ОБОГАЩЕНИЕ МАГНЕЗИТОВ
Наличие в магнезитах доломита и диабаза вызывае необходимость обогащения. В промышленных условиях
удаление кусков доломита из горной массы, содержащей смесь магнезита с доломитом, производят обогащением в тяжелой водной суспензии ферросилиция плотностью 2,87—3,0 г/см3. Сущность этого способа заключается в том, что доломит имеет плотность ниже магнезита и в процессе обогащения всплывает, а магнезит тонет.
Для обогащения магнезит дробят до размера <15 мм и отделяют фракцию <5—3 мм. Обогащают магнезит раздельно: фракции 150— 60 и 60—8 мм в две стадии. В результате обогащения выделяют магнезитовые концентраты. Эффективность обогащения видна из следующего сравнения: если содержание СаО до обогащения было 2,8—3,0%, то после обогащения 0,8—1,2%. Примеси Si02 и FeO при обогащении в тяжелых суспензиях не отделяются.
Для более полного обогащения применяют флотацию. Сущность этого способа заключается в различной смачиваемости и прилипае-
Мости собственно магнезита и его примесей к флотационным реагентам (смесь технических жирных кислот). Для проведения флотации магнезит измельчают до получения фракции менее 0,1—0,2 мм в количестве 70—85%. Флотацией удается из исходного магнезита с содержанием 37—41%) MgC03 получить концентрат с 45,5—46,5%. В пересчете на прокаленное вещество полученный методом флотации концентрат содержит до 96,5% MgO. Это в ряде случаев ниже требований к чистоте исходного материала, поэтому встает вопрос о химических методах обогащения.
Известно несколько методов химического обогащения, наиболее перспективные из них: солянокислый с гидролизом хлористого магния, бикарбонатный, аммонийный. По гидролизному способу природный магнезит разлагают соляной кислотой:
MgC03 + 2НС1 MgCl2 + н20 + со2.
В осадке остаются силикаты и сульфидное железо. Раствор хлористого магния подвергается гидролизу в распылительном реакторе при 900—1000° С:
MgCl2 + Н20 MgO + 2НС1.
Образующийся газообразный хлористый водород адсорбируется водой и регенерируется до соляной кислоты, которая возвращается в начало процесса. Таким путем удается получить продукт с содержанием MgO 98,4%.
По бикарбонатному методу природный магнезит обжигают при 700—800° С и затем измельчают до 0,25 мм. Карбонизацию полученного оксида магния осуществляют в две стадии:
MgO + С02 + 3H20 MgC03.3H20.
Гидрокарбонат получается в трудноосаждаемом состоянии и отделяется от неразложившихся примесей в гидроциклоне. На второй стадии суспензия гидрокарбоната карбонизируется под давлением углекислого газа 686—784 кПа:
MgC03 • ЗН20 + С02 Mg (НС03)а + 2НгО.
І
Раствор бикарбоната магния после отделения от оставшихся нерастворимых примесей разлагается при нагревании с образованием нерастворимого основного карбоната:
4Mg (НС03)2 4MgO • ЗС02-4Н20 + 5C02f.
Выделяющийся при этом углекислый газ после сжатия возвращается в процесс. Выделенная из раствора паста основного карбоната магния прокаливается до оксида магния:
4MgO • ЗС02 • 4Н20 4MgO + ЗС02 + 4Н20.
Получаются легкие формы оксида магния—магнезия «альба» (недоразложенный основной карбонат) или магнезия «уста». Содержание MgO в них на прокаленное вещество 98—99%). При высокотемпературном прокаливании основного карбоната магния получаются плотные формы периклаза.
В аммонийном способе используется способность оксида магния растворяться в растворах аммонийных солей. Для этого исходную породу предварительно прокаливают при 600—800° С, измельчают до 0,1 мм и обрабатывают хлористым аммонием и карбонатом аммония:
MgO + СаО + 2НаО + 2NH4C1 + (МН4)2СОй;!
Z MgCl2 + СаСОз + 4NH4OHf. I
Для смещения равновесия вправо реакцию проводят при нагревании до 70—80° С и под вакуумом, аммиак при этом удаляется в газообразном состоянии. Хлористый магний подвергается гидролизу, как и в солянокислом способе.
Химические способы обогащения позволяют получить не только чистый оксид магния, но и разнообразные композиционные материалы путем соосаждения с регулируемым соотношением компонентов, в том числе материалы на основе системы MgO—СаО. При химическом обогащении существует возможность регулировать способность оксида магния к спеканию,- В экономическом отношении химические способы обогащения вполне эффективны.