of the first and second stages of carnallite dehydration. Gas purification from dust and hydrogen chloride is carried out in wet gas cleaning apparatus using wash water as an absorbent. The resulting acid-salt solution with a HC1 concentration of 15-16% is sent for leaching. The final purification of exhaust gases from chlorine occurs by absorbing it with ferric chloride. Ferric chloride, formed as a result of the reaction, is the starting material for the production of pigments based on iron oxide. Before leaching, crushed serpentinite is subjected to classification and magnetic separation, and a magnetic fraction of serpentinite enriched in iron and nickel is used for leaching. Leaching of serpentine with an acid-salt solution is carried out in reactors at a temperature of 90-105°C. The resulting suspension is separated by filtration into an acidic solution of chlorides and a precipitate of amorphous silica. The solution is transferred to the neutralization and purification process, and the amorphous silica sediment is sent to the production of commercial products (liquid glass, silicon tetrachloride, sorbents, fillers). To neutralize hydrochloric acid and precipitate impurities from a solution of magnesium chloride, finely dispersed brucite Mg(OH) 2 is used. The resulting pulp is separated in a settling tank, and the thickened part is filtered. The magnesium chloride solution, after concentration, is sent to the carnallite synthesis stage, and the iron-nickel precipitate, after appropriate preparation, can be sent to metallurgical production. A concentrated solution of MgCl 2 , heated to 110-115°C, enters the reactor, in which it is mixed with granular waste electrolyte. The saturated solution enters the settling tank, in which the solution is purified from insoluble inclusions supplied with the electrolyte. The clarified solution is fed to a vacuum crystallization unit, in which carnallite crystals are formed. The cooled pulp is sent to thickening and filtration operations to produce synthetic carnallite containing 31.8% MgCl 2 .
Недостатком процесса является потребность в подготовке отходящих газов и последующего приготовления кислотно-солевого раствора, а также ввода хлорного железа для очистки отходящих газов от хлора. Использование технически сложного оборудования, необходимого для предварительных операций перед процедурой выщелачивания, таких как классификация и магнитная сепарация, при этом для выщелачивания используют магнитную фракцию серпентинита, обогащенную железом и никелем.The disadvantage of the process is the need for the preparation of exhaust gases and the subsequent preparation of an acid-salt solution, as well as the introduction of ferric chloride to purify the exhaust gases from chlorine. The use of technically sophisticated equipment required for preliminary operations before the leaching procedure, such as classification and magnetic separation, while the magnetic fraction of serpentinite enriched in iron and nickel is used for leaching.
Известен способ термического обогащения минерала сапонита и получение соединений магния (Умиров Ф.Э., Пирназаров Ф.Г., Умиров У.Ф., Темиров У.Ш. International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences. 2022. vol.3(4), p. 15-18), принятый за прототип, который осуществляется следующим способом, сапонитовый минерал в течение 2 часов обжигают при температуре 600-900°С, обожженный сапонитовый минерал обрабатывали соляной кислотой, далее к раствору хлоридов кальция и магния добавляли раствор дигидрофосфата аммония (NH4)H2PO4. Полученный раствор встряхивали при 80°С в течение 20 минут, полученный раствор охлаждали в естественных условиях до образования белого осадка магний-аммоний фосфата. There is a known method for thermal enrichment of the saponite mineral and the production of magnesium compounds (Umirov F.E., Pirnazarov F.G., Umirov U.F., Temirov U.Sh. International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences. 2022. vol.3(4 ), p. 15-18), adopted as a prototype, which is carried out in the following way, the saponite mineral is fired for 2 hours at a temperature of 600-900°C, the fired saponite mineral is treated with hydrochloric acid, then a solution of dihydrogen phosphate is added to the solution of calcium and magnesium chlorides. ammonium (NH 4 )H 2 PO 4 . The resulting solution was shaken at 80°C for 20 minutes, the resulting solution was cooled under natural conditions until a white precipitate of magnesium ammonium phosphate formed.
Недостатком процесса является предварительная термообработка сапонитового минерала, спекание сапонита приводит к уменьшению удельной поверхности глины на 20%, что существенно снизит активационный кислотный процесс на стадии перехода хлоридов кальция и магния в раствор.The disadvantage of the process is the preliminary heat treatment of the saponite mineral; sintering of the saponite leads to a decrease in the specific surface area of the clay by 20%, which will significantly reduce the activation acid process at the stage of transition of calcium and magnesium chlorides into solution.
Техническим результатом является получение магний-аммонийного фосфата выщелачиванием соляной кислотой из сапонитового шлама.The technical result is the production of magnesium ammonium phosphate by leaching with hydrochloric acid from saponite sludge.
Технический результат достигается тем, что в качестве исходного сырья используют сапонитовый мелкодисперсный глинопорошок, который при температуре от 95 до 105°С перемешивают в течение от 15 до 20 мин, далее полученную суспензию фильтруют с получением твердой фазы – осадка аморфного кремнезема, который направляют на производство жидкого стекла и жидкой фазы – кислого раствора хлоридов, который направляют на нейтрализацию аммиаком концентрацией 13% до достижения pH = 7, полученную пульпу направляют на фильтрование, с получением твердой фазы – железоникелевого осадка, который направляют на металлургическое производство и жидкой фазы – раствора хлорида магния, который при температуре от 105 до 115°С смешивают с 1М гидрофосфатом натрия, а затем фильтруют с получением твердой фазы – магнийаммонийного фосфата, которую используют в качестве добавки к тампонажным растворам, и жидкой фазы – соляного раствора, который направляют на очистку или выпаривание с получением хлорида натрия.The technical result is achieved by using finely dispersed saponite clay powder as the starting material, which is stirred at a temperature of 95 to 105°C for 15 to 20 minutes, then the resulting suspension is filtered to obtain a solid phase - a precipitate of amorphous silica, which is sent to production liquid glass and the liquid phase - an acidic solution of chlorides, which is sent for neutralization with ammonia with a concentration of 13% until pH = 7 is reached, the resulting pulp is sent for filtration, obtaining a solid phase - iron-nickel sediment, which is sent to metallurgical production and a liquid phase - a solution of magnesium chloride , which is mixed with 1 M sodium hydrogen phosphate at a temperature of 105 to 115 ° C, and then filtered to obtain a solid phase - magnesium ammonium phosphate, which is used as an additive to cement solutions, and a liquid phase - brine, which is sent for cleaning or evaporation with producing sodium chloride.
Способ получения магний-аммонийного фосфата из сапонитового шлама, поясняется следующими фигурами:The method for producing magnesium ammonium phosphate from saponite sludge is illustrated by the following figures:
Фиг. 1 – принципиальная схема способа получения магний-аммонийного фосфата;Fig. 1 – schematic diagram of the method for producing magnesium ammonium phosphate;
Фиг. 2 – график зависимости выхода аморфного кремнезёма от концентрации соляной кислоты;Fig. 2 – graph of the dependence of the yield of amorphous silica on the concentration of hydrochloric acid;
Фиг. 3 – график зависимости выхода гидроксида железа (III) от концентрации аммиака;Fig. 3 – graph of the dependence of the yield of iron (III) hydroxide on the concentration of ammonia;
Фиг. 4 – график зависимости выхода магний-аммонийного фосфата от концентрации гидрофосфата натрия.Fig. 4 – graph of the dependence of the yield of magnesium ammonium phosphate on the concentration of sodium hydrogen phosphate.
Способ осуществляется следующим образом. Исходное сырье представляет собой сапонитовый мелкодисперсный глинопорошок, исходным составом, масс.%: SiO2–52,3; MgO–22,12; Fe2O3–9,9 %; Al2O3 – 5,7; CaO – 4,6; прочее – 5,38. The method is carried out as follows. The initial raw material is saponite fine clay powder, initial composition, wt.%: SiO 2 –52.3; MgO–22.12; Fe 2 O 3 –9.9%; Al 2 O 3 – 5.7; CaO – 4.6; other – 5.38.
Исходное сырье загружается в реактор (фиг. 1), где при температуре от 95 до 105°С смешивается с 15% соляной кислотой в соотношении 1:4. После добавления раствора соляной кислоты происходит процесс перемешивания в течение от 15 до 20 мин. Далее полученная в результате выщелачивания суспензия разделяется путем фильтрования на кислый раствор хлоридов и осадок аморфного кремнезема. Осадок аморфного кремнезёма направляют на производство жидкого стекла, тетрахлорида кремния, сорбентов, наполнители. The feedstock is loaded into the reactor (Fig. 1), where at a temperature of 95 to 105°C it is mixed with 15% hydrochloric acid in a ratio of 1:4. After adding the hydrochloric acid solution, the stirring process occurs for 15 to 20 minutes. Next, the suspension obtained as a result of leaching is separated by filtration into an acidic solution of chlorides and a precipitate of amorphous silica. The amorphous silica sediment is used for the production of liquid glass, silicon tetrachloride, sorbents, and fillers.
Кислый раствор хлоридов направляется на нейтрализацию аммиаком концентрацией 13% в количестве от 40 до 45 мл для достижения pH = 7 в реактор, где происходит выпадение осадков гидроксидов железа и никеля. Полученную пульпу направляют на фильтрование с получением железо-никелевого осадка, который направляется на металлургическое производство и раствора хлорида магния. Раствор хлорида магния направляют в реактор, где при температуре от 105° до 115°С смешивают с 1М гидрофосфатом натрия в соотношении 1:2. Затем продукт смешения отправляют на фильтрацию с получением твердой фазы магний-аммонийного фосфата, которая используется в качестве добавки к тампонажным растворам, и жидкой фазы соляного раствора. Соляной раствор после фильтрации направляется на очистку или выпаривание с получением хлорида натрия. The acidic solution of chlorides is sent for neutralization with ammonia with a concentration of 13% in an amount of 40 to 45 ml to achieve pH = 7 into the reactor, where precipitation of iron and nickel hydroxides occurs. The resulting pulp is sent for filtration to obtain an iron-nickel precipitate, which is sent to metallurgical production and a solution of magnesium chloride. The magnesium chloride solution is sent to the reactor, where at a temperature of 105° to 115°C it is mixed with 1M sodium hydrogen phosphate in a ratio of 1:2. Then the mixing product is sent for filtration to obtain a solid phase of magnesium ammonium phosphate, which is used as an additive to cement slurries, and liquid phase of brine solution. The brine solution, after filtration, is sent for purification or evaporation to produce sodium chloride.
Способ поясняется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1. 5 грамм навески сапонитовой глинисто-пластичной массы обрабатывают 20 мл соляной кислоты 5% масс. при температуре от 90°С в течение 5 минут в реакторе с постоянным перемешиванием. Затем, полученная пульпа фильтруется на кислый раствор хлоридов и сгущенную массу аморфного кремнезема. Результаты обработки сапонита представлены в таблице 1. Выход аморфного кремнезёма составил 62%, фиг. 2. Протекание реакции затруднено ввиду низкой реакционной способности 1% соляной кислоты с сапонитом.Example 1. 5 grams of saponite clay-plastic mass is treated with 20 ml of hydrochloric acid 5% wt. at a temperature of 90°C for 5 minutes in a reactor with constant stirring. Then, the resulting pulp is filtered into an acidic solution of chlorides and a thickened mass of amorphous silica. The results of saponite processing are presented in Table 1. The yield of amorphous silica was 62%, Fig. 2. The reaction is difficult due to the low reactivity of 1% hydrochloric acid with saponite.
Таблица 1 – Результаты по выщелачиванию магний-аммонийного фосфата из сапонитаTable 1 - Results for leaching of magnesium ammonium phosphate from saponite
Пример 2. 5 грамм навески сапонитовой глинисто-пластичной массы обрабатывают 20 мл соляной кислоты 10% масс. при температуре 95°С в течение 10 минут в реакторе с постоянным перемешиванием. Затем, полученная пульпа фильтруется на кислый раствор хлоридов и сгущенную массу аморфного кремнезема. Результаты обработки сапонита представлены в таблице 1. Выход аморфного кремнезёма составил 79%, фиг. 2.Example 2. 5 grams of saponite clay-plastic mass is treated with 20 ml of hydrochloric acid 10% wt. at a temperature of 95°C for 10 minutes in a reactor with constant stirring. Then, the resulting pulp is filtered into an acidic solution of chlorides and a thickened mass of amorphous silica. The results of saponite processing are presented in Table 1. The yield of amorphous silica was 79%, Fig. 2.
Пример 3. 5 грамм навески сапонитовой глинисто-пластичной массы обрабатывают 20 мл соляной кислоты 15% масс. при температуре 100°С в течение 15 минут в реакторе с постоянным перемешиванием. Затем, полученная пульпа фильтруется на кислый раствор хлоридов и сгущенную массу аморфного кремнезема. Результаты обработки сапонита представлены в таблице 1. Выход аморфного кремнезёма составил 83%, фиг. 2.Example 3. 5 grams of saponite clay-plastic mass is treated with 20 ml of hydrochloric acid 15% wt. at a temperature of 100°C for 15 minutes in a reactor with constant stirring. Then, the resulting pulp is filtered into an acidic solution of chlorides and a thickened mass of amorphous silica. The results of saponite processing are presented in Table 1. The yield of amorphous silica was 83%, Fig. 2.
Пример 4. 5 грамм навески сапонитовой глинисто-пластичной массы обрабатывают 20 мл соляной кислоты 20% масс. при температуре от 105°С в течение 20 минут в реакторе с постоянным перемешиванием. Затем, полученная пульпа фильтруется на кислый раствор хлоридов и сгущенную массу аморфного кремнезема. Результаты обработки сапонита представлены в таблице 1. Выход аморфного кремнезёма составил 99%, фиг. 2.Example 4. 5 grams of saponite clay-plastic mass is treated with 20 ml of hydrochloric acid 20% wt. at a temperature of 105°C for 20 minutes in a reactor with constant stirring. Then, the resulting pulp is filtered into an acidic solution of chlorides and a thickened mass of amorphous silica. The results of saponite processing are presented in Table 1. The yield of amorphous silica was 99%, Fig. 2.
Пример 5. 5 грамм навески сапонитовой глинисто-пластичной массы обрабатывают 20 мл соляной кислоты 25% масс. при температуре 110°С в течение 25 минут в реакторе с постоянным перемешиванием. Затем, полученная пульпа фильтруется на кислый раствор хлоридов и сгущенную массу аморфного кремнезема. Результаты обработки сапонита представлены в таблице 1. Выход аморфного кремнезёма составил 99%, фиг.2.Example 5. 5 grams of saponite clay-plastic mass is treated with 20 ml of hydrochloric acid 25% wt. at a temperature of 110°C for 25 minutes in a reactor with constant stirring. Then, the resulting pulp is filtered into an acidic solution of chlorides and a thickened mass of amorphous silica. The results of processing saponite are presented in table 1. The yield of amorphous silica was 99%, Fig.2.
Пример 6. Отфильтрованную пульпу обрабатывают при постоянном перемешивании в течение 5 минут 40 мл раствора аммиака 3% масс. до достижения pH=7 в реакторе. Полученная суспензия фильтруется на нейтральный раствор хлорида магния и сгущенную массу гидроксида железа (III) Зависимость выхода гидроксида железа (III) представлена в таблице 1. Выход гидроксида железа (III) составил 51%, фиг. 3.Example 6. The filtered pulp is treated with constant stirring for 5 minutes with 40 ml of ammonia solution of 3% wt. until pH=7 is reached in the reactor. The resulting suspension is filtered into a neutral solution of magnesium chloride and a condensed mass of iron (III) hydroxide. The dependence of the yield of iron (III) hydroxide is presented in Table 1. The yield of iron (III) hydroxide was 51%, Fig. 3.
Пример 7. Отфильтрованную пульпу обрабатывают при постоянном перемешивании в течение 10 минут 40 мл раствора аммиака 5% масс. до достижения pH=7 в реакторе. Полученная суспензия фильтруется на нейтральный раствор хлорида магния и сгущенную массу гидроксида железа (III). Зависимость выхода гидроксида железа (III) представлена в таблице 1. Выход гидроксида железа (III) составил 59%, фиг.3.Example 7. The filtered pulp is treated with constant stirring for 10 minutes with 40 ml of ammonia solution of 5% wt. until pH=7 is reached in the reactor. The resulting suspension is filtered into a neutral solution of magnesium chloride and a condensed mass of iron (III) hydroxide. The dependence of the yield of iron (III) hydroxide is presented in table 1. The yield of iron (III) hydroxide was 59%, Fig.3.
Пример 8. Отфильтрованную пульпу обрабатывают при постоянном перемешивании в течение 15 минут 40 мл раствора аммиака 10% масс. до достижения pH=7 в реакторе. Полученная суспензия фильтруется на нейтральный раствор хлорида магния и сгущенную массу гидроксида железа (III). Зависимость выхода гидроксида железа (III) представлена в таблице 1. Выход гидроксида железа (III) составил 69%, фиг. 3.Example 8. The filtered pulp is treated with constant stirring for 15 minutes with 40 ml of ammonia solution of 10 wt%. until pH=7 is reached in the reactor. The resulting suspension is filtered into a neutral solution of magnesium chloride and a condensed mass of iron (III) hydroxide. The dependence of the yield of iron (III) hydroxide is presented in Table 1. The yield of iron (III) hydroxide was 69%, Fig. 3.
Пример 9. Отфильтрованную пульпу обрабатывают при постоянном перемешивании в течение 20 минут 40 мл раствора аммиака 13% масс. до достижения pH 7 в реакторе. Полученная суспензия фильтруется на нейтральный раствор хлорида магния и сгущенную массу гидроксида железа (III). Зависимость выхода гидроксида железа (III) представлена в таблице 1. Выход гидроксида железа (III) составил 87%, фиг. 3.Example 9. The filtered pulp is treated with constant stirring for 20 minutes with 40 ml of ammonia solution of 13 wt%. until pH 7 is reached in the reactor. The resulting suspension is filtered into a neutral solution of magnesium chloride and a condensed mass of iron (III) hydroxide. The dependence of the yield of iron (III) hydroxide is presented in Table 1. The yield of iron (III) hydroxide was 87%, Fig. 3.
Пример 10. Отфильтрованную пульпу обрабатывают при постоянном перемешивании в течение 25 минут 40 мл раствора аммиака 15% масс. до достижения pH = 7 в реакторе. Полученная суспензия фильтруется на нейтральный раствор хлорида магния и сгущенную массу гидроксида железа (III). Зависимость выхода гидроксида железа (III) представлена в таблице 1. Выход гидроксида железа (III) составил 85%, фиг. 3.Example 10. The filtered pulp is treated with constant stirring for 25 minutes with 40 ml of ammonia solution of 15 wt%. until pH = 7 is reached in the reactor. The resulting suspension is filtered into a neutral solution of magnesium chloride and a condensed mass of iron (III) hydroxide. The dependence of the yield of iron (III) hydroxide is presented in Table 1. The yield of iron (III) hydroxide was 85%, Fig. 3.
Пример 11. 50 мл раствора хлорида магния смешивают со 100 мл 0,1М гидрофосфатом натрия в реакторе при температуре 100°С и перемешивают в течение 5 минут. Полученная суспензия фильтруется на щелочной раствор хлорида натрия и сгущенную массу магний-аммонийного фосфата. Зависимость выхода магний-аммонийного фосфата представлена в таблице 1. Выход магний-аммонийного фосфата составил 35%, фиг. 4.Example 11: 50 ml of magnesium chloride solution is mixed with 100 ml of 0.1 M sodium hydrogen phosphate in a reactor at a temperature of 100°C and stirred for 5 minutes. The resulting suspension is filtered into an alkaline solution of sodium chloride and a thickened mass of magnesium ammonium phosphate. The dependence of the yield of magnesium ammonium phosphate is presented in Table 1. The yield of magnesium ammonium phosphate was 35%, Fig. 4.
Пример 12. 50 мл раствора хлорида магния смешивают со 100 мл 0,5М гидрофосфатом натрия в реакторе при температуре от 105°С и перемешивают в течение 10 минут. Полученная суспензия фильтруется на щелочной раствор хлорида натрия и сгущенную массу магний-аммонийного фосфата. Зависимость выхода магний-аммонийного фосфата представлена в таблице 1. Выход магний-аммонийного фосфата составил 47%, фиг. 4.Example 12. 50 ml of magnesium chloride solution is mixed with 100 ml of 0.5 M sodium hydrogen phosphate in a reactor at a temperature of 105 ° C and stirred for 10 minutes. The resulting suspension is filtered into an alkaline solution of sodium chloride and a thickened mass of magnesium ammonium phosphate. The dependence of the yield of magnesium ammonium phosphate is presented in Table 1. The yield of magnesium ammonium phosphate was 47%, Fig. 4.
Пример 13. 50 мл раствора хлорида магния смешивают со 100 мл 1М гидрофосфатом натрия в реакторе при температуре 110°С и перемешивают в течение 15 минут. Полученная суспензия фильтруется на щелочной раствор хлорида натрия и сгущенную массу магний-аммонийного фосфата Зависимость выхода магний-аммонийного фосфата представлена в таблице 1. Выход магний-аммонийного фосфата составил 61%, фиг. 4.Example 13: 50 ml of magnesium chloride solution is mixed with 100 ml of 1M sodium hydrogen phosphate in a reactor at a temperature of 110°C and stirred for 15 minutes. The resulting suspension is filtered into an alkaline solution of sodium chloride and a condensed mass of magnesium ammonium phosphate. The dependence of the yield of magnesium ammonium phosphate is presented in Table 1. The yield of magnesium ammonium phosphate was 61%, Fig. 4.
Пример 14. 50 мл раствора хлорида магния смешивают со 100 мл 1,5М гидрофосфатом натрия в реакторе при температуре 115°С и перемешивают в течение 20 минут. Полученная суспензия фильтруется на щелочной раствор хлорида натрия и сгущенную массу магний-аммонийного фосфата. Зависимость выхода магний-аммонийного фосфата представлена в таблице 1. Выход магний-аммонийного фосфата составил 78%, фиг. 4.Example 14: 50 ml of magnesium chloride solution is mixed with 100 ml of 1.5 M sodium hydrogen phosphate in a reactor at a temperature of 115°C and stirred for 20 minutes. The resulting suspension is filtered into an alkaline solution of sodium chloride and a thickened mass of magnesium ammonium phosphate. The dependence of the yield of magnesium ammonium phosphate is presented in Table 1. The yield of magnesium ammonium phosphate was 78%, Fig. 4.
Пример 15. 50 мл раствора хлорида магния смешивают со 100 мл 2М гидрофосфатом натрия в реакторе при температуре 120°С и перемешивают в течение 25 минут. Полученная суспензия фильтруется на щелочной раствор хлорида натрия и сгущенную массу магний-аммонийного фосфата. Зависимость выхода магний-аммонийного фосфата представлена в таблице 1. Выход магний-аммонийного фосфата составил 82%, фиг. 4.Example 15: 50 ml of magnesium chloride solution is mixed with 100 ml of 2M sodium hydrogen phosphate in a reactor at a temperature of 120°C and stirred for 25 minutes. The resulting suspension is filtered into an alkaline solution of sodium chloride and a thickened mass of magnesium ammonium phosphate. The dependence of the yield of magnesium ammonium phosphate is presented in Table 1. The yield of magnesium ammonium phosphate was 82%, Fig. 4.
Получение магния из сапонитовой глинисто-пластичной массы при обработке соляной кислотой концентрацией 1% при температуре от 90 до 105°С, при концентрации раствора аммиаком 3%, при обработке 0,1М гидрофосфатом натрия приводит к неполному растворению магния из сапонита и вследствие этого к незначительному выходу целевого продукта, а при получении магния из сапонита при обработке соляной кислотой концентрацией 20% при температуре 90-105°С, при концентрации раствора аммиаком 15%, при обработке 2,0М гидрофосфатом натрия вести не целесообразно ввиду отсутствия значительно влияния на выход целевого продукта.Obtaining magnesium from a saponite clay-plastic mass when treated with hydrochloric acid with a concentration of 1% at a temperature of 90 to 105°C, at a solution concentration of 3% ammonia, when treated with 0.1 M sodium hydrogen phosphate leads to incomplete dissolution of magnesium from the saponite and, as a result, to an insignificant yield of the target product, and when obtaining magnesium from saponite when treated with hydrochloric acid with a concentration of 20% at a temperature of 90-105 ° C, with a solution concentration of 15% ammonia, when treated with 2.0 M sodium hydrogen phosphate, it is not advisable due to the absence of a significant effect on the yield of the target product .
Предлагаемый способ получения магний-аммонийного фосфата из сапонитового шлама с использованием соляной кислоты концентрацией 15% при температуре от 90 до 105°С в течение 15 минут в реакторе с постоянным перемешиванием, при добавлении раствора аммиака концентрацией 15% и дальнейшей обработке 2М раствором гидрофосфата натрия позволит получать товарный продукт, магний-аммонийный фосфат из экологических отходов горнодобывающего предприятия с достижением выхода целевого продукта 90%.The proposed method for producing magnesium ammonium phosphate from saponite sludge using hydrochloric acid with a concentration of 15% at a temperature from 90 to 105°C for 15 minutes in a reactor with constant stirring, with the addition of an ammonia solution with a concentration of 15% and further processing with a 2M solution of sodium hydrogen phosphate will allow obtain a commercial product, magnesium ammonium phosphate, from environmental waste of a mining enterprise, achieving a yield of the target product of 90%.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2818698C1 true RU2818698C1 (en) | 2024-05-03 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU971831A1 (en) * | 1981-09-28 | 1982-11-07 | Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности | Process for producing magnesium-ammonium fertilizers |
RU2411223C1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-02-10 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Magnesium-phosphate compound fertiliser and production method thereof |
RU2716048C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-03-05 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Method of processing salt solution wastes containing a mixture of sulphates and nitrates of ammonium and sodium |
RU2775771C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-07-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for extraction of magnesium-ammonium-phosphate from wastewater |
EP3740455B1 (en) * | 2018-01-18 | 2022-10-26 | Cnp Cycles Gmbh | Method for recovering magnesium ammonium phosphate |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU971831A1 (en) * | 1981-09-28 | 1982-11-07 | Ленинградский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Основной Химической Промышленности | Process for producing magnesium-ammonium fertilizers |
RU2411223C1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-02-10 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Magnesium-phosphate compound fertiliser and production method thereof |
EP3740455B1 (en) * | 2018-01-18 | 2022-10-26 | Cnp Cycles Gmbh | Method for recovering magnesium ammonium phosphate |
RU2716048C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-03-05 | Акционерное общество "Газпромнефть - Омский НПЗ" (АО "Газпромнефть-ОНПЗ") | Method of processing salt solution wastes containing a mixture of sulphates and nitrates of ammonium and sodium |
RU2775771C1 (en) * | 2021-12-07 | 2022-07-08 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Method for extraction of magnesium-ammonium-phosphate from wastewater |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
УМИРОВ Ф.Э. и др. Термическое обогащение минерала сапонита и получение соединений магния, International Journal of Advanced Technology and natural Sciences, 2022, vol.3(4), p.15-18. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2633579C9 (en) | Methods of treating fly ash | |
RU2579843C2 (en) | Method of red mud processing | |
CN104445311B (en) | Poly-generation clean preparation method of high-content silicon dioxide fly ash | |
CN101734698B (en) | Method for preparing aluminum oxide from aluminiferous material | |
CN101348268B (en) | Two comprehensive methods of utilization of boron mud, giobertite and talc deposit for preparing magnesia and silicon dioxide | |
EP1097247B1 (en) | A method for isolation and production of magnesium based products | |
CN103950956B (en) | A kind of triphane concentrate Production By Sulfuric Acid Process Quilonum Retard technique | |
JP5702453B2 (en) | Process for treating slag for silica and magnesia extraction | |
US3338667A (en) | Recovery of silica, iron oxide and magnesium carbonate from the treatment of serpentine with ammonium bisulfate | |
CN112573549B (en) | Method for efficiently extracting spodumene | |
CN107406906A (en) | The method of gas washing in SA production magnesium compound and various accessory substances is used in HCl reclaims loop | |
WO2020028980A1 (en) | Production of fine grain magnesium oxide and fibrous amorphous silica from serpentinite mine tailings | |
CN114606387A (en) | Wet-process and pyrogenic-process combined comprehensive recovery method for arsenic-alkali residue | |
RU2535254C1 (en) | Method of complex processing of serpentine-chromite crude ore | |
RU2818698C1 (en) | Method of producing magnesium-ammonium phosphate from saponite sludge | |
RU2535690C2 (en) | Method of obtaining magnesium oxide | |
CN110606610B (en) | Method for circularly treating metal chloride waste liquid by ammonia process | |
US2567544A (en) | Process for the manufacture of sodium aluminum fluoride | |
RU2262544C1 (en) | Method of processing quartz leucoxene concentrate | |
RU2560802C1 (en) | Method of treating natural phosphate for extraction of rare-earth elements | |
RU2513652C2 (en) | Method of obtaining magnesium oxide | |
CN115087619B (en) | Method for preparing phosphoric acid and clinker processed calcium sulfate of quality suitable for commercial and industrial use | |
RU2820256C1 (en) | Method for processing synnyrite to obtain potassium fertilizers and alumina | |
RU2097322C1 (en) | Method for complex processing of serpentinite mineral | |
CN116534887A (en) | Production method for enriching and preparing calcium nitrate and magnesium carbonate by two-step ammonolysis phosphorite |