PL24935B1 - Spo$ób wytwarzania bezwodnego obojetnego weglanu magnezu z dolomitu lub z wapniaka. - Google Patents

Description

W celu wytwarzania zwiazków magne¬ zu z dolomitu wypalony dolomit wraz z roztworem chlorku magnezu, który jako produkt odpadkowy przemyslu potasowco- wego jest do dyspozycji w znacznej ilosci, przemieniano w wodorotlenek magnezu, który po oddzieleniu od wytworzonego roz¬ tworu chlorku wapnia przerabiano dalej na magnezje lub inne zwiazki magnezu, np. weglan magnezu. Sposób ten jednak po¬ siada wielka wade, której dotychczas po¬ mimo licznych usilowan nie udalo sie usu¬ nac, a mianowicie wodorotlenek magnezu tworzy sie w postaci szlamowatej, trudnej do odfiltrowania, a zwlaszcza do przemy¬ wania; Wedlug wynalazku dolomit lub wapniak przetwarza sie przez uzycie roztworu chlorku magnezu w obojetny bezwodny weglan magnezu, który wykrystalizowuje w postaci dobrze uksztaltowanych drob¬ nych krysztalów nie sprawiajacych zadnej trudnosci przy oddzielaniu ich od roztworu chlorku wapnia.Wiadomo, ze obojetny weglan magnezu w postaci trójwodzianu w roztworze wod¬ nym przez ogrzewanie w temperaturze po¬ nad 150°C zamienia sie na obojetny bez¬ wodny weglan magnezu. Sposób wedlug wynalazku jest oparty na stwierdzeniu, ze równiez znana reakcja miedzy wodoro¬ tlenkiem magnezu i kwasem weglowym w obecnosci wody w temperaturze powyzej 150°C nie prowadzi do weglanu zasadowe-go, lecz bezposrednio do obojetnego bez¬ wodnego weglanu magnezu, dzieki czemu w temperaturze ponad 150°C jedynynii tworzacymi sie osadami sa obojetny bez¬ wodny weglan magnezu i wodorotlenek magnezu. Nastepnie zauwazono, ze w poda¬ nych warunkach temperatury reakcja ta zachodzi i wówczas, gdy wodorotlenek ma¬ gnezu przemieniany na weglan ewentualnie zawiera jeszcze znaczne nawet ilosci roz¬ tworu chlorku wapnia. Jest to o tyle nie¬ oczekiwane, ze, jak wiadomo, w nizszych temperaturach zawiesiny wodorotlenku magnezu w roztworze chlorku wapnia mozna przeprowadzic dzialaniem dwutlen¬ ku wegla w weglan wapnia i chlorek ma¬ gnezu, a zatem reakcja ta w nizszej tem¬ peraturze przebiega w kierunku przeciw¬ nym. Poza tym okazalo sie, ze bez wzgledu na ewentualny nadmiar wodorotlenku ma¬ gnezu calkowita ilosc doprowadzanego dwutlenku wegla w temperaturze powyzej 150°C wiaze sie natychmiast, wytwarzajac wylacznie obojetny bezwodny weglan ma¬ gnezu, a nie wytwarzajac jednoczesnie zwiazków zasadowych i wodzianów. Ta ostatnio wymieniona okolicznosc ma szcze¬ gólne znaczenie przy suszeniu produktu tworzacego sie w wyniku przemiany, gdyz jedynie w bezwodnym weglanie magnezu, identycznym z naturalnym magnezytem, kwas weglowy jest zwiazany na tyle trwa¬ le, ze calkowite odwodnienie tego weglanu przez ogrzewanie go nastepuje bez strat kwasu weglowego.Przy bezposredniej przemianie niewypa- lonego dolomitu lub wapniaka z roztworem chlorku magnezu w obecnosci dwutlenku wegla na obojetny bezwodny weglan ma¬ gnezu stwierdzono, ze niezbednym warun¬ kiem przebiegu przemiany jest obecnosc dwutlenku wegla w wystarczajacej ilosci, a nawet lepiej w niewielkim nadmiarze.Jezeli chociazby przejsciowo zabraknie dwutlenku wegla, to reakcja natychmiast ulega przerwie. W celu technicznego prze¬ prowadzenia sposobu wynika stad zasada jak najstaranniejszego unikania strat dwu¬ tlenku wegla, jakie moglyby byc np. spo¬ wodowane nieszczelnoscia autoklawu, a nawet jest rzecza wskazana doprowadza¬ nie podczas przemiany dwutlenku wegla w umiarkowanym nadmiarze.Przedmiotem wynalazku jest zatem sposób wytwarzania zwiazków magnezu z dolomitu lub z wapniaka przez przemiane z roztworem chlorku magnezu, przy czym przemiana w obojetny bezwodny weglan magnezu odbywa sie w temperaturze powy¬ zej 150°C w obecnosci dwutlenku wegla stosowanego w ilosci równowaznej, najko¬ rzystniej jednak przy uzyciu umiarkowa¬ nego nadmiaru. Utworzony obojetny bez¬ wodny weglan magnezu oddziela sie na¬ stepnie od roztworu chlorku wapnia, prze¬ mywa i suszy w temperaturze najkorzyst¬ niej okolo 120°C.Przy przeróbce dwustopniowej naj¬ pierw wypala sie w znany sposób dolomit lub wapniak i przez uzycie roztworu chlor¬ ku magnezu poddaje sie przemianie na wodorotlenek magnezu i roztwór chlorku wapnia. Nastepnie na mieszanine reakcyj¬ na dziala sie w autoklawie w temperatu¬ rze powyzej 150*0, najkorzystniej 170° — 120^C, dwutlenkiem wegla wytwarzanym przy wypalaniu surowca, przy czym otrzy¬ muje sie bezwodny obojetny weglan ma¬ gnezu, który mozna latwo oddzielic od roz¬ tworu zawierajacego chlorek wapnia.Znacznie korzystniejsza jest jednak in¬ na odmiana wykonywania sposobu wedlug wynalazku, wedlug której niewypalony do¬ lomit lub wapniak przeprowadza sie w po¬ stac zawiesiny w takiej ilosci roztworu chlorku magnezu, która co najmniej wy¬ starcza do przeprowadzenia przemiany, po czym w temperaturze powyzej 150°C wy¬ twarza sie obojetny bezwodny weglan ma¬ gnezu doprowadzajac ewentualnie taka ilosc dwutlenku wegla, która by co najmniej zapewniala pokrycie nieprzewidzianych — 2 —strat Po ochlodzeniu mieszanine reakcyjna spuszcza sie z autoklawu i saczy bez zad¬ nych trudnosci.Przy przeróbce dolomitu wedlug tej od¬ miany sposobu zaleca sie stosowanie nieco wyzszych temperatur, anizeli przy prze¬ róbce wapniaka; przy stosowaniu wapnia¬ ka i zachowaniu wspomnianych warunków osiaga sie, praktycznie biorac, 100%-owa przemiane w temperaturze okolo 280°C, podczas gdy przy przeróbce dolomitu nie¬ zbedna jest temperatura okolo 330°C, jeze¬ li zastosowana jest teoretycznie obliczona ilosc roztworu chlorku magnezu. Jezeli na¬ tomiast stosuje sie nadmiar tego roztworu, to temperatura reakcji znacznie sie obniza; np. przy zastosowaniu 2 moli MgCl2 na 1 mol CctC03 wapniaka lub dolomitu mozna uzyskac, praktycznie biorac, 100% wydaj¬ nosci przy przeróbce wapniaka w tempe¬ raturze 2O0PC i przy przeróbce dolomitu w temperaturze okolo 230°C, przy czym za¬ wartosc wapna w magnezycie wytworzo¬ nym odpowiada zawartosci wapna w ma¬ gnezycie naturalnym. Zanieczyszczenia wy¬ stepujace w postaci Si02, A/203, Fe2Os i siarczanu zaleza glównie od czystosci ma¬ terialów wyjsciowych, natomiast zanieczy¬ szczenie chlorkami moze byc usuniete przez dokladne wymywanie.Przez wczesniejsze przerwanie doplywu dwutlenku wegla albo przez wypuszczenie czesci dwutlenku wegla z autoklawu moz¬ na, w razie potrzeby, otrzymywac miesza¬ niny bezwodnego obojetnego weglanu ma¬ gnezu i wodorotlenku magnezu, które za¬ czynaja wydzielac dwutlenek wegla rów¬ niez dopiero w temperaturze powyzej oko¬ lo 400°C, podczas gdy zupelne uwodnienie wodorotlenku magnezu obecnego w tej mie¬ szaninie osiaga sie w temperaturze 400PC.Przyklad I. 100 kg drobno zmielonego wapniaka (o zawartosci 98% CaCOs) o- grzewa sie wraz z 550 litrami roztworu zawierajacego 340 g MgCl2 w litrze w auto¬ klawie zaopatrzonym w kwasoodporne wy¬ lozenie w ciagu 2-ch godzin w temperaturze 200°C (14 atm) jednoczesnie doprowadza¬ jac dwutlenek wegla pod cisnieniem okolo 15 atm i intensywnie mieszajac. Po ochlo¬ dzeniu w wymienniku ciepla sztuczny ma¬ gnezyt poddaje sie filtrowaniu i przemy¬ waniu. Po wysuszeniu w temperaturze 120°C ciezar uzyskanego magnezytu wyno¬ si 85 kg.Przyklad II. 200 kg drobno zmielone¬ go dolomitu (o zawartosci 53% CaC03 i 45% MgCOs) z 600 litrami roztworu pod¬ daje sie w ciagu 3 godzin w temperaturze 230°C (26 atm) dzialaniu C02 jak w przy¬ kladzie I. Otrzymuje sie 173 kg magnezy¬ tu. Lug macierzysty zawierajacy 170 g MgCl2 i 200 g CaCl2 w litrze moze byc np. zastosowany do przemiany wypalonego wapniaka lub dolomitu w celu uzyskania wodorotlenku magnezu.Sklad weglanów % MgO % CaO % Al203 % Fe2Os %' Si02 % co2 %' SOs % Cl % H20 magnezu: I 46,5 0,5 0,1 0,1 0,2 50,8 0,3 0,1 0,8 2 46,0 0,9 0,3 0,2 0,5 49,8 0,3 0,1 1,0 W kazdym przypadku nalezy dbac o nieobecnosc soli amonowych w mieszaninie reakcyjnej. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania bezwodnego o- bojetnego weglanu magnezu z dolomitu lub wapniaka przez dzialanie roztworem chlor¬ ku magnezu, znamienny tym, ze reakcje z tym roztworem przeprowadza sie w tem¬ peraturze powyzej 150°C i w obecnosci dwutlenku wegla uzytego w ilosci odpo- — 3 —wladajacej stosunkowi stechiometryczne- mu, najlepiej w umiarkowanym nadmiarze, oraz w nieobecnosci soli amonowych,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze dolomit lub wapniak wypalony w znany sposób przemienia sie wraz z roz¬ tworem chlorku magnezu na wodorotlenek magnezu i roztwór chlorku wapnia, po czym otrzymana zawiesine traktuje sie w tempe¬ raturze 170° do 200°C w autoklawie dwu¬ tlenkiem wegla, najkorzystniej otrzyma¬ nym przy wypalaniu uzytego surowca.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze niewypalony dolomit lub wap¬ niak w postaci zawiesiny w roztworze chlorku magnezu, uzytym w ilosci co naj¬ mniej wystarczajacej do dokonania prze¬ miany, poddaje sie dzialaniu dwutlenku wegla w ilosci uwzgledniajacej ewentualne jego straty w temperaturze 280° do 330°C.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze przemiane przeprowadza sie w tem¬ peraturze tym nizszej, im wiekszy stosuje sie nadmiar roztworu chlorku magnezu, np. przy zastosowaniu 2 moli MgCl2 na 1 mol CaCOz reakcje przeprowadza sie w tempe¬ raturze 200°C (przy uzyciu wapniaka) lub w temperaturze 230°C (przy uzyciu dolomi- tu). I. G. Farbenindustrie Aktiengesellschaft. Zastepca: Inz. J. Wyganowski, rzecznik patentowy. r-f- :ka Druk L. Boguslawskiego I Ski, Warszawa. PL