Получение гидрата окиси магния и его прокаливание
|
Сырьем для получения Mg(ОН)2 служат водные растворы MgCl2, встречающиеся в природе, в том числе и морская вода. В качестве вспомогательного материала употребляется известняк или доломит. В основе процесса получения гидроокиси магния лежит химическая реакция MgCl2 + Ca (OН)2 = Mg(OН)2 + CaCl2. Технология получения гидроокиси магния подробно изучена в России. Приведем в качестве примера краткое описание двух способов получения гидроокиси магния с применением различного исходного сырья. Получение окиси магния из хлормагниевых щелоков и доломита Для производства гидрата окиси магния в Германии применялись хлормагниевые щелоки, содержащие 26% MgCl2, 3% MgSO4, 0,8% KCl, 1,1% NaCl, а также доломит состава 36,3% MgO, 56,7% СаО, 1,3% SiO2, 0,8% SO3, 1,5% Аl2О3+Fе2О3, 2,7% СО2. Вначале из щелока удаляли сульфаты. Для этого к раствору, нагретому до 95°, при непрерывном перемешивании добавляли 20%-ный раствор хлористого кальция, нагретый до 50°. Через 5 час. из раствора осаждался гипс. Очищенный щелок сливали, а шлам фильтровали. Фильтрат присоединяли к сливу, а гипс удаляли в отвал. Обожженный доломит дробили и измельчали в шаровой мельнице до такой степени, чтобы при просеивании его через сито 100 меш остаток не превышал 2%. Измельченный и обожженный доломит гасили кипящей водой. В горячее известково-магнезиальное молоко добавляли очищенный ранее от сульфатов раствор хлористого магния с избытком 2—5 г/л MgCl2 против количества, требуемого для осаждения гидроокиси магния по уравнению MgCl2 + Ca (OН)2 = Mg (ОН)2 + CaCl2. Взвесь гидрата окиси магния фильтровали для отделения раствора хлористого кальция, который частично использовали для очистки растворов MgCl2 от сульфатов. Осадок с содержанием 50% воды сушили для удаления гигроскопической влаги. Чтобы не снизить химической активности окиси магния, гидрат кальцинировали при температуре не выше 480°. Получение MgO из морской воды и известняка В основе этого способа также лежит реакция разложения хлористого магния, содержащегося в морской воде, известковым молоком с получением гидроокиси магния. Устричные раковины или высококачественный известняк обжигают во вращающейся печи при 1000—1200°. Из печи известь поступает в гасители, из которых известковое молоко перекачивают в сгустители для осаждения Ca(ОН)2. Слив из сгустителей-отстойников возвращают в гасители. Пульпу гидроокиси кальция с небольшим количеством каустической соды для облегчения контроля щелочности разбавляют до нужной концентрации. Морскую воду предварительно обрабатывают известковым молоком в количестве, обеспечивающем разложение бикарбонатов с образованием осадка углекислого кальция. Очищенная морская вода и приготовленное известковое молоко поступают в реакционные баки для осаждения гидрата окиси магния. После декантации слив направляют на разбавление известкового молока, а осадок гидрата окиси магния поступает в сепаратор для отделения мелких кристаллов. Эти кристаллы возвращаются в реакционные баки для затравки. Крупные кристаллы после промывки и фильтрации поступают на кальцинацию. Существенное значение для получения окиси магния с высокой химической активностью имеет предварительный размол доломита и извести, продолжительность и полнота их гидратации и особенно правильно проведенные осаждение и кальцинация. Время гидратации доломита существенно сказывается на активности окиси магния независимо от полноты протекания реакции гидратации. При более длительной гидратации доломита удается получить окись магния с более крупными кристаллами. Для доломитов различного происхождения продолжительность гидратации также различна. Концентрация доломитовой или известковой пульпы также влияет на размер частиц получаемой окиси. Осадок гидрата окиси магния из разбавленной доломитовой пульпы отличается более мелкими зернами, чем осадок из концентрированной пульпы. Наиболее активная окись магния получается при осаждении гидрата окиси магния из растворов хлористого магния с возможно меньшей концентрацией ионов магния. Осаждение ведут известковым молоком определенной концентрации при интенсивном перемешивании. При слабом перемешивании в образующиеся хлопья гидрата окиси магния попадают включения гидроокиси кальция, которые в дальнейшем растворяются и изменяют значение pH раствора. Это приводит к изменению скорости оседания Mg(ОН)2, а также характера осадка. Максимальной скорости осаждения частиц достигают при интенсивном перемешивании растворов и содержании извести в растворе, близком к стехиометрическому. Существенное значение имеет также предварительное перемешивание реагирующих жидкостей до их сгущения. Оптимальное время предварительного перемешивания жидкостей 15—20 мин. При этом реакции протекают достаточно полно. При соблюдении этих условий частицы гидрата оседают со скоростью 250 см/час. Рекомендуется следующая схема осаждения гидрата окиси магния. Морская вода и известковое молоко с концентрацией Ca(ОН)2 не выше 10% непрерывно поступают через дозаторы в смесительный бак. Объем бака рассчитывают так, чтобы непрерывно сливающаяся реакционная смесь находилась в нем от 15 до 20 мин. Пульпа из смесительного бака поступает в сгуститель. Известь добавляют из расчета 97—100% стехиометрического количества. С целью автоматической подачи извести устройство для определения pH пульпы может быть электрически связано с дозирующим устройством. Условия кальцинации гидрата окиси магния существенно влияют на дальнейшее поведение окиси магния при хлорировании. Прокаливают MgO при 440—480°. Чтобы потери были не выше 6%, прокаливание в зависимости от размеров зерен длится от 1,5 до 4 час. Зернистая гидроокись обезвоживается медленнее, но получаемая при этом окись магния отличается высокой активностью. |
