[go: up one dir, main page]

RU2182559C2 - Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions - Google Patents

Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2182559C2
RU2182559C2 RU99115913A RU99115913A RU2182559C2 RU 2182559 C2 RU2182559 C2 RU 2182559C2 RU 99115913 A RU99115913 A RU 99115913A RU 99115913 A RU99115913 A RU 99115913A RU 2182559 C2 RU2182559 C2 RU 2182559C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carnallite
mgcl
kcl
mixture
magnesium
Prior art date
Application number
RU99115913A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99115913A (en
Inventor
А.А. Щелконогов
П.Г. Детков
Н.А. Мальцев
В.В. Тетерин
Ю.А. Ряпосов
А.И. Гулякин
Л.В. Мельников
Л.Н. Сабуров
М.А. Щелконогов
В.А. Киселев
В.В. Комков
Original Assignee
Щелконогов Анатолий Афанасьевич
Детков Павел Генрихович
Мальцев Николай Александрович
Тетерин Валерий Владимирович
Ряпосов Юрий Анатольевич
Гулякин Александр Илларионович
Мельников Леонид Васильевич
Сабуров Лев Николаевич
Щелконогов Максим Анатольевич
Киселев Василий Александрович
Комков Виктор Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Щелконогов Анатолий Афанасьевич, Детков Павел Генрихович, Мальцев Николай Александрович, Тетерин Валерий Владимирович, Ряпосов Юрий Анатольевич, Гулякин Александр Илларионович, Мельников Леонид Васильевич, Сабуров Лев Николаевич, Щелконогов Максим Анатольевич, Киселев Василий Александрович, Комков Виктор Владимирович filed Critical Щелконогов Анатолий Афанасьевич
Priority to RU99115913A priority Critical patent/RU2182559C2/en
Publication of RU99115913A publication Critical patent/RU99115913A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2182559C2 publication Critical patent/RU2182559C2/en

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgical industry; applicable in production of magnesium by electrolysis. SUBSTANCE: 1000 kg of purified concentrated magnesium chloride solution containing, wt. %: MgCl2, 32.7; HCl, 0.9; NaCl, 1.0; H2O, 65.4 is mixed with 345 kg of ground solid potassium electrolyte of magnesium electrolyzer containing, wt. %: MgCl2, 8.2; KCl, 74.2; NaCl, 16.7; impurities, 0.9. Added to mixture are 11.7 kg of powdery technical potassium chloride containing, wt. %: KCl, 95.0; NaCl, 5.0. Weigh ratio of Mg:K in mixture is 0.65. In the course of mixing, mixture is heated up to 150 C. Mixture is dewatered up to content of crystal water of 2-6 moles per mole of KCl MgCl2. Weight ratio of Mg:K in carnallite is 0.5-0.8. EFFECT: simplified process, excluded from process large amount of reusable solutions, reduced energy consumption. 1 ex

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения хлормагниевого сырья для последующей переработки его электролизом на магний и хлор. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to methods for producing chloromagnesium raw materials for subsequent processing by electrolysis of magnesium and chlorine.

Одна из основных операций в производстве магния и хлора посредством электролиза хлорида магния - это получение исходного хлормагниевого сырья для последующей переработки. One of the main operations in the production of magnesium and chlorine through the electrolysis of magnesium chloride is to obtain the source of chlorine-magnesium raw materials for subsequent processing.

Имеются многочисленные патенты, где в качестве исходного сырья для последующего производства магния и хлора используют непосредственно растворы хлорида магния (пат. США 3742199, 3953574, 4981674). There are numerous patents where, as a starting material for the subsequent production of magnesium and chlorine, magnesium chloride solutions are directly used (US Pat. US 3,742,199, 3,953,574, 4,981,674).

Недостатками данных способов являются значительные энергозатраты и сложное аппаратурно-технологическое оформление, что определяется высокой степенью гидролиза при переработке растворов и гидратов хлорида магния на безводный хлорид магния - сырье для питания электролизеров. В частности, степень гидролиза хлорида магния MgCl2•n•Н2О(n=2-4) при обезвоживании в 10 раз выше, чем при обезвоживании карналлита КСl•MgCl2•2H2О, что и предопределило развитие альтернативных способов переработки растворов или гидратов хлорида магния на карналлитовое сырье.The disadvantages of these methods are significant energy consumption and complex hardware and technological design, which is determined by the high degree of hydrolysis in the processing of solutions and hydrates of magnesium chloride to anhydrous magnesium chloride - raw material for powering electrolyzers. In particular, the degree of hydrolysis of magnesium chloride MgCl 2 • n • H 2 O (n = 2-4) during dehydration is 10 times higher than with dehydration of carnallite KCl • MgCl 2 • 2H 2 O, which predetermined the development of alternative methods for processing solutions or hydrates of magnesium chloride on carnallite raw materials.

Известен способ получения карналлита КСl•MgCl2•6Н2О в процессе механического перемешивания хлорида калия (КСl) с бишофитом (MgCl2•6H2O) (Serowy F. ,Tittel M., Zur Frage der themischen Behandlung von Carnallit und Bischofit, Freiberger Forschungsheften, Berlin, A-128, (1959). К недостаткам способа относятся большие затраты энергии на проведение процесса твердофазного синтеза карналлита. Полный переход компонентов - хлорида калия и бишофита в карналлит происходит при обеспечении огромной поверхности контакта реагентов, а именно непрерывном их перемешивании в шаровой мельнице в течение длительного периода ~ 48 часов. В связи с чем способ не находит применения в промышленной практике.A known method of producing carnallite KCl • MgCl 2 • 6H 2 O in the process of mechanical mixing of potassium chloride (KCl) with bischofite (MgCl 2 • 6H 2 O) (Serowy F., Tittel M., Zur Frage der themischen Behandlung von Carnallit und Bischofit, Freiberger Forschungsheften, Berlin, A-128, (1959.) The disadvantages of the method include the high energy consumption for the solid-phase synthesis of carnallite.The complete transition of the components — potassium chloride and bischofite to carnallite occurs while providing a huge contact surface of the reagents, namely, their continuous mixing in a ball mill for a long time iodine ~ 48 hours. Therefore, the method does not find application in industrial practice.

Известен также способ получения карналлита из карналлитовой породы и раствора, содержащего хлорид магния, - классический способ получения карналлита, используемый на Российских предприятиях (ОАО "Уралкалий" и ОАО "Сильвинит"). There is also known a method for producing carnallite from carnallite rock and a solution containing magnesium chloride, a classic method for producing carnallite used at Russian enterprises (OJSC Uralkali and OJSC Silvinit).

Извлеченная подземным способом дробленная карналлитовая порода и горячий маточный раствор, содержащий 32-33% MgCl2, поступают на растворение, где интенсивно перемешиваются при нагревании. Хлориды магния и калия переходят в раствор, примеси в осадок. После отделения от примесей раствор охлаждают с выделением кристаллов карналлита КСl•MgCl2•6Н2О. Пульпу фильтруют с разделением карналлита и маточного раствора. Маточный раствор подогревают и возвращают на растворение карналлитовой породы (Эйдензон М.А. Металлургия магния и других легких металлов. M.: Металлургия, 1974, с.20-21). К недостаткам способа относятся значительные энергозатраты на нагрев оборотного раствора хлорида магния, сложное аппаратурно-технологическое оформление процесса.The crushed carnallite rock extracted by the underground method and the hot mother liquor containing 32-33% MgCl 2 enter the dissolution, where they are intensively mixed with heating. Chlorides of magnesium and potassium pass into the solution, impurities in the precipitate. After separation from impurities, the solution is cooled to isolate carnallite crystals KCl • MgCl 2 • 6H 2 O. The pulp is filtered to separate carnallite and the mother liquor. The mother liquor is heated and returned to the dissolution of the carnallite rock (Eidenzon MA Metallurgy of magnesium and other light metals. M .: Metallurgy, 1974, p.20-21). The disadvantages of the method include significant energy consumption for heating the circulating solution of magnesium chloride, the complex hardware and technological design of the process.

Наиболее близким из известных аналогов к предлагаемому (прототипом) является способ получения обогащенного (синтетического) карналлита из растворов хлорида магния (Эйдензон М.А. Металлургия магния и других легких металлов. М. : Металлургия, 1974, с.21-22). Раствор хлорида магния очищают от примесей и упаривают до содержания в нем 31% MgCl2. Концентрированный раствор смешивается в реакторе с пульпой калийхлорсодержащего реагента - отработанного электролита и/или хлорида калия. При охлаждении смеси из раствора выпадают кристаллы карналлита КСl•MgCl2•6Н2О. После сгущения и центрифугирования получают обогащенный (синтетический) карналлит, отправляемый на обезвоживание. Маточный раствор возвращают на упарку. Недостатком способа является наличие большого количества оборотного раствора, на нагрев которого необходимы значительные затраты топлива, ~ в два раза превосходящие затраты на его концентрирование, а также наличие крупногабаритного, занимающего значительные производственные площади оборудования.The closest known analogues to the proposed (prototype) is a method for producing enriched (synthetic) carnallite from solutions of magnesium chloride (Eidenzon MA Metallurgy of magnesium and other light metals. M.: Metallurgy, 1974, p.21-22). The magnesium chloride solution is purified from impurities and evaporated to a content of 31% MgCl 2 in it . The concentrated solution is mixed in the reactor with a pulp of a potassium-chlorine-containing reagent - spent electrolyte and / or potassium chloride. Upon cooling the mixture, carnallite crystals KCl • MgCl 2 • 6H 2 O precipitate from the solution. After thickening and centrifugation, enriched (synthetic) carnallite is sent to be dehydrated. The mother liquor is returned to the residue. The disadvantage of this method is the presence of a large amount of circulating solution, the heating of which requires significant fuel costs, ~ twice the cost of concentrating it, as well as the presence of large-sized equipment, which occupies significant production areas.

В основу настоящего изобретения положена задача создания менее энергоемкого способа получения карналлита КСl•MgCl2•6Н2О с одновременным упрощением аппаратурно-технологической схемы процесса.The basis of the present invention is the creation of a less energy-intensive method for producing carnallite KCl • MgCl 2 • 6H 2 O while simplifying the hardware-technological scheme of the process.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения карналлита из хлормагниевых растворов на стадию смешения калийхлорсодержащий реагент вводят в твердом виде. The problem is solved in that in the method of producing carnallite from chlorine-magnesium solutions at the mixing stage, the potassium chlorine-containing reagent is introduced in solid form.

Поставленная задача решается также тем, что смесь обезвоживают до содержания кристаллизационной воды 2-6 моль на 1 моль КСl•MgCl2. Целесообразно, чтобы в получаемом карналлите поддерживалось массовое соотношение Mg:К= 0,5-0,8.The problem is also solved by the fact that the mixture is dehydrated to a crystallization water content of 2-6 mol per 1 mol of KCl • MgCl 2 . It is advisable that the mass ratio Mg: K = 0.5-0.8 is maintained in the resulting carnallite.

При прочих равных условиях, вышеуказанные приемы получения карналлита из растворов хлорида магния обеспечивают достижение технического результата при осуществлении изобретения. Получаемый технический результат заключается в следующем:
- снижение энергозатрат на ~ 30%, т.к. не требуется затрат энергии на удаление воды, приходящей на синтез карналлита с пульпой хлорида калия и/или отработанного электролита, а также нагрев оборотного маточного раствора;
- упрощение аппаратурно-технологической схемы, которая сводится по существу к двум основным операциям - смешению компонентов и упарке раствора, в процессе которых и происходит синтез карналлита.
Other things being equal, the above methods for producing carnallite from solutions of magnesium chloride ensure the achievement of a technical result in the implementation of the invention. The resulting technical result is as follows:
- reduction of energy consumption by ~ 30%, because no energy is required for the removal of water coming from the synthesis of carnallite with a pulp of potassium chloride and / or spent electrolyte, as well as heating of the mother liquor;
- simplification of the hardware-technological scheme, which boils down essentially to two main operations - mixing the components and evaporation of the solution, during which the synthesis of carnallite occurs.

Пример. Взяли 1000 кг очищенного от вредных примесей, концентрированного раствора хлоридов, содержащего, маc. %: MgCl2-32,7; КСl-0,9; NaCI-1,0; Н2О-65,4. Добавили 345 кг измельченного твердого отработанного калиевого электролита магниевых электролизеров состава, маc.%: MgCl2-8,2; КСl-74,2; NaCl-16,7; примеси-0,9. Кроме того, добавили 11,7 кг порошкообразного технического хлорида калия, содержащего, маc.%: КСl-95,0; NaCl-5,0. Массовое соотношение Mg:К в исходной реакционной смеси составляет 0,65. Процесс смешения реагентов производили с одновременным нагревом смеси до 150oС и удалением из зоны перемешивания водяных паров. В процессе смешения и нагрева выделилось 482,7 кг водяного пара. В процессе смешения происходит образование карналлита. Образование карналлита из хлоридов калия и магния протекает через стадию конверсии. Можно предположить, что процесс конверсии состоит из растворения кристаллов хлорида калия в концентрированном растворе хлорида магния, взаимодействии ионов калия и магния с хлор-ионами с образованием карналлита и последующей кристаллизацией карналлита. Получили 865,0 кг карналлита, содержащего, маc.%: MgCl2-41,1; КСl-30,9; NaCl-7,9; H2O-19,8; прочие примеси-0,5. Содержание кристаллизационной воды ~ 2,6 молей на моль КСl•MgCl2. Массовое соотношение Mg:К в полученном карналлите составило 0,65. Экспериментальные исследования показывают, что затраты энергии на обезвоживание смеси (упаривание) составляют ~330 кВт•ч на 1 т. Для сравнения для аналогичных условий затраты на проведение процесса твердофазного синтеза карналлита составляют ~5500 кВт•ч/т (аналог), а затраты энергии на упаривание раствора и синтез карналлита по способу прототипу составляют 470 кВт•ч/т.Example. Took 1000 kg of purified from harmful impurities, concentrated chloride solution containing, by weight. %: MgCl 2 -32.7; KCl-0.9; NaCl-1.0; H 2 O-65.4. Added 345 kg of crushed solid spent potassium electrolyte magnesium electrolysis composition, wt.%: MgCl 2 -8,2; KCl-74.2; NaCl-16.7; impurities-0.9. In addition, 11.7 kg of powdered technical potassium chloride was added, containing, wt.%: KCl-95.0; NaCl-5.0. The mass ratio of Mg: K in the initial reaction mixture is 0.65. The process of mixing the reagents was carried out while heating the mixture to 150 o C and removing water vapor from the mixing zone. In the process of mixing and heating, 482.7 kg of water vapor was released. In the process of mixing, carnallite forms. The formation of carnallite from potassium and magnesium chlorides proceeds through the conversion stage. We can assume that the conversion process consists of dissolving crystals of potassium chloride in a concentrated solution of magnesium chloride, the interaction of potassium and magnesium ions with chlorine ions with the formation of carnallite and subsequent crystallization of carnallite. Received 865.0 kg of carnallite containing, wt.%: MgCl 2 -41,1; KCl-30.9; NaCl-7.9; H 2 O-19.8; other impurities-0.5. The content of crystallization water is ~ 2.6 moles per mole of KCl • MgCl 2 . The mass ratio of Mg: K in the resulting carnallite was 0.65. Experimental studies show that the cost of energy for dehydration of the mixture (evaporation) is ~ 330 kWh per 1 ton. For comparison, for similar conditions, the cost of carrying out the solid-phase synthesis of carnallite is ~ 5500 kW • h / t (analog), and the energy cost the evaporation of the solution and the synthesis of carnallite by the method of the prototype are 470 kW • h / t.

Claims (1)

Способ получения карналлита из хлормагниевых растворов, включающий их очистку и концентрирование, смешение с калийхлорсодержащим реагентом, отличающийся тем, что на стадию смешения калийхлорсодержащий реагент вводят в твердом виде, смесь обезвоживают до содержания кристаллизационной воды 2-6 молей на один моль КСl•MgCl2 при поддержании в карналлите массового соотношения Mg: К, равного 0,5-0,8.A method of producing carnallite from chloramagnesium solutions, including their purification and concentration, mixing with a potassium chlorine-containing reagent, characterized in that the potassium-chlorine-containing reagent is introduced in solid form at the mixing stage, the mixture is dehydrated to a content of crystallization water of 2-6 moles per mole of KCl • MgCl 2 at maintaining in carnallite a mass ratio of Mg: K of 0.5-0.8.
RU99115913A 1999-07-28 1999-07-28 Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions RU2182559C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115913A RU2182559C2 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99115913A RU2182559C2 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99115913A RU99115913A (en) 2001-05-10
RU2182559C2 true RU2182559C2 (en) 2002-05-20

Family

ID=20222960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99115913A RU2182559C2 (en) 1999-07-28 1999-07-28 Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2182559C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2262483C1 (en) * 2004-05-19 2005-10-20 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") Synthetic carnallite preparation method
RU2376393C1 (en) * 2008-05-15 2009-12-20 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of preparing magnesium chlorate material for electrolytic production of magnesium and chlorine
RU2532433C2 (en) * 2012-07-18 2014-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for obtaining synthetic carnallite

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3516783A (en) * 1965-03-12 1970-06-23 Gen Eaux Cie Process for removing ozone from ozone-loaded air
US3829559A (en) * 1971-02-18 1974-08-13 Int Minerals & Chem Corp Solution mining process
SU1567517A1 (en) * 1987-12-04 1990-05-30 Пермский политехнический институт Method of obtaining enriched carnallite
RU2096323C1 (en) * 1996-04-30 1997-11-20 Акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Method of processing carnallite
RU2132302C1 (en) * 1997-06-24 1999-06-27 Акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт галургии Method of artificial carnallite producing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3516783A (en) * 1965-03-12 1970-06-23 Gen Eaux Cie Process for removing ozone from ozone-loaded air
US3829559A (en) * 1971-02-18 1974-08-13 Int Minerals & Chem Corp Solution mining process
SU1567517A1 (en) * 1987-12-04 1990-05-30 Пермский политехнический институт Method of obtaining enriched carnallite
RU2096323C1 (en) * 1996-04-30 1997-11-20 Акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Method of processing carnallite
RU2132302C1 (en) * 1997-06-24 1999-06-27 Акционерное общество Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт галургии Method of artificial carnallite producing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЭЙДЕНЗОН М.А. Металлургия магния и других легких металлов. - М.: Металлургия, 1974, с.21-22. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2262483C1 (en) * 2004-05-19 2005-10-20 Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") Synthetic carnallite preparation method
RU2376393C1 (en) * 2008-05-15 2009-12-20 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" Method of preparing magnesium chlorate material for electrolytic production of magnesium and chlorine
RU2532433C2 (en) * 2012-07-18 2014-11-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for obtaining synthetic carnallite

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6776972B2 (en) Recovery of common salt and marine chemicals from brine
EP1440036B1 (en) Recovery of sodium chloride and other salts from brine
AU2002212675A1 (en) Recovery of sodium chloride and other salts from brine
US7014832B2 (en) Simultaneous recovery of potassium chloride and KCL enriched edible salt
RU98101014A (en) METHOD FOR PRODUCING MAGNESIUM FROM OXIDE CHLORIDE RAW MATERIALS
US7041268B2 (en) Process for recovery of sulphate of potash
JP4555227B2 (en) Simultaneous recovery of edible salt enriched with potassium chloride and KCl
Al Mutaz et al. Production of magnesium from desalination brines
CA2552104C (en) Process for recovery of sulphate of potash
RU2182559C2 (en) Method of producing carnallite from magnesium chloride solutions
RU2259320C1 (en) Magnesium-containing ore processing method
JPH0122203B2 (en)
RU2036838C1 (en) Method for purification of sodium chloride
RU2095481C1 (en) Method of producing magnesium from sulfate-containing raw material
RU2532433C2 (en) Method for obtaining synthetic carnallite
RU2262483C1 (en) Synthetic carnallite preparation method
RU2218452C2 (en) Way to win magnesium from synthetic carnallite
SU962207A1 (en) Process for producing concentrated carnallite
RU2473467C1 (en) Method of obtaining synthetic carnallite
RU2200705C1 (en) Method of treating oxide magnesium-containing raw material before electrolysis
RU2175998C1 (en) Method of preparing magnesium chloride raw materials for electrolysis
RU2261926C1 (en) Method of processing of magnesium production saline wastes
Shirev et al. New process of synthetic carnallite production
KR20250091225A (en) Magnesium chloride purification system, device and method
RU2299855C2 (en) Method of production of the synthetic carnallite