Обогащение магнезита в мини-цехе

План:

1. Понятие о магнезите
2. Происхождение названия. 
3. Нахождение в природе.
4. Типы месторождений.
5. Применение магнезита
6. Польза  магнезита
7. История добычи магнезита  в России.
8. Магнезита  в Туве
9. Возможно ли обогащение магнезита в Ак-Довураке?
10. Выводы

Магнезит

Магнезит –минеральное сырьё,   которое служит сырьем для производства кислот, щелочей, солей, удобрений и других химических продуктов.

Химическая формула:  MgCO3

 Происхождение названия

В 1695 году из минеральной воды Эпсомского источника в Англии выделили соль, обладавшую горьким вкусом и слабительным действием. Аптекари называли её горькой солью, а также английской, или эпсомской солью. Минерал эпсомит имеет состав MgSO4 · 7H2O. Латинское название элемента происходит от названия древнего города Магнезия в Малой Азии, в окрестностях которого имеются залежи минерала магнезита.

Впервые был выделен в чистом виде сэром Хемфри Дэви в 1808 году.

Нахождение в природе

Кларк магния 19 кг/т. Это распространённый элемент земной коры, большие количества магния находятся в морской воде. Главными видами магнезиального сырья являются морская вода (Mg 0,12-0,13%), карналлит MgCl2 • KCl • 6H2O (Mg 8,7%), бишофит MgCl2 • 6H2O (Mg 11,9%), кизерит MgSO4 • H2O (Mg 17,6%), эпсомит MgSO4 • 7H2O (Mg 16,3%), каинит KCl • MgSO4 • 3H2O (Mg 9,8%), магнезит MgCO3 (Mg 28,7%), доломит CaMg[CO3]2 (Mg 13,1%), брусит Mg(OH)2 (Mg 41,6%). Магнезиальные соли встречаются в больших количествах в солевых отложениях самосадочных озёр. Месторождения ископаемых солей карналлита осадочного происхождения известны во многих странах.

Типы месторождений

1. Ископаемые минеральные отложения (магнезиальные и калийно-магнезиальные соли)

2. Морская вода

3. Рассолы (рапа соляных озёр)

4. Природные карбонаты (доломит и магнезит)

Применение

Магнезит является очень актуальным и важным промышленным минералом.  Он незаменим при изготовлении огнеупорных материалов повышенной стойкости. Магнезит также является необходимым минеральным сырьем для получения металлического магния и его солей. Эти производные широко используются при изготовлении сплавов, их применяют в медицине, в производстве стройматериалов.   Молотый магнезит нашел широкое применение в химической, нефтехимической промышленности, в целлюлозной промышленности, при производстве удобрений и во многих других отраслях. 

1.Сплавы

Сплавы на основе магния являются важным конструкционным материалом в авиационной и автомобильной промышленности благодаря их лёгкости и прочности. Цены на магний в слитках в 2006 году составили в среднем 3 долл/кг.

2.Химические источники тока

Магний в виде чистого металла, а так же его химические соединения (бромид, перхлорат) применяются для производства очень мощных резервных электрических батарей (например, магний-перхлоратный элемент, серно-магниевый элемент, хлористосвинцово-магниевый элемент, хлорсеребряно-магниевый элемент, хлористомедно-магниевый элемент, магний-ванадиевый элемент и др.) и сухих элементов (марганцево-магниевый элемент, висмутисто-магниевый элемент, магний-м-ДНБ элемент и др.). Химические источники тока на основе магния отличаются очень высокими значениями удельных энергетических характеристик и высоким разрядным напряжением.

Перхлорат магния, Mg(ClO4)2 — (ангидрон) применяется для глубокой осушки газов в лабораториях, и в качестве электролита для химических источников тока с участием магния.

Фторид магния MgF2 — в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы).

Бромид магния MgBr2 — в качестве электролита для химических резервных источников тока

3.Огнеупорные материалы

Оксид магния MgO применяется в качестве огнеупорного материала для производства тиглей и специальной футеровки металлургических печей.

4. Военное дело

Свойство магния гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб.

5.Медицина

Оксид и соли магния применяется в медицине (аспаркам, сульфат магния, цитрат магния, минерал бишофит). Бишофитотерапия использует биологические эффекты природного магния в лечении и реабилитации широкого круга заболеваний, в первую очередь - опорно-двигательного аппарата, нервной и сердечно-сосудистой систем.

Фторид магния MgF2 — в виде синтетических монокристаллов применяется в оптике (линзы, призмы).

6.Фотография

Магниевый порошок с окисляющими добавками (нитрат бария,нитрат аммония, перманганат калия, гипохлорит натрия, хлорат калия и т. д.) применялся (и применяется сейчас в редких случаях) в фотоделе в химических фотовспышках (магниевая фотовспышка).

8. Строительный  материал. 
 

Производство магнезитовых листов. Преимущества магнезитовых листов обусловлены экологически чистым составом и качественными характеристиками. Магнезитовые плиты отличаются высокой огнеупорностью,  несгораемый материал.

         Плиты очень устойчивы к всевозможным изгибам и деформациям в сухом виде, а также очень стойки к деформациям под влиянием влаги и воды, обладают водонепроницаемостью. Немаловажным качеством является высокий уровень звукоизоляции. Одним из решающих преимуществ в пользу плит, является отличный уровень теплостойкости, обусловленный наличием высокоэффективного изоляционного материала.

Вышеперечисленные характеристики объясняют активный спрос на данную продукцию.  Магнезитовые плиты  изготавливают на основе магнезиальных вяжущих, заполнителей различного происхождения и армируют стекловолокном. Армирующая стеклотканная сетка позволяет сгибать лист с радиусом кривизны до трех метров и дает неограниченные возможности в применении.

         Благодаря своим превосходным качествам, отвечающим всем современным нормам и требованиям, магнезитовый лист приобрел широкое применение в строительной промышленности, их применяют как для внутренней, так и для наружной облицовки построек. Для повышения звукоизоляции и теплостойкости лист применяют при монтаже подвесных потолков и при покрытии пола. Межкомнатные перегородки, выполненные из магнезитовых листов , без дополнительной обработки, могут быть окрашены, оклеены обоями, кафельной плиткой, украшены декоративной штукатуркой.

         Магнезитовый лист нашел свое применение в монтаже систем центрального кондиционирования и вентиляции различных построек, при монтировании коммуникационных шахт, для сооружения конструкций в саунах, бассейнах и для работ в других постройках. 

В наше время магнезитовые листы уверенно вытесняют с рынка материалы, ранее использовавшиеся для перегородок, арок и других ремонтно-строительных работ, они просты в обработке: их легко можно резать, пилить, строгать, клеить. Универсальность поверхности листа позволяет без предварительной подготовки осуществлять большое множество отделочных работ. 

Польза магнезита

Биологическая роль

Магний — один из важных биогенных элементов, в значительных количествах содержится в тканях животных и растений. Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатина фосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Поэтому магний является тем элементом, который контролирует энергетику организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Установлено также, что 80—90 % современных людей страдают от дефицита магния. Это может проявляться по-разному: бессонница, хроническая усталость, остеопороз, артрит, фибромиалгия, мигрень, мышечные судороги и спазмы, сердечная аритмия и др. А при частом употреблении слабительных, алкоголя, больших психических и физических нагрузках потребность в магнии увеличивается.

Экологический строительный материал. 
         Магнезитовые плиты - экологически чистый продукт, в состав которого входят только экологически безопасные компоненты. Не имеет запаха и не выделяет токсичных веществ даже при нагреве.

Положительным моментом является стойкое антисептическое действие. Магнезит прекрасно подходит для применения в общественных помещениях. Благодаря антисептическим свойствам хорошо применять его в помещениях, где хранятся продукты. Он не крошится, и не является источником пыли.  Магнезитовый лист незаменим при отделке детских, лечебных, санаторно-курортных учреждений, домов отдыха.

А также его применение необходимо в ванной комнате или бассейне, в местах хранения продуктов для исключения возможности образования и роста плесневых грибков. Отдавая предпочтение данному строительному материалу, вы получите на долгие годы экологически безопасное, теплое, бесшумное жилье. Они не  подвержены эрозии.

История добычи магнезита  в России.

Комбинат «Магнезит», расположенный в г. Сатка Челябинской области, является одним из крупнейших в России предприятием, добывающим магнезит. Для повышения качества добываемого магнезитового сырья применяется метод обогащения в тяжелых суспензиях. Однако с отвальными хвостами теряется значительное количество высококачественного магнезита. Анализ продуктов, направляемых в отвал, показал, что в хвостах тяжелосредного обогащения содержится до 15-20% магнезита.

     Хвосты обогащения (хвосты сепарации и мелкая фракция крупностью -30 мм, получаемая за счет естественного дробления при транспортировке и пересыпках) содержат около 38,5% MgO и 7,61% CaO.
В 2008 году на предприятии ОАО «Комбинат Магнезит» по технологии, разработанной ЗАО НПК «Техноген», был построен и запущен в эксплуатацию опытно-промышленный рудосортировочный комплекс на базе сепаратора СРФ4-150 для обогащения магнезитовых отвальных хвостов крупностью -150+30 мм.

Рудосортировочный комплекс по обогащению магнезитовых хвостов

Обогащение магнезитов Донского ГОКа.

         В середине XX  века добыча магнезита  Донского Горно-обогатительного комбината проводилась в больших объемах, но  конце 90-х годов  добыча прекратилась из-за нерентабельности предприятия, связанная с переходом на рыночные отношения. Причиной послужила низкое качество  сырья.  

 На низкокачественном магнезитовом сырье Донского ГОКа в 2000 году сотрудниками ООО «РАДОС» были проведены исследования и опытно-промышленные испытания по его обогащению методом рентгенорадиометрической сепарации. Тестовые и опытно-промышленные испытания проводили на испытательном стенде ООО «РАДОС» в г. Красноярске на рентгенорадиометрическом сепараторе СРФ4-150. В качестве разделительного признака служило характеристическое рентгеновское излучения железа.

         В результате испытаний показано, что из низкокачественного магнезитового сырья может быть получен товарный продукт, содержащий более 45% MgO. Так что обогащение магнезита скоро примет широкие обороты.

                                            Магнезит в Туве

       И еще один город в России связан своей историей и корнями  с этим замечательным по своим свойствам минеральным сырьем – магнезитом.

Ак-Довурак - город в Западной Туве, жизнь  которого связана с открытием  разведкой и разработкой месторождения  асбеста. В 1950 году, в связи со строительством комбината «Туваасбест», был построен поселок, в 1964 году преобразованный в город Ак-Довурак. Месторождение асбеста содержит лучшие сорта хризотил-асбеста. В 1951 году здесь началось  строительство крупного промышленного предприятия. Начали  рыть котлован под строительство крупной обогатительной фабрики.  В ранге «Всесоюзной ударной комсомольской» был построен горно-обогатительный  комбинат. Первый тонн горного льна комбинат  дал 16 июля 1963 году.

Многие считают, что происхождение названия города связано с разработкой асбеста, а ведь на самом деле  отвалы асбеста  над городом действительно белого цвета . История города неотделимо связана с асбестом, но топоним   Ак-Довурак связан с другим минералом. Ак-Довурак в переводе на русский  – «белая земля».  Под этим словосочетанием тувинцы имели в виду минерал бело-снежного цвета – магнезита, используемого в металлургии для  изготовления огнеупорных кирпичей. Магнезит в чистом виде  встречается в окрестных горах. Добавив магнезит  к обыкновенной глине , тувинцы делали кирпичи - «саманы», вместе с соломой трамбовали кирпичи для постройки небольших глиняных домиков или для изготовления летнего стойбища  для скота - «сери» ( строение состоящее из 3-х стенок, сверху прикрытый деревянной крышей, заваленное той же глиной), летом в знойную пору загоняли туда новорожденных телят, ягнят, чтобы оградить их от жарких лучей солнца.  Глиняные кирпичи, высушенные на солнце, не трескались и не крошились, благодаря  превосходным качествам магнезита по стойки к деформациям под влиянием влаги и воды. По данным археологических раскопок в Сут-Хольском районе, эту технологию использовали повсеместно уйгуры, заселявшие нынешнюю территорию Сут-Холя. Использовали эту глину  для изготовления  печей,  строили глиняные дома, крепости и другие строения.

 Еще кроме строительных  целей тувинцы магнезит дробили и измельчали в порошок  и   использовали в качестве красителя или отбеливателя   для дубления кожи и мехов. Отсюда и название нашего города, люди издавна добывали здесь «ак довурак», то есть магнезит.

Качество сырья магнезита в окрестных горах высокое, почти без примесей. Физико-химические показатели по данным исследования НИИ  г. Красноярска самое высокое: в  массовая доля на абсолютно сухого вещества  содержится 90% оксид магния, и только в 10% -  другие вещества.

Возможно ли обогащение магнезита в Ак-Довураке?

 Эти залежи не так огромны, как асбест, поэтому его переработка  в промышленных масштабах  экономически не рентабельна,  но в небольшом цехе можно организовать обогащение  и переработка магнезитового порошка в качестве красителя и отбеливателя. Было бы интересным узнать,  возможно ли в  наших условиях обогащение магнезита, если взять то условие из истории, как наши предки перерабатывали магнезит для дубления и отбеливания выделанной кожи и меха. По рассказам старожилов города технология была очень проста и примитивна. На обработанную шкуру  посередине ставили шершавый камень и терли породу магнезита о камень. Крупные частицы убирали вручную, оставшуюся белую  пыль    деревянной толкучкой втирали  в выделанную шкуру. После полной обработки остатки пыли стряхивали, получался качественно отбеленный, дубленый мех.  Обработанный такой пылью мех становился бархатистым на вид и ощупь,  эстетично-белого цвета,  не промокал в сырую погоду и не лоснился достаточно долго. К сожалению, эта технология была забыта давно. Социально-экономическое  развитие уровня жизни в Туве в середине XX  века  вытеснил   необходимость обработки кожи и меха кустарным способом.

  У нас есть великолепная возможность перевести эту древнюю технологию отбеливания и дубления  меха  на высокотехнологичные условия, так как в нашем училище  имеются лабораторные  оборудования обогащения полезных ископаемых, которые получили в 2009 году.  Магнезит (порошок магнезитовый каустический) получают в результате улавливания пыли, образующейся при производстве спеченного периклазового порошка. Используя  оборудования технологической лаборатории (дробилки, грохот, дисковый истиратель), можно получить  качественный порошок магнезита. После получения магнезитового порошка в аналитической лаборатории нужно  тщательно отсортировать по величине зернышек и крупинки пыли согласно ГОСТУ  через   электронный  микроскоп,  затем взвесить и упаковать  готовый продукт.

Выводы

 Таким образом, если перерабатывать магнезит в наших условиях, то мы  можем предоставить населению возможность покупать готовый продукт – порошок магнезита, который необходим в хозяйстве как краситель, чистящее средство и  отбеливатель. Магнезитовый порошок будет пользоваться спросом, люди всегда возвращаются к хорошо забытому старому.  Наша  республика по своей хозяйственно-экономической деятельности большей степени является  аграрно-животноводческой. Может быть, в скором будущем  обработка кожи и меха сравнится с  масштабами и уровнем технологии  в соседней Монголии.

Согласно социально-экономической политике нашего правительства на сегодняшний день поднимается промышленный потенциал нашей республики. Перед нами, будущими специалистами, стоит задача рационального и эффективного использования  уникальных природных ресурсов нашей республики. А ведь при обработке и обогащении  асбеста выбрасываются уникальные природные  ископаемые на отвалы (отходы). Рано или поздно перед обществом встанет проблема переработки вторичного сырья

СХЕМА

получения магнезитового порошка

Литература

1. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 621. — 671 с. — 100 000 экз.
2. Терещенко Н. П. «Ваше питание — Ваш скрытый враг: роль магния в поддержании кислотно-щелочного равновесия» 
3. Гиллхам П. «Чудо-минерал» 
4. Эйдензон М. А., Магний, М., 1969; Тихонов В. Н.
5. Аналитическая химия магния, М., 1973 Иванов А. И., Ляндрес М. Б., Прокофьев О. В.
6. Производство магния, М., 1979. С. И. Дракин. П. М. Чукуров.
7. Минделл Э. Справочник по витаминам и минеральным веществам. — М.: Медицина и питание, 2000. — С.83—85. — ISBN.5-900059-03-0
8. Информаторы: жители г. Ак-Довурака  Салчак С. Т. Монгуш К. С. Кара-Сал И. Ш. и Беликов С. В.  – инженер маркшейдер ООО «Тываасбест»