Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

Учитывая рН гидратообразования указанных выше элементов, раствор необходимо нейтрализовать до рН = 10,0-11,0 для количественного осаждения всех примесей. Однако при этом начинает осаждаться Mg(OH )2 (рН 0 гидр. ~ 10 ед.), что приводит к значительным потерям магния с железистым осадком. Поэтому в процессе нейтрализации необходимо поддерживать рН = 7,0-7,5. В данном интервале рН количественно осаждаются гидроксиды железа (III), алюминия (III), тогда как гидроксиды железа (II) и марганца (II) осаждаютсячастично. Поэтому необходимо окислять образующиеся врезультате нейтрализациигидроксиды железа (II) и марганца (II) до легкоосаждаемых форм. Исходя из результатов химического анализа рассчитано необходимое стехиометрическое количество MgO для нейтрализации сульфатно-фторидных рафинатов. Требуемое количество брусита добавляется к раствору порционно, при перемешивании и контролировании рН получаемой пульпы. При достижении рН значения 7,0-7,5 ед. подача прекращается. Поскольку в исходном растворе основная примесь — железо (+2) — находится в растворимой форме, для осаждения железа (+3) в полученную пульпу добавляется требуемое количество 35 %-й перекиси водорода. Выдержка пульпы проводится при перемешивании в течение 2,5-3,0 ч при температуре 70-90 °С. Следует отметить, что нейтрализация раствора сульфата магния и очистка от примесей проводятся с использованием брусита, содержащего также и до 5 % СаО. Оксид кальция также участвует в нейтрализации свободной серной кислоты с образованием гипса CaSO 4 , что приводит к значительному улучшению фильтрации осадка гидроксидов. Далее очищенный раствор подвергается упарке и кристаллизации с получением сульфата магния семивоного. В готовом продукте (сульфате магния семиводном) лимитируется содержание таких токсичных примесей, как свинец, ртуть, кадмий, мышьяк. В результате работ получен экспериментальный образец, результаты химического анализа которого приведены в таблице. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 223-228. Transactions of the Kala Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 223-228. Результаты химического анализа образца сульфата магния семиводного Показатель Результат Массовая доля кальция (Ca), % 0,10 Массовая доля железа (Fe), % < 0,01 Массовая доля марганца (Mn), % < 0,01 Массовая доля свинца (Pb), мг/кг < 0,5 Массовая доля ртути, (Hg), мг/кг < 0,1 Массовая доля кадмия (Cd), мг/кг < 0,05 Массовая доля мышьяка (As), мг/кг < 0,5 Образец удовлетворяет требованиям по содержанию макро- и микроэлементов, а также токсичных примесей, предъявляемым к сульфату магния семиводному, предназначенному для внесения при подкормке под овощные, кормовые, плодовые, ягодные, цветочные культуры, выращиваемые в открытом и защищённом грунтах всельских коллективных и фермерских хозяйствах [9]. Пирогидролиз Как показывает мировая практика, наиболее эффективным методом получения высокочистых соединений из растворов является метод жидкостной экстракции с использованием селективных экстрагентов, а способом получения из растворов порошков металлов с минимальным содержанием примесей — газофазный метод (spray roasting), или пирогидролиз солевых растворов в аппаратах типа «Андриц Рутнер» или их аналогах [ 8 , 10]. В этом направлении впоследние годы нами накоплен существенный задел. Показано, что методы пирогидролиза нашли наиболее широкое применения в черной металлургии для регенерации травильных растворов, главным образом хлорида железа. В то же время имеется достаточно исследований, позволяющих осуществить промышленную реализацию процессов пирогидролиза фтотитановых, фторниобиевых и фтортанталовых кислот с высокой степенью регенерации фтористоводородной кислоты. Однако освоению данного способа препятствуют недостаточная изученность процесса и сложности в аппаратурном оформлении. Также проведена сравнительная экономическая оценка инвестиционных и операционных затрат на создание производства оксида ниобия двумя методами: аммиачным гидролизом (классическая технология) и пирогидролизом. По проведенной оценке, инвестиционные затратыдля создания производства оксида ниобия методом пирогидролиза в ~ 1 , 8 - 2 , 0 раза © Смирнов А. В., Жуков С. В., Орлов А. П., Нечаев А. В., 2023 226