Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

INVESTIGATION OF SERPENTINITE COMPLEX PROCESSING S. A. Saharunyan, A. G. A rustamyan, E. S. Agamyan, E. M. Nazaryan, A. S. Saharunyan Institute o f General and Inorganic Chemistry o f National Academy o f Sciences o f Republic o f Armenia, Yerevan, Armenia A b stra c t A complex processing of serpentinites has been carried out by the acid-based combined method. It has been shown that when treating serpentinite solutions with strong mineral acids, the magnesium leaching degree in the solution can be adjusted up to 95 wt. %. After purification of the resulting solution from metal impurities by neutralization it is used to obtain the magnesium compound by existing technologies, while at processing the solid phase by caustic alkali ~ 90 wt. % SiO 2 contained in it goes into the liquid phase. The obtained solutions and the solid phase are processed by existing technologies with obtaining of the corresponding chemical compounds. Keywords: serpentinite, acid, alkali, silica, magnesium. Серпентинит является вмещающей породой многих полезных ископаемых, поэтому его относят к многотоннажным отходам добывающей и обогатительной промышленности. В частности, на асбестоперерабатывающих предприятиях ежегодно образуются десятки миллионов тонн отхода с высоким содержанием измельченного серпентинита, отвалы которого занимают значительную площадь и представляют экологическую опасность. В РА находятся высококремнеземистые магнийсодержащие горные породы, состоящие в основном из минералов группы серпентинита, таких как лизардит, хризотил, хризотил-асбест, антигорит и др. Для получения высококачественного магнезита и других соединений магния из горных пород и указанных отходов возникает необходимость их комплексной переработки, что позволит извлекать из них все полезные компоненты, получать дешевые товарные продукты, что, как следствие, приведет к снижению себестоимости производимых продуктов. Существует много способов переработки серпентинитов, однако, наряду с преимуществами каждого способа, в них имеются и недостатки, которые ограничивают их применение. Рассмотрим их в отдельности. 1. Переработка серпентинитов растворами серной кислоты концентрации 20-50 мас. %. Процесс ведут при постоянном перемешивании в течение 2-3 ч. Получают осадок аморфного кремнезема с неразложившимися хромомагнетитовыми минералами и жидкую фазу. Осадок подвергают электромагнитной сепарации, отделяют диоксид кремния от хромомагнетитового концентрата. Для осаждения растворенных металлических примесей из жидкой фазы раствор нейтрализуют до pH = 7-8,5, осаждают ионы хрома, никеля и железа в виде гидроксидов. После отделения осадка фильтрат карбонизируют кальцинированной содой с выделением осадка (карбоната магния), который разлагают при 700 0С, в результате чего получают оксид магния. Жидкую фазу выпаривают, получают сульфат натрия [1]. Несмотря на то что способ позволяет разлагать серпентинит, получать оксид магния, рудный концентрат и аморфный кремнезем, процесс переработки длительный и трудоемкий, а получаемый кремнезем имеет ограниченное применение. 2. Получение оксида магния из серпентинита. Сырье сплавляют с сульфатом аммония при 250-400 0С, сплав выщелачивают водой, раствор нейтрализуют, осаждают примеси металлов в виде гидроксидов и отделяют фильтрацией [2]. Из фильтрата аммиаком сначала осаждают Mg(OH )2 при pH = 10,0-10,5, а затем при pH = 11,0-11,5 карбонатом аммония осаждают карбонат магния. После этого оба осадка отмывают от сульфат-иона, далее подвергают термообработке при 750 0С, в результате чего получают оксид магния. Полученный на стадии осаждения гидроксида магния раствор сульфата аммония упаривают и направляют на стадию спекания с серпентинитом, а выделившийся на этой стадии аммиак улавливают и используют для осаждения Mg(OH) 2 . Несмотря на то что этот способ позволяет почти полностью извлекать магний из сырья в виде MgO, процесс переработки длительный, с большими энергетическими затратами. Кроме того, отделенные примеси металлов и кремнезема не перерабатываются. 3. Комплексная переработка магний-силикатсодержащего сырья. Согласно этому способу обработку сырья проводят двухстадийным выщелачиванием серной кислотой [3]. Полученную пульпу фильтруют, раствор нейтрализуют аммиаком, разбавляют его 10-20 раз, вводят зародыши карбоната магния и проводят его карбонизацию газообразным углекислым газом при pH = 9,5-11,0. Полученный MgCO 3 сушат при 105-200 0С, затем прокаливают при температуре 480-650 0С, в результате чего получают MgO. Несмотря на то что этот способ позволяет разлагать серпентинит, получать оксид магния, процесс переработки длительный, трудоемкий с большими материальными и энергетическими затратами. 4. Способ переработки серпентинитов, при котором их прокаливают при температуре 680-750 0С, после чего обрабатывают 4-8 %-м раствором соляной кислоты при соотношении серпентинит : соляная кислота = 1 : (15-40). Затем горячую пульпу декантируют и фильтруют. Осадок высушивают, получают кремнезем, загрязненный примесями, а фильтрат выпаривают и отделяют кремниевую кислоту в виде золь-геля. В раствор, содержащий хлориды магния и 188