Способ очистки сульфата марганца

 

А. С. Дерябин, М. Я. Бураковский, Т. С. Палешща Б. И. Желнин,.

В. И. Голубенко, Т. Б. Львова и Н. А. Выппай

Ленинградский государственный научно-исслед цахельркий и проектный институт основной химической иромышленностй и Ленинградский завод "Красный Химик" (72) Авторы изобретения (7l),Заявители (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТА МАРГАНЦА

Изобретение относится к способам очистки сульфата марганца, который затем в виде пентапщрата сульфата марганца используется в производстве цинк-марганец-ферритовых порошков.

В качестве сырья для получения пентагидрата марганца применяемого в ферритовой 5 промышленности, используются отходы нроиэводства активированного пиролюзита —.растворы сульфата марганца концентрацией 14 — 20%, содержащие 0,3 — 0,5 вес.% Са и 0,15 — 0,3. вес%

Мя. о

Известен способ очистки раствора сульфата марганца, заключающийся в упаривании исходного раствора сульфата марганца до концентрации 25 — 39%, предпочтительно 30%, который затем охлаждают при перемешивании до 20—

25 С и отделяют выделившийся осадок сульфата кальция. Очищенный таким образом раствор упаривают при температуре 100 С. Выделившиеся кристаллы сульфата марганца отделяют

20 от маточного раствора в горячем состоянии. . Содержание суль Ьата кальция в кристаллах сульфата марганца при этом составляет

0,03% 5 1).

Недостатком указанного способа является отсутствие возможности очистки раствора сульфата марганца от магния. Содержание магния в продукте определяется только коэффициентами распределения магния в маточном растворе и отжатых кристаллах. Кроме того, при упарке раствора сульфата марганца, из-за отсутствия дальнейшего охлаждения полученной пульпы образуются мелкие кристаллы

MnS04 НзО, которые трудно отделяются от маточного раствора при фильтрации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки раствора, по которому в предварительно нейтрализовайный до рН

6,3 — 6,6 слабый (14%, уд. вес. 1,15 г/смз) или крепкий (c= 20%, уд. вес. 1,22 г/смз) раствор сульфата. марганца вводят фторид аммония в количестве 4 — 5 вес. ч. на

1000 вес. ч. раствора. Обработанный таким образом раствор прогревают нри перемешивании до температуры 80-90 С и вьщелеиный при этом осадок фторидов кальция и магния отфильтровывают от раствора. Содержание в-, растворе кальция и магния соответственно

3 998361 составляет 0,015% и 0,01% и является постоянной величиной, определяемой только произведением растворимости при. заданных параметрах процесса 12).

Однако использование такого раствора для получения кристаллического пентапщрата сульфа, та марганца с заданным содержанием кальция и магния невозможно из-за низкого содержания примесей кальция и магния, которое не дбеспечив@ат щбхолимьге щектромагнитньге свойства 16 ферритов,. получаемых на основе пентагидрата сульфата марганца, а также из-за наличия фтора, исключающего подкисление раствора в процессе упаривания раствора с целью разрушения продуктов гидролиза. 15

Целью изобретения является воэможность

- дальнейшего -иеиояьзования целевого продукта в производстве цинк-марганец-ферритовых порошков.

Поставленная цель достигается тем, что щ согласно способу заключающемуся в том, что исходный раствор перед обработкой фторидом аммония упаривают до 50 — 55% и затем охлаждают до температуры 30 — 50 С.

Способ осуществляют следующим обра- 25 зом.

Исходный 14 — 20%-ный раствор сульфата марганца, содержащий ггримеси 0,3-0,5% Са и

0,15 — 0,3% Mg упаривают при температуре

100 С до 50 — 55% концентрации. В процессе упарки для разрушения продуктов гидролиэа добавляется серная кислота моногидрат и медицинская перекись водорода в количествах, обеспечивающих по окончании упарки рН = 6,3 — 6,6. Затем упаренный раствор охлаждают до температуры 30-50 С и вводят в обо 35 разовавшуюся пульпу одноводной соли фторид аммония. Обработанную таким образом пульпу г1хлаждают далее при перемешивании до температуры 15 — 17 С. При этом происходит перекристаллизация одноводной соли в пентагид46 рат с образованием крупных кристаллов

MnSO4 5Н О, а присутствующие примеси кальция и магния образуют труднорастворимые фториды в виде коллоидных частиц.

Полученные кристаллы МпЯО . 5НгО от45 фильтровывают от маточного раствора. При отдеггении кристаллов сульфата марганца от маточного раствора коллоидные частицы фторилов кальция 1г магния удаляются вместе с мато нгьгм раствором.

56

Упаривание раствора ниже 50 — 55% концентрации нецелесообразно, так как при этом снижается выход кристаллов пентагидрата сульфата марганца, а при повышении концентрации раствора выше 55% происходит "закозлование продукта и исключается возможность вывода коллоидного осадка фторидов кальция и магния с маточным раствором.

Выбор температурных пределов охлаждения упаренного раствора перед обработкой его фторидом аммония обусловлен тем, что при температуре 30 — 50 С получаются мелкодисперсные кристаллы одноводного МггЯО, а примеси Са и Mg остаются в растворе, когорьге при дальнейшей обработке NH4F образуют труднорастворимые фториды в виде коллоидных частиц.

Кроме того, при охлаждении упаренного раствора ниже 25 С происходит перекристаллизация сульфата марганца из одноводной в пятиводную. При этом соосаждается и сульфат кальция в виде двухводной соли и поэтому дальнейшая обработка фторидом аммония не дает положительного эффекта, обработка раствора при выше 50 С приводит. к увеличению коррозии оборудования и, следовательно, к загрязнению получаемого продукта.

Пример 1. Исходный 15 — ный раствор MnS04, содержащий 0,5% Са и 0,3% Mg, заливают в реактор V = 2 м и упаривают при

100 С до пульпы. Для разрушения продуктов гидролиза в пульпу в процессе упаривания добавляют 12 кг серной кислоты в моногидрата и 24 кг Н,О, (с = 30%), По чере упаривания в реактор доливают раствор с таким расчетом, что количество окончательно упаренной пульпы составляет 1500 кг и рН раствора составляет

6,3 — 6,6. Содержание MnSO4 в пульпе 55%. Полученную пульпу охлаждают до 30 С и вводят

6 кг фторида аммония. После этого пульпу охлаждают до 15 — 17 С. Полученные кристаллы пентагидрата сульфата марганца отжимают на центрифуге ФГП вЂ” 400 и фасуют. Получено

1000 кг кристаллического пентагидрата сульфата марганца, содержащего 0,06% Са и

0,04% Mg, Пример 2. Условия проведения процесса те же, что и в примере 1 эа исключением того, что температура охлаждения перед обработкой фтористым аммонием составляет 50 С. Получено 1000 кг кристаллического пентагидрата сульфата марганца, содержащего

0,08% Са и 0,05% Mg.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить MnS04 5Н,О с содержанием примесей Са и Mg в пределах 0,04 — 0,12% Са и,0,03 — 0,09% Mg, удовлетворяющих ферритовую промышленность, Формула изобре гения

Способ очистки сульфата марганца от при. месей Са и Mg, включающий обработку исходного раствора фторидом аммония, охлаждение до 10 — 17 С, фильтрацию, о т л и ч а ю шийся тем, что, с цельк возможности дальнейшего использования целевого продукта

1. Авторское свидетельство СССР Й 379546, кл. С 01 б 45/10, 1973.

5 в производстве цинк-марганец-ферритовых порошков, исходный раствор перед обработкой фторидом аммония подвергают упарнванию до 50-55% и последующему охлаждению до

30 — 50 С.

Источники инофрмацни, принятые во внимание при зксцертизе

998361

2. Технологическии регламент Я» 266-73. завода ""Красный Химик". Переработка растворов марганца сернокнслого (отходов производства ГАП) 1978, с. 11 — 14..

Составитель Л. Темирова

Техред М.Костик Корректор М. Демчик

Редактор Г. Волкова

Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4

Заказ !056/37 Тираж 469

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5