RU2367602C1 - Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation - Google Patents
Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367602C1 RU2367602C1 RU2007146812/15A RU2007146812A RU2367602C1 RU 2367602 C1 RU2367602 C1 RU 2367602C1 RU 2007146812/15 A RU2007146812/15 A RU 2007146812/15A RU 2007146812 A RU2007146812 A RU 2007146812A RU 2367602 C1 RU2367602 C1 RU 2367602C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium
- carnallite
- chlorine
- molten
- magnesium chloride
- Prior art date
Links
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims abstract description 29
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 55
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 6
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 18
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 29
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 25
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 20
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 11
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 7
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 7
- QGZNMXOKPQPNMY-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Cl] Chemical compound [Mg].[Cl] QGZNMXOKPQPNMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FOSCDBCOYQJHPN-UHFFFAOYSA-M Cl[Mg] Chemical compound Cl[Mg] FOSCDBCOYQJHPN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NMLQNVRHVSWEGS-UHFFFAOYSA-N [Cl].[K] Chemical compound [Cl].[K] NMLQNVRHVSWEGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам подготовки сырья к процессу электролитического получения металлического магния путем смешения хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов.The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to methods for preparing raw materials for the process of electrolytic production of metallic magnesium by mixing alkali and alkaline earth metal chlorides.
Известен способ получения синтетического карналлита для процесса электролитического получения магния и хлора (пат. РФ №2262483, опубл. 20.10.2004), включающий нагревание хлормагниевого раствора до температуры 90°С, смешивание хлормагниевого раствора с калийхлорсодержащим реагентом, например отработанным электролитом, добавление соляной кислоты, нагрев до температуры 150°С с одновременным удалением паров воды из зоны перемешивания. В результате получают карналлит состава, мас.%: 29,9 MgCl2, 22,0 KCl, 0,06 MgО, 40.5 Н2O, остальное NaCl, CaCl2..A known method of producing synthetic carnallite for the process of electrolytic production of magnesium and chlorine (US Pat. RF No. 2262483, publ. 20.10.2004), including heating a chlorine-magnesium solution to a temperature of 90 ° C, mixing a chlorine-magnesium solution with a potassium chlorine-containing reagent, for example, spent electrolyte, adding hydrochloric acid , heating to a temperature of 150 ° C while removing water vapor from the mixing zone. The result is carnallite composition, wt.%: 29.9 MgCl 2 , 22.0 KCl, 0.06 MgO, 40.5 H 2 O, the rest is NaCl, CaCl 2 ..
Недостатком данного способа является то, что для получения синтетического карналлита необходимо приготавливать хлормагниевые растворы, что удлиняет процесс подготовки и снижает его производительность, увеличивает материальные и энергетические затраты. Кроме того, полученный синтетический карналлит не пригоден для электролиза, и его необходимо дополнительно обезвоживать, плавить и хлорировать расплавленный синтетический карналлит, что приводит к высоким энергетическим затратам и потерям сырья при обработке.The disadvantage of this method is that in order to obtain synthetic carnallite, it is necessary to prepare magnesium chloride solutions, which lengthens the preparation process and reduces its productivity, increases material and energy costs. In addition, the resulting synthetic carnallite is not suitable for electrolysis, and it is necessary to additionally dehydrate, melt and chlorinate the molten synthetic carnallite, which leads to high energy costs and loss of raw materials during processing.
Известен способ получения синтетического карналлита для процесса электролитического получения магния и хлора (пат. РФ №2182559, опубл. 20.05.2002) из хлормагниевых растворов, содержащих, мас.%: 32,7 MgCl2, 0.9 KCl, 1,0 NaCl, 65,4 H2O. Способ включает очистку хлормагниевых растворов, смешивание хлормагниевого раствора с твердым калийхлорсодержащим реагентом, например с отработанным электролитом состава, мас.%: 8,7 MgCl2, 74,4 KCl, 16,9 NaCl и с порошкообразным техническим хлоридом калия состава, мас.%: 95,0 KCl, 5,0 NaCl. Процесс смешивания реагентов проводили с одновременным нагревом смеси до температуры 150°С и с одновременным удалением паров воды из зоны перемешивания. В процессе смешивания происходит образование карналлита через стадию конверсии. В результате получают карналлит состава, мас.%: 41,2 MgCl2, 40,0 KCl, 10,8 H2O, 8,0 NaCl, прочие примеси 0,5. Содержание кристаллизационной воды - 2,6 молей на моль KCl×MgCl2. (Ж и Т).A known method of producing synthetic carnallite for the process of the electrolytic production of magnesium and chlorine (US Pat. RF No. 2182559, publ. 05.20.2002) from magnesium chloride solutions containing, wt.%: 32.7 MgCl 2 , 0.9 KCl, 1.0 NaCl, 65 , 4 H 2 O. The method includes purification of chlorine-magnesium solutions, mixing of a chloro-magnesium solution with a solid potassium-chlorine-containing reagent, for example, with spent electrolyte composition, wt.%: 8.7 MgCl 2 , 74.4 KCl, 16.9 NaCl and with powdered technical chloride potassium composition, wt.%: 95.0 KCl, 5.0 NaCl. The process of mixing the reagents was carried out while heating the mixture to a temperature of 150 ° C and simultaneously removing water vapor from the mixing zone. In the mixing process, carnallite is formed through the conversion step. The result is a carnallite composition, wt.%: 41.2 MgCl 2 , 40.0 KCl, 10.8 H 2 O, 8.0 NaCl, other impurities 0.5. The content of crystallization water is 2.6 moles per mole of KCl × MgCl 2 . (F and T).
Недостатком данного способа является то, что для получения синтетического карналлита необходимо приготавливать хлормагниевые растворы, что удлиняет процесс подготовки и снижает его производительность, увеличивает материальные и энергетические затраты. Кроме того, полученный синтетический карналлит не пригоден для электролиза, и его необходимо дополнительно обезвоживать, плавить и хлорировать, что приводит к высоким энергетическим затратам и потерям сырья при обработке.The disadvantage of this method is that in order to obtain synthetic carnallite, it is necessary to prepare magnesium chloride solutions, which lengthens the preparation process and reduces its productivity, increases material and energy costs. In addition, the resulting synthetic carnallite is not suitable for electrolysis, and it must be additionally dehydrated, melted and chlorinated, which leads to high energy costs and loss of raw materials during processing.
Известен способ получения синтетического карналлита для процесса электролитического получения магния и хлора (пат. РФ №2218452, опубл. 12.10.2003), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий предварительную очистку расплавленного отработанного электролита при температуре 700°С до остаточного содержания в осветленной части 0,08% MgO с выдержкой, удаление с поверхности расплавленного электролита остатков магния. Затем осветленную часть откачивают вакуум-ковшом в короба, охлаждают, измельчают до крупности 100 мм, и в твердом виде смешивают с хлормагниевым раствором. В результате синтеза получают сырой карналлит, который направляют на дальнейшее обезвоживание в печь кипящего слоя для получения глубокообезвоженного карналлита, который направляют на процесс получения магния и хлора.A known method of producing synthetic carnallite for the process of electrolytic production of magnesium and chlorine (US Pat. RF №2218452, publ. 12.10.2003), the number of common signs adopted for the closest analogue prototype and including the preliminary cleaning of the molten spent electrolyte at a temperature of 700 ° C to the residual content in the clarified part of 0.08% MgO with exposure, removal of magnesium residues from the surface of the molten electrolyte. Then the clarified part is pumped out with a vacuum bucket into the boxes, cooled, crushed to a particle size of 100 mm, and mixed in solid form with a chlorine-magnesium solution. As a result of the synthesis, crude carnallite is obtained, which is sent for further dehydration in a fluidized bed furnace to obtain deeply dehydrated carnallite, which is sent to the process of obtaining magnesium and chlorine.
Недостатком данного способа является то, что для получения синтетического карналлита необходимо приготавливать хлормагниевые растворы и отработанный электролит очищать от примесей, что удлиняет процесс подготовки и снижает его производительность, увеличивает материальные и энергетические затраты. Кроме того, полученный синтетический карналлит не пригоден для электролиза, и его необходимо дополнительно обезвоживать в печи кипящего слоя, что приводит к высоким энергетическим затратам и потерям сырья при обработке.The disadvantage of this method is that in order to obtain synthetic carnallite, it is necessary to prepare magnesium chloride solutions and clean the spent electrolyte from impurities, which lengthens the preparation process and reduces its productivity, increases material and energy costs. In addition, the resulting synthetic carnallite is not suitable for electrolysis, and it must be additionally dehydrated in a fluidized bed furnace, which leads to high energy costs and loss of raw materials during processing.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет за счет исключения стадий очистки отработанного электролита и стадии дополнительного обезвоживания в печи кипящего слоя с получением глубокообезвоженного карналлита снизить материальные и энергетические затраты на получение синтетического карналлита.The technical result is aimed at eliminating the disadvantages of the prototype and allows, by eliminating the stages of purification of spent electrolyte and the stage of additional dehydration in a fluidized bed furnace to produce deeply dehydrated carnallite, reduce material and energy costs for producing synthetic carnallite.
Технический результат достигается тем, что предложен способ получения синтетического карналлита для процесса электролитического получения магния и хлора, включающий загрузку в емкость хлорида магния и отработанного электролита процесса электролитического получения магния и хлора, их смешивание, нагрев с синтезом карналлита, новым является то, что в емкость загружают твердый хлорид магния и расплавленный отработанный электролит в весовом соотношении, соответственно, равном 1:(1-1,2), смесь нагревают до температуры, превышающей температуру кристаллизации солей смеси на 200-400°С, полученный синтетический карналлит в расплавленном виде отстаивают, отбирают осветленную часть и направляют на процесс электролитического получения магния и хлора.The technical result is achieved by the fact that a method for producing synthetic carnallite for the process of electrolytic production of magnesium and chlorine is proposed, which includes loading magnesium chloride and spent electrolyte in the capacity of the process of electrolytic production of magnesium and chlorine, mixing them, heating with the synthesis of carnallite, it is new in the capacity solid magnesium chloride and molten spent electrolyte are loaded in a weight ratio, respectively, equal to 1: (1-1.2), the mixture is heated to a temperature exceeding the temperature ru crystallization of salts of the mixture at 200-400 ° C, the resulting synthetic carnallite in the molten form is defended, the clarified part is selected and sent to the process of electrolytic production of magnesium and chlorine.
Кроме того, в емкость загружают сначала твердый хлорид магния и на его поверхность загружают расплавленный отработанный электролит.In addition, solid magnesium chloride is first charged into the vessel and molten spent electrolyte is loaded onto its surface.
Кроме того, в емкость загружают расплавленный отработанный электролит и на поверхность расплава загружают твердый хлорид магния.In addition, molten spent electrolyte is charged into the vessel and solid magnesium chloride is charged onto the surface of the melt.
Кроме того, отработанный электролит содержит более 70% хлорида калия.In addition, the spent electrolyte contains more than 70% potassium chloride.
Кроме того, в качестве емкости для смешивания используют плавильник хлоратора.In addition, a chlorinator melter is used as a mixing tank.
Кроме того, в качестве емкости для смешивания используют печь СКН.In addition, a SKN furnace is used as a mixing tank.
Предложенный способ получения синтетического карналлита позволяет получить готовое сырье для получения магния и хлора, значительно снижая материальные и энергетические затраты приготовление хлормагниевых растворов, а также на их дополнительную очистку и дообезвоживание в печи кипящего слоя.The proposed method for producing synthetic carnallite allows you to get ready-made raw materials for producing magnesium and chlorine, significantly reducing the material and energy costs of preparing chlorine-magnesium solutions, as well as for their additional cleaning and dehydration in a fluidized bed furnace.
Подобранное соотношение твердая соль:расплавленная соль, равное 1:(1-1,2), и нагрев смеси до температуры, превышающей температуру кристаллизации солей на 200-400°С позволяют получить безводный карналлит, пригодный для процесса электролиза, исключив при этом дополнительные стадии очистки и обезвоживания в печи кипящего слоя.The selected ratio of solid salt: molten salt equal to 1: (1-1.2), and heating the mixture to a temperature higher than the crystallization temperature of the salts by 200-400 ° C make it possible to obtain anhydrous carnallite suitable for the electrolysis process, while eliminating the additional steps cleaning and dehydration in a fluidized bed furnace.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам 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 получения синтетического карналлита для процесса электролитического получения магния и хлора.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical (identical) to all the essential features of the invention. The determination from the list of identified analogs of the prototype as the closest analogue in terms of the totality of features made it possible to establish a set of salient features significant in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method for producing synthetic carnallite for the process of electrolytic production of magnesium and chlorine.
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 устройства. Заявленная совокупность признаков: последовательность операций и режимные параметры позволяют значительно снизить затраты на подготовку и обезвоживание карналлитового сырья к электролизу. 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 signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The claimed combination of features: the sequence of operations and operating parameters can significantly reduce the cost of preparation and dehydration of carnallite raw materials for electrolysis. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Примеры осуществления способа.Examples of the method.
Пример 1.Example 1
Производство синтетического карналлита для процесса электролитического получения металлического магния и хлора осуществляют в емкости, например в миксере СКН, вместимостью 11-12 тонн по готовому продукту. Для этого загружают в миксер СКН предварительно измельченную твердую соль хлорида магния с содержанием хлорида магния 99% до крупности частиц 10+5 мм в количестве 5 тонн. Твердую соль хлорида магния получают, например, в результате взаимодействия тетрахлорида титана с магнием при получении губчатого титана. Хлорид магния периодически удаляют из процесса восстановления путем слива в вакуум-ковши, а затем в короба и охлаждают. В миксер СКН на поверхность твердой соли хлорида магния заливают 5,5 тонн расплавленного отработанного электролита, получаемого в процессе электролиза карналлитового сырья состава, мас.% 75 KCl, 20 NaCl, 5 MgСl2 (ТУ 48-0501-343-90). Содержание хлорида калия составляет 75%, т.е. выше 70%. Отработанный электролит получают в процессе электролитического получения магния и хлора и удаляют периодически из электролизера при достижении содержания хлорида магния в нем менее 6%. Весовое соотношение твердая соль:расплавленная соль составляет 1:1,1. Смесь нагревают путем пропускания переменного электрического тока до полного расплавления до достижения температуры 700°С, что превышает температуру начала кристаллизации солей на 270°С. При этом происходит синтез хлоридов магния и калия с образованием синтетического карналлита по реакции:The production of synthetic carnallite for the process of electrolytic production of metallic magnesium and chlorine is carried out in a tank, for example, in an SKN mixer, with a capacity of 11-12 tons for the finished product. To do this, pre-crushed solid salt of magnesium chloride with a magnesium chloride content of 99% to a particle size of 10 + 5 mm in an amount of 5 tons is loaded into a SKN mixer. A solid salt of magnesium chloride is obtained, for example, by reacting titanium tetrachloride with magnesium to obtain sponge titanium. Magnesium chloride is periodically removed from the recovery process by draining into vacuum ladles, and then into the ducts and cooling. 5.5 tons of molten spent electrolyte obtained in the electrolysis of carnallite raw materials of the composition, wt.% 75 KCl, 20 NaCl, 5 MgCl 2 (TU 48-0501-343-90) are poured onto the surface of a solid salt of magnesium chloride in the mixer. The potassium chloride content is 75%, i.e. above 70%. The spent electrolyte is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine and is removed periodically from the electrolyzer when the magnesium chloride content in it is less than 6%. The weight ratio of solid salt: molten salt is 1: 1.1. The mixture is heated by passing an alternating electric current until completely melted until a temperature of 700 ° C is reached, which exceeds the temperature of the onset of crystallization of salts by 270 ° C. In this case, the synthesis of magnesium and potassium chlorides occurs with the formation of synthetic carnallite by the reaction:
KCl+MgCl2=KMgCl3+Q,KCl + MgCl 2 = KMgCl 3 + Q,
Q - тепловой эффект реакции, равный 20 кВт/т, который используется для нагрева расплава.Q is the thermal effect of the reaction, equal to 20 kW / t, which is used to heat the melt.
Получают синтетический карналлит состава, мас.%: 51 MgCl2, 39 KCl, 10 NaCl в расплавленном виде, из которого методом отстаивания удаляют примеси, отбирают вакуум-ковшом осветленную часть и направляют в расплавленном виде на процесс электролиза для получения металлического магния.Synthetic carnallite of the composition is obtained, wt.%: 51 MgCl 2 , 39 KCl, 10 NaCl in molten form, from which impurities are removed by settling, the clarified part is removed by vacuum ladle and sent in molten form to the electrolysis process to produce metallic magnesium.
Пример 2Example 2
Производство синтетического карналлита для процесса электролитического получения металлического магния и хлора осуществляют в емкости, например миксере СКН, вместимостью 11-12 тонн по готовому продукту. Для этого в емкость заливают 5,5 тонн расплавленного отработанного электролита. На поверхность расплавленной соли отработанного электролита загружают 5 тонн предварительно измельченной твердой соли хлорида магния с содержанием хлорида магния 99%. Весовое соотношение твердая соль:расплавленная соль составляет 1:1,1. Смесь нагревают путем пропускания переменного электрического тока до полного расплавления до достижения температуры 700°С, что превышает температуру начала кристаллизации солей на 270°С. При этом происходит синтез хлоридов магния и калия с образованием синтетического карналлита по реакции:The production of synthetic carnallite for the process of electrolytic production of metallic magnesium and chlorine is carried out in a tank, for example, an SKN mixer, with a capacity of 11-12 tons for the finished product. To do this, 5.5 tons of molten spent electrolyte are poured into the tank. On the surface of the molten salt of the spent electrolyte is loaded 5 tons of pre-crushed solid salt of magnesium chloride with a magnesium chloride content of 99%. The weight ratio of solid salt: molten salt is 1: 1.1. The mixture is heated by passing an alternating electric current until completely melted until a temperature of 700 ° C is reached, which exceeds the temperature of the onset of crystallization of salts by 270 ° C. In this case, the synthesis of magnesium and potassium chlorides occurs with the formation of synthetic carnallite by the reaction:
KCl+MgCl2=KMgCl2+Q,KCl + MgCl 2 = KMgCl 2 + Q,
Q - тепловой эффект реакции, равный 20 кВт/т, который используется для нагрева расплава.Q is the thermal effect of the reaction, equal to 20 kW / t, which is used to heat the melt.
Получают синтетический карналлит состава, мас.%: 51 MgCl2, 39 KCl, 10 NaCl в расплавленном виде, из которого методом отстаивания удаляют примеси, отбирают вакуум-ковшом осветленную часть и направляют на процесс электролиза для получения металлического магния и хлора.Synthetic carnallite of the composition is obtained, wt.%: 51 MgCl 2 , 39 KCl, 10 NaCl in molten form, from which impurities are removed by settling, the clarified part is removed by vacuum ladle and sent to the electrolysis process to produce magnesium metal and chlorine.
Пример 3Example 3
Получение синтетического карналлита для процесса электролитического получения магния и хлора проводят в хлораторе, предназначенном для обезвоживания и расплавленного обезвоженного карналлита. Для этого в плавильник хлоратора вместимостью 12 тонн заливают 5,5 тонн расплавленной смеси хлоридов калия, натрия и магния в виде отработанного электролита, получаемого в процессе получения магния электролизом карналлитового сырья состава, мас.% 74 KCl, 21 NaCl, 5 MgCl2 (ТУ 48-0501-343-90). Содержание хлорида калия составляет 74%, т.е. выше 70%. Отработанный электролит получают в процессе электролитического получения магния и хлора и удаляют периодически из электролизера при достижении содержания хлорида магния в нем менее 6%. На поверхность расплавленной смеси загружают 5 тонн предварительно измельченного (соль) твердого хлорида магния с содержанием хлорида магния 99%, который получают, например, при получении губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана. Хлорид магния получают как побочный продукт в результате химической реакции тетрахлорида титана с магнием, который периодически удаляют из процесса восстановления путем слива в вакуум-ковши, а затем в короба. Полученный твердый хлорид магния измельчают до крупности частиц 10+5 мм и в количестве 5 тонн загружают на поверхность расплавленного электролита. Весовое соотношение твердого хлорида магния к расплавленной соли отработанного электролита составляет 1:1,1. Смесь нагревают путем пропускания переменного электрического тока до полного расплавления до достижения температуры 500°С, затем смесь перетекает по переточным каналам в камеру хлорирования, где ее нагревают до достижения температуры 700°С, что превышает температуру начала кристаллизации солей на 200°С. При этом происходит синтез хлоридов магния и калия с образованием синтетического карналлита по реакции:Obtaining synthetic carnallite for the process of electrolytic production of magnesium and chlorine is carried out in a chlorinator designed for dehydration and molten dehydrated carnallite. To do this, 5.5 tons of a molten mixture of potassium, sodium and magnesium chlorides are poured into a chlorinator smelter with a capacity of 12 tons in the form of spent electrolyte obtained in the process of magnesium production by electrolysis of carnallite raw material with a composition, wt.% 74 KCl, 21 NaCl, 5 MgCl 2 (TU 48-0501-343-90). The potassium chloride content is 74%, i.e. above 70%. The spent electrolyte is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine and is removed periodically from the electrolyzer when the magnesium chloride content in it is less than 6%. On the surface of the molten mixture, 5 tons of pre-ground (salt) solid magnesium chloride are loaded with 99% magnesium chloride, which is obtained, for example, by producing sponge titanium by magnetothermal reduction of titanium tetrachloride. Magnesium chloride is obtained as a by-product of a chemical reaction of titanium tetrachloride with magnesium, which is periodically removed from the recovery process by pouring into vacuum ladles and then into boxes. The resulting solid magnesium chloride is crushed to a particle size of 10 + 5 mm and in an amount of 5 tons is loaded onto the surface of the molten electrolyte. The weight ratio of solid magnesium chloride to molten salt of spent electrolyte is 1: 1.1. The mixture is heated by passing an alternating electric current until completely melted until a temperature of 500 ° C is reached, then the mixture flows through the transfer channels into the chlorination chamber, where it is heated to reach a temperature of 700 ° C, which exceeds the temperature of the onset of crystallization of salts by 200 ° C. When this occurs, the synthesis of chloride of magnesium and potassium with the formation of synthetic carnallite by the reaction:
KСl+MgCl2=KМgСl2+Q, KСl + MgCl 2 = KМgСl 2 + Q,
где Q - тепловой эффект реакции, равный 20 кВт/т, который используется для нагрева расплава.where Q is the thermal effect of the reaction, equal to 20 kW / t, which is used to heat the melt.
Затем смесь перетекает в камеру отстоя, откуда вакуум-ковшом отбирают осветленную часть и направляют на процесс электролиза. Получают синтетический карналлит состава, мас.%: 51 MgCl2, 39 KCl, 10 NaCl в расплавленном виде.Then the mixture flows into the sludge chamber, from where the clarified part is taken by a vacuum bucket and sent to the electrolysis process. Get synthetic carnallite composition, wt.%: 51 MgCl 2 , 39 KCl, 10 NaCl in molten form.
Таким образом, предложенный способ получения синтетического карналлита позволяет значительно снизить материальные и энергетические затраты за счет исключения стадии подготовки хлормагниевых растворов, стадии предварительной очистки отработанного электролита и стадии дополнительного обезвоживания в печи кипящего слоя и получить продукт, непосредственно пригодный для стадии электролиза.Thus, the proposed method for producing synthetic carnallite can significantly reduce material and energy costs by eliminating the stage of preparation of chloromagnesium solutions, the stage of preliminary purification of spent electrolyte and the stage of additional dehydration in a fluidized bed furnace and obtain a product directly suitable for the electrolysis stage.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146812/15A RU2367602C1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007146812/15A RU2367602C1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007146812A RU2007146812A (en) | 2009-06-27 |
| RU2367602C1 true RU2367602C1 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41026486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007146812/15A RU2367602C1 (en) | 2007-12-17 | 2007-12-17 | Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2367602C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677448C1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-01-16 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method for preparation of electrolyte for electrolytic preparation of magnesium and chlorine and device for its implementation |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU448160A1 (en) * | 1971-06-14 | 1974-10-30 | Предприятие П/Я А-3640 | Method for producing synthetic carnallite |
| US4563339A (en) * | 1984-03-06 | 1986-01-07 | Council Of Scientific And Industrial Research | Process for the preparation of magnesium chloride for use as an electrolyte in electrolytic production of magnesium metal |
| SU1567517A1 (en) * | 1987-12-04 | 1990-05-30 | Пермский политехнический институт | Method of obtaining enriched carnallite |
| RU2134236C1 (en) * | 1994-05-17 | 1999-08-10 | Норанда Металлерджи Инк. | Method of preparing melt or electrolyte containing magnesium chloride from magnesium hydrochloride, and magnesium metal production |
| CN1412114A (en) * | 2001-10-08 | 2003-04-23 | 谷亮 | New process for preparing anhydrous magnesium chloride |
| RU2218452C2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" | Way to win magnesium from synthetic carnallite |
| DE10304315A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-08-12 | Kali-Umwelttechnik Gmbh | Production of carnallite/sodium chloride crystals useful for magnesium production by melt electrolysis comprises two-stage crystallization of carnallite brine with addition of potassium chloride |
-
2007
- 2007-12-17 RU RU2007146812/15A patent/RU2367602C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU448160A1 (en) * | 1971-06-14 | 1974-10-30 | Предприятие П/Я А-3640 | Method for producing synthetic carnallite |
| US4563339A (en) * | 1984-03-06 | 1986-01-07 | Council Of Scientific And Industrial Research | Process for the preparation of magnesium chloride for use as an electrolyte in electrolytic production of magnesium metal |
| SU1567517A1 (en) * | 1987-12-04 | 1990-05-30 | Пермский политехнический институт | Method of obtaining enriched carnallite |
| RU2134236C1 (en) * | 1994-05-17 | 1999-08-10 | Норанда Металлерджи Инк. | Method of preparing melt or electrolyte containing magnesium chloride from magnesium hydrochloride, and magnesium metal production |
| RU2218452C2 (en) * | 2001-09-28 | 2003-12-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" | Way to win magnesium from synthetic carnallite |
| CN1412114A (en) * | 2001-10-08 | 2003-04-23 | 谷亮 | New process for preparing anhydrous magnesium chloride |
| DE10304315A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-08-12 | Kali-Umwelttechnik Gmbh | Production of carnallite/sodium chloride crystals useful for magnesium production by melt electrolysis comprises two-stage crystallization of carnallite brine with addition of potassium chloride |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677448C1 (en) * | 2018-02-05 | 2019-01-16 | Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method for preparation of electrolyte for electrolytic preparation of magnesium and chlorine and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007146812A (en) | 2009-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7651676B2 (en) | Processes for treating aluminium dross residues | |
| JP2904744B2 (en) | Method for electrolytic production of magnesium or its alloy | |
| US7906097B2 (en) | Processes for treating aluminium dross residues | |
| CN105039725A (en) | Method for recycling rare earth elements from rare earth electrolytic slag | |
| JP6099167B2 (en) | Zinc production method using electric furnace dust as raw material | |
| JP5935098B2 (en) | Zinc production method | |
| CN109790045B (en) | Method for producing smelting-grade aluminum oxide (embodiment mode) | |
| RU2462418C1 (en) | Method of producing aluminium fluoride | |
| EP0007803B1 (en) | Process for the preparation of anhydrous magnesium chloride | |
| RU2367602C1 (en) | Method for obtaining of synthetic carnallite for electrolytic magnesium and chlorine preparation | |
| Habashi | Extractive metallurgy of aluminum | |
| US4992096A (en) | Metallothermic reduction or rare earth metals | |
| RU2376393C1 (en) | Method of preparing magnesium chlorate material for electrolytic production of magnesium and chlorine | |
| JP2014218697A (en) | Method for producing zinc | |
| CN112867692A (en) | Integrated production of high purity silicon and alumina | |
| RU2383662C2 (en) | Method of production of aluminium-silicon alloy in electrolytic cell for production of aluminium | |
| US2687340A (en) | Production of an alkali metal double fluoride of zirconium or hafnium | |
| JP2002534602A (en) | Aluminum production by carbon heating using aluminum scrap as coolant. | |
| RU2378397C1 (en) | Method of flux receiving for melting and refinement of magnesium or its alloys | |
| RU2395456C1 (en) | Method of processing carnallite dust from fluidised bed furnace cyclones | |
| RU2218452C2 (en) | Way to win magnesium from synthetic carnallite | |
| Yan | Electrolysis of titanium oxide to titanium in molten cryolite salt | |
| RU2316617C1 (en) | Magnesium producing method by electrolysis of melt salts | |
| JPH02259092A (en) | Calcium production method | |
| RU2200705C1 (en) | Method of treating oxide magnesium-containing raw material before electrolysis |