Способ переработки магнийсодержащего сырья

Авторы патента:

C05G3/00 - Смеси одного или нескольких удобрений с веществами, не являющимися удобрениями

C05D5/00 - Удобрения, содержащие магний (C05D 7/00 имеет преимущество)

C01F5/40 - сульфаты магния (двойные сульфаты магния с натрием или калием C01D 5/12, с другими щелочными металлами C01D 15/06,C01D 17/00)

Владельцы патента RU 2712737:

Закрытое акционерное общество "МАГНИЙПРОМ" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ переработки магнийсодержащего сырья характеризуется тем, что тонкомолотый брусит или отходы обогащения брусита обрабатывают 70-96-процентным раствором серной кислоты при комнатной температуре и перемешивают при соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем (1-4):1 до полной нейтрализации серной кислоты с последующим измельчением полученного продукта переработки. Изобретение позволяет расширить арсенал способов получения минеральных удобрений. 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способам получения минеральных удобрений, а именно - смеси водного сульфата магния (кизерита) и сульфата магния, и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожайности.

Известен способ получения сульфата магния по патенту РФ №2104936, опубликован 20.02.1998. Способ заключается в том, что магнезитовая пульпа с соотношением Т:Ж=1:6,5-7 поступает на реагирование с серной кислотой при соотношении MgO:H₂SO₄=1:2,5-2,6 при температуре 85-90°С. Процесс ведут до достижения рН 6,5-7,5. Затем происходит фильтрация от шлама и раствор сульфата магния с MgSO₄=35-37% охлаждают до температуры <15°С. При этом из раствора кристаллизуется MgSO₄ 7H₂O, кристаллы которого отделяются от маточных растворов и высушиваются в сушильном барабане при температуре 130-160°С. Маточные растворы подаются на упарку и сушку в аппарат "КС", где получается безводный продукт с содержанием 28-30% MgO. Разложение магнезита проводят при определенной норме серной кислоты до рН 6,5-7,5, что приводит к получению высокой концентрации MgSO₄ в растворе, что в свою очередь позволяет повысить коэффициент разложения сырья и за счет введения стадии охлаждения растворов с кристаллизацией MgSO₄ 7H₂O с последующим отделением кристаллов семиводного MgSO₄, сушкой маточных растворов до получения безводного MgSO₄.

Недостатком данного способа является использование дорогого сырья - магнезита, технологическая сложность процесса, связанная с высокой температурой выщелачивания.

Наиболее близким является суперсульфат и способ его получения по патенту РФ №2664301, опубликованному 16.08.2018 г. Способ включает обработку тонкомолотого магнийсодержащего сырья в виде серпентинитсодержащих промышленных отходов 80-96%-ным раствором серной кислоты, нагретой до 40±0,5°С, при перемешивании и соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем 1,0:1,05-1,5 до полного разложения магнийсодержащего сырья; последующее тщательное перемешивание продукта разложения с аммофосом или простым суперфосфатом, или преципитатом, или аммофоской при соотношении их 1,4-2,4:1,0; нейтрализацию полученной смеси до достижения рН смеси, равного 8,0, и, при необходимости, гранулирование целевого продукта. Комплексное магний-фосфатное удобрение, на основе тонкомолотых серпентинитсодержащих промышленных отходов и фосфорсодержащих продуктов, выбранных из группы, включающей простой суперфосфат, аммофос, преципитат, аммофоску с содержанием, мас. %: Р₂О₅ - 12,0-27,5; Р₂О₅ (р.ф.) - 10,0-21,5; MgO - 16,1-32,0; SO₃ - 16,2-36,2; SiO₂ - 8,0-13,9; N₂ - 0-8,8; CaO - 0-19,4; K₂O - 0-10,5; Fe₂O₃ - 0,1-1,2; H₂O - 7,8-14,9.

Недостатком данного способа является необходимость разогрева концентрированной серной кислоты до температуры 40°С, в результате данного способа получают комплексное удобрение, включающее простой суперфосфат. При этом выход за счет достаточно низкого содержания магния в серпентините (ок. 35%) выход итогового продукта невысоко.

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала минеральных удобрений и способов их получения.

Технический результат заявленного изобретения заключается в том, что заявляемый способ реализуется без применения сложных устройств и энергоемких процессов нагрева концентрированной серной кислоты, опирается на большую сырьевую базу, а полученный таким способом продукт может быть применен в сельском хозяйстве как отдельное минеральное удобрение или компонент комплексных минеральных или органоминеральных удобрений для поднятия урожайности зерновых и овощных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что способ переработки магнийсодержащего сырья, заключается в том, что тонкомолотый брусит или отходы обогащения брусита обрабатывают 70-96 процентным раствором серной кислоты при комнатной температуре и перемешивают при соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем (1-4):1 до полной нейтрализации серной кислоты с последующим измельчением полученного продукта переработки.

Интервал количественного содержания серной кислоты в реакции (1-4:1) обусловлено химическим составом исходных минералов - чем больше в них содержание MgO, тем больше требуется кислоты для проведения реакции.

Предлагаемый способ предусматривает:

- использование брусита - минерала класса гидроокислов, химический состав: 69% MgO, 31% H₂O с возможными примесями Fe²⁺ (ферробрусит), Mn²⁺ (манганобрусит), Zn²⁺ или отходов обогащения брусита;

- проведение процесса переработки магнийсодержащего сырья, непосредственно в концентрированной серной кислоте, что за счет экзотермического эффекта реакции взаимодействия, сопровождающегося разрушением кристаллических решеток минералов, позволяет сразу получать порошок или агломерат кизерита, по реакции:

Mg(OH)₂+2H₂SO₄=MgSO₄⋅H₂O+H₂O+ккал.

При этом, за счет теплоты реакции вода испаряется в процессе разложения минералов.

Важно отметить, что при увеличении количества брусита выше нормы, также получается комплексное удобрение, но пролонгированного действия, в котором сначала работает растворимый сульфат магния, а потом брусит (малорастворимый гидроксид магния).

Способ осуществляется следующим образом.

В емкость из кислотостойкого материала загружают концентрированную серную кислоту и при постоянном перемешивании постепенно загружают сухое порошкообразное измельченное магнийсодержащее сырье (или наоборот) в соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем 1:4-1.

После смачивания порошка магний содержащего сырья серной кислотой при перемешивании смесь загустевает, сильно разогревается и начинает кипеть; кипение суспензии сопровождается выделением газообразных продуктов реакции, после чего масса отвердевает. Время отвердевания смеси 3-15 минут.

Время окончательного «созревания» полученной смеси - 6-12 часов, в течение этого времени процесс с выделением тепла продолжается до полного остывания смеси. Полученный продукт после «созревания» представляет собой пористый, рыхлый кусковой материал.

Полученный кусковой материал измельчают и при необходимости, гранулируют целевой продукт.

Пример.

В качестве сырья использовали минерал брусит и отходы обогащения брусита.

Исследования исходного сырья показали, что брусит Кульдурского месторождения стабилен по своему химическому и фазовому составу. Содержание основных компонентов (мас. %) в пересчете на оксиды представлено в таблице 1.

В емкость из кислотостойкого материала загружали концентрированную серную кислоту массой 200 г и плотностью 1,84 г/см³.

При включенном перемешивающем устройстве в емкость постепенно загружали сухой порошкообразный измельченный брусит в количестве 150 г.

После смачивания порошка брусита серной кислотой и перемешивания смесь загустевала, сильно разогревалась и начинала кипеть; кипение суспензии сопровождалась выделением газообразной воды и продуктов реакции, после чего масса отвердевала. Время отвердевания смеси 3-15 минут. Время окончательного «созревания» получаемой смеси - 6-12 часов, в течение этого времени процесс образования продолжается с выделением тепла до полного остывания смеси. Полученный продукт после «созревания» представляет собой пористый, рыхлый кусковой материал массой 320 г.

Полученный кусковой продукт измельчали в щековой дробилке до фракции 0-2 мм. Далее измельчали в шаровой мельнице со стальными мелющими телами до фракции 0-0,1 мм в течение 20 мин.

Полученный порошок анализировали методами рентгенофазового анализа, для определения количественного фазового состава. Результаты количественного фазового анализа полученного материала приведены в таблице 2.

Способ переработки магнийсодержащего сырья, характеризующийся тем, что тонкомолотый брусит или отходы обогащения брусита обрабатывают 70-96-процентным раствором серной кислоты при комнатной температуре и перемешивают при соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем (1-4):1 до полной нейтрализации серной кислоты с последующим измельчением полученного продукта переработки.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к взрывоподавляющим и/или взрывобезопасным композициям аммиачно-нитратных удобрений. Композиция удобрения содержит материал нитрата аммония и материал стабилизатора - гидромагнезита для получения в результате удельного импульса не больше чем 13,5 кПа⋅мс/кг при измерении в соответствии с исследованием распространения ударной волны.

Композиции ингибиторов нитрификации и способы их получения // 2711815

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Сельскохозяйственно-активная композиция, полезная в качестве ингибитора нитрификации, содержит, по существу, твердое ядро, где данное ядро имеет внешнюю поверхность; множество инкапсулированных частиц, расположенных вокруг внешней поверхности ядра, где данные частицы включают по меньшей мере один ингибитор нитрификации; и гигроскопические частицы, расположенные вокруг множества инкапсулированных частиц, где ядро представляет собой по меньшей мере одно удобрение, выбранное из группы, состоящей из: удобрения на основе азота, удобрения на основе калия, удобрения на основе фосфора, цинксодержащего микроудобрения, медьсодержащего микроудобрения, борсодержащего микроудобрения, железосодержащего микроудобрения, марганецсодержащего микроудобрения, серосодержащего микроудобрения и их смесей.

Комплексное удобрение и способ его изготовления // 2711444

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ изготовления уплотненного гранулированного фосфатного удобрения включает: изготовление суспензии фосфата аммония; гранулирование упомянутой суспензии с получением гранул фосфатного удобрения; сортировку гранул удобрения по размерам на имеющие оптимальные размеры гранулы, имеющие избыточные размеры гранулы и имеющие недостаточные размеры гранулы; измельчение имеющих недостаточные размеры гранул для получения потока измельченных гранул; и уплотнение потока измельченных гранул для получения уплотненного гранулированного фосфатного удобрения.

Способ получения органоминерального комплексного удобрения // 2710153

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального комплексного удобрения на основе адсорбционной добавки в виде трепела, характеризуется тем, что смешивают раствор гидроксокомплекса алюминия с калием K3[Al(ОН)6] с трепелом, доводят полученную суспензию до кипения и нейтрализуют ее фосфорной кислотой, при этом на последнем этапе соединяют комплексный сорбент, полученный из трепела, и суспензию гидролизованного торфа, представляющего органическую азотсодержащую фракцию удобрения, с дальнейшим измельчением и сушкой смеси, причем на этапе получения органической азотсодержащей фракции удобрения торф обрабатывают 25%-ным раствором гидроокиси калия KOH в соотношении торф: гидроокись калия, равном 1:2,6, и при кипячении на водяной бане в течение 1,5 ч, затем полученную органическую смесь нейтрализуют раствором 30,7% Н3РO4 до рН 7, в смесь дополнительно вводят следующие ингредиенты: мочевину CO(NH2)2 и микроэлементы в виде борной кислоты Н3ВО3 и молибденовокислого аммония, (NH4)6Mo7O24⋅4H2O.

Способ получения водной суспензии на основе серы и торфа // 2708953

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения устойчивой водной суспензии на основе серы и торфа для использования в удобрениях характеризуется тем, что включает приготовление смеси элементарной серы, торфа естественной сушки влажностью 40-60% и воды, и диспергирование полученной смеси в диспергирующих устройствах, в качестве которых используют роторно-импульсные аппараты или статические проточные кавитаторы или ультразвуковые проточные кавитационные установки или гидроударные узлы мокрого помола до получения устойчивой тонкодисперсной суспензии без использования других химических реагентов.

Способ получения экочернозёма обогащённого и концентрированного почвенного раствора обогащённого // 2707534

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения экочернозема обогащенного и концентрированного почвенного раствора обогащенного состоит в том, что в изолированных емкостях создают систему дренажа, размещают над ней горизонтальный слой экочернозема обогащенного, над ним размещают перерабатываемую органоминеральную смесь, перемешанную с измельченным горючим ископаемым в количестве до 10% общего объема слоя и с измельченными ростками - носителями микрофлоры, выращенными отдельно в количестве 1…2% от общего объема слоя, над перерабатываемой органоминеральной смесью размещают слой водостойкой мульчи толщиной 2…5 мм, а после завершения переработки проводят пролив дождеванием и собирают фильтрат, причем перед проливом дождеванием устанавливают на экочернозем ловушку с сетчатым дном, содержащую корм для червей, после переселения червей в ловушку собирают их, удаляют ловушку, после чего выполняют пролив, а собранных червей используют для изготовления лекарств и пищевых добавок.

Комплексное средство защиты растений на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов // 2705284

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Комплексное средство защиты растений на базе активированных дегидратированных природных цеолитов характеризуется тем, что в порах цеолита содержится раствор фунгицида Казима и гербицида Террастара, при этом используется 18 мл фунгицида Казима и 8 г гербицида Террастара на 20 л воды, причем доза внесения комплексного средства составляет 500 кг/га.

Удобрение // 2704828

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Удобрение содержит массовую долю сульфата аммония коксохимического в порошкообразном виде, массовую долю доломитовой (известняковой) муки, массовую долю фосфоритной муки, массовую долю порошкообразного хлорида калия, при этом оно дополнительно содержит массовые доли солевых форм микроэлементов, таких как сульфат марганца, сульфат железа, сульфат меди, сернокислый цинк и борная кислота.

Гранулированное комплексное удобрение и способ его получения // 2702189

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Гранулированное комплексное удобрение состоит из гранул носителя и активного наполнителя, причем гранулы носителя изготовлены из гидросиликата кальция CaO⋅SiO2⋅H2O с размером 1-3 мм и развитой внутренней поверхностью до 300 м2/г, в качестве активного наполнителя используют насыщенный водный раствор удобрения, выбранный из ряда (NH4)2SO4, KCl, KNO3, NaNO2, NaNO3, или их смеси.

Способ использования гидротермального нанокремнезёма для получения экологически чистой продукции салата в замкнутых агробиотехносистемах // 2701495

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ использования гидротермального нанокремнезема для получения экологически чистой продукции салата в замкнутых агробиотехносистемах включает некорневую обработку овощных культур кремнийсодержащим препаратом в период вегетации, при этом в замкнутых агробиотехносистемах в контролируемых условиях среды используют некорневую подкормку растений гидротермальным нанокремнеземом концентрации 0,005% в смеси с крезацином концентрации 0,045% в водном растворе однократно на 18-20 день вегетации салатных культур путем мелкокапельной некорневой обработки при светодиодном освещении.

Способ переработки осадков сточных вод на органоминеральные удобрения // 2712664

Изобретение относится к химической промышленности и сельскому хозяйству и может быть использовано для получения органоминеральных удобрений. Осадки сточных вод предварительно кондиционируют органическими флокулянтами в дозе 4-9 мг/л.

Способ получения органоминеральной основы для получения комплексных органоминеральных удобрений // 2690446

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминеральной основы для получения комплексного удобрения, характеризуется тем, что предусматривает смешивание органических отходов животноводства и/или птицеводства с тонкомолотым порошком одно-двухводного сульфата магния при температуре выше 10°С в интервале массовых соотношений 2:1 - 1:2 в течение 5-15 мин с последующим получением рассыпчатой смеси.

Гранулированное комплексное бесхлорное азотно-калийно-магниевое удобрение и способ его получения // 2672408

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Гранулированное комплексное бесхлорное азотно-калийно-магниевое удобрение содержит смесь карбамида с аммиачной селитрой и сульфат калия, причем гранулы содержат указанные компоненты в составе гомогенной композиции с гидроксидсульфатом магния формулы nMg(OH)2⋅MgSO4⋅mH2O, где n=1, 2, 3 и m=0-8, при этом содержание азота - 6÷23 мас.%, калия (выраженного как К2О) - 8÷14 мас.%, магния (выраженного как MgO) - 8÷20 мас.%, а массовое соотношение N:K2O:MgO составляет 1:(0,5÷1,8):(0,4÷3).

Суперсульфат и способ его получения // 2664301

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения суперсульфата включает обработку тонкомолотого менее 100 мкм магнийсодержащего сырья в виде серпентинита или отходов обогащения магнезита 80-96%-ным раствором серной кислоты, при комнатной температуре, при перемешивании и соотношении между серной кислотой и магнийсодержащим сырьем 1,0:1,05-1,5 до полного разложения магнийсодержащего сырья и последующее измельчение полученного суперсульфата менее 200 мкм.

Микронизированный содержащий карбонат щелочноземельного металла материал для регулирования рh почвы // 2663124

Изобретение относится к способу регулирования pH почвы, а также к применению по меньшей мере одного содержащего карбонат щелочноземельного металла материала, имеющего средневзвешенное значение размера частиц d50 ≤ 50,0 мкм, для оптимизации или улучшения pH почвы.

Непрерывный способ производства сыпучего твердого кислого фосфорно-калийного (р/к) удобрения // 2643042

Изобретение относится к непрерывному способу производства кислого зернистого, богатого фосфором и калием удобрения из базовых товарных химикатов, которое легко хранить и с которым легко обращаться.

Гранулированное азотное удобрение с регулируемой скоростью растворения и способ его получения // 2624969

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Гранулированное азотное удобрение включает карбамид и аммиачную селитру, причем гранулы содержат смесь карбамида и аммиачной селитры в составе гомогенной композиции с гидроксиднитратом магния формулы nMg(OH)2·Mg(NO3)2·mH2O, где n=1, 3, 5 и m=0-8, определяющие скорость растворения удобрения в почве.

Гранулированное комплексное азотно-магниевое удобрение и способ его получения // 2557776

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Гранулированное комплексное азотно-магниевое удобрение содержит смесь водорастворимых ингредиентов азота в виде карбамида, магния, выраженного как оксид магния (MgO), и серы, в форме гранул, причем ингредиенты составляют, мас.%: азота - 26-38 и магния - 7-17 в соотношении N:MgO=1:(0,2-0,6) мас.

Способ комплексного обогащения селеном, йодом, цинком, магнием и марганцем плодов и ягод // 2533913

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к получению комплексно обогащенных макро- и микроэлементами плодов и ягод. Способ предусматривает однократное применение внекорневой обработки растений водным рабочим раствором, приготовленным с использованием селената натрия концентрацией 3 мг/л, йодистого калия концентрацией 250 мг/л, сульфата цинка концентрацией 2 г/л, сульфата магния концентрацией 12 г/л, сульфата марганца концентрацией 0,6 г/л и добавлением 15 г гашеной извести во избежание ожога растений.

Способ получения сложного удобрения // 2527794

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения сложного удобрения включает смешение фосфорной кислоты с карбамидом, нейтрализацию фосфатно-карбамидного раствора аммиаком с получением пульпы и последующую грануляцию и сушку готового продукта при температуре не выше 85°C, причем перед нейтрализацией в фосфатно-карбамидный раствор вводят MgO-содержащее соединение в соотношении MgO:P2O5=(0,02÷0,1):1.

Способ получения сульфата магния и железоокисных пигментов из отходов производств // 2634017

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для получения сульфата магния и железооксидных пигментов из отходов производств осуществляют взаимодействие тонкодисперсного магнийсодержащего сырья с сернокислым отработанным травильным раствором, содержащим сульфат железа.