ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МАГНИЯ

Аннотация

Переработка техногенных отходов асбестовой промышленности для извлечения оксида магния является актуальной задачей, решающей одновременно экологические и экономические проблемы. Азотнокислотное выщелачивание является перспективным методом, однако его промышленное внедрение сдерживается сложностью очистки получаемых растворов. В настоящей работе разработана и исследована комплексная гидрометаллургическая схема, последовательно объединяющая электрохимическое окисление Fe(II), электрохимическое осаждение примесей и электродиализное концентрирование целевого раствора нитрата магния. Электрохимическое окисление позволило достичь конверсии Fe(II) в Fe(III) свыше 98%. Кинетический анализ процесса выявил смену лимитирующей стадии: при T<40°C процесс контролируется кинетикой (расчетная E_a = 94,8 кДж/моль, порядок реакции n=1,34), а при T > 40°C переходит в диффузионную область E_a = 17,9 кДж/моль, n=0,40). Комбинированный метод нейтрализации позволил решить проблему пассивации осадителя и удалить >99% примесей при удельных энергозатратах 38,1 кВт*ч/м³. Дисперсионный анализ показал, что время процесса является доминирующим фактором. Электродиализное концентрирование очищенного раствора нитрата магния продемонстрировало почти 6-кратное снижение энергопотребления по сравнению с термическим выпариванием (52,6 кВт*ч/м³ против 313,8 кВт*ч/м³), достигая выхода по току 95,6%. Предложенная безреагентная схема является технически жизнеспособной и энергоэффективной технологией для переработки серпентинитовых отходов в рамках концепции циркулярной экономики.