RU2186155C1 - Method for production of magnesium from oxide-chloride raw material - Google Patents
Method for production of magnesium from oxide-chloride raw material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186155C1 RU2186155C1 RU2001100781A RU2001100781A RU2186155C1 RU 2186155 C1 RU2186155 C1 RU 2186155C1 RU 2001100781 A RU2001100781 A RU 2001100781A RU 2001100781 A RU2001100781 A RU 2001100781A RU 2186155 C1 RU2186155 C1 RU 2186155C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- magnesium
- carnallite
- dehydration
- oxide
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения магния из оксидно-хлоридного сырья электролизом расплавленных солей. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for producing magnesium from oxide-chloride raw materials by electrolysis of molten salts.
Известен способ обезвоживания растворов хлорида магния (патент РФ 2117630, опубл. БИ 23 от 20.08.98 г.) в однокамерной печи кипящего слоя путем распыления раствора в кипящем слое через пневматические форсунки при скорости газов в слое 2,0-3,0 м/сек, причем количество форсунок должно быть не менее 2 на 5 м2 газораспределительной решетки. Степенью распыла регулируют гранулометрический состав обезвоженного продукта.A known method of dehydration of solutions of magnesium chloride (RF patent 2117630, publ. BI 23 from 08.20.98) in a single chamber fluidized bed furnace by spraying a solution in a fluidized bed through pneumatic nozzles at a gas velocity in the layer of 2.0-3.0 m / sec, and the number of nozzles should be at least 2 per 5 m 2 of the gas distribution grill. The degree of atomization regulates the particle size distribution of the dehydrated product.
Недостатком данного способа является то, что при обезвоживании растворов в печи кипящего слоя очень сложно удалить воду, что ведет к высокой степени гидролиза полученного продукта за счет снижения температуры процесса, а это, в конечном итоге, снижает качество безводного карналлита, необходимого для процесса электролиза, и требуется дополнительная обработка сырья. Данный способ не предусматривает комплексное использование как оксидного, так и хлоридного сырья. The disadvantage of this method is that when the solutions are dehydrated in a fluidized bed furnace, it is very difficult to remove water, which leads to a high degree of hydrolysis of the obtained product by lowering the process temperature, and this, ultimately, reduces the quality of the anhydrous carnallite necessary for the electrolysis process, and additional processing of raw materials is required. This method does not provide for the integrated use of both oxide and chloride raw materials.
Известен способ обезвоживания растворов хлорида магния (патент РФ 2140872, опубл. БИ 31 от 10.11.99 г.) в аппарате кипящего слоя путем распыления раствора в кипящем слое через пневматические форсунки при скорости газов в слое 1,5-3,5 м/сек, после чего обезвоженный продукт обрабатывают нейтральным или подкисленным исходным раствором хлорида магния, взятым в количестве, обеспечивающем содержание хлорида магния в целевом продукте не менее 50%. Предлагается также исходным раствором хлорида магния обрабатывать мелкодисперсный обезвоженный продукт, циклонную пыль, их смесь, крупные фракции целевого продукта, при этом получают смесь в виде синтетического карналлита. A known method of dehydration of solutions of magnesium chloride (RF patent 2140872, publ. BI 31 of 10.11.99) in the apparatus of a fluidized bed by spraying a solution in a fluidized bed through pneumatic nozzles at a gas velocity in the layer of 1.5-3.5 m / sec after which the dehydrated product is treated with a neutral or acidified starting solution of magnesium chloride, taken in an amount providing a content of magnesium chloride in the target product of at least 50%. It is also proposed to treat finely divided dehydrated product, cyclone dust, their mixture, large fractions of the target product with the initial solution of magnesium chloride, and the mixture is obtained in the form of synthetic carnallite.
Недостатком данного способа обезвоживания растворов хлорида магния является то, при обезвоживании синтетического карналлита в печи образуется многокомпонентная смесь, это приводит к низкой скорости обезвоживания и снижению производительности процесса. Кроме того, данный способ не предусматривает комплексное использование сырья. The disadvantage of this method of dehydration of magnesium chloride solutions is that when dehydrating synthetic carnallite in the furnace, a multicomponent mixture is formed, this leads to a low rate of dehydration and a decrease in the productivity of the process. In addition, this method does not provide for the integrated use of raw materials.
Известен способ производства магния из оксидно-хлоридного сырья (патент РФ 2118406, опубл. БИ 24, 27.08.98 г.), включающий выщелачивание магния из оксидно-хлоридного сырья с получением хлормагниевого раствора, его очистку и концентрирование, смешивание раствора с безводным электролитом, полученным как отход производства электролиза магния, с получением синтетического карналлита, последующее обезвоживание смеси в присутствии хлорирующего агента с получением глубокообезвоженного карналлита, электролиз безводного хлорида магния с получением магния, хлора и отработанного электролита, возврат анодного хлора и электролита на процесс подготовки сырья, конверсию хлора с получением хлорида водорода, который подают на стадию обезвоживания. A known method for the production of magnesium from oxide-chloride raw materials (RF patent 2118406, publ. BI 24, 08/27/98), including the leaching of magnesium from oxide-chloride raw materials to produce a magnesium chloride solution, its purification and concentration, mixing the solution with anhydrous electrolyte, obtained as a waste product from the production of magnesium electrolysis, to obtain synthetic carnallite, subsequent dehydration of the mixture in the presence of a chlorinating agent to obtain deeply dehydrated carnallite, electrolysis of anhydrous magnesium chloride to obtain ma Nia, chlorine and spent electrolyte, anodic chlorine and return of the electrolyte on the process of preparation of raw materials, chlorine conversion to produce hydrogen chloride, which is fed to the dehydration stage.
Недостатками данного способа производства магния является то, что при подаче смеси в псевдоожиженный слой образуется многокомпонентная смесь, которая плохо дегидратируется, что значительно снижает производительность процесса обезвоживания и повышает степень гидролиза, Все эти недостатки приводят к повышению удельных норм расхода сырья для последующего процесса электролиза. The disadvantages of this method for the production of magnesium is that when the mixture is fed into the fluidized bed, a multicomponent mixture is formed, which is poorly dehydrated, which significantly reduces the performance of the dehydration process and increases the degree of hydrolysis.All these disadvantages lead to an increase in the specific consumption rates of raw materials for the subsequent electrolysis process.
Известен способ получения магния (патент РФ 2158787, опуб. БИПМ 31 от 10.11.00 г. ), включающий приготовление карналлита из раствора, разделение маточного раствора и карналлита отстаиванием и/или центрифугированием, обезвоживание его нагретыми газами, электролиз с получением магния, хлора и отработанного электролита, возвращение полностью или частично последнего в процесс, восстановление полученного при электролизе хлора в хлористый водород путем подачи хлора в высокотемпературную топку в факел горения водородсодержащего топлива, горение топлива ведут с первичным воздухом при охлаждении теплоносителя, обезвоживание осуществляют полученной газовой смесью при нагревании, затем хлорид водорода поглощают водным раствором с получением соляной кислоты, которую обрабатывают раздельно или вместе кислородными соединениями кальция и магния. Возможно также поглощение хлорида водорода пульпой, содержащей кислородные соединения кальция и магния с получением растворов хлорида кальция и магния, получая хлорид кальция, который возвращают на приготовление синтетического карналлита определенного состава. A known method of producing magnesium (RF patent 2158787, publ. BIPM 31 from 10.11.00,), including the preparation of carnallite from a solution, separation of the mother liquor and carnallite by settling and / or centrifugation, dehydration by heated gases, electrolysis to produce magnesium, chlorine and spent electrolyte, the return of the whole or partially of the latter to the process, the recovery of chlorine obtained by electrolysis in hydrogen chloride by supplying chlorine to a high-temperature furnace into the flame of a hydrogen-containing fuel, fuel combustion va lead with the primary air while cooling the coolant, dehydration is carried out with a mixture gas obtained by heating, then hydrogen chloride is taken up with an aqueous solution to form hydrochloric acid, which was treated separately or together oxygen compounds of calcium and magnesium. It is also possible absorption of hydrogen chloride by pulp containing oxygen compounds of calcium and magnesium to obtain solutions of calcium chloride and magnesium, obtaining calcium chloride, which is returned to the preparation of synthetic carnallite of a certain composition.
Недостатком данного способа является то, что он предусматривает переработку хлоридного сырья в раствор хлорида магния, что является малопроизводительной технологией производства магния электролизом расплавленных солей. В данном способе не предусмотрена комплексная переработка сырья. The disadvantage of this method is that it involves the processing of chloride raw materials into a solution of magnesium chloride, which is a low-productivity technology for the production of magnesium by electrolysis of molten salts. This method does not provide for the integrated processing of raw materials.
Известен способ производства магния, взятый как ближайший аналог-прототип (патент РФ 2082826, опубл. БИ 18, 1997 г.). Способ включает получение раствора хлорида магния с использованием магнийсодержашего сырья и отходящих газов, обезвоживание и электролиз. Отходящие газы с процесса обезвоживания в псевдоожиженном слое и при хлорировании расплавленного карналлита, содержащие хлористый водород, обрабатывают циркулирующей бруситовой суспензией с крупностью частиц менее 1 мм и с отношением Т:Ж, равным 1:350-1 при 50-180oС и рН 2-9 до достижения концентрации хлорида магния в суспензии 18-27 мас.%, после чего суспензию декантируют, осветленную часть смешивают с солями, содержащими хлориды магния и калия, до получения смеси, содержащей 30-65 мас.% воды и весового отношения К:Мg=1,52-1,84, полученную смесь добавляют в соотношении 10-50% к природному обогащенному карналлиту. Смесь синтетического и природного обогащенного карналлита двухстадийно обезвоживают, подают на электролиз. Полученные в процессе электролиза хлор и отработанный электролит возвращают на стадию обезвоживания.A known method for the production of magnesium, taken as the closest analogue prototype (RF patent 2082826, publ. BI 18, 1997). The method includes obtaining a solution of magnesium chloride using magnesium-containing raw materials and exhaust gases, dehydration and electrolysis. Exhaust gases from the fluidized-bed dehydration process and during chlorination of molten carnallite containing hydrogen chloride are treated with a circulating brucite suspension with a particle size of less than 1 mm and with a T: W ratio of 1: 350-1 at 50-180 o С and pH 2 -9 until the concentration of magnesium chloride in the suspension is 18-27 wt.%, After which the suspension is decanted, the clarified part is mixed with salts containing magnesium and potassium chlorides to obtain a mixture containing 30-65 wt.% Water and a weight ratio of K: Mg = 1.52-1.84, the resulting mixture is added in a ratio of 10-50% to natural enriched carnallite. A mixture of synthetic and natural enriched carnallite is dehydrated in two stages, fed to electrolysis. The chlorine and spent electrolyte obtained during the electrolysis are returned to the dehydration stage.
Недостатком данного способа является высокая степень гидролиза хлорида магния при обезвоживании за счет образования многокомпонентной смеси, что приводит к ухудшению качества безводного карналлита, снижению скорости обезвоживания и, тем самым, к повышению удельных норм расхода сырья на производство всего процесса получения магния. The disadvantage of this method is the high degree of hydrolysis of magnesium chloride during dehydration due to the formation of a multicomponent mixture, which leads to a deterioration in the quality of anhydrous carnallite, a decrease in the rate of dehydration and, thereby, an increase in the specific consumption rates of raw materials for the production of the entire magnesium production process.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и за счет повышения агломерации частиц и снижения степени гидролиза, образования гомогенной смеси на молекулярном уровне снизить удельные нормы сырья, что позволит снизить затраты на производство магния. The objective of the invention is to remedy these disadvantages and by increasing the agglomeration of particles and reducing the degree of hydrolysis, the formation of a homogeneous mixture at the molecular level to reduce the specific norms of raw materials, which will reduce the cost of production of magnesium.
Технический результат заключается в снижении удельных норм расхода сырья на производство магния, в утилизации избыточного количества хлора с процесса электролиза, в уменьшении выбросов газов в атмосферу за счет возврата их на стадию выщелачивания, в снижении выхода твердых и жидких отходов. The technical result consists in lowering specific consumption rates of raw materials for magnesium production, in utilizing excess chlorine from the electrolysis process, in reducing gas emissions into the atmosphere by returning them to the leaching stage, and in reducing the yield of solid and liquid wastes.
Для решения данной задачи предложен способ производства магния из оксидно-хлоридного сырья, включающий измельчение оксидно-хлоридного сырья, его выщелачивание отходящими газами с получением хлормагниевого раствора, очистку, концентрирование и обработку раствора солями, содержащими хлориды калия и магния, с получением смеси синтетического карналлита гомогенного состава, смешивание смеси с природным обогащенным карналлитом, двухстадийное обезвоживание сначала в псевдоожиженном слое с получением обезвоженнного карналлита, затем обезвоживание хлорированием с получением безводного карналлита, электролиз безводного карналлита с получением магния, хлора и отработанного электролита, возврат части хлора на обе стадии обезвоживания, возврат отработанного электролита на стадию смешивания, улавливание пыли из отходящих газов печей КС с последующим направлением отходящих газов на стадию выщелачивания оксидного сырья, новым является то, что концентрирование раствора ведут в системе бак - скруббер путем его циркуляции до содержания оксида магния в растворе не более 10 г/л, полученный хлормагниевый раствор разделяют на два потока в соотношении 1:(1-5), один поток подают на псевдоожиженный слой, другой поток - на обработку раствора солями при нагревании на образование гомогенной смеси раствора с солью, при соотношении раствор : отработанный электролит : обезвоженный карналлит 1,3:1:0,75, далее полученную смесь смешивают с природным обогащенным карналлитом и подают одновременно с раствором на стадию обезвоживания в псевдоожиженный слой при скорости подачи поточных газов, выше необходимой для создания псевдоожиженного слоя. To solve this problem, a method for the production of magnesium from oxide-chloride raw materials is proposed, including grinding oxide-chloride raw materials, leaching it with exhaust gases to produce a magnesium chloride solution, purifying, concentrating and treating the solution with salts containing potassium and magnesium chlorides to obtain a mixture of synthetic carnallite homogeneous composition, mixing the mixture with natural enriched carnallite, two-stage dehydration first in a fluidized bed to obtain dehydrated carnallite, then both chlorination driving to obtain anhydrous carnallite, electrolysis of anhydrous carnallite to produce magnesium, chlorine and spent electrolyte, return of a part of chlorine to both stages of dehydration, return of spent electrolyte to the mixing stage, dust collection from exhaust gases of KS furnaces, followed by exhaust gases to the oxide leaching stage of raw materials, it is new that the concentration of the solution is carried out in the tank-scrubber system by circulating it to a content of magnesium oxide in the solution of not more than 10 g / l, p The obtained chlorine-magnesium solution is divided into two streams in the ratio 1: (1-5), one stream is supplied to the fluidized bed, the other stream is treated with salts when heated to form a homogeneous mixture of the solution with salt, with the ratio solution: spent electrolyte: dehydrated carnallite 1.3: 1: 0.75, then the resulting mixture is mixed with natural enriched carnallite and fed simultaneously with the solution to the stage of dehydration in the fluidized bed at a flow rate of flowing gases higher than necessary to create fluidized th layer.
Кроме того, первую стадию обезвоживания осуществляют в многокамерной печи кипящего слоя. In addition, the first stage of dehydration is carried out in a multi-chamber fluidized bed furnace.
Кроме того, температуру в псевдоожиженном слое первой камеры печи поддерживают равной 130-170oС и 220-250oС.In addition, the temperature in the fluidized bed of the first chamber of the furnace is maintained equal to 130-170 o C and 220-250 o C.
Кроме того, скорость подачи топочных газов в псевдоожиженный слой поддерживают выше необходимой для создания псевдоожиженного слоя в 1,2-1,4 раза. In addition, the feed rate of the flue gases into the fluidized bed is maintained above that required to create a fluidized bed by 1.2-1.4 times.
Кроме того, хлормагниевый раствор и гомогенную смесь синтетического и природного карналлита подают в первую камеру печи кипящего слоя. Кроме того, температуру отходящих газов, поступающих на выщелачиние раствора, поддерживают равной 180-140oС.In addition, a magnesium chloride solution and a homogeneous mixture of synthetic and natural carnallite are fed into the first fluidized bed furnace chamber. In addition, the temperature of the exhaust gases entering the leach solution is maintained equal to 180-140 o C.
Кроме того, обработку раствора солями хлоридов калия и магния осуществляют при температуре равной 160-180oС.In addition, the treatment of the solution with salts of potassium and magnesium chlorides is carried out at a temperature of 160-180 o C.
Кроме того, оксидно-хлоридное сырье перед измельчением сушат. In addition, the oxide-chloride feed is dried before grinding.
Разделение хлормагниевого раствора на два потока, один из которых подают непосредственно в печь, а другой - на обработку раствора солями при нагревании на образование гомогенной смеси раствора с солью позволит улучшить агломерацию частиц в псевдоожиженном слое и тем самым повысить качество продукта и снизить удельные нормы расхода сырья на получение магния из оксидно-хлоридного сырья. The separation of the chloro-magnesium solution into two streams, one of which is fed directly to the furnace, and the other to process the solution with salts when heated to form a homogeneous mixture of the solution with salt, will improve particle agglomeration in the fluidized bed and thereby improve product quality and reduce specific consumption rates of raw materials to obtain magnesium from oxide-chloride raw materials.
Концентрирование раствора путем циркуляции его в системе бак-скруббер до содержания в нем оксида магния не более 10 г/л позволит снизить затраты на проведение стадии концентрирования и получить готовый продукт необходимого качества. Concentration of the solution by circulating it in a tank-scrubber system until the content of magnesium oxide in it is not more than 10 g / l will reduce the cost of the concentration stage and get the finished product of the required quality.
Проведение процесса обезвоживания при скорости подачи топочных газов выше необходимой для создания псевдоожиженного слоя в 1,2-1,4 раза позволяет повысить конверсию синтетического карналлита в обезвоженный карналлит и тем самым снизить затраты на его производство. Carrying out the dehydration process at a feed gas rate higher than necessary to create a fluidized bed by 1.2-1.4 times allows to increase the conversion of synthetic carnallite to dehydrated carnallite and thereby reduce the cost of its production.
Проведение обработки раствора солями калия при нагревании при температуре 160-180oС позволяет получить синтетический карналлит гомогенного состава, что значительно снизит степень гидролиза и тем самым затраты на производство магния. Источники, содержащие сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения.Carrying out the processing of the solution with potassium salts when heated at a temperature of 160-180 o With allows you to get a synthetic carnallite of a homogeneous composition, which will significantly reduce the degree of hydrolysis and thereby the cost of magnesium production. Sources containing information about analogues of the claimed invention made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical (identical) to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает явным образом для специалиста из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Причем выявлено, что при раздельной подаче в псевдоожиженный слой только растворов хлормагниевого сырья или смеси раствора с солью, содержащей хлориды магния и калия, не достигается достижение поставленной задачи изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly for a specialist from the prior art, since from the prior art as determined by the applicant, the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed to achieve a technical result. Moreover, it was found that when separately feeding into the fluidized bed only solutions of chloromagnesium raw materials or a mixture of a solution with a salt containing magnesium and potassium chlorides, the achievement of the object of the invention is not achieved. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Данный способ подтверждается следующим примером. This method is confirmed by the following example.
Приготовление хлормагниевого раствора. Оксидное магниевое сырье, например брусит (состав 89,0 мас.% Мg(ОН)2), ТУ 14-203-94-91) сушат при температуре 60-350oС, затем подвергают измельчению до крупности частиц 10-70 мкм и направляют на приготовление бруситовой суспензии. Для этого брусит добавляют в воду до содержания брусита 100-300 г/л (по содержанию оксида магния). Затем бруситовую суспензию направляют в скруббер, куда подают очищенные от пыли в циклонах отходящие газы с процессов обезвоживания карналлита (из печей КС и из хлораторов ) состава, мас.%: НСl 0,2; N2 70,9; О2 16,1; СO2 1,4; Н2О 11,4. В бак загрузили 161,5 т бруситовой суспензии и производили циркуляция в системе бак - скруббер при рН среды 3-6 и до концентрации оксида магния в растворе до 10 г/л. Температура газов на входе в скруббер 1 ступени газоочистки составляет 180-400oС и выходе из скруббера - 60-80oС. Скруббер первой ступени работает в режиме орошения "на себя", т.е. выходящий из скруббера раствор насосом возвращается обратно в скруббер. При циркуляции бруситовой суспензии в скруббере возрастает концентрация хлорида магния и, соответственно, снижается концентрация гидроокиси магния. При содержании хлорида магния 22-35%-ный раствор направляют на стадию обезвоживания. Меньшая концентрация раствора по хлориду магния приведет к недопустимо резкому снижению производительности печи КС, а концентрация больше 35% приведет к снижению транспортабельности раствора. Полученный раствор выдерживают в отдельной емкости для очистки от взвешенных частиц отстаиванием с получением раствора состава, мас.%: Мg+ 5,7; Fе2+ 0,005, Аl3+ 0,001, Nа+ 0,7, Са+ 2,1; К+ 2,1; Сl+ 22,1, соединения кремния - следы, затем разделяют в соотношении 1: (1-5) на две части. Одну из частей раствора в количестве 4 м3 подают на псевдоожиженный слой через форсунки в первую камеру печи кипящего слоя. Для агломерации частиц в слое линейную скорость дутья топочных газов увеличивают в 1,2-1,4 раза. Смесь продуктов сгорания природного газа, хлора и вторичного воздуха - топочные газы - поступает через газораспределительную решетку в слой материала.Preparation of a chlorine-magnesium solution. Magnesium oxide raw materials, such as brucite (composition 89.0 wt.% Mg (OH) 2 ), TU 14-203-94-91) are dried at a temperature of 60-350 o C, then subjected to grinding to a particle size of 10-70 microns and sent to the preparation of brucite suspension. For this, brucite is added to water to a brucite content of 100-300 g / l (based on the content of magnesium oxide). Then the brucite suspension is sent to a scrubber, where the exhaust gases from carnallite dehydration processes (from KS furnaces and from chlorinators) of the composition, wt.%: НСl 0.2; N 2 70.9; O 2 16.1; CO 2 1.4; H 2 O, 11.4. 161.5 tons of brucite suspension were loaded into the tank and circulation was carried out in the tank - scrubber system at a pH of 3-6 and up to a concentration of magnesium oxide in solution of up to 10 g / l. The gas temperature at the inlet to the scrubber of the 1st stage of gas purification is 180-400 o С and the exit from the scrubber is 60-80 o С. The first-stage scrubber operates in the "on itself" irrigation mode, i.e. the solution exiting the scrubber is returned to the scrubber by the pump. During the circulation of the brucite suspension in the scrubber, the concentration of magnesium chloride increases and, accordingly, the concentration of magnesium hydroxide decreases. When the content of magnesium chloride 22-35% solution is sent to the stage of dehydration. A lower concentration of the solution on magnesium chloride will lead to an unacceptably sharp decrease in the productivity of the KS furnace, and a concentration of more than 35% will lead to a decrease in the portability of the solution. The resulting solution was kept in a separate container for purification of suspended particles by sedimentation to obtain a solution of the composition, wt.%: Mg + 5.7; Fe 2+ 0.005, Al 3+ 0.001, Na + 0.7, Ca + 2.1; K + 2.1; Сl + 22.1, silicon compounds are traces, then they are divided in the ratio 1: (1-5) into two parts. One of the parts of the solution in the amount of 4 m 3 is fed to the fluidized bed through nozzles in the first chamber of the fluidized bed furnace. For agglomeration of particles in the layer, the linear velocity of the flue gas blast is increased by 1.2-1.4 times. The mixture of combustion products of natural gas, chlorine and secondary air - flue gases - enters through the gas distribution grid into the material layer.
Другую часть раствора направили на смешивание при температуре 160-180oС в соотношении (в пересчете на 50% по хлориду магния) 1:0,75:1,3. с отработанным электролитом, содержащим, мас.%: 7,0 МgСl2, 73,0 КСl, NаСl+СаСl2 20,0 (ТУ 48-0501-343-90) и с частично обезвоженным карналлитом (ретуром) (ТУ 48-10-14-87), часть которого возвращают из печи КС на стадию смешения или используют пыль из циклонов печи КС, соответствующую по своему составу обезвоженному карналлиту состава, мас.%: МgСl2 40,0; ССl 30,0; NаСl 10,0; Н2О 19,5, примеси - остальное. Получили 3481 кг синтетического карналлита состава, мас.%: СаСl2 2,3; FеСl2 0,01; АlСl3 0,009; Н2О 30-65, остальное - хлорид магния. Далее полученную гомогенную смесь смешивают с природным обогащенным карналлитом (ТУ 171-0622-00209527-94 состава, мас.%: МgСl2 не менее 31,8, сульфатов в пересчете на СаSO4 не более 0,05, воды не более 3,0, размером частиц не более 20-30 мм) и направляют через питатель в первую камеру печи КС одновременно с раствором хлорида магния. При смешивании раствора с обезвоженным карналлитом (или с пылью с циклонов) происходит процесс гидратации и выделяется тепло. В результате этого реакционная зона разогревается в смесителе до 160-180oС, при этом резко возрастает скорость процесса конверсии карналлита (синтетического) по формуле:
МgСl2+КСl+nН2O=КСlМgСl2nН2O.Another part of the solution was directed to mixing at a temperature of 160-180 o With in the ratio (in terms of 50% for magnesium chloride) 1: 0.75: 1.3. with spent electrolyte containing, wt%: 7.0 MgCl 2 , 73.0 KCl, NaCl + CaCl 2 20.0 (TU 48-0501-343-90) and partially dehydrated carnallite (retur) (TU 48- 10-14-87), part of which is returned from the KS furnace to the mixing stage or dust from cyclones of the KS furnace is used, corresponding in composition to the dehydrated carnallite composition, wt.%: MgCl 2 40.0; CCl 30.0; NaCl 10.0; H 2 O 19.5, impurities - the rest. Received 3481 kg of synthetic carnallite composition, wt.%: CaCl 2 2,3; FeCl 2 0.01; AlCl 3 0.009; H 2 O 30-65, the rest is magnesium chloride. Next, the resulting homogeneous mixture is mixed with natural enriched carnallite (TU 171-0622-00209527-94 composition, wt.%: MgCl 2 not less than 31.8, sulfates in terms of CaSO 4 no more than 0.05, water no more than 3.0 , particle size not more than 20-30 mm) and sent through the feeder to the first chamber of the KS furnace simultaneously with a solution of magnesium chloride. When the solution is mixed with dehydrated carnallite (or with dust from cyclones), a hydration process occurs and heat is released. As a result of this, the reaction zone is heated in the mixer to 160-180 o C, while the rate of conversion of carnallite (synthetic) increases sharply according to the formula:
MgCl 2 + KCl + nH 2 O = KSlMgSl 2 nH 2 O.
Обезвоживание раствора и гомогенной смеси осуществляют за счет тепла топочных газов в многокамерной печи КС. В первой камере печи КС происходит удаление гигроскопической влаги и нагревание материала до температуры 130-170oС; во второй камере шестиводный карналлит обезвоживается до двухводного, в третьей камере двухводный карналлит (обезвоженный) обезвоживается до содержания воды 2-5 мас.%. В последней - шестой камере поддерживают температуру 225-250oС, при снижении температуры ниже 225oС обезвоженный карналлит содержит воду выше оптимального значения, повышение температуры выше 250oС приведет к увеличению доли оксида магния в обезвоженном карналлите.Dehydration of the solution and the homogeneous mixture is carried out due to the heat of the flue gases in a multi-chamber KS furnace. In the first chamber of the KS furnace, hygroscopic moisture is removed and the material is heated to a temperature of 130-170 o С; in the second chamber, six-water carnallite is dehydrated to two-water, in the third chamber, two-water carnallite (dehydrated) is dehydrated to a water content of 2-5 wt.%. In the last and sixth chamber, a temperature of 225-250 ° C is maintained, while the temperature drops below 225 ° C, dehydrated carnallite contains water above the optimum value, an increase in temperature above 250 ° C will lead to an increase in the proportion of magnesium oxide in dehydrated carnallite.
Состав обезвоженного карналлита после печи КС, мас.%: МgСl2 более 48, КСl не менее 37, NаСl не менее 6, воды не более 5, оксид магния не менее 0,4. Пройдя последовательно все камеры печи КС обезвоженный карналлит выгружают по выгрузочной течке печи КС и разделяют на две части. Одну часть направляют в хлоратор на вторую стадию обезвоживания, а другую направляют на смешивание с хлормагниевым раствором. Отходящие газы из печи КС направляют в циклоны, где осуществляют улавливание пыли. Объемный расход отходящих газов - 150000 м3/ч при массовой концентрации пыли г/м3 - не более 3,2; массовая концентрация хлорида водорода г/м3 - не более 3,0. Система отсоса газов состоит из дымососа и пяти циклонов типа СИОТ с ячейковыми и клапанными разгрузителями.The composition of dehydrated carnallite after the KS furnace, wt.%: MgCl 2 more than 48, KCl no less than 37, NaCl no less than 6, water no more than 5, magnesium oxide no less than 0.4. After passing sequentially all the chambers of the KS furnace, the dehydrated carnallite is discharged through the unloading heat of the KS furnace and divided into two parts. One part is sent to a chlorinator in the second stage of dehydration, and the other is directed to mixing with a chlorine-magnesium solution. The exhaust gases from the KS furnace are sent to cyclones, where they collect dust. The volumetric flow rate of exhaust gases - 150,000 m 3 / h with a mass concentration of dust g / m 3 - not more than 3.2; mass concentration of hydrogen chloride g / m 3 - not more than 3.0. The gas exhaust system consists of a smoke exhaust and five SIOT cyclones with cell and valve unloaders.
При температуре 450-540oС провели процесс обезвоживания сырья на второй стадии в хлораторах при обработке расплавленного обезвоженного карналлита хлором и хлоридом водорода и получили 34810 кг безводного расплава, содержащего 49 мас.% хлорида магния и 0,6% оксида магния, что соответствует необходимым требованиям по качеству. Безводный расплав загрузили в электролитическую ячейку и получили 290,9 кг магния-сырца, 1271 кг отработанного электролита и 810,3 кг хлора. Часть отработанного электролита направили на стадию смешивания с раствором, а анодный хлор-газ на стадию выщелачивания, на первую стадию обезвоживания в печь КС и на стадию хлорирования.At a temperature of 450-540 o With the process of dehydration of raw materials in the second stage in chlorinators when processing molten dehydrated carnallite with chlorine and hydrogen chloride was carried out and received 34810 kg of anhydrous melt containing 49 wt.% Magnesium chloride and 0.6% magnesium oxide, which corresponds to the necessary quality requirements. Anhydrous melt was loaded into an electrolytic cell and 290.9 kg of raw magnesium, 1271 kg of spent electrolyte and 810.3 kg of chlorine were obtained. Part of the spent electrolyte was sent to the stage of mixing with the solution, and the anodic chlorine gas to the leaching stage, to the first stage of dehydration in the KS furnace, and to the chlorination stage.
Таким образом, данный способ получения магния позволяет снизить удельные нормы расхода сырья на производство магния электролизом на 2%, утилизировать избыточное количество хлора с процесса электролиза, уменьшить выброс газов в атмосферу за счет возврата их на стадию выщелачивания, снизить удельные расходные нормы сырья за счет частичного использования отходов на каждом переделе, снизить выход твердых и жидких отходов при производстве магния на 40%. Thus, this method of producing magnesium allows to reduce specific consumption rates of raw materials for magnesium production by electrolysis by 2%, to utilize the excess amount of chlorine from the electrolysis process, to reduce gas emissions into the atmosphere by returning them to the leaching stage, and to reduce specific consumption rates of raw materials due to partial the use of waste at each redistribution, reduce the yield of solid and liquid waste in the production of magnesium by 40%.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001100781A RU2186155C1 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Method for production of magnesium from oxide-chloride raw material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001100781A RU2186155C1 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Method for production of magnesium from oxide-chloride raw material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2186155C1 true RU2186155C1 (en) | 2002-07-27 |
Family
ID=20244645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001100781A RU2186155C1 (en) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | Method for production of magnesium from oxide-chloride raw material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2186155C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230831C1 (en) * | 2003-02-12 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Method of preparing magnesium chloride stock for electrolysis |
| RU2402642C2 (en) * | 2008-12-04 | 2010-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for production of magnesium and chlorine out of oxide-chloride raw material |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2082826C1 (en) * | 1994-10-10 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" | Method of magnesium production |
| RU2118406C1 (en) * | 1998-01-29 | 1998-08-27 | Анатолий Афанасьевич Шелконогов | Method of manufacturing magnesium from oxide-chloride stock |
-
2001
- 2001-01-09 RU RU2001100781A patent/RU2186155C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2082826C1 (en) * | 1994-10-10 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" | Method of magnesium production |
| RU2118406C1 (en) * | 1998-01-29 | 1998-08-27 | Анатолий Афанасьевич Шелконогов | Method of manufacturing magnesium from oxide-chloride stock |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230831C1 (en) * | 2003-02-12 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" | Method of preparing magnesium chloride stock for electrolysis |
| RU2402642C2 (en) * | 2008-12-04 | 2010-10-27 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Procedure for production of magnesium and chlorine out of oxide-chloride raw material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR930012036B1 (en) | Method and apparatus for cleaning exhaust gas of cement furnace and at the same time making exhaust gas product useful product | |
| AU2020210980B2 (en) | Systems and methods to treat flue gas desulfurization and metal-bearing waste streams to recover value-added materials | |
| US11912582B2 (en) | Systems and methods to recover value-added materials from gypsum | |
| US20130192497A1 (en) | Treatment device and treatment method for chlorine bypass dust | |
| US20210347648A1 (en) | Systems and methods to treat flue gas desulfurization and metal-bearing waste streams to recover value-added materials | |
| RU98101014A (en) | METHOD FOR PRODUCING MAGNESIUM FROM OXIDE CHLORIDE RAW MATERIALS | |
| KR20180035187A (en) | The manufacturing method of magnesium carbonate and calcium chloride using dolomite as raw material | |
| CN102264644B (en) | Process for joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate | |
| US4100254A (en) | Industrial process of preparing magnesia of high purity | |
| US3321268A (en) | Conversion of caustic soda to soda ash | |
| JPH0838851A (en) | Method for scrubbing of sulfur dioxide accompanied with formation of gypsum | |
| RU2186155C1 (en) | Method for production of magnesium from oxide-chloride raw material | |
| CN107140660A (en) | A kind of preparation method of potassium carbonate | |
| JP5107493B2 (en) | Method for producing calcium carbonate | |
| CS209923B2 (en) | Method of making the magnesium oxide of higher purity than 98% | |
| US4563340A (en) | Process for the secondary obtention of sodium carbonate from FLP waste liquor | |
| RU2259320C1 (en) | Magnesium-containing ore processing method | |
| JP4084751B2 (en) | Method for producing precipitated calcium carbonate from industrial by-products containing high concentrations of calcium carbonate | |
| GB2040310A (en) | Method of producing magnesium from a salt solution containing magnesium sulphate | |
| US5326432A (en) | Method of producing magnesium chloride hexahydrate and other alkaline earth salts | |
| RU2213163C1 (en) | Method for production magnesium from oxide-chloride raw material | |
| RU94037979A (en) | Magnesium production process | |
| US2802720A (en) | Process for making magnesium carbonate using hydrated magnesium carbonate as source of magnesium oxide precipitating agent | |
| RU2290369C1 (en) | Granulated calcium chloride production process | |
| RU2095481C1 (en) | Method of producing magnesium from sulfate-containing raw material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130110 |