Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Известковый способ получения магнезий

Этот - способ заключается в осаждении гидроокиси магния из растворов хлористого магния известью (известковым моло­ком). Вследствие того, что растворимость Mg(OH)2 (стр. 265)

Значительно меньше, чем Са(ОН)2 (1,6 г/л при 25°), реакция

MgCl2 + Ca(OH)2= CaCl2 + Mg(OH)2

Идет в сторону образования Mg(OH)2. Гидроокись магния отфиль­тровывают, тщательно промывают водой и прокаливают при не­высоких температурах. В зависимости от режимов осаждения и прокаливания получаются разные сорта магнезии. При обработке известью непосредственно морской воды SC>4~ не осаждается вследствие относительно высокой растворимости CaS04, и в оса­док выделяется чистая гидроокись магния, но ее концентрация всего 3 г/л. После отстаивания в сгустителях концентрация повы­шается до 100 г/л, а с помощью вакуумной фильтрации она может

Известковый способ получения магнезий

0 1 2 Время, я

Рис. 93. Зависимость коэффициента фильтрации от продолжительности осаждения Mg (ОН)2 известковым молоком.

Быть увеличена до 350 г/л134. Трудность получения гидроокиси магния этим способом заклю­чается в том, что без соблюдения специальных условий осадок Mg(OH)2 выделяется в коллоид­ной форме, что сильно затруд­няет его отстаивание, отфильтро - вывание и промывку. Для полу­чения легко фильтрующего осад­ка необходимо создать условия для медленной кристаллизации при малом пересыщении раство­ра и при относительно неболь­шом количестве центров кристал­лизации.

Для замедления кристаллиза-

Ции Mg(OH)2 применяют сухую молотую малоактивную известь, получаемую из соответствующих сортов известняка при особых условиях обжига, а также известковые макароны (в ФРГ); для этой же цели в США гашение извести производят не водой, а ма­точным раствором. При использовании для осаждения Mg(OH)2 сухой малоактивной извести производят очистку магнезиального молока от непрореагировавшей извести и других твердых приме­сей гидромеханическими способами.

QI Sffr

К

На рис. 93 показана зависимость коэффициента фильтрации

См/сек (где Q — количество см3 фильтрата, получаемого

С поверхности S см2 за т сек при напоре Н см. вод. ст. и толщине слоя осадка I см) осадка гидроокиси магния от длительности приливания известкового молока к раствору MgCl2135. При бы­стром приливании известкового молока рН раствора в зоне обра­зования осадка больше, чем для Mg(OH)2 — в этих условиях (на кривой участок /) рост кристаллов затруднен и фильтруемость
осадка незначительная. По мере увеличения длительности прили - вания щелочи величина рН в зоне реакции все меньше отличается от рН для Mg(OH)2, торможение роста кристаллов уменьшается и коэффициент фильтрации возрастает (участок II). После того как длительность приливания известкового молока становится столь большой, что каждая капля щелочи полностью используется пре­жде чем в раствор попадает следующая капля, дальнейшее замед­ление приливания молока уже не влияет существенно на фильт­рующие свойства осадка (участок III). Гидроокись магния, полу­ченная при одночасовом приливании известкового молока, хорошо отстаивается, через 2—4 ч после осаждения легко отмывается оя1 иона хлора и содержит 0,08—0,1% Са. После двухдневного стоя­ния осадок не удается отмыть от ионов хлора, а содержание каль­ция в нем превышает 1%. При вливании раствора магниевой соли в щелочь частицы осадка представляют собой студенистые обра­зования. Наоборот, при приливании щелочи к раствору магниевой соли частицы получаются в виде плотных и прочных пластинок С резко очерченными краями и легко отфильтровываются 133>|37.

Для получения более плотного и в 5—7 раз менее загрязнен­ного окисью кальция осадка Mg(OH)2 рекомендуют вводить в рас­твор MgCl2 (до приливания к нему щелочи) различные добавки, например, 0,03% (NaP03)6,138 или формалин139. Предварительное подкисление морской воды соляной кислотой до рН = 4 и про­дувка ее воздухом для удаления С02 также позволяет получить более крупные кристаллы и, следовательно, легко отстаивающийся осадок Mg(OH)2140. Существенное значение для образования хо­рошо отстаивающегося осадка имеет энергичное турбулентное пе­ремешивание реагирующих растворов, при котором стехиометриче- ским количеством известкового молока удается в течение 15— 20 мин при рН = 10,7—11,3 пол учить осадок Mg(OH)2, состоящий из мелких хлопьев, оседающих со скоростью ~250 см/ч 141.

При осаждении гидроокиси магния из разбавленных растворов, например, из морской воды, можно применять метод наращивания кристаллов Mg(OH)2, заключающийся в том, что осадок, получаю­щийся после первого осаждения в виде геля, вносится в раствор, предназначенный для дальнейшего осаждения и т. д. После не­скольких наращиваний осадок приобретает зернистую структуру. По мере увеличения числа наращиваний улучшается фильтруе- мость осадка и уменьшается количество удерживаемой им жидкой фазы. Практически достаточно 3—4 операций наращивания для приготовления осадка, пригодного для внесения в раствор MgCb перед приливанием к нему известкового молока. Затем можно часть выделенной из суспензии, легко отстаивающейся гидроокиси магния переработать на продукт, а часть использовать для обра­ботки новой порции раствора и т. д. Легкая магнезия, получаемая методом наращивания, имеет насыпную плотность 200—300 кг/м3.

Метод этот, однако, непригоден для переработки рассолов с высо­кой концентрацией MgCl2 142, из.

Для получения магнезий известковым способом применяют ма­точные растворы после кристаллизации солей из естественной рапы, карналлитовый щелок, морскую воду и др. В зависимости от концентрации растворов, режима осаждения, промывки и высу­шивания получаются различные сорта магнезии. Рапы, содержа­щие ионы SO| , предварительно обессульфачивают, добавляя к ним раствор СаС12, получаемый после осаждения Mg(OH)2 изве­стковым молоком. При медленном добавлении (~30 мин) ра­створа СаС12 в перемешиваемую рапу, имеющую слабощелочную реакцию, при 20° осадок гипса образуется в виде спаянных друз, что обеспечивает быстрое его отделение отстаиванием 144.

Производство гидроокиси магния из морской воды известковым способом осуществляется в США с 1928 г. Морскую воду обраба­тывают вначале небольшим количеством Са(ОН)2 в аппарате с вращающимися лопастями с целью флокуляции органических примесей. После осветления в отстойнике воду пропускают через песочный фильтр и направляют в реактор-отстойник, куда подают И известковое молоко. Раствор из отстойника сбрасывают в море, А пульпу, состоящую из 12% Mg(OH)2 и 88% морской воды, со­держащей ~3% солей, промывают противотоком в батарее де - кантеров пресной водой. В результате промывки концентрация Mg(OH)2 в пульпе снижается до 10%, а содержание солей умень­шается до 0,05%. Часть пульпы подвергают карбонизации с даль­нейшей переработкой в легкую магнезию. Другую часть пульпы пропускают через сито с 16 000 отв/см2 и выпускают в виде про­дукта— магнезиального молока [с содержанием 9% Mg(OH)2]. Третью часть пульпы обрабатывают паром и фильтруют на бара­банном вакуум-фильтре — полученную пасту, содержащую 30% Mg(OH)2, также выпускают в виде готового продукта. Эту же па­сту перерабатывают в другие товарные продукты — высушиванием ее в распылительной сушилке получают сухую гидроокись магния, а прокаливанием ее — тяжелую окись магния145. Обжигом отфиль­трованной гидроокиси магния при 750—800° получают легкую маг­незию с объемным весом 0,55 кг/л. Тяжелую магнезию с объемным весом 1,9 кг/л получают в результате продолжительного обжига гидроокиси магния с присадкой Fe203 при 1700°146. Кроме извест­кового молока, для осаждения гидроокиси магния применяют так­же доломитовое молоко и обожженный доломит 147.

На рис. 94 показана схема производства окиси магния из мор­ской воды, по которой работает завод фирмы «Kaiser Refractories» (США) 148. Профильтрованная морская вода (76 Mz/Muh) допол­нительно фильтруется через слой обожженного доломита в трех резервуарах 3 диаметром по 38 м. При этом удаляются растворен­ная С02 и бикарбонат кальция (в виде карбоната кальция) и

Известковый способ получения магнезий

Содержание С02 в воде снижается в 4 раза, а концентрация магния уменьшается на 10%. Осаждение Mg(OH)2 и отделение Si02, Fe2Oa и других твердых примесей производят в двух последовательно работающих первичных реакторах 5, в которые вводят обожжен­ный доломит. Суспензия Mg(OH)2 поддерживается мешалками во взвешенном состоянии и идет в слив, а пульпа поступает во вторич­ный реактор 6, где образуется добавочное количество Mg(OH)& возвращаемого в первичные реакторы. Шлам из вторичного реак­тора (Si02, Ре20з) направляется в гребковый классификатор 7, а оттуда в отвал. Суспензия Mg(OH)2 поступает в три параллельно работающие сгустителя 8 диаметром 75 м. Верхний слив сгустите­лей сбрасывают в море, а шлам Mg(OH)2 подвергают противоточ- ной промывке в двух сгустителях 9 (диаметром 75 ж), а пульпу, содержащую 25% Mg(OH)2, направляют на пять барабанных вакуум-фильтров 10 диаметром 4,2 м, длиной 5,4 м, работающих при 500 мм рт. ст. Фильтрат возвращают в сгустители, а кек, со­держащий 50% Mg(OH)2, перерабатывается в магнезию. Часть кека с добавками, понижающими температуру спекания, вводи­мыми в шаровой мельнице 12, обжигают в печи 13 при 1850° в те­чение 2,5—4 ч для получения гранул периклаза (84—97% MgO). Основную часть кека обжигают в 11-подовой печи 14, где полу­чается активная окись магния. Ее измельчают и выпускают в ка­честве готового продукта с размером частиц меньше 0,04 мм. Часть выгружаемой из печи окиси магния перерабатывается на зерненый продукт с размерами частиц 9 мм. Для этого ее пропу­скают через шаровую мельницу, смешивают с водой в смесителе 17 И брикетируют в прессе 20 под давлением 140 ат; затем брикеты с размерами 15 X 18 мм прокаливают во вращающейся печи в те­чение 2 ч, охлаждают и дробят. Продукт содержит больше 98% MgO. По описанной схеме 1 т MgO получают из 273 м3 морской воды и 1 т обожженного доломита (содержащего 38—40% MgO).

В 1967 г. в Мексике пущен завод 149 по получению MgO из мор­ской воды, которую сначала обрабатывают серной кислотой для регулирования рН и суспензией Mg(OH)2 из осветлителя. Затем классифицированной известью осаждают Mg(OH)2, который отде­ляют в сгустителях диаметром ~ 100 м. Сгущенная суспензия про­ходит последовательно через три противоточных декантационно - промывных аппарата и затем обезвоживается на крупнейшем ба­рабанном вакуум-фильтре диаметром ■—■ 3,5 м, длиной — 8,5 м. Кек, содержащий 55% твердого, сушат и прокаливают в двух 12 - подовых печах. Продукт содержит 98% MgO. Извлечение маг - ния 95%.

Описан способ высушивания суспензии гидроокиси магиия на поверхности вальцов, обогреваемых паром (7 ат)150.

Обессульфаченные рассолы морского типа могут служить ис­Точником окиси магния, предназначенной для изготовления огйе - Упоров. Рапу обрабатывают мелкоизмельченной негашеной из­вестью181 (или известковым или доломитовым молоком152), обра­зовавшийся осадок промывают, высушивают, размалывают и обжи­гают. Продукт, полученный из рапы Сиваша, содержит 95% MgO, 0,5% СаО, 1,6% R2O3, 1,9% Si02; изготовленные из него огнеупоры по качеству превосходят огнеупоры, изготовленные из Саткинского магнезита.

Раствор хлористого магния для осаждения магнезии получают также из доломита. Обожженный при 800—900° доломит размалы­вают и обрабатывают водой. Полученное доломитовое молоко кар- бонизуют газом, выходящим из обжиговых печей. При карбониза­ции получается значительно более активная, чем доломит, смесь карбонатов магния и кальция. Эту смесь подвергают обработке раствором хлористого кальция при нагревании в автоклавах под давлением около 4 ат, причем MgC03 переходит в MgCl2 по ре­акции:

MgC03 + СаС12 - MgCl2 + СаС03

Полученный раствор хлористого магния отделяют от осадка СаСОз и перерабатывают в магнезию осаждением известковым молоком. Осаждение магнезии из растворов хлористого магния может быть произведено и доломитовым молоком, содержащим Са(ОН)2:

MgCl2 + Mg(OH)2 + Ca(OH)j = СаС1г + 2Mg(OH)2

После отделения гидроокиси магния раствор, содержащий хло­ристый кальний, может быть использован для обработки прокар - бонизованного доломитового молока и превращен в MgCl2. Изучен процесс получения окиси магния из доломита и содержащих СаС12 отработанных щелоков содового производства |53. Недостатком из­весткового способа получения магнезий является загрязнение про­дукта значительным количеством окиси кальция. Для получения Mg(OH)2. с малым содержанием СаО следует применять свеже­приготовленное разбавленное известковое молоко при низкой тем­пературе, а также удалять С02 из воды и рапы. При взаимодей­ствии разбавленной рапы и доломитового молока с концентрацией 10% твердой фазы получается гидроокись магния с содержанием 4—5% СаО. Такое содержание СаО в 2—3 раза меньше, чем в гидроокиси, полученной с помощью известкового молока. Магне­зиальный клинкер, пригодный для основных магнезиальных огне­упоров, содержащий меньше 1—2% СаО, можно получить, если предварительно удалять из рапы ионы SO4 < обрабатывая ее до­ломитовым молоком 154.

Отделение гидроокиси магния от непрореагировавших частиц И примесей (СаО, S102) можно производить гидромеханиче­скими методами — отстаиванием, центрифугированием и т. д.

Предложено, например, разделять суспензию отстаиванием на две фракции — тонкую, в которую переходит 60—70% Mg(OH)2, с со­держанием СаО и Si02 на 20—30% меньше, чем в исходном мате­риале, и грубую, в которой СаО и Si02 на 30—40% больше, чем в исходном шламе155. Очистку суспензии гидроокиси магния от крупки (т. е. от непрореагировавшей и окклюдированной извести) можно осуществлять в классификаторе непрерывного действия, а сгущение суспензии в 7—9 раз — в отстойнике непрерывного дей­ствия. Однако при этом очень велик расход промывной воды — он составляет —-150—200 ж3 на 1 г твердой фазы. Уменьшения рас­хода промывной воды до 40—90 м3/т и сокращения площади от­стойников можно достичь при предварительном сгущении суспен­зии в осадительной или фильтрующей центрифуге156.

По сравнению с отстаиванием и фильтрацией центрифугирова­ние дает наилучшие результаты. При отношении в исходной сус­пензии Ж •'Т, равном 10:1, удельная производительность отжим­ной (осадительной) центрифуги составляет 386 кг/(ч-м2), степень разделения 97% и влажность отжатого осадка 50%- Удельная производительность центрифуги в ~4 раза больше производитель­ности барабанного фильтра,57.

Изучено электроосмотическое обезвоживание пасты гидроокиси магния. Оно позволяет понизить влажность осадка в 3—5 раз и довести ее до ~20%. Расход энергии на электроосмотическое обез­воживание в 15 раз меньше, чем при испарении воды157'158.

Одним из перспективных способов получения окиси магния с малым содержанием окиси кальция является двухфазный процесс обработки морской или озерной рапы известью или обожженным доломитом159. Сущность способа заключается: 1) в неполном (на 85%) осаждении гидроокиси магния известью из раствора хлори­стого магния и 2) в завершении взаимодействия непрореагировав - ших MgCl2 и Са(ОН)2, а также СаС03 при обжиге:

Са(ОН)2 + MgCl2 = MgO + СаС12 + Н20 СаС03 + MgCI2 = MgO + СаС12 + С02

После отмывки хлористого кальция из обожженного продукта водой получается паста гидроокиси магния, содержащая (в прока­ленном веществе) 97—99% MgO, 0,1—0,4% СаО, 0,5—1,8% S03, 0,3—0,7% С1~. На рис. 95 представлена схема производства этим способом. Обожженный доломит (или комовую известь) орошают небольшим количеством рассола хлористого магния и гасят в ма­шине для безотходного гашения160-161. При этом получается кру­питчатая пульпа (—0,5 мм). Рассол дозируют таким образом, что­бы пульпа имела достаточную текучесть, а парообразование при гашении, производящемся при ~80°, не было чрезмерно интенсив­ным. Выходящую из гасильной машины 2 горячую пульпу

Разбавляют дополнительным количеством рассола (до 90% от Его общего расхода) и направляют в батарею агитаторов 5, где она перемешивается в течение 1,5 ч, А. затем фильтруют. Осадок (кек) про­питывают рассолом хлористого маг­ния в количестве 10—15% от общего его расхода, составляющего 105— 110% от стехиометрического по отно­шению к извести. Кек, пропитанный рассолом, обжигают в течение I ч во вращающейся печи 8 при 800°. Отхо­дящие печные газы содержат неболь­шое количество НС1 (они могут быть направлены на подкисление рапы пе­ред извлечением из нее брома или очищены перед выпуском в атмосферу другим способом). Выходящий из пе­чи спек смешивается в холодильном барабане с раствором, полученным при последующей промывке его водой. Магнезиальная паста, полученная пос­ле отмывки спека от СаС12, идет на изготовление магнезитового кирпича.

А

Применительно к обессульфачен - ной рапе Сиваша разработана другая схема 162>163. Хорошо обожженный до­ломит (не менее чем на 98%) гасится небольшим количеством рапы в га­сильном барабане, и полученную пуль­пу направляют в шаровую мельницу, куда добавляют рапу. Здесь происхо­дит гидратация окиси кальция, взаи­модействие гидроокиси кальция с хло­ристым магнием и частичная гидра­тация окиси магния из обожженного доломита. Эти процессы завершаются в 4-х последовательно работающих ре­акторах с мешалками, где происходит формирование частиц гидроокиси маг­ния определенной структуры и разме­ров. В реакторы поступает слив из классификатора, работающего в зам­кнутом цикле с шаровой мельницей, а также остальное количество рапы (из расчета общего расхода, равного 110% от стехиометрического по окиси

Кальция). Выходящую из последнего реактора магнезиальную пульпу перерабатывают в пасту методами отстаивания, фильтра­ции, центрифугирования и электроосмотического обезвоживания и затем прокаливают. Окись магния, полученная по этой схеме из рапы Сиваша в лабораторных условиях, содержала 99,5% MgO, 0,1% СаО, 0,2% Si02, 0,1% R203, следы R20.

Предложено также получать гидроокись магния из морской воды смешением ее с продуктом неполного гашения обожженного доломита [Са(ОН)2 + MgO], предварительно очищенным воздуш­ной сепарацией от крупных частиц примесей СаС03 и CaS04. Маг­незиальную пульпу фильтруют на дисковом фильтре через ткань из найлона 164. Запатентован 165 следующий процесс: гашение тонко измельченного обожженного доломита водой при 80—100° в тече­ние 2 ч, добавка к полученной суспензии рассола MgCl2 в количе­стве 103—110% от стехиометрического для связывания Са(ОН)2, перемешивание 6—12 мин, гидравлическая классификация с целью вывода из суспензии тяжелых примееей, затем фильтрование и промывка Mg(OH)2. Предложено 166 получение Mg(OH)2 из обож­женного доломита с размером частиц 0,1—0,6 мм, суспендирован­ного в растворе MgCl2, вести при 20° в псевдоожиженном слое без репульпирования и фильтрования. После прокаливания Mg(OH)2 образуется продукт, содержащий 88—92,5% MgO, 2,8—4% СаО, 1,85—2,25% Si02, 0,9—1,65% R203.

Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Кислота азотная оптом

При производстве удобрений, красителей, взрывчатых веществ требуется такой компонент, как кислота азотная. Вещество также используется в современной металлургии, при синтезе серной кислоты. Если вы ищете, где продается азотная кислота в …

Родентициды – средства защиты от грызунов

Родентициды это средства защиты от грызунов. Их применяют для уничтожения крыс, мышей и некоторых видов диких хомяков. Применять их в качестве уничтожителя начинают в том случае, если грызуны становятся стихийным …

Получение двуокиси хлора из хлорита натрия

При взаимодействии хлорита натрия с хлором происходит обра­зование хлористого натрия и выделяется двуокись хлора: 2NaC102 + С12 = 2NaCl + 2 СЮ2 Этот способ ранее был основным для получения двуокиси …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.