Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Хлорирование окиси магния
Образование MgCl2 по реакции MgO + Cl2V? MgCl2 + V2O2 при низких температурах возможно при малых концентрациях хлора в газовой фазе, а при высоких температурах (500—700°) необходима большая концентрация хлора (рис. 88). Практически, в связи с малой скоростью реакции ниже 500°, процесс ведут при высоких температурах 85>94>95. Образование MgCl2 ускоряется в присутствии восстановителя, так как при этом выводится из сферы
Реакции кислород. В качестве восстановителя применяют твердый углерод или окись углерода:
MgO (тв.) + С (тв.) + С12 (г.) = = MgCl2 (ж.) + СО (г.) + 25,7 ккал MgO (тв.) + СО (г.) + С12 (г.)у= = MgCl2 (ж.) + С02 (г.) 4- бб&ккал
С твердым углеродом реакция протекает с достаточной полнотой при 800— 900°; с окисью углерода — при более низкой температуре. Окись магния должна содержать минимальное количество примесей. Особенно вредны примеси А1203 и Si02, продукты хлорирования которых уносятся из печи с газом. Кроме того, они частично реагируют друг с другом и с MgO, образуя силикатную корку, препятствующую диффузии хлора к частицам окиси магния.
Хлорирование ведут в шахтной электрической печи32, подобной печам, применяемым для хлорирования титанистого и другого минерального сырья (см. рис. 448, стр. 1490). Электрический ток подводят к насадке из угольных цилиндриков (100x100 мм), расположенных двумя рядами (верхний и нижний) в пространстве между электродами. В печь загружают брикеты, изготовленные из тонкоизмельченного каустического магнезита, углеродистого материала и пека. В нижней части печи имеются фурмы для подачи хлора и летка для периодического выпуска (каждые 3—4 ч) расплавленного хлористого магния.
- |
Tn„ MgCl2(*.) |
|
MgCl2(me.) |
||
/ |
MgO |
|
Твердые растборы |
1 1 1 |
100 90 80 10 Во |
0 10 20 30 40 50 |
400 S00 В00 700 800 $00 1000 Температура ,°С |
Э § I А: |
50 |
Рис. 88. Равновесие в системе MgO + С[2 ^ MgCt2 + Чг 02. |
Для брикетирования шихты можно применять хлористый магний96, но, по-видимому, это не имеет особых преимуществ. Хлорирование ведут при 1000—1050° в верхней части насадки и 800— 850° — в нижней, так, чтобы выходящий MgCl2 имел 700—750°. При более высокой температуре происходит значительное испарение
MgCl2. Производительность печи, перерабатывающей в начале кампа нии 13—16 т брикетов и 9—12 т хлора в сутки, постепенно снижается вследствие загрязнения угольной насадки окислами и уменьшения ее электропроводности. Поэтому периодически через 1,5—6 месяцев печь останавливают для чистки от шлаков и замены насадки и одновременного ремонта огнеупорной футеровки. На производство 1 т безводного хлористого магния расходуют: 550 квт-ч электроэнергии, 90 кг угольной насадки, 3 кг угольных электродов, 800—950 кг хлора.
Представляет интерес хлорирование окиси магния, суспендированной в расплаве хлоридов, в присутствии восстановителя; процесс может быть осуществлен в барботажном тарельчатом аппарате 97> 98.
Безводный хлористый магний образуется также в качестве побочного продукта при восстановлении магнием титана из TiCl4 99.