Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
ХЛОРИСТЫЙ МАГНИЙ
Солнечная выпарка природных вод
Производство хлористого магния (MgCl2-6H20) из морской воды, рапы озер и лиманов осуществляют после садки солей и извлечения брома 58.
Процесс испарения морской воды и рапы соляных озер морского типа можно проследить по диаграмме (рис. 83) изотермы
25° взаимной водной системы 59-63
2NaCl + MgS04 =
= Na2S04 + MgCl2
2NaCl Ю 20 30 40 50 60 70 |
90 MgCl2 |
Рис. 83. Изотерма растворимости водной системы 2NaCl + MgS04 MgCl2 + NaaS04 при 25° (сверху — водная диаграмма). |
Эта система является весьма сложной как по 1 количеству твердых фаз, так и по их склонности кристаллизоваться в ме- тастабильном состоянии. Метастабильные участки мирабилита, тенардита, галита и эпсомита вклиниваются внутрь поля астраханита (области, ограниченные пунктирными линиями). Состав солевой массы исходной морской воды и рассолов большинства соляных озер морского типа приближенно можно изобразить точкой / — в процентах ион-эквивалентов: Mg/2 —22,3, Na —77,7, CI — 92,5, S04/2 — 7,5. При изотермическом испарении этого раствора первой в твердую фазу будет выделяться поваренная соль. Состав раствора в процессе кристал* лизации NaCl изменяется по лучу кристаллизации J—2. В точке 2 состав раствора: Mg/2 — 58, Na —42, CI — 77, SO4/2 — 23. Количество испаряемой воды в последовательных стадиях^ кристаллизации можно определить по водной (верх
ней) диаграмме (рис. 83). Если бы кристаллизовались только стабильные фазы, то при дальнейшем испарении воды состав раствора изменялся по отрезку кривой 2—3, что сопровождалось бы совместной кристаллизацией галита и астраханита. Так как точка 3 инконгруэнтная, то при дальнейшем выпаривании воды в этой точке произошло бы растворение выкристаллизовавшегося ранее астраханита с выделением в осадок смеси NaCi и MgS04 • 7Н20, называемой смешанной солью. Однако вследствие того, что в природных условиях имеет место длительное и устойчивое су- Na2S04 Ществование лабильных до равновесий, при испаре - gQ нии морской воды в большинстве соляных озер 70 астраханит не выпадает, 60 а вместо него, после не - 50 которого еще выделения 40 NaCl, начинает кристаллизоваться смесь NaCl и 30 MgS04• 7Н20 (ср. с про - 20 цессом, описанным на ю стр. 71 и рис. 8.) 0
Состав этой смеси изменяется по мере увеличения концентрации хлористого магния. По достижении тройной точки 4 MgS04-7H20 теряет вследствие обезвоживающего действия хлористого магния 1 молекулу воды, превращаясь в MgS04 • 6Н20.
MgS04 |
10 20 3D 40 50 ВО 70 S0 90 ' MgClj |
Рис. 84. Изотерма 0° водной енст емы 2NaCl + MgS04 MgCl2 + Na2S04 (с видной диаграммой). |
2 NaCl |
При дальнейшем увеличении концентрации рассол достигает конечной эвтонической точки Е с составом жидкой фазы (в молекулах на 1000 мол. воды); MgCl2—101,0; MgS04 —9,5; Na2Cl2 — 1,1; кроме хлористого натрия и MgS04-6H20, начнет выделяться бишофит MgCl2-6H20 и состав рассола не изменится вплоть до полного высыхания. Такой состав плюс некоторое количество солей калия и брома будет иметь «солнечный» хлористый магний, получаемый методом естественного испарения рапы при 25°. При 0° содержание в нем MgS04 понизится приблизительно в 2,5 раза. Изотерма 0° изображена на рис. 84 64. (При 65° в диапазоне
Весовых концентраций 7,88—6,79% MgS04, 7,71—0,9% MgCl2, 21,14—21,82% NaCl кристаллизуется двойной сульфат 9Na2S04-MgS0465.) Практически рапу обычно выпаривают более интенсивным заводским способом, используя солнечное тепло только для начальной стадии концентрирования природных вод до -20% MgCl2 66'67.