Войти  |  Регистрация
Авторизация

Получение хлористого магния из доломита



Ниже кратко описываются две схемы получения хлористого магния. Выбор той или другой схемы зависит от наличия поблизости дешевой соляной кислоты или аммиака.
Первая схема. Измельченный доломит обжигают во вращающихся печах. Если нужен газ с высокой концентрацией СО2, например при сочетании производства хлористого магния с аммиачно-содовым процессом, доломит обжигают в шахтных печах. Обожженный доломит гасят в барабанах-гасителях с классификаторами и турбомешалками. При гашении образуются гидраты окисей магния и кальция по реакции
(MgO + СаО) + 2 H2O → Mg (OH)2 + Ca (ОН)2 + 20,6 кал.

Гашение ведут непрерывно при 95—100°. Пульпу подогревают острым паром. Максимальное извлечение гидроокиси магния и более крупные кристаллы получают, когда пульпа содержит 17% твердого, а температура поддерживается постоянной.
Пульпу, поступающую их гасителей, разбавляют до содержания 11% твердого. Этим понижается вязкость пульпы, что способствует лучшему отделению пустой породы и недопала при последующей классификации. Затем пульпу охлаждают до 60°, что необходимо для лучшего поглощения газа при карбонизации. Охлажденная пульпа поступает в промежуточные чаны, из которых ее перекачивают в напорные баки, питающие карбонизаторы.
Пульпу подвергают карбонизации с целью перевести гидроокись кальция в нерастворимое соединение — углекислый кальций. Таким образом обеспечивается возможность последующего выделения магния после превращения его в хлористый магний при нейтрализации гидрата хлористым водородом. Карбонизация протекает по реакции
Ca (ОН)2 + Mg (ОН)2 + CO2 → CaCO3 + Mg (OH)2 + H2O.

Как видно из рис. 15, максимальная скорость карбонизации достигается при 40—60°. Карбонизацию проводят в две стадии. В промежутке между первой и второй карбонизациями пульпу центрифугируют и взмучивают кек, чтобы увеличить извлечение магниевой составляющей доломита. В некоторых зонах скорость нейтрализации превышает скорость растворения гидроокиси магния. Это приводит к частичному растворению карбоната кальция вследствие местного избытка кислоты. Для нейтрализации избытка кислоты кек взмучивают оборотным сливом из сгустителей, содержащих некоторое количество ионов кальция.
Пульпу карбонизируют в железных чанах при обычном давлении. Карбонизаторы объединяются последовательно в группы. Пульпа из напорного бака поступает в первый карбонизатор. Газ из обжиговых печей с 30% (объемн.) СО2 подают снизу турбовоздуходувками в карбонизаторы. Пульпа из последнего карбонизатора каждой группы поступает в промежуточный бак, из которого питают центрифуги. Во избежание карбонизации гидроокиси магния степень карбонизации гидроокиси кальция не должна превышать 99,9%.
Получение хлористого магния из доломита

О полноте карбонизации судят то изменению электро-проводности пулыпы. К контрольной ванне, через которую пропускают часть карбонизируемой пульпы, подводят постоянный ток. По окончании карбонизации гидроокиси кальция начинается карбонизация гидроокиси магния с образованием основного карбоната. В этот момент резко увеличивается электропроводность и вязкость пульпы, что объясняется большей растворимостью CaO по сравнению с MgO. Из-за резкого увеличения вязкости сильно возрастает гидравлическое сопротивление столба пульпы и подача газа прекращается.
Управление карбонизацией автоматизируют. Прибор, регистрирующий электропроводность, связан с клапаном, регулирующим подачу пулыпы в последние карбонизаторы.
Карбонизированную пульпу, содержащую примерно 17% твердого, направляют на центрифугирование, после чего содержание твердого возрастает до 55%. Кек возвращают на взмучивание оборотным раствором. Взмученный кек вторично карбонизируют для удаления ионов кальция по реакции
Ca2+ + Mg (ОН)2 + СО2 → СаСО3 + Mg2+ + H2O.

Вторичную карбонизацию проводят также в трех последовательно соединенных карбонизаторах с мешалками. Периодическим титрованием пробы раствора из последнего карбонизатора определяют полноту удаления ионов кальция.
После вторичной карбонизации пульпу нейтрализуют по реакции
Mg(ОН)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2Н2О,

при этом СаСО3 остается в осадке.
Нейтрализацию пулыпы проводят в реакторах с турбомешалками. Соляную кислоту подают в реактор сверху через распределительное кольцо. Для обеспечения избирательной нейтрализации Mg(OH)2 в присутствии СаСО3 величина pH растворов должна оставаться в пределах 7—8. При этом необходимо поддерживать скорость нейтрализации Mg(OH)2 равной скорости ее растворения. Практически это трудно точно соблюсти. Скорость нейтрализации в местах поступления кислоты превышает скорость растворения гидроокиси и pH раствора снижается, что приводит к частичному растворению СаСО3 (рис. 16).
Получение хлористого магния из доломита

Расчетная и фактическая кривые нейтрализации показывают, что практически СаСО3 значительно растворяется. Примерно две трети растворившегося кальция осаждаются при вторичной карбонизации, а остаток ионов кальция взаимодействует с присутствующими в соляной кислоте сульфат-ионами с образованием гипса. Окончательную очистку от сульфат-ионов проводят после выпарки. Поступающую в реакторы пульпу периодически анализируют И соответственно регулируют подачу кислоты. После нейтрализации пульпу уплотняют. Осветленный раствор содержит 16% MgCl2. Две трети его возвращают на взмучивание кека. Одну треть вторично уплотняют. Слив второго уплотнения поступает в резервные баки, из которых он по мере надобности направляется на выпаривание.
Уплотненная пульпа поступает на вакуум-фильтры. Кек с фильтров взмучивают и направляют в отстойники. Осветленную воду из отстойников возвращают в производство.
Вторая схема. Доломит обжигают и гасят так же как в первой схеме. Однако в данном случае предпочитают для обжига шахтные печи, чтобы получить газ с максимальным содержанием СО2. После гашения и классификации пульпу направляют в реакторы на обменное разложение с раствором хлористого аммония — отходом содового производства;
Mg(OН)2 + Ca(ОН)2 + 4 NH4Cl → MgCl2 + CaCl2 + 4NH3 + 2H2O.

Выделяющийся аммиак возвращают на производство соды.
После обменного разложения пульпу карбонизируют по реакции
Mg(ОН)2 + CaCl2 + СО2 → MgCl2 + CaCO3 + H2O.

Раствор хлористого магния освобождают от осадка СаСО3 в системе уплотнителей и фильтров, аналогичной описанной выше.
Вторая схема представляет хороший пример сочетания производства магния с другими химическими производствами, так как с большой эффективностью используется хлор-ион, получающийся в аммиачно-содовом процессе.
Возможны разные варианты описанных выше схем. В основе их лежит избирательная карбонизация магнезиально-известковой пульпы, перевод иона кальция в нерастворимое соединение и отделение его от раствора MgCl2.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent