Узел вывода железистых песков

В промышленной практике приняты два способа разложения алюминиевых руд: спекание с содой  и известняком (для бокситовых и нефелиновых руд) и автоклавное выщелачивание растворами гидроксида натрия (метод Байера, применяемый при переработке бокситовых руд).

В обоих способах большая часть галлия (70 - 80 %) переходит в алюминатные растворы в виде галлата натрия.

При выделении гидроксида алюминия из растворов методом карбонизации (пропускание через раствор С02) или "декомпозиции" гидроксид галлия осаждается позже гидроксида, алюминия, что объясняется различием в значениях рН начала осаждения А1(ОН)3 и Ga(OH)3 из щелочных растворов, которые равны 10,6 и 9,7 соответственно. Вследствие этого циркулирующие маточные растворы процесса декомпозиции и последние фракции осадков, выпадающих при карбонизации, обогащены галлием. Так, при переработке по способу Байера боксита, содержащего 0,0025 % Ga, в оборотных маточных растворах после декомпозиции отношение Ga203 к А1203 в растворе достигает 0,15 - 0,3 %, что примерно в 30 -50 раз выше, чем в исходном сырье. Концентрация галлия в оборотном растворе колеблется от 0,07 до 0,15 г/л.

При содово-известковом  способе переработки сырья растворы, поступающие на карбонизацию, содержат 100 - 120 г/л А1203 и 0,05 - 0,07 г/л Ga203. В процессе первой стадии карбонизации выделяется в осадок 85 - 90 % алюминия и не более 20 % галлия от их исходного содержания в растворе. Это позволяет выделить из маточного раствора осадок, обогащенный галлием.

Алюминатные растворы служат основным источником получения галлия. Кроме того, возможно извлечение галлия из отходов электролитического производства алюминия.

В процессе электролиза  галлий выделяется на катоде вместе с  алюминием, в котором содержится 0,01 - 0,02 % галлия. Часть производимого  алюминия для дополнительной очистки  поступает на рафинирование методом  трехслойного 284 электролиза. При рафинировании  галлий концентрируется в остаточном анодном сплаве, в котором его  содержание равно ОД - 0,3 %.

При электролитическом  получении алюминия образуется угольная пена (смесь электролита с углистыми  частицами, осыпающимися с анода), которая  содержит 0,02 -0,04 % галлия. Угольная пена поступает на флотацию для отделения криолита. Пенный продукт флотации (угольный съем), содержащий 0,06 - 0,07 % Ga, может служить источником его получения. На каждые 100 т алюминия приходится 1,5 т угольных съемов, в которых содержится 1 - 1,2 кг галлия.

Получение галлиевых  концентратов или чернового галлия из алюминатных растворов

Для выделения галлиевых  концентратов из обогащенных им продуктов  необходимо отделить галлий от основной массы алюминия, не внося существенных изменений в технологию переработки  алюминиевого сырья. Поэтому способы  извлечения галлия зависят от применяемой технологии производства глинозема.

Растворы содово-известкового способа

Как указано выше, процесс карбонизации ведут в  две стадии. Обогащенные галлием  осадки второй карбонизации (первичный  галлиевый концентрат) содержат алюмокарбонат натрия Na20 • А1203 • 2С02 • /»Н20 с изоморфной примесью Ga203 (десятые доли процента по отношению к А1203 ). Наиболее простой способ дальнейшего концентрирования галлия - содово-известковый (рис. 74). Смесь гидроксидов обрабатывают известковым молоком при 90 °С (или 140 °С в автоклаве). Часть извести затрачивается на каустификацию Na2C03, содержащегося в осадках, что создает необходимую щелочность для растворения Ga203 и части А1203. Избыточный оксид кальция связывает большую часть А1203 в малорастворимый алюминат кальция. Реакция разложения осадка приближенно описывается уравнением:

Na20 • А1203 • 2С02 • лН20 + 5Са(ОН)2 = ЗСаО • А1203 х х 6Н20 + 2СаСОэ + 2NaOH + (л-2) Н20 . (8.1)

Апюминатный раствор

Со.

1-я карбонизация

Раствор

С02

Осадок (65-90% k 1)

2-я карбонизация

Осадок В производства

(Ю-і5°/Л\и SOZGa) алюминия

Раствор (Na2C0,)

Раствор Са(0Н)2

Репупьпация

Обработка известковым маяоком (90-95'С)

Фипьтрация

Осадок

Са(0Н)2

Раствор

Осадок

Осатдение апюминато кальция (t-75°C)

Раствар

С02

Глубокая карбонизоция

Раствор (N а2С0,)

Выпаривание

На приготовпение шихты дпя спекания боксита

Гаплиевый концентрат (~/%Ga203)

Рнс.74. Технологическая  схема извлечения галлия из алюминатных  растворов, полученных по содово-известковому способу переработки алюминиевой  руды

При соответствующей  дозировке извести и отношении  Т:Ж = 1:3 обеспечивается отделение большей части алюминия (80 - 90 %) от галлия, 80 - 90 % которого извлекается в раствор. Лучшие результаты достигаются при стадийном добавлении извести. Первоначально при 90 - 95 °С известь вводят только для каустификадии Na2COs. Основная часть 
галлия (85 - 95 %) вместе с частью алюминия переходит в раствор. После отделения осадка в раствор при 75 °С для осаждения трехкальциевого алюмината вводят оксид кальция (3 - 3,2 моля на 1 моль А1203). Из щелочного раствора после отделения осадка фильтрацией осаждают путем глубокой карбонизации галлиевый концентрат, содержащий 2 - 5 % галлия (по отношению к А1203) в зависимости от состава раствора.

Для получения галлия концентрат растворяют в растворе щелочи и выделяют галлий электролизом (см. ниже).

Растворы процесса Байера

В промышленной практике ряда стран галлий выделяют из алюминатных  растворов процесса Байера электролизом с ртутным катодом, предложенным в 1955 г. Бретеком. Другой перспективный метод, разработанный в СССР, - цементация галлия на галламе алюминия.

Выделение галлия

Электролизом на ртутном катоде.

Маточные растворы процесса Байера содержат 0,1 - 0,3 г/л  галлия, 60 - 50 г/л А1203 и 100 -120 г/л Na20 (ак« 3,5). Прямое электролитическое выделение галлия из бедных растворов с высоким содержанием щелочи на жидком галлие - вом катоде практически невозможно по следующим причинам: стандартный потенциал системы Ga/Ga(OH)4 в щелочном растворе равен - 1,22 В (для системы А1/А1(ОН)4 -2,35 В). Однако для бедных растворов и при высокой концентрации ОН - ионов потенциал галлия сдвигается в отрицательную сторону - до -1,8+1,9 В. В этих условиях на катоде преимущественно разряжаются ионы водорода, выход галлия по току практически равен нулю.

Перенапряжение  водорода на ртутном катоде велико (-1,51 В в щелочной среде). Это позволяет выделить галлий на ртутном катоде. Диффундируя в ртуть, галлий образует амальгаму (растворимость галлия в ртути при 30 °С равна 1,36 %), при этом обновляется поверхность ртути, и таким образом происходит деполяризация катода. Катодный процесс в общем виде может быть представлен реакциями:

Ga(OH) 4 Ga3+ + 40H~ Ga3+ +=t Ga°

TOC \o "1-3" \h \z Ga(OH); + 3e Ga° + 40H" (8.2)

Одновременно на катоде происходит также разряд ионов  водорода. На аноде разряжаются ионы ОН с выделением кислорода: _

2ОН - 2е HjO + 1/2 02 (8.3)

Скорость выделения  галлия определяется скоростью доставки галлийсодержащих ионов к катоду и диффузии галлия в объем ртути. Ускорение процесса достигается перемешиванием раствора и ртути, которое эффективно осуществляется в электролизере с вращающимся ртутным катодом, показанным на рис. 75.

Катодом служит железный полый вращающийся барабан, часть  которого опущена в ртуть. Тонка пленка ртути покрывает обе поверхности барабана. Анодом служит никелевая сетка в форме полуцилиндра. Поверхность анода равна 1/20 поверхности катода. Электролиз ведут при 40 - 50 °С и катодной плоскости тока 0,45 А/дм2. При исходной концентрации галлия 0,2 - 0,3 г/л выход по току равен 2,7 - 2,8 %, расход электроэнергии 155 кВт-ч на 1 кг галлия. Вместе с

Минатных растворов:

1 - вращающийся  железный катод; 2 - никелевый анод; 3 - ванна с ртутью; 4 - бакелитовая  подвеска для оси барабана-катода; 5 - патрубок для слива отработанного электролита

Галлием на катоде выделяется также натрий, концентрация которого в ртути равна 0,1 - 0,2 %.

Амальгаму, содержащую 0,3 - 0,4 % Ga, выщелачивают водой при нагревании до 100 °С. Растворяющийся из амальгамы натрий создает щелочность, достаточную для извлечения галлия.

Из полученного  раствора выделяют при рН = 6 гидроксид  галлия. Осадок гидроксида галлия выщелачивают раствором гидроксида натрия. Из раствора с концентрацией галлия 60- 80 г/л  выделяют галлий электролизом (см. ниже).

Алюминатные растворы после выделения галлия на ртутном  катоде возвращаются в цикл автоклавного выщелачивания.

К недостаткам рассмотренного способа следует отнести токсичность  ртути и возможность загрязнения  ею алюминат - ных растворов; малую величину растворимости галлия в ртути, что требует частого вывода амальгамы на переработку для извлечения галлия из большой массы ртути. Эти же недостатки присущи варианту, в котором вместо электролиза с ртутным катодом используют цементацию галлия на амальгамы натрия.

Цементация галлия на галламе алюминия. Несмотря на большое различие нормальных потенциалов галлия и алюминия в щелочном растворе (-1,22 и -2,35 В соответственно), цементация галлия на алюминии неэкономична вследствие близости потенциала выделения водорода на алюминии (-1,36 В) к потенциалу выделения галлия. Это требует большого расхода алюминия.

Целесообразно проводить  цементацию, используя растворы алюминия в галлии, которые по аналогии с  амальгамами называют галламами. Этот оригинальный способ разработан советскими учеными. Растворимость алюминия в галлии при 30, 40 и 60 °С равна 0,62; 0,9 и 1,28 % соответственно.

На галламах условия цементации галлия более благоприятны, чем на алюминии: потенциал алюминия в галламе ниже, чем потенциал чистого алюминия; перенапряжение водорода на галламах больше (на галламе с концентрацией 0,3% А1 перенапряжение водорода равно -1,82 В), что снижает расход алюминия.

Оптимальные условия  цементации: концентрация алюминия

галламе 0,5 - 1 % (по массе), температура 40 - 45 °С, интенсивное перемешивание. В этих условиях из растворов, содержащих 0,11 г/л Ga, 50 г/л Al и 150 г/л NaOH, в течение 40 мин выделяется 99,2 % галлия. Преимущества цементации галлия на галламе алюминия по сравнению с выделением на ртутном катоде очевидны. Однако высокие показатели достигаются лишь при условии очистки растворов от примесей кремния и ванадия. Очистка от этих примесей возможна путем добавления в раствор извести (CaO : Al203 ~ 1) и перемешивания раствора при температуре 85 - 90 °С. При этом в осадок выделяются ванадат, силикат, фосфат и арса - нат кальция, а также 20 - 25 % алюминия и около 10 % галлия. Из очищенного раствора цементацией на галламе алюминия можно выделить 65 -70 % галлия или больше, в зависимости от степени очистки раствора от примесей, в частности органических, веществ. В результате цементации получают технический галлий, который подлежит очистке (см. ниже).

Получение галлия

Галлий получают электролизом щелочного раствора галла - та натрия. При электролизе одновременно с галлием на катоде выделяется водород, причем потенциалы их, как уже отмечалось, близки. Смещение потенциала галлия в отрицательную сторону с ростом щелочности раствора ведет к снижению доли тока, затрачиваемого на выделение галлия и, соответственно, возрастанию доли тока, затрачиваемого на выделение водорода. Для повышения выхода галлия по току растворы должны содержать минимальное количество щелочи.

С повышением концентрации галлия в растворе выход по току возрастает вследствие смещения потенциала в положительную сторону.

С ростом катодной плотности тока скорость выделения  водорода возрастает в большей степени, чем галлия, поэтому выбирают оптимальную плотность тока, при которой обеспечивается необходимая скорость выделения галлия.

Электролит приготовляют, растворяя галлиевый концентрат или технический оксид галлия в растворе гидроксида натрия. В зависимости от состава исходного материала растворы содержат, г/л: Ga203 5-100, А1203 70-150 (при растворении концентрата), NaOH 100-200, примеси соединений Si, Pb, Zn, Си, V, Mo, Fe и др.

Электролиз проводят при 50-70 °С в прямоугольных ваннах. Катоды из нержавеющей стали и аноды (из стали или никеля) расположены последовательно, расстояние между ними 2-4 см. Жидкий галлий стекает с катода на дно ванны. Электролиз ведут при катодной плотности тока і = 0,3 * 1,5 А/см2 и анодной плотности тока в 3 - 10 раз ниже катодной. При концентрации галлия 50 - 100 г/л выход по току составляет (в зависимости от плотности тока) 30 - 60 %.3а 6 - 10 ч электролиза выделяется 97 - 99 % галлия.

Примеси Си, Zn, Pb, Sn, Fe осаждаются вместе с галлием. Кремний и алюминий переходят в металл в малой степени. Примеси V03 и МоО2- восстанавливаются до низших оксидов, образующих налет на катоде, что тормозит электролиз.

Разработаны варианты проведения электролиза с жидким галлиевым катодом. В этом случае галлий выделяется при более высоком  потенциале, чем на твердом катоде из нержавеющей стали. Это повышает выход по току и позволяет выделять галлий из растворов с относительно низкой его концентрацией.

Рафинирование галлия

Технический галлий содержит от 0,1 до 3 % примесей. Часть  примесей может находиться в нем  в виде нерастворен - ных дисперсных частиц, а также пленок оксидов на поверхности металла.

После промывки электролитического галлия горячей водой (для удаления увлеченного электролита) металл фильтруют  через пористый стеклянный или графитовый фильтр с целью отделения механических примесей.

Для получения высокочистого  галлия, пригодного для синтеза полупроводниковых  соединений, сочетают ряд методов очистки металла: кислотно-щелочную обработку, вакуумную плавку, электролитическое рафинирование и с целью глубокой очистки - зонную плавку.

Кислотно-щелочная обработка. Способ основан на избирательном растворении примесей при обработке галлия растворами кислот и щелочи. В соляной кислоте избирательно растворяются примеси алюминия, магния, цинка; в азотной кислоте - примеси железа, меди, никеля: при обработке щелочью - примеси свинца и цинка. Вместе с примесями в растворы переходит до 8 % галлия. После обработки содержание примесей в галлии снижается до ~0,1 %.

Вакуумная плавка. При выдержке галлия в вакууме (~1,3 • Ю-2 - 1,3 • Ю-3 Па) при 650 - 800 °С в кварцевом тигле или тигле из высокочистого графита в течение нескольких часов из металла удаляются растворенные газы и примеси ряда металлов (Hg, Cd, Zn, Na, К, Mg, Ca, Cu, Pb, Ag, Fe).

Электролитическое рафинирование заключается в  анодном растворении галлия и  осаждении металла на катоде. В  щелочном растворе у большого числа металлов (Си, Pb, Hg, Sn, ТІ, As и др.) электродные потенциалы выше, чем потенциал галлия. При анодном растворении последнего эти металлы остаются в анодном шламе. Более электроотрицательные, чем галлий, примеси (Be, В, Al, Mn, Na, Ca, Mg и др.) переходят в раствор и остаются в нем, тогда как галлий осаждается на катоде. Близкий по электрохимическим свойствам цинк сопутствует галлию при электролитическом рафинировании (электродный потенциал у цинка в щелочном растворе -1,216 В, у галлия -1,22 В). В результате рафинирования получают галлий чистотой 99,999 %.

Зонная плавка. Сущность очистки зонной плавкой  рассмотрена в гл. 7. В случае галлия трудность проведения зонной очистки связана со склонностью его к переохлаждению.

Зонную плавку проводят в лодочках из чистого графита  или органических полимеров (например, полихлорвинила). '"Плавку ведут в  вакууме или аргоне. Расплавленнуую зону создают кольцевым нагревателем или сфокусированным световым лучом. Интенсивный теплоотвод от фронта кристаллизации создают охлаждением проточной водой, жидким азотом или сухим льдом.

Монокристаллы галлия получают вытягиванием из расплава по методу Чохральского.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РУДЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ МАГНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к  технологии переработки руды, содержащей магний. Способ переработки руды, содержащей магний, включает выщелачивание руды соляной кислотой, очистку хлормагниевого раствора от примесей нейтрализацией, упарку раствора, синтез карналлита, сгущение и отделение синтетического карналлита от маточного раствора, возврат маточного раствора на стадию синтеза карналлита. Часть маточного раствора перед возвратом на стадию синтеза карналлита подвергают очистке от соединений кальция путем обработки сульфатом магния. Изобретение позволяет повысить качество получаемого карналлита. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится  к технологии переработки минерального сырья и может быть использовано для очистки раствора хлорида  магния от соединений кальция в процессе синтеза карналлита.

Известен /Пат. РФ №2233898/ способ приготовления раствора хлорида  магния путем выщелачивания руды (серпентинит, брусит, доломит и др.) соляной кислотой. При этом примеси, присутствующие в сырье, в той или иной степени переходят в раствор. Высокая степень очистки от примесей достигается нейтрализацией растворов путем регулирования рН и окислительно-восстановительного потенциала. В качестве окислителя используют гипохлориты, хлориты и хлораты магния, натрия или кальция, пероксид водорода, газообразный хлор, озон или их смеси.

Известен способ /Пат. США №4075309/ получения высококонцентрированных  растворов хлорида магния из промышленных отработанных растворов и рассолов, включающий их выпаривание, дебромирование, нейтрализацию и удаление твердых частиц, образованных во время нейтрализации, с последующим охлаждением раствора и выделением кристаллического карналлита и хлорида натрия.

Согласно способу /А.с. СССР №1699921/ получения синтетического карналлита из хлормагниевых растворов путем конверсии с компонентами, содержащими хлорид калия, хлормагниевый раствор предварительно подвергают очистке от сульфат-ионов и бора, а затем концентрируют.

Известен способ /А.с. СССР №899471/ очистки хлормагниевых растворов от сульфат-ионов хлоридами кальция и магния.

Известен способ /Пат. США №5091161/ получения магния из магнийсодержащих материалов путем  выщелачивания магния горячим газом, содержащим хлороводород, очистки суспензии MgCl₂, сушки чистого раствора хлорида магния с получением порошка MgCl₂ , содержащего 5% MgO и 5% Н₂О, его обезвоживания и электролиза с получением магния и хлора. Обезвоживание ведут во вращающейся печи с подачей хлороводорода, получаемого сжиганием хлора в токе природного газа.

Основным недостатком  указанных способов является то, что  при этом не происходит очистки хлормагниевых  растворов от соединений кальция.

При синтезе карналлита из хлормагниевого раствора, содержащего  хлорид кальция, отработанного электролита  и/или хлорида калия происходит накопление хлорида кальция в  системе, что в последующем приводит к снижению технологических показателей  процесса синтеза карналлита и электролиза  безводного карналлита из-за уменьшения концентрации хлорида магния в оборотном  растворе, снижению выхода карналлита из насыщенного раствора, ухудшению  качества синтетического карналлита и  повышению энергетических затрат на его производство.

Наиболее близким  аналогом является способ получения  магния из оксидно-хлоридного сырья /Пат. РФ №2213163/ - ПРОТОТИП.

Сущность способа  заключается в следующем. Сырье  измельчают до крупности 20-70 мм, выщелачивают при 90-95°С соляной кислотой с получением хлормагниевого раствора с остаточной концентрацией 0,3-3,0% мас. HCl. Полученный раствор отделяют от твердых взвесей и концентрируют при разности температур на входе и выходе 100-300°С. Затем концентрированный хлормагниевый раствор смешивают с твердым отработанным электролитом и синтезируют карналлит, который после его обезвоживания подвергают электролизу с получением магния и хлора. Часть хлора подвергают конверсии в факеле горения природного газа с получением хлорида водорода, топочные газы перед подачей на стадию получения соляной кислоты подают на концентрирование, пропуская их через циркулирующий хлормагниевый раствор, после концентрирования раствор обрабатывают оставшимся хлором и направляют на очистку и отделение твердых примесей.

Основным недостатком  данного способа является то, что  данный способ непригоден для получения  чистых хлормагниевых растворов  из руды, содержащей значительное количество соединений кальция.

Технический результат  заключается в получении раствора хлорида магния с низким содержанием  иона кальция и, следовательно, улучшении  качества получаемого из него карналлита и технологических показателей  его производства.

Технический результат  достигается следующим образом.

Руду выщелачивают соляной кислотой, полученный раствор  хлорида магния очищают от примесей нейтрализацией, очищенный раствор  после концентрирования используют для синтеза карналлита путем  конверсии с обработанным электролитом магниевых электролизеров и/или  хлористым калием. Синтетический  карналлит отделяют от маточного  раствора, содержащего 2,5-3% CaCl₂, часть которого, несколько большей (˜ на 10%) по содержанию кальция, вводимому в производство с серпентинитом, подвергают очистке от ионов кальция. Для очистки используют раствор (пульпу) сульфата магния, получаемый взаимодействием магнийсодержащих продуктов производства оксида магния из магнезита пыль циклонов и электрофильтров или брусита с серной кислотой.

Глубокая очистка  хлормагниевых растворов от ионов  кальция достигается при использовании  более концентрированных растворов. Это связано с тем, что растворимость  сульфата кальция в значительной мере зависит от концентрации хлорида  магния.

Так, при увеличении концентрации хлорида магния до 121 г/дм³ растворимость сульфата кальция возрастает до 8,62 г/дм³. При дальнейшем увеличении концентрации MgCl₂ растворимость CaSO ₄ уменьшается и достигает 1,3 г/дм³ CaSO ₄ при 441 г/дм³ MgCl₂. В связи с этим подвергать очистке целесообразно маточные растворы, имеющие большую концентрацию MgCl₂, чем растворы, полученные после выщелачивания серпентинита.

Сущность предлагаемого  способа заключается в следующей  совокупности существенных признаков: часть маточного раствора после  отделения синтетического карналлита и перед возвратом на стадию синтеза  карналлита подвергают очистке от ионов  кальция путем обработки сульфатом  магния, получаемого обработкой магнийсодержащих продуктов серной кислотой.

Отличительными  признаками также является то, что  смешивание маточного и сульфатного  растворов осуществляют в количествах, обеспечивающих массовое соотношение  , при температуре 60-90°С и выдерживают в течение 6-12 ч.

В качестве руды используют серпентинит, магнезит, доломит или  брусит, а для получения раствора сульфата магния - отходы производства оксида магния из магнезита, пыль циклонов и электрофильтров или брусит (сырье с низким содержанием примесей).

На основании  проведенных исследований установлено, что при смешивании маточного  и сульфатного растворов в  количестве, обеспечивающем соотношение  , в растворе остается значительное количество ионов кальция, а при - сульфат-иона.

При смешении растворов  при температуре <60°С (25-35°С) одновременно с сульфатом кальция в осадок выпадают хлориды, что приводит к  снижению выхода карналлита. При очистке  растворов от ионов кальция при  температуре >90°С и соотношении  потребуется дополнительный подвод тепла, что приведет к удорожанию процесса получения раствора хлорида магния.

При выдержке пульпы после смешения растворов в течение  менее 6 ч образуются мелкие кристаллы  гипса, которые проходят через фильтр, снижая тем самым степень очистки  растворов от ионов кальция, или  при дальнейшей переработке (перекачке) растворов кристаллы оседают на стенках трубопроводов. При выдержке 6-12 ч образуются крупные, хорошо фильтруемые кристаллы гипса, дальнейшее увеличение продолжительности выдержки не дает значительного роста кристаллов.

Пример осуществления  способа

Магнийсодержащую  руду, например серпентинит, выщелачивают солянокислотным раствором, содержащим 16-20% HCl, отделяют нерастворимый остаток, хлормагниевый раствор очищают от примесей нейтрализацией, упаривают и используют для синтеза карналлита конверсией с отработанным электролитом и/или хлоридом калия.

После отделения  синтетического карналлита образуется 3,5 т маточного раствора на 1 т  упаренного хлормагниевого раствора. Маточный раствор после нескольких циклов циркуляции обогащается соединениями кальция, содержит до 32% MgCl₂ и 2,5% CaCl₂ (87,5 кг). При этом содержание хлорида магния снижается за счет возрастания концентрации хлорида кальция и уменьшается выход синтетического карналлита из насыщенного раствора. В составе карналлита появляется свободный хлорид калия, что приводит к увеличению материальных потоков и энергозатрат в технологическом цикле производства магния. Возрастает также выход оборотного маточного раствора (в расчете на единицу продукции), что приводит к возрастанию энергозатрат на его нагрев и снижению производительности оборудования. В связи с этим маточный раствор необходимо очистить от ионов кальция. Для получения 1 т упаренного исходного хлормагниевого раствора необходимо 0,26 т серпентинита, т.е. в растворе содержится ˜10 кг CaCl₂, очистке от Са подвергают часть маточного раствора, содержащую несколько большее (˜ на 10%) количество вводимого в систему кальция (0,45-0,5 т маточного раствора).

Очистку хлормагниевого раствора от соединений кальция осуществляют раствором, содержащим сульфат магния, который получают обработкой серной кислотой магнийсодержащих продуктов: отходов производства оксида магния из магнезита или брусита. Полученный сульфатный раствор содержит, г/дм³: 190 MgSO₄; 1,5 CaSO₄; 75 взвешенных веществ, которые выполняют роль зародышей для осаждения сульфата кальция.

0,5 т маточного  раствора, содержащего 2,5% CaCl₂ , обрабатывают сульфатным раствором в количестве 84 кг при температуре 60°С в течение 12 ч и соотношении . При этом из раствора выделяется 34,86 кг гипса влажностью 50%. Степень очистки от ионов кальция составляет 90%, остаточная концентрация хлорида кальция - 0,23%. Маточный раствор, очищенный от кальция, возвращается в процесс на стадию синтеза карналлита.

Таким образом, предлагаемый способ переработки руды, содержащей магний, с получением хлормагниевых  растворов для синтеза карналлита позволяет получать растворы с низким содержанием кальция, улучшить качество синтетического карналлита, снизить  энергетические затраты на синтез карналлита и повысить показатели процесса электролиза  безводного карналлита.

 
Формула изобретения

1. Способ переработки  руды, содержащей магний, включающий  выщелачивание руды соляной кислотой, очистку хлормагниевого раствора  от примесей нейтрализацией, упарку раствора, синтез карналлита, сгущение и отделение синтетического карналлита от маточного раствора, возврат маточного раствора на стадию синтеза карналлита, отличающийся тем, что часть маточного раствора перед возвратом на стадию синтеза карналлита подвергают очистке от соединений кальция путем обработки сульфатом магния.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве  сульфата магния используют раствор,  получаемый обработкой магнийсодержащих  продуктов серной кислотой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют  раствор, содержащий сульфат магния, которым обрабатывают часть маточного  раствора в количестве, обеспечивающем  массовое соотношение  .

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что обработку  маточного раствора раствором,  содержащим сульфат магния, осуществляют  при температуре 60-90°С и выдерживают  6-12 ч.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве  руды, содержащей магний, используют  серпентинит, магнезит, доломит,  брусит.

6. Способ по п.2, отличающийся тем, что для получения  раствора, содержащего сульфат магния, используют брусит или отходы производства оксида магния из магнезита: пыль циклонов и электрофильтров.