UA119360C2 - Гідрометалургійний спосіб одержання чистого металевого магнію і різних побічних продуктів - Google Patents
Гідрометалургійний спосіб одержання чистого металевого магнію і різних побічних продуктів Download PDFInfo
- Publication number
- UA119360C2 UA119360C2 UAA201700516A UAA201700516A UA119360C2 UA 119360 C2 UA119360 C2 UA 119360C2 UA A201700516 A UAA201700516 A UA A201700516A UA A201700516 A UAA201700516 A UA A201700516A UA 119360 C2 UA119360 C2 UA 119360C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- magnesium
- magnesium chloride
- stage
- solution
- chloride solution
- Prior art date
Links
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 78
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims description 8
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 title 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 112
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 82
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 75
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 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 claims abstract description 35
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 62
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 23
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 208000005156 Dehydration Diseases 0.000 claims description 18
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims description 18
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 18
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 18
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 17
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 11
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical group [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 8
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 claims description 7
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical group [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010908 decantation Methods 0.000 claims description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M potassium chlorate Chemical compound [K+].[O-]Cl(=O)=O VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M sodium chlorite Chemical compound [Na+].[O-]Cl=O UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 229960002218 sodium chlorite Drugs 0.000 claims description 3
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000006148 magnetic separator Substances 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 241000287181 Sturnus vulgaris Species 0.000 claims 1
- 210000004268 dentin Anatomy 0.000 claims 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 17
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 2
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 13
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 12
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910020968 MoSi2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 229910052899 lizardite Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004045 organic chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- IBPRKWGSNXMCOI-UHFFFAOYSA-N trimagnesium;disilicate;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] IBPRKWGSNXMCOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910016006 MoSi Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052599 brucite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 2
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 2
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 2
- WALYXZANOBBHCI-UHFFFAOYSA-K magnesium sodium trichloride hydrate Chemical compound O.[Cl-].[Na+].[Mg+2].[Cl-].[Cl-] WALYXZANOBBHCI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000202943 Hernandia sonora Species 0.000 description 1
- 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 description 1
- 206010051602 Laziness Diseases 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910052898 antigorite Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 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
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004687 hexahydrates Chemical class 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- MHKWSJBPFXBFMX-UHFFFAOYSA-N iron magnesium Chemical compound [Mg].[Fe] MHKWSJBPFXBFMX-UHFFFAOYSA-N 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
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 1
- 150000002680 magnesium Chemical class 0.000 description 1
- 229910001607 magnesium mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/02—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of light metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/20—Obtaining alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/22—Obtaining magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
- C01F11/462—Sulfates of Sr or Ba
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F5/00—Compounds of magnesium
- C01F5/26—Magnesium halides
- C01F5/30—Chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F5/00—Compounds of magnesium
- C01F5/26—Magnesium halides
- C01F5/30—Chlorides
- C01F5/32—Preparation of anhydrous magnesium chloride by chlorinating magnesium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/003—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G53/00—Compounds of nickel
- C01G53/04—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B15/00—Other processes for the manufacture of iron from iron compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0407—Leaching processes
- C22B23/0415—Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
- C22B23/0423—Halogenated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0453—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0453—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B23/0461—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods
- C22B23/0469—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical methods by chemical substitution, e.g. by cementation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/04—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
- C22B3/06—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
- C22B3/10—Hydrochloric acid, other halogenated acids or salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/22—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/44—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/04—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
- C25C7/025—Electrodes; Connections thereof used in cells for the electrolysis of melts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Даний винахід стосується способу одержання металевого магнію з магнієвмісних руд з використанням серпентину. Описаний тут спосіб полягає в цілому в підготовці і класифікації мінералу з наступним вилуговуванням розведеною соляною кислотою. Суспензію фільтрують і дістають невилугувану частину, що містить аморфний кремнезем. Розчин, що залишився, нейтралізують і очищають шляхом хімічного осадження неактивованим і активованим серпентином. Також дістають нікель шляхом осадження при більш високому рН. Фінальна стадія нейтралізації й очищення розчину хлориду магнію шляхом осадження дозволяє виключити будь-які сліди домішок, що залишилися. Очищений розчин хлориду магнію випарюють до насичення і виділяють MgCl2∙6H2O шляхом кристалізації в кислому середовищі. Отриману сіль дегідратують, і наступний електроліз безводного хлориду магнію дає чистий металевий магній і соляну кислоту.
Description
РОЗМЕЛЮ-| |МАГНІТНА| дЕМАГгНІтНИй | ВИПАЛЮ-
ВАННЯ ЕПАРАЦІЯ! СЕРПЕНТИН ВАННЯ й 1 2 6509С
АГНІТНИЙ окисник
СЕРПЕНТИН
Моне
ВИЛУГОВУ- ФІЛЬТРА- ОСАДЖЕННЯ ВасСь
НІ ПРИ рН 3-4
РЕГЕНЕРА- ВІДДІ- ОСАДЖЕ- | ЮсСАДЖЕННЯ| ФІЛЬТРАЦІЯ ція нНсі | ЄеРПЕНтИНІЗ ЛЕННЯ |- ННЯ »| ПРИ рН 7-8 РОЗСОЛУ
МЕТАЛЕВИЙ ЗАЛИШКАМИ 6 НІКЕЛЮ 7 8 9
Мо ЗАЛІЗА НЮхНОЦ)
ДРУГА ПЕРША РИСТАЛІЗАЦІЯ ло и чо
ЕЛЕКТРОЛІЗ І ГІДРАТАЦІД ДЕГІДРАТАЦІЇ "м ВАННЯ п о Неца шк НСїхНоЮ (й) УСТАНОВКА й
НС (г . : РОЗЧИН НСІ : Фіг. І
Галузь техніки
ІО00О1| Даний винахід стосується одержання металевого магнію і різних побічних продуктів з магнієвмісних руд.
Рівень техніки
Ї0002| Магній є восьмим по поширеності елементом у земній корі. Цей легкий метал застосовують у багатьох сферах, і нещодавні зміни в нормах викидів в автомобільній промисловості привели до нового підвищення попиту на нього. 0003) Більше 7595 виробництва первинного магнію одержують у даний час термічним способом, що створює великі екологічні проблеми і споживає багато енергії. Застосовується також електролітичний метод одержання, що звичайно здійснюють шляхом електролізу солі з морської води або Мертвого моря. Солі Мертвого моря звичайно містять менше 3,5 95 магнію.
І0004| Одна зі складностей, пов'язаних з використанням солей, полягає у виділенні хлориду магнію з іншої сировини, щоб одержати чисто магнієву сіль, яку можна вводити, наприклад, у електролізер.
ЇО0О5| Розробка великих родовищ серпентину для азбестового волокна в останні десятиліття створила величезні кількості хвостів. Ця руда складається більше ніж на 90 95 із серпентину (відомого також як гідроксисилікат магнію-заліза), головним чином у вигляді лізардиту МазбігО5(ОН)« з меншою кількістю антигориту (Мо, Ее)з5ігО5(ОН)., бруситу МО(ОН)», магнетиту РезбОх, аваруїту МівЕєз, слідів хроміту Ре(Стг, Бе)2О5 і багатої на хром шпінелі (Ст, Ге,
АЇ, Ма)зОх. 0006) Азбестові хвости містять 23-27 95 магнію і можуть бути перероблені для одержання чистого магнію. Вони також містять близько 38 95 5іО»2, 1-6 95 Еє, 0,2-0,395 АЇ ї 0,1-0,2 90 МІ.
Присутні також і інші елементи в слідових кількостях.
І0007| Для магнієвмісних руд було розроблено кілька гідрометалургійних і електролітичних способів, але жоден з цих способів дотепер не впроваджений у виробництво через складні режими роботи. Як правило, одержуваний хлорид магнію усе ще містить значні кількості домішок, які необхідно видалити, щоб його можна було розглядати як сировину для одержання магнію електролізом. Ці домішки можуть привести до поганих характеристик електролізера й у результаті до низького виходу по струму. Крім того, єдиною метою цих способів є одержання
Зо хлориду магнію або металевого магнію на шкоду побічним продуктам, що мають комерційну цінність. 0008) У минулому пропонувався спосіб одержання розчину хлориду магнію з кременисто- магнієвих мінералів (патент 5 5091161). Цей спосіб включає вилуговування матеріалу розчином соляної кислоти при температурі, яка вища 50 "С. Величину рН підтримують нижче 1,5, щоб запобігти утворенню силікагелю. Вилуговування може здійснюватися в безперервному режимі. Величину рН вилуговувального розчину підвищують до 4,0-4,5 за допомогою оксиду магнію, щоб осадити основну масу домішок, після чого проводять розділення тверде-рідина, одержуючи очищений розчин хлориду магнію. Друга стадія очищення при рН 6,0-7,0 каустичною содою і газоподібним хлором дозволяє окиснити й осадити залізо і марганець, які залишилися.
Останню стадію очищення проводять у іонообмінній колоні, щоб видалити слідові кількості домішок, таких як нікель і бор. 0009) Аналогічно, УМО 2000/017408 пропонує спосіб одержання розчину хлориду магнію з магнієвмісних матеріалів, але з єдиною стадією відділення домішок. 00101) Ці способи являють собою істотний крок вперед у порівнянні з відомими раніше способами, але вони усе ще мають кілька недоліків. Наприклад, використання каустичної магнезії для видалення домішок заліза є дорогим і накладає важкий економічний тягар. Крім того, ці способи не дозволяють витягти кремнезем для майбутнього продажу, тому що він забруднений залізом і іншими домішками, у тому числі нікелем. Хоча ці способи містять стадії очищення, вони не дозволяють видалити деякої домішки, наприклад, сульфати. Відомо, що введення сульфату в електролізер викликає падіння ккд по струму через підвищення напруги.
ІЇ0011| Щоб видалити домішки заліза з розсолу хлориду магнію, пропонувалися способи гідролізу, такі як описані в ММО 2014/029031 ії УМО 2009/153321. Коротенько, розсіл спочатку концентрують і окиснюють, при цьому хлорид двовалентного заліза перетворюється в хлорид тривалентного заліза й оксидну форму. Хлорид тривалентного заліза пізніше гідролізують, утворюючи гематит і хлороводень. Наступні реакції описують стадії окиснення і гідролізу. бЕРесі»--3/20»2 -» 4РесСіз--ЕегОз
ЕесСіз-3/2Н2О -» ЗНСІнНТ/2БегОз 00121) Хоча при використанні цих способів можна домогтися діставання соляної кислоти і гематиту, їхнє застосування звичайне обмежене лугами, що містять тільки хлорид бо двовалентного/тривалентного заліза. Коли в розчині у великій кількості присутні інші хлориди,
наприклад, хлорид магнію, активність хлорид-іонів і протону звичайно схильна бути занадто високою, щоб дозволити належне функціонування. Такий спосіб буде працювати в лабораторії в періодичному режимі, але не в безперервному режимі, тому що концентрація хлориду магнію підвищується в порівнянні з концентрацією заліза, і потім розчин замерзає і стає твердим. Крім того, процес гідролізу проводять під тиском і при підвищеній температурі, близько 200 "С. Він вимагає дорогого обладнання і також споживає багато енергії. Крім того, гідроліз розсолу, що містить деяку кількість магнію, веде до поганої ефективності очищення від заліза.
Спостерігалися втрати приблизно 6-11 95 магнію при видаленні усього лише 62-70 95 заліза.
Таким чином, гідроліз не є селективним способом, і вимагаються додаткові стадії очищення.
Отже, цей спосіб не може бути економічно життєздатним для великих об'ємів. 0013) Щоб сконцентрувати розсіл хлориду магнію, одержуючи гідратну сіль, у даний час застосовують випарювання. Однак цей спосіб вимагає багато енергії і, отже, великих витрат. З цієї причини застосування випарювання повинне бути обмежене.
ЇО014| У той же час споживання електроенергії на заводах по одержанню магнію електролітичним способом визначається головним чином стадією електролізу через напругу розкладання Масі». Таким чином, це споживання значно впливає на собівартість виробництва і ренельність.
І0015)| У звичайному процесі електролізу магнію в сольовому розплаві вуглецеві аноди схильні розкладатися в результаті реакції з Сі», що виділяється, утворюючи хлорорганічні сполуки, які впливають на екологію. Скорочується також термін служби анода.
І0016| Відповідно, усе ще залишається потреба в глобально поліпшеному способі одержання металевого магнію з магнієвмісних руд, таких як азбестові хвости, і в поліпшенні загальної економічності завдяки утворенню цінних побічних продуктів, обмеженню закупівлі основи як хімічного реагенту, зниженню енергоспоживання й обмеженню викидів хлорорганічних сполук.
Суть винаходу
І0017| Відповідно до даного винаходу пропонується спосіб одержання металевого магнію з магнієвмісних руд, що включає стадії: (а) вилуговування магнієвмісних руд соляною кислотою
НС з одержанням суспензії, що містить хлорид магнію; (Б) фільтрація суспензії з одержанням
Зо розчину хлориду магнію і кремнеземного побічного продукту; (с) очищення розчину хлориду магнію шляхом підвищення рН додаванням нейтралізатора й окисника з одержанням розчину хлориду магнію; (4) відділення залишків заліза від розчину хлориду магнію; (е) діставання нікелю, що міститься в розчині хлориду магнію, шляхом підвищення вдруге рН додаванням основи і діставання багатої на нікель фракції фільтрацією; (Її) додавання окисника і підвищення рН розчину хлориду магнію втретє шляхом додавання основи й осадження металевих домішок, що залишилися; (9) додавання нейтральної солі в згаданий розчин хлориду магнію з осадженням сульфат-іонів зі згаданого розчину хлориду магнію і відділення металевих домішок і сульфатів від згаданого розчину хлориду магнію з одержанням чистого магнієвого розсолу; (п) випарювання води з магнієвого розсолу і діставання МаосСігбН2г2О шляхом кристалізації з використанням сухого газоподібного хлороводню; (ї) дегідратація МоСіІ»бН2гО з одержанням безводного хлориду магнію; і () електроліз безводного хлориду магнію в електролізері, що містить анод і катод, причому дістають металевий магній.
І0018) В одному варіанті здійснення магнієвмісні руди є серпентином. 0019) У додатковому варіанті здійснення серпентин є магнітним серпентином. 00201 В іншому варіанті здійснення магнітний серпентин являє собою неактивований і/або активований силікат магнію.
Ї0021| У ще одному варіанті здійснення нейтралізатором є щонайменше один з активованого і неактивованого серпентину.
І0022| В іншому варіанті здійснення активований силікат магнію одержують шляхом розмелювання серпентину до 250 мкм або менше, пропускання розмеленого серпентину через магнітний сепаратор і випалювання немагнітної фракції серпентину.
ІЇ0023| У ще одному варіанті здійснення спосіб додатково включає початкову стадію розмелювання магнієвмісних руд перед стадією (а) вилуговування.
І0024| У додатковому варіанті здійснення стадія (р) фільтрації суспензії є розділенням тверде-рідина. (0025) В іншому варіанті здійснення розділення тверде-рідина проводять у стрічковому пресі або фільтр-пресбі. 0026) У ще одному варіанті здійснення рН на стадії (с) підвищують між З і 4.
І0027| В іншому варіанті здійснення немагнітний серпентин активують шляхом випалювання.
(0028) В іншому варіанті здійснення окисник являє собою газоподібний хлор, хлорат натрію, хлорат калію, хлорит натрію, перекис водню, перманганат калію, молекулярний кисень, повітря або їхню суміш.
І0029| У наступному варіанті здійснення спосіб додатково включає стадію декантації розчину хлориду магнію для видалення залишків заліза.
І0030) В одному варіанті здійснення залишки заліза видаляють з розчину хлориду магнію щонайменше одним з декантації і центрифугування.
І0031) В іншому варіанті здійснення основа являє собою оксид магнію, гідроксид натрію, гідроксид калію або їхню суміш. 00321 В іншому варіанті здійснення багату на нікель фракцію дістають осадженням.
І0033| В іншому варіанті здійснення багату на нікель фракцію уловлюють на системі хелатоутворювальної смоли.
І0034| В одному варіанті здійснення система хелатоутворювальної смоли є хелатоутворювальною смолою ОЮМУЕХ "М Ма4195. 0035) В одному варіанті здійснення нейтральна сіль є хлоридом барію.
Ї0О36| У ще одному варіанті здійснення металеві домішки і сульфати відділяють розділенням тверде-рідина від згаданого магнієвого розсолу після стадій (б і (9).
І0037| В іншому варіанті здійснення стадію (ії) дегідратації проводять спочатку в сушарці з псевдозрідженим шаром.
І0038| В іншому варіанті здійснення водний хлорид магнію (МоСіг2Н2гО) додатково дегідратують вдруге у сушарці з псевдозрідженим шаром шляхом розпилення сухого газоподібного хлороводню, нагрітого до приблизно 45020.
І0039| В іншому варіанті здійснення електролізер містить розплавлений сольовий електроліт. 0040) У ще одному варіанті здійснення додатково дістають хлороводень на і/або після стадії ()).
І0041) В іншому варіанті здійснення вийнятий хлороводень перерозподіляють на стадії (а), (п) або (Її).
І0042| В іншому варіанті здійснення електролізер є монополярним або багатополярним
Зо електролізером. 0043) В іншому варіанті здійснення анод є пористим анодом. (0044) В іншому варіанті здійснення газоподібний водень подають у пористий анод по непористій трубі або каналу. 0045) В іншому варіанті здійснення в електролізер подають газоподібний водень. 0046) У ще одному варіанті здійснення хлороводень додатково дістають після стадії (|).
І0047| В іншому варіанті здійснення установка дегідратації дегідратує газоподібний НСІ, вийнятий на стадії (), одержуючи сухий газоподібний хлороводень, що повертають на стадії (а), (п) або (Її).
Короткий опис креслень 00481) Далі будуть описані прикладені креслення. 0049) фіг. 1 показує блок-схему способу одержання металевого магнію відповідно до одного варіанта здійснення.
І0ОО50) Фіг. 2 ілюструє вплив додавання серпентину на рН розчину.
І0О51| Фіг. З показує розчинення МОдСсСіг залежно від концентрації НСІ.
Детальний опис 0052) Запропонований спосіб одержання металевого магнію з магнієвмісних руд.
І0053) В одному варіанті здійснення магнієвмісні руди є серпентином.
Ї0054| Описуваний тут спосіб полягає в підготовці і класифікації мінералу з наступним вилуговуванням розведеною соляною кислотою. Невилугувану частину фільтрують і очищають розчин, що залишився, шляхом хімічного осадження неактивованим і активованим серпентином, щоб видалити залізо й інші домішки. Нерозчинену частину, таку як залізистий серпентин у суспензії, видаляють. Дістають також нікель шляхом осадження. Фінальна стадія нейтралізації й очищення розчину хлориду магнію шляхом осадження дозволяє виключити будь-які сліди залишкових домішок. Хлорид магнію в розчині кристалізують у кислому середовищі. МоСі»бНгО дегідратують, і наступний електроліз безводного хлориду магнію дає чистий металевий магній і соляну кислоту.
ЇОО55| Спосіб за даним винаходом може бути ефективний для обробки різних магнійсилікатних руд, таких як, наприклад, але не обмежуючись ними, лізардит, олівін, тальк, сепіоліт і серпентин або їхніх сумішей, які можуть використовуватися як вихідний матеріал.
0056) Описаний тут спосіб дозволяє витягати й одержувати металевий магній і різні побічні продукти з хвостів, таких як шахтні азбестові хвости, отримані після обробки магнієвмісних руд.
І0057| Як можна бачити з фіг. 1 і відповідно до одного варіанта здійснення, спосіб включає першу стадію підготовки вихідного матеріалу.
Підготовка (стадія 1) і магнітна сепарація (стадія 2)
І0О58)| Поруч із заводом серпентин з відвалів завантажують на вантажівки і доставляють на каменедробарки для механічної підготовки. 00591 Хвости і, зокрема, азбестові хвости, можна роздробити (розмелювання, стадія 1), щоб полегшити здійснення наступних стадій. Шахтні хвости подрібнюють, пропускаючи через сито 250 мкм. Магнітну частину роздробленого серпентину дістають шляхом магнітної сепарації (стадія 2) при низькій і, можливо, при високій напруженості для кращого виходу після діставання нікелю. Масова частка магнітної фракції для двох послідовних розділень вихідного матеріалу при густині магнітного потоку 1200 ї 17000 гауссів складає близько 40 95. Ця стадія дозволяє сконцентрувати нікель, зберігаючи високу процентну частку магнію у фракції.
ІЇ0060| Серпентинові хвости є основним магнійсилікатним матеріалом і містять змінну кількість бруситу. З цих причин вони розглядаються як нейтралізатор. Розчинення магнію в розчині соляної кислоти, такому як луг, відносно ефективне при рН менше 1, але гірше при високих значеннях рН. У цьому випадку для підвищення рН необхідна значна кількість матеріалу.
ІЇ0061| Серпентин, використовуваний для осадження, також піддається вилуговуванню шляхом розчинення кислотою, але це розчинення менш ефективне, тому що рН буде поступово підвищуватися. Первинна магнітна сепарація передбаченої тут фракції оптимізує діставання нікелю з руди в цілому і чинить позитивний економічний вплив на весь процес. (0062) У додатковому варіанті здійснення серпентин є магнітним серпентином.
І0063| В іншому варіанті здійснення магнітний серпентин являє собою неактивований і активований силікат магнію.
І0064| Випалювання серпентину впливає на характеристики розчинення магнію і дозволяє одержати кращий вихід у розрахунку на використаний матеріал. При випалюванні виділяється вода, приводячи до розупорядковування матеріалу. В інтервалі від 5752С до 7002С серпентин розпадається на активний оксид магнію і кремнезем. Ступінь активації змінюється відповідно до часу випалювання і розміру зерен матеріалу. Використання серпентину як нейтралізатора дозволяє збагатити розсіл магнієм і підвищити вихід отриманого металевого магнію. (0065) Для випалювання використовують залишкову немагнітну фракцію з процесу магнітної сепарації, а більш переважно - тонкоподрібнену, пропускаючи через сито 106 мкм. Активований серпентин уводять на стадію 5 як нейтралізатор, як пояснюється тут нижче. У наступній лиці приведена типовий склад серпентинових хвостів.
Таблиця 1
Елементарний склад серпентину, немагнітної і магнітної фракцій хвости магО | 09 | 013 | 00 | 022 | 028: тло» 1005 | 003 | бо | 006 | 007
ВПП: втрати при прожарюванні
Н/В:не визначено
Джерело: звіт 5055
Вилуговування (стадія 3) (0066) Магнітну фракцію вилуговують розчином соляної кислоти протягом заданого періоду часу, що дозволяє розчинити магній і інші елементи, такі як залізо і нікель. Кремнезем залишається повністю не розчиненим після вилуговування.
І0067| Вилуговування проводять при температурі від 60 до 1252С, наприклад, при 802С. Такі умови можливі через високий вміст солі в реакційній суміші, що перешкоджає кипінню водного розчину. Реакція вилуговування перетворює велику частину магнію, заліза, алюмінію, калію, кальцію, нікелю і марганцю у водорозчинні хлоридні сполуки. Значна частина матеріалу є інертною відносно розчинення в НСІ і залишається твердою в реакційній суміші.
Фільтрація й очищення (стадії 4 і 5) (0068) Потім суспензію піддають розділенню тверде-рідина в прийнятному фільтраційному обладнанні, такому як стрічковий фільтр або фільтр-прес (стадія 4), щоб витягти аморфний кремнезем (5102), що характеризується дуже великою питомою поверхнею. Було показано, що цей кремнезем має високу чистоту і потенційно має економічне значення.
ІЇ0069| Потім розчин хлориду магнію піддають стадії очищення (стадія 5) шляхом нейтралізації, щоб видалити розчинене залізо й інші хлоридні домішки, здатні осаджуватися при цільовому значенні рН. Щоб осадити основну масу домішок, рН підвищують до 3-4, додаючи немагнітний серпентин (неактивований і активований серпентин) або інші магнійсилікатні мінерали, здатні на нейтралізацію. Основа, яка міститься, нейтралізує кислотність розсолу і переводить забруднюючі домішки в нерозчинну форму. Використання серпентинових хвостів, таких як їхня немагнітна фракція, є економічно більш вигідним у порівнянні з пропонованими раніше способами, тому що серпентин доступний на місці і забезпечує економію на хімічних реагентах і транспортуванні. Крім того, поєднання неактивованого й активованого серпентину для нейтралізації дозволяє знизити кількість матеріалу, що підлягає випалювання. Очищення осадженням є економічно ефективним методом, що протікає при легких умовах роботи з порівняння з гідролізом. Відповідно, нейтралізатор, такий як активований і/або неактивований
Зо серпентин.
І0070| Вага серпентину, що додається, залежить від кількості вільної соляної кислоти в продукті вилуговування і від кількості домішок, які можна осадити при цільовому рН. У ході стадії нейтралізації температуру підтримують на рівні близько 802С, щоб сприяти розчиненню серпентину. У результаті концентрація магнію в розсолі підвищується, а залізо, що міститься, спочатку розчиняється і тільки потім випадає в осад.
І0071| Щоб перетворити двовалентне залізо в тривалентне, додають окисник, такий як газоподібний хлор, хлорат натрію або калію, хлорит натрію, перекис водню, перманганат калію, молекулярний кисень, повітря або їхню суміш. Це перетворення дозволяє видалити все залізо при низькому рН і, тим самим, уникнути забруднення нікелю, що осаджується в тому ж діапазоні
РН, що і Гегх.
Відділення (стадія 6)
І0072| Потім осаджені залізо й інші домішки (залишки залізистого серпентину), а також частина нерозчиненого серпентину відділяють від другої суспензії шляхом декантації або центрифугування.
Діставання нікелю (стадія 7) 0073) Після стадій очищення і відділення можна також осадити нікель із хлоридного розчину у вигляді гідроксиду, підвищуючи рН за допомогою основи, такої як оксид магнію, гідроксид натрію, гідроксид калію або їхньої суміші, до рН 6-7. Стадію осадження нікелю проводять при 802С. Потім метал дістають фільтрацією.
І0074| Альтернативно, розчин хлориду магнію можна пропустити через набір шарів іонообмінних смол, що містять систему хелатоутворювальної смоли, щоб уловити саме нікель.
Наприклад, можна використовувати смолу ОЮОУУЕХ"М М4195 для діставання нікелю з кислого розчину-розсолу. У патенті 05 5571308 описане застосування селективної смоли для видалення нікелю з лугу від вилуговування. Далі, абсорбований елемент дістають з іонообмінної смоли, приводячи її в контакт із неорганічною кислотою, що вимиває нікель.
Ї0075| Оксид нікелю (МіО) або нікель (Мі) можна одержати пірогідролізом або електрохімічним витягуванням з розчину нікелю.
Очищення при нейтральному рн (стадія 8)
І0076)| Величину рН розчину магнію підвищують до 7-8, додаючи основу, таку як, наприклад, бо гідроксид натрію, щоб виключити осадження домішок металів, що залишилися. Температуру розчину підтримують на рівні близько 8020. Крім того, додають окисник, щоб перетворити двовалентний марганець у чотиривалентний марганець (такий як перманганат калію, наприклад). При цьому рН одержують найкращу кінетику окиснення Мп". Ця стадія дозволяє видалити марганець при нейтральному рН, що вище для іонів Мп-", наприклад, при рН»11.
І0077| Магнієвий розсіл містить сульфат-іони, і їх переважно видалити для підвищення характеристик електролізу хлориду магнію. 0078) Як нейтральну сіль з гарною розчинністю у водному розчині використовують хлорид барію. Він реагує із сульфатами, утворюючи білий осад.
ВасСіго) - 5О42)- ВаЗОдт -- 2СіІ- (в)
Фільтрація (стадія 9)
І0079| Осаджені металеві домішки і сульфат барію видаляють з розчину шляхом розділення тверде-рідина, наприклад, фільтрацією, одержуючи відносно чистий магнієвий розсіл. Сасі»,
КСІ ї Масі не вважаються домішками, тому що вони є компонентами електроліту, використовуваного в електролізерах.
Випарювання і кристалізація (стадії 10 ії 11)
І0О80) Розчин зі стадії фільтрації випарюють доти, поки концентрація хлориду магнію не досягне насичення. Відомо, що розчинність МосСіг у воді при 1002 складає 727 г/л. Присутність у середовищі невеликих кількостей інших солей, таких як солі Са, К і Ма, не впливає значним чином на розчинність. Концентрований розчин переносять у кристалізатор, де хлорид магнію додатково осаджують, додаючи сухий газоподібний хлороводень.
І0081) У концентрованому розчині НСІ розчинність солі падає в результаті ефекту спільного іона.
І0082| Кристалізацію проводять у кристалізаторі, відомому з рівня техніки, і Не розбризкують або барботують через охолоджену рідину (процедура, відома також як продувка газом), щоб сприяти його поглинанню. Для максимального ступеня діставання хлориду магнію вводять НСІ у розчин до досягнення концентрації 34-37 96. Цей метод дозволяє заощадити енергію, уникаючи випаровування усієї води, як у традиційному способі. Сіль у формі гексагідрату відділяють від розсолу шляхом безперервної фільтрації.
Ї0083| Насичений кислий розчин з низьким вмістом магнію далі використовують для
Ко) дегідратації газоподібного НОСІ зі стадії дегідратації МоСіІ2"2Н2О, як пояснюється в наступному розділі. В установці дегідратації, що містить конденсатор, водний НСІ зневоднюють за рахунок контакту з холодним розчином, що діє як дегідратуючий агент (зневоднювач). Розчинність газоподібного водню в майже насиченому розчині слабка, тому газ прагне випаруватися, і розчин збагачується водою. Одну частину сухого НСІ повертають у кристалізатор, а іншу - на дегідратацію МоСі2"2Н2О, який знову надійшов. Інший розчин НСІ об'єднують з кислою водяною парою з першої стадії дегідратації хлориду магнію, і цю суміш спрямовують на стадію вилуговування.
Дегідратація (стадії 12 і 13)
І0084| Потім гідрат хлориду магнію піддають процесу дегідратації, одержуючи частково дегідратований продукт (МоСі2'"2Н20).
МасігвНгО - МосІ»4НгО2НогОо; Т-1176
Масіг4НгО - МосСІ»2Н2О2НгО; Т-18556 (0085| Цю стадію виконують із застосуванням газонагрівників з непрямим обігрівом, що служать також для псевдозрідження шару в сушарці. Повітряне сушіння хлориду магнію здійснюють у два або три ступені, і температуру вибирають так, щоб оптимізувати сушіння і мінімізувати окиснення.
І(0086| Щоб видалити останні молекули води (стадія 13), сіль спрямовують вдруге у псевдозріджений шар, де розпилюють сухий газоподібний хлороводень при температурі приблизно 4502. Альтернативно, гідрат хлориду магнію можна висушити, використовуючи барабанну піч або розпилювальну сушарку, в атмосфері газоподібного НС. (0087) Цю стадію проводять з нагрітим газоподібним НСІ, щоб запобігти гідролізу і одержати сухий хлорид магнію з кількістю оксиду магнію приблизно 0,1 95. У присутності повітря при високій температурі магній частково окиснюється, перетворюючись в небажаний продукт, такий як МООНСІ. Застосування газоподібного НСІ буде грунтовно послаблювати реакції гідролізу, тим самим знижуючи концентрацію оксиду магнію в продукті. Крім того, протікають протилежні гідролізу реакції з НСІ, що також зменшують концентрацію оксиду магнію.
М9О--НС( - Мо9ОНСЇ
МаОнНеІеНСЇ (в - Масіго - НгО(о
І0088| Причина цього полягає в тому, щоб уникнути негативних наслідків. Якщо в Мосіг бо присутній оксид магнію, він буде пізніше концентруватися як шлам у електролізерах і буде реагувати з графітними анодами і негативно впливати на енергоефективність процесу. Крім того, частина подаваного матеріалу буде губитися в ході цього процесу, не перетворившись на металевий магній. 0089) Газоподібний гідрат НОСІ, який виділився, потім дегідратують, приводячи в контакт з насиченим розчином соляної кислоти, який утворився на стадії 11, що також містить невелику частку Масіг. Присутність цієї солі підвищує леткість НСІ. У насиченому розчині розчинність газоподібного водню низька. Газ прагне випаруватися, і розчин збагачується водою.
Електроліз (14) 0090) Металевий магній одержують наступним електролізом хлориду магнію (стадія 14).
І0091| Тут передбачені способи електролітичного одержання магнію з хлориду магнію в електролізері з анодом і катодом, як описано в заявці М/О 2014/124539, зміст якої включений сюди по посиланню. Хлорид магнію подають у електролізери.
І0092| Відповідно, чистий металевий магній може бути отриманий електролітичним способом, що включає стадії електролізу хлориду магнію, отриманого на описаних вище стадіях, у розплавленому сольовому електроліті в електролізері з катодом і анодом, з утворенням металевого магнію на катоді, подачею газоподібного водню до анода і реагуванням хлорид-іонів на аноді з газоподібним воднем з утворенням хлороводню, діставанням металевого магнію з електролізера і діставанням хлороводню з електролізера.
І0093| Також тут передбачене застосування відомого електролізера, у який газоподібний водень не подають. Крім того, також тут передбачена електролітична стадія, на якій дістають тільки металевий магній, а хлороводень може бути виділений при бажанні на окремій стадії або навіть узагалі не виділятися.
І0094| Електролізери є електролізерами монополярного або багатополярного типу. Склад електроліту дозволяє отриманому металевому магнію утворити легку фазу, що плаває зверху електролізної ванни. Анод може бути анодом з високою питомою поверхнею, таким як, наприклад, пористий анод, причому в цьому випадку газоподібний водень проникає в пори анода, наприклад, у результаті дифузії, або розплав електроліту, що містить хлорид магнію, проникає в пори анода, забезпечуючи контакт між газоподібним воднем і хлорид-іонами. Ця нова розробка електролітичного анода дозволяє уводити водень у ванну. Газоподібний водень
Зо можна подавати по непористих трубі або каналу в пористий анод. Якщо ці труба або канал контактують з ванною, вони повинні бути виготовлені з матеріалу, що не буде діяти як анод при електролізі. 0095) Альтернативно, можна використовувати будь-який анод, який має конструкцію, що дозволяє доставляти водень у ванну електролізера на аноді, такий як, наприклад, але не обмежуючись ним, анод із просвердленими каналами для сполучення з джерелом газоподібного водню. Прийнятні аноди можуть бути виконані з графіту, карбіду кремнію або нітриду кремнію.
І0096| Газоподібний водень буде потім реагувати з атомами хлору, що з'являються, на поверхні електрода, де вони й утворилися. Цей механізм буде давати сухий газоподібний хлороводень безпосередньо на поверхні електрода і підвищувати ефективність електролізера.
Відомо, що аноди з дифузією водню застосовуються для електрохімічного окиснення водню і або електрохімічного відновлення кисню у водневих паливних елементах, метало-повітряних батареях і т. д. Застосування анода з дифузією водню забезпечує можливість захисту вуглецю від окиснення хлором, забезпечуючи наявність відновного газоподібного Н5е на межі розділення.
І0097| При звичайному електролізі магнію МодСі2 розкладається на рідкий магній на катоді і газоподібний хлор на аноді відповідно до рівняння 1. У цьому випадку, теоретична напруга реакції складає 2,50 В.
Масіг - МаксСіг (рівн. 2)
І0098| Для способу, що використовує анод з дифузією газоподібного водню, підсумкова реакція виглядає як:
Масі2--Н» - Маж2НеЇ (рівн. 3) 0099) Для такої реакції напруга розкладання знижується до 1,46 В, забезпечуючи зниження теоретичної напруги на приблизно 1 В, при цьому зниження напруги на електролізері в цілому може дося!їти 0,86 В. Це відповідає зниженню енергоспоживання на 25 95. 001001 Крім того, як видно на фіг. 1, НСІ рекуперують як побічний продукт процесу. Оскільки в процесі очищення солі МоСі2 витрачається газоподібний НС, наприклад, на стадії дегідратації або стадії вилуговування, великий інтерес представляє одержувати необхідний для цього процесу НСЇІ на місці. Це приведе до економічних вигод і спрощення процесу, тому що сухий
НОСІЇ, отриманий електролізом, можна прямо використовувати для процесу дегідратації.
Теоретичну кількість НСІ, яка може бути отримана при електролізі магнію, можна оцінити з рівняння 4: її о пе ЗЕ (рівн. 4), де і - струм (А), п(е") - число виміняних електронів (у даному випадку п(е)-1 на моль НОСІ), Е - число Фарадея, і ї - час електролізу (с). Таким чином, максимальна кількість НСІ, яку можна виділити в процесі електролізу і подати на установки дегідратації МоСі», може теоретично досягати 37,3"103 моль/(год. А). Таким чином, для електрохімічної комірки, яка працює при 300
КА, можна одержувати приблизно 410 кг газоподібного НСІ на годину.
Ї00101| Крім того, утворення НСІ замість Сіг на аноді може різко знизити утворення небажаних хлорорганічних сполук, що веде до більш екологічного процесу і кращої відповідності підвищуваним обмеженням, що накладаються на викиди парникових газів. Як додаткова перевага, при ослабленні реакції хлору з вуглецем анода буде підвищуватися його термін служби, що веде до зменшення частоти заміни анода і, отже, до меншої собівартості виробництва Ма. 00102) Даний винахід стане більш зрозумілим при звертанні до наступних прикладів, які приводяться для ілюстрації варіантів його здійснення, а не обмеження його обсягу.
Приклад І
Вилуговування
І00103| Щоб підтвердити діставання магнію і нікелю, магнітну фракцію серпентинових хвостів, представлених у таблиці 1, вилуговували при умовах, приведених нижче. Наприкінці цієї стадії суспензії фільтрували й аналізували луги, щоб довідатися про ступінь діставання деяких елементів. Експерименти проводили в апараті зі зворотним холодильником (і перемішуванням. Ступінь діставання магнію був понад 90 95, а нікелю - близько 100 95.
Таблиця 2
Ступінь діставання розчинних елементів
Вилуговування 1 Вилуговування 2 Вилуговування З 300 г магнітної Умови Умови . 150 г магнітної 1200-4-17000 200 г магнітної 1200-7000 - І пропорція 50:50 пропорція 50:50 1200
НСІ 7М НСІ7М
НСІ7М . : . -
Стехіометрія 1,05 Стехіометрія 1,05 Стехіометрія 1,05 ' 120 хвилин 120 хвилин 90 хвилин о о 85-902С 85-9020 80-8520 бо Ї77777771717171760777711117171111111117167111171Ї11111111171870 бе 7 Ї1777771717171717179677117Ї171117171717171717179811 11111118
ВН КОН НН НОТ: ОНИ ПОН 15 КС УНН залишок
(00104) Наступна показує хімічний склад у розрахунку на оксиди і питому площу поверхні нерозчиненої частини з вилуговування 2. Високий вміст 5іО» у поєднанні з його аморфною характеристикою демонструють широкі перспективи застосування в різних секторах промисловості.
Таблиця З
Хімічний склад фракції кремнезему з вилуговування 2 88,3 96 99,5 96
БЕТ: 390 000 мг/г
Приклад ІІ
Нейтралізація шляхом додавання серпентину 00105) Випалювання серпентину, який головним чином складається з лізардиту, забезпечує його дисоціацію в результаті втрати гідратної води з утворенням оксиду магнію і кремнезему.
Серпентин, використаний для дослідів, був попередньо висушений при 1002С. Матеріал випалювали в тиглях у муфельній печі при заданих температурі і часі, наприклад, при 65020 протягом 60 хвилин.
Таблиця 4
Втрата ваги при випалюванні
Немагнітна фракція
Просів -106 мкм
Просів -106 мкм
Просів від -177 до 4125 мкм
Просів від -177 до 4125 мкм
Ї00106| Щоб підтвердити ефективність неактивованого й активованого серпентину в нейтралізації, приготували розчин НСЇІ з рН 0,74. На об'єм 125 мл додавали 10 г матеріалу за п'ять додавань. Величину рН вимірювали через 15 хвилин після кожного додавання. Досліди проводили при 802С, як у пропонованому способі.
Таблиця 5
Підвищення рН при додаванні серпентину . -106 мкм, -177--125 мкм, 65020, 60 о 111100. 074 |... 074 | -."Хл 074 29,7 З 31,5 95 32,3 9
І00107| Результати демонструють, що неактивований серпентин має таку ж ефективність, що й активований серпентин, підвищуючи рН близько 1 (дивися фіг. 2). Однак, вище цього значення його ефективність нижча при однаковій доданій кількості. Таким чином, випалювання підвищує здатність матеріалу нейтралізувати розчин соляної кислоти, причому більше для тонкоподрібненої фракції. Що стосується розчинення магнію, експеримент показує, що процентна частка подібна для всіх нейтралізацій, розрахованих на вміст магнію у вихідних матеріалах.
Приклад ПІ
Діставання нікелю 00108) Щоб дістати нікель осадженням, 741 мл багатого на магній розчину з рН 3,8, що містить нікель і домішки, нагрівали до 802С і додавали 16 мл Маон зМ, щоб підвищити рН до 6,3. Фільтрацією одержували багату на нікель фракцію, що вважається високоцінним продуктом.
Таблиця 6 показує, що при цьому рН осадили 89 95 нікелю разом із залишковими домішками алюмінію, заліза і кобальту, залишивши очищений розчин магнію.
Таблиця 6
Осаджені елементи при рН 6,3
А 11117180 Ї1111117101111111171111111111111лою1 бв //171777711111711317 11111101
ПН НО ЗУ: У ЗІ ПОН з У ЗОН КОН С: ПОН
Приклад ІМ
Осадження сульфатів
І00109| Щоб продемонструвати ефективність хлориду барію відносно осадження сульфатів, приготували розчин з рН 7, що містив 157 г/л Масі?» і 0,37 г/л 5042. Розчин нагрівали до 802С і додавали 0,96 г Васі»2НеоО, тобто з 9 9о-ним стехіометричним надлишком. Розчин фільтрували й аналізували. Ступінь видалення сульфату склав 97 Об.
Приклад М
Осадження при нейтральному рн 00110) На 431 мл багатого на магній розсолу, що містив 83 мг марганцю, додавали НгО»
ЗО Уо-ну і Маон 1М, щоб окиснити марганець і підтримати рН близько 7,5-8,0. Експеримент проводили при 802С, як у пропонованому способі для третього ступеню очищення. Осад у формі оксиду видаляли з розчину фільтрацією. Наступна лиця показує, що осадили 99 95 марганцю, у загальному останній домішці в розчині, одержавши чистий магнієвий розсіл.
Таблиця 7
Осадження марганцю при нейтральному рн
Ма 171118811Ї11111111111171111111111111981
Приклад МІ
Розчинність МосСі» у середовищі НСІ 00111) Щоб продемонструвати вплив концентрації хлороводню на розчинність МосСі», 47 г шестиводної солі додавали до 38 мл НС з концентрацією 25 95, 30 95 і 37 95 відповідно. Суміші перемішували 15 хвилин при 35 "С зі зворотним холодильником. Тверді речовини видаляли фільтрацією при 242С. Результати показують, що розчинність солі знижується з підвищенням концентрації НСІ (дивися фіг. 3).
Приклад МІЇ
Видалення заліза методом гідролізу
Ї00112| Щоб оцінити ефективність методу гідролізу відносно видалення заліза з концентрованих розчинів хлориду магнію, провели експерименти в запропонованих умовах. Під час гідролізу підтримували концентрацію солі у воді близько 40-50 95, а температуру в діапазоні 200-230 "С. Час реакції складав близько 7 годин. Таблиця 10 показує, що було гідролізовано всього 62 95 і 70 95 заліза відповідно. Ці результати підтверджують, що даний метод не досить ефективний для видалення заліза, і для завершення очищення варто застосувати другий метод, що підвищує витрати виробництва. Крім того, гідролізується значна частка магнію і нікелю, що означає втрати.
Таблиця 10
Гідроліз елементів з концентрованих хлоридних розчинів
Рідина на Рідина на Гідролізо- Рідина на Рідина на Гідролі-
Елементи вході (мг) виході (мг) вані вході (мг) виході (мг) зовані елементи (95) елементи (95)
А 11717711717841171117111Ї1117197 | 21 1 0 1 00
Сб 177779 1 0 1 700 | 7 1 0 11 00 бо 177787. 1.11 | 9 | 1 1 1 0 бе //////17171171660 177200 | 2 ..ю70 | 54 | 205 | 62
Ма 17114483 74213 | 6 | 3454 | 3059 | "и
Мп 177711714777717717117114 11110113 |11712 | 8 00113) Хоча винахід був описаний у зв'язку з конкретними варіантами його здійснення, варто розуміти, що можливо подальші модифікації і що дана заявка передбачається охоплюючою будь-які зміни, застосування або адаптації винаходу, включаючи такі відхилення від даного опису, що відповідають відомій або звичайній практиці в тій галузі до якої належить винахід, і які можуть бути застосовані до істотних ознак, викладених тут вище, а також підпадає під обсяг прикладеної формули винаходу.
Claims (25)
1. Спосіб одержання металевого магнію з магнієвмісних руд, який включає стадії: (а) вилуговування магнієвмісних руд соляною кислотою НС з одержанням суспензії, що містить хлорид магнію; (5) фільтрації суспензії з одержанням розчину хлориду магнію і кремнеземного побічного продукту; (с) очищення розчину хлориду магнію шляхом підвищення рН додаванням нейтралізатора й окисника; (а) відділення залишків заліза від розчину хлориду магнію; (є) діставання нікелю, що міститься в розчині хлориду магнію, шляхом підвищення вдруге рн додаванням основи і діставання багатої на нікель фракції фільтрацією; () додавання окисника і підвищення втретє рН розчину хлориду магнію шляхом додавання основи й осадження металевих домішок, що залишилися; (9) додавання нейтральної солі в згаданий розчин хлориду магнію з осадженням сульфат-іонів зі згаданого розчину хлориду магнію і відділення металевих домішок і сульфатів від згаданого розчину хлориду магнію з одержанням чистого магнієвого розсолу; (п) випарювання води з магнієвого розсолу і діставання МосСІ2бНг2О шляхом кристалізації з використанням сухого газоподібного хлороводню; (ї) дегідратація МоСіІг"бНгО з одержанням безводного хлориду магнію; і Зо () електроліз безводного хлориду магнію в електролізері, що містить анод і катод, причому дістають металевий магній.
2. Спосіб за п. 1, причому магнієвмісні руди є серпентином.
3. Спосіб за п. 2, причому серпентин є магнітним серпентином.
4. Спосіб за п. 3, причому магнітний серпентин є неактивованим і/або активованим силікатом магнію.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, причому нейтралізатором є щонайменше один з активованого і неактивованого серпентину.
б. Спосіб за п. 4, причому активований силікат магнію одержують шляхом розмелювання серпентину до 250 мкм або менше, пропускання розмеленого серпентину через магнітний сепаратор і випалювання немагнітної фракції серпентину.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який додатково включає початкову стадію розмелювання магнієвмісних руд перед стадією (а) вилуговування.
8. Спосіб за п. 7, причому згадане розділення тверде-рідина проводять у стрічковому пресі або фільтр-пресбі.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, причому на стадії (с) рН підвищують між З і 4.
10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, причому окисник являє собою газоподібний хлор, хлорат натрію, хлорат калію, хлорит натрію, перекис водню, перманганат калію, молекулярний кисень, повітря або їхню суміш.
11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який додатково включає стадію декантації розчину хлориду магнію для видалення залишків заліза.
12. Спосіб за п. 11, причому залишки заліза видаляють з розчину хлориду магнію щонайменше одним з декантації і центрифугування.
13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, причому основа являє собою оксид магнію, гідроксид натрію, гідроксид калію або їхню суміш.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, причому багату на нікель фракцію дістають осадженням.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, причому багату на нікель фракцію уловлюють на системі хелатоутворювальної смоли.
16. Спосіб за п. 15, причому система хелатоутворювальної смоли являє собою хелатоутворювальну смолу ОЮУУЕХ "М М4195.
17. Спосіб за будь-яким з пп. 1-16, причому згадані металеві домішки і сульфати відділяють розділенням тверде-рідина від згаданого чистого магнієвого розсолу після стадій (б) і (9).
18. Спосіб за будь-яким з пп. 1-17, причому згадана нейтральна сіль є хлоридом барію.
19. Спосіб за будь-яким з пп. 1-18, причому стадію (ї) дегідратації проводять спочатку в сушарці з псевдозрідженим шаром.
20. Спосіб за п. 19, причому водний хлорид магнію додатково дегідратують вдруге у сушарці з псевдозрідженим шаром шляхом розпилення сухого газоподібного хлороводню, нагрітого до приблизно 450 "С.
21. Спосіб за будь-яким з пп. 1-20, причому електролізер містить розплавлений сольовий електроліт.
22. Спосіб за будь-яким з пп. 1-21, причому в електролізер подають газоподібний водень.
23. Спосіб за будь-яким з пп. 1-22, причому додатково дістають хлороводень на і/або після стадії (|).
24. Спосіб за п. 23, причому хлороводень перерозподіляють на стадії (а), (п) або (Її).
25. Спосіб за пп. 23 і 24, причому установка дегідратації дегідратує газоподібний НСІ, вийнятий Зо на стадії (Ї), одержуючи сухий газоподібний хлороводень, який повертають на стадії (а), (п) або
(і). повний ЗИ 1 2 6509С окисник СЕРПЕНТИН за Вась ВІДДІ- ОСАДЖЕ- зіліня ФІЛЬТРАЦІЯ СУ ЗАЛІЗА тОхНо ці) ЕЛЕКТРОЛІЗ І ГІДРАТАЦІВ ДЕГІДРАТАЦІЇ " ВАННЯ 10 ше Не над НеІхНЬО () УСТАКОВКА Й й УХИЙ СУХИЙ НО (г) НС (г) - РОЗЧИН НСІ : Фіг. 1
НЕВИПАЛЕНИЙ - ВИПАЛЕНИЙ - ВИПАЛЕНИЙ - -- 106 мкм -8-106 мкм ---177-125 мкм ! і і і : д
І . Й Ї й
15 . пох дентин етно пяти т екю ння й шпак Ши ай меня АХ. паянстмі і : ШИ сна ! : л и - : 0,5 дм юн отаман юн снить пасок с питні дочдлнник т тот тт тт поні пк сети птн о 2 4 в 8 10 СУМАРНА ДОБАВКА СЕРПЕНТИНУ (т)
Фіг.2 10, - ві т ві ГБ 70 с, 1 х 60. жк 50 їз | й щ 40. щ ; ща 30 в і - 201 З Я Кк 10 ! (Дон знання ее оенению оче сонет нія -- спе 24 25 28 зо 32 за 36 зв КОНЦЕНТРАЦІЯ НСІ (95) І Фіг. З .
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201462026105P | 2014-07-18 | 2014-07-18 | |
| PCT/CA2015/050670 WO2016008056A1 (en) | 2014-07-18 | 2015-07-17 | Hydrometallurgical process to produce pure magnesium metal and various by-products |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA119360C2 true UA119360C2 (uk) | 2019-06-10 |
Family
ID=55077773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201700516A UA119360C2 (uk) | 2014-07-18 | 2015-07-17 | Гідрометалургійний спосіб одержання чистого металевого магнію і різних побічних продуктів |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10563314B2 (uk) |
| EP (1) | EP3169817B1 (uk) |
| JP (1) | JP6688789B2 (uk) |
| KR (1) | KR102413985B1 (uk) |
| CN (1) | CN106661664B (uk) |
| AU (1) | AU2015291752B2 (uk) |
| BR (1) | BR112017000600B1 (uk) |
| CA (1) | CA2954938C (uk) |
| EA (1) | EA032897B1 (uk) |
| ES (1) | ES2748429T3 (uk) |
| GE (1) | GEP20196987B (uk) |
| PL (1) | PL3169817T3 (uk) |
| UA (1) | UA119360C2 (uk) |
| WO (1) | WO2016008056A1 (uk) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3230495B1 (en) | 2014-12-10 | 2020-11-18 | Alliance Magnésium | Process for producing magnesium metal by dehydrating dihydrate magnesium chloride |
| WO2018104803A1 (en) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Metoxs Pte, Ltd. | Recovery of gold and silver from precious metals-containing solids |
| CN107998825B (zh) * | 2017-12-07 | 2021-05-25 | 青海盐湖工业股份有限公司 | 一种HCl尾气的净化装置及净化工艺 |
| AU2019271388B2 (en) | 2018-05-18 | 2023-05-18 | California Institute Of Technology | Process to convert reduced sulfur species and water into hydrogen and sulfuric acid |
| CN109487087B (zh) * | 2019-01-10 | 2020-07-17 | 鞍钢股份有限公司 | 一种利用废弃镁碳砖提取金属镁的方法及装置 |
| AU2020330562A1 (en) | 2019-08-13 | 2022-03-03 | Brimstone Energy Inc. | Process to make calcium oxide or ordinary portland cement from calcium bearing rocks and minerals |
| CN111348653B (zh) * | 2020-03-16 | 2022-09-06 | 昆明理工大学 | 一种利用含钛渣和低纯硅物料制备高纯硅、钛白和高纯氟化物的方法 |
| MX2023006141A (es) * | 2020-11-26 | 2023-06-06 | Negative Emissions Mat Inc | Integracion del secuestro de carbono con la recuperacion hidrometalurgica selectiva de valores metalicos. |
| EP4426869A1 (en) * | 2021-11-05 | 2024-09-11 | Alliance Magnésium | Process of extracting nickel sulfate from asbestos mining residue |
| WO2023136569A1 (ko) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 강원대학교 산학협력단 | 해수 및 기수를 이용한 전기분해식 염소생성시스템에서 발생하는 침전물과 황산을 이용하여 마그네슘을 회수하는 방법 |
| CN114686702B (zh) * | 2022-04-06 | 2024-05-07 | 北京华夏建龙矿业科技有限公司 | 蛇纹石常压硫酸浸出液一锅提纯镁的方法 |
| WO2023209567A1 (en) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | Negative Emissions Materials, Inc. | Sequential hydrometalurgical recovery of metal values with sequestered carbon |
| CN117344351B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-02-13 | 北京道思克能源设备有限公司 | 一种金属镁及其制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2398493A (en) * | 1944-02-04 | 1946-04-16 | Int Minerals & Chem Corp | Production of magnesium chloride from serpentine |
| NO161851C (no) * | 1987-07-15 | 1989-10-04 | Norsk Hydro As | Fremgangsmaate for fremstilling av magnesiumklorid. |
| RU2118406C1 (ru) * | 1998-01-29 | 1998-08-27 | Анатолий Афанасьевич Шелконогов | Способ производства магния из оксидно-хлоридного сырья |
| US5980854A (en) * | 1998-09-23 | 1999-11-09 | Noranda, Inc. | Method for the production of a magnesium chloride solution |
| NO20042644D0 (no) * | 2004-06-23 | 2004-06-23 | Cod Technologies As | Fremgangsmate ved fullstendig utnyttelse av olivin bestanddeler |
| CA2538962C (en) | 2006-03-17 | 2013-10-29 | Nichromet Extraction Inc. | Process for recovering value metal species from laterite-type feedstock |
| CN101235440A (zh) * | 2008-03-14 | 2008-08-06 | 大悟华龙吕王石材有限公司 | 一种综合利用蛇纹石的方法 |
| US20150218720A1 (en) * | 2012-08-24 | 2015-08-06 | Orbite Aluminae Inc. | Process for treating magnesium-bearing ores |
| JP2015535886A (ja) * | 2012-09-26 | 2015-12-17 | オーバイト アルミナ インコーポレイテッドＯｒｂｉｔｅ Ａｌｕｍｉｎａｅ Ｉｎｃ． | 種々の材料のＨＣｌ浸出によるアルミナおよび塩化マグネシウムを調製するためのプロセス |
| CN103408043B (zh) * | 2013-08-13 | 2015-05-13 | 中国地质大学（武汉） | 一种以叶蛇纹石为原料制备高纯氧化镁的方法 |
| CN107406906B (zh) | 2014-11-18 | 2020-07-21 | 联盟镁公司 | 在HCl回收回路中使用硫酸生产镁化合物和各种副产物的方法 |
-
2015
- 2015-07-17 AU AU2015291752A patent/AU2015291752B2/en active Active
- 2015-07-17 CN CN201580038182.4A patent/CN106661664B/zh active Active
- 2015-07-17 PL PL15821684T patent/PL3169817T3/pl unknown
- 2015-07-17 KR KR1020177001975A patent/KR102413985B1/ko active IP Right Grant
- 2015-07-17 CA CA2954938A patent/CA2954938C/en active Active
- 2015-07-17 BR BR112017000600-6A patent/BR112017000600B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2015-07-17 UA UAA201700516A patent/UA119360C2/uk unknown
- 2015-07-17 JP JP2017522702A patent/JP6688789B2/ja active Active
- 2015-07-17 EP EP15821684.6A patent/EP3169817B1/en active Active
- 2015-07-17 WO PCT/CA2015/050670 patent/WO2016008056A1/en active Application Filing
- 2015-07-17 EA EA201790068A patent/EA032897B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-07-17 US US15/325,843 patent/US10563314B2/en active Active
- 2015-07-17 ES ES15821684T patent/ES2748429T3/es active Active
- 2015-07-17 GE GEAP201514426A patent/GEP20196987B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10563314B2 (en) | 2020-02-18 |
| KR20170041701A (ko) | 2017-04-17 |
| BR112017000600B1 (pt) | 2021-03-23 |
| US20170159190A1 (en) | 2017-06-08 |
| EA032897B1 (ru) | 2019-07-31 |
| GEP20196987B (en) | 2019-07-10 |
| WO2016008056A1 (en) | 2016-01-21 |
| KR102413985B1 (ko) | 2022-06-27 |
| ES2748429T3 (es) | 2020-03-16 |
| EP3169817A4 (en) | 2018-02-21 |
| AU2015291752A1 (en) | 2017-01-19 |
| BR112017000600A2 (pt) | 2018-01-23 |
| EP3169817A1 (en) | 2017-05-24 |
| JP6688789B2 (ja) | 2020-04-28 |
| JP2017520687A (ja) | 2017-07-27 |
| EA201790068A1 (ru) | 2017-06-30 |
| CN106661664A (zh) | 2017-05-10 |
| CA2954938C (en) | 2018-01-02 |
| AU2015291752B2 (en) | 2020-01-30 |
| EP3169817B1 (en) | 2019-07-03 |
| PL3169817T3 (pl) | 2020-03-31 |
| CA2954938A1 (en) | 2016-01-21 |
| CN106661664B (zh) | 2019-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA119360C2 (uk) | Гідрометалургійний спосіб одержання чистого металевого магнію і різних побічних продуктів | |
| CA2882181C (en) | Process for treating magnesium-bearing ores | |
| EP1097247B1 (en) | A method for isolation and production of magnesium based products | |
| CN109095481B (zh) | 一种磷酸铁锂废粉的综合回收方法 | |
| AU2018227891A1 (en) | Method for producing lithium hydroxide from lithium-containing ore | |
| CN102016123A (zh) | 制备高纯度氢氧化锂和盐酸的方法 | |
| CN107406906A (zh) | 在HCl回收回路中使用硫酸生产镁化合物和各种副产物的方法 | |
| WO2020019854A1 (zh) | 一种两次浸提法生产氧化锌的方法 | |
| CN110494574A (zh) | 借助氯化和氯碱工艺由含锂的矿石制备氢氧化锂的方法 | |
| CN102628105B (zh) | 一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法 | |
| Bian et al. | Recycling of high-purity simonkolleite from electroplating wastewater via a coupled PAC coagulation and hydrothermal separation route | |
| CN113249582B (zh) | 一种铝冶金固废的处理方法 | |
| CN104386659A (zh) | 一种用磷化工废料生产次磷酸的方法 | |
| CN110817930A (zh) | 一种生产碳酸锌铵的方法 | |
| WO2020019834A1 (zh) | 一种低品位含锌原矿的选矿方法 | |
| WO2017207878A1 (en) | Method of producing non-conductive lithium metal phosphates | |
| RU2302474C2 (ru) | Способ получения магния из золы от сжигания бурых углей | |
| RU2283371C1 (ru) | Способ получения щелочных и щелочно-земельных металлов | |
| CN113104870A (zh) | 一种电解镁用熔盐电解质的连续制备方法 | |
| CN115259708A (zh) | 一种电解盐湖水生产的氯氧镁水泥及其制备方法 |