[go: up one dir, main page]

RU2427670C1 - Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния - Google Patents

Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния Download PDF

Info

Publication number
RU2427670C1
RU2427670C1 RU2010120938/02A RU2010120938A RU2427670C1 RU 2427670 C1 RU2427670 C1 RU 2427670C1 RU 2010120938/02 A RU2010120938/02 A RU 2010120938/02A RU 2010120938 A RU2010120938 A RU 2010120938A RU 2427670 C1 RU2427670 C1 RU 2427670C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnesium chloride
magnesium
electrolyte
molten
chemical reagent
Prior art date
Application number
RU2010120938/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Афанасьевич Колесников (RU)
Валерий Афанасьевич Колесников
Виктор Иванович Трифонов (RU)
Виктор Иванович Трифонов
Николай Александрович Шундиков (RU)
Николай Александрович Шундиков
Сергей Михайлович Елин (RU)
Сергей Михайлович Елин
Валерий Владимирович Тетерин (RU)
Валерий Владимирович Тетерин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
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 Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority to RU2010120938/02A priority Critical patent/RU2427670C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2427670C1 publication Critical patent/RU2427670C1/ru

Links

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам подготовки и очистки хлормагниевого сырья - хлорида магния для электролитического получения магния. Способ химической очистки хлормагниевого расплава от примесей включает заливку расплавленного хлорида магния в емкость, разбавление его электролитом магниевого электролизера, загрузку химического реагента, перемешивание и отстаивание. В качестве химического реагента используют оксид кальция в количестве 0,1-1% от веса смеси расплавленных хлорида магния и электролита. После отстаивания осветленную часть отбирают и направляют в электролизер, а донную часть - на утилизацию хлорида магния. Техническим результатом является снижение затрат на очистку. 5 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам подготовки и очистки хлормагниевого сырья - хлорида магния для электролитического получения магния.
Хлормагниевое сырье, в частности расплавленный хлорид магния, получаемый в процессе магниетермического восстановления тетрахлорида титана, содержит примеси хлоридов титана, оксидов титана и металлического титана, которые ухудшают процесс электролитического получения магния. Особенно соединения титана влияют на выход магния по току при производстве магния, поэтому в промышленном производстве при подготовке хлормагниевого сырья к процессу электролитического получения магния производят его очистку химическим реагентом или электрохимической очисткой с последующим отделением примесей отстаиванием.
Известен способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния (Авт. свид. СССР №196319, опубл. 16.05.1967, бюл.11), включающий заливку расплавленного хлорида магния в емкость, загрузку химического реагента в расплавленный хлорид магния. При этом в качестве химического реагента используют металлы щелочных (калий или натрий) и щелочно-земельных металлов (кальций, или барий, или рубидий). Химический реагент вводят в расплавленный хлорид магния в количестве не более стехиометрически необходимого количества в течение 10 минут.
Недостатком данного способа является высокая стоимость химических реагентов и их большой расход на очистку.
Известен способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния (Авт. свид. СССР №1076498, опубл. 28.02.1984, бюл. 8), включающий заливку расплавленного хлорида магния в емкость, загрузку химического реагента в расплавленный хлорид магния. При этом в качестве химического реагента используют карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов, в частности карбонат натрия или калия. Химический реагент вводят в количестве 0,5-3% от веса расплава, выдерживают в течение 15-30 минут (отстаивают) до содержания титана в расплаве 0,01-0,02% примесей титана, что позволяет повысить выход магния по току на 3-5%.
Недостатком данного способа является низкая степень очистки и длительность отстоя расплава из-за высокой вязкости чистого хлорида магния, а также образование в результате реакции углекислого газа, который приводит к вспениванию расплава.
Известен способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния (Щеголев В.И., Лебедев О.А. Электролитическое получение магния. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2002, стр.109-139), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий заливку расплавленного хлорида магния в емкость, разбавление его электролитом магниевого электролизера, загрузку химического реагента, перемешивание и отстаивание. В качестве химического реагента используется металлические магний или натрий. Количество натрия, используемого при очистке, соответствует стехиометрии, а магний необходимо брать с большим избытком против стехиометрии (1:2-4). В процессе очистки достигается содержание титана - 0,002-0,003%, выход по току возрастает на 2-3%.
Недостатком данного способа является высокая стоимость химических реагентов - металлических магния или натрия - и их большой расход на очистку.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в использовании более дешевого химического реагента - оксида кальция. Это приведет к снижению расхода химического реагента на очистку расплавленного хлорида магния от примесей и тем самым к снижению затрат на очистку.
Технический результат достигается тем, что предложен способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния, включающий заливку расплавленного хлорида магния в емкость, разбавление его электролитом магниевого электролизера, загрузку химического реагента, перемешивание и отстаивание, новым является то, что в качестве химического реагента используют оксид кальция в количестве 0,1-1% от веса смеси расплавленных хлорида магния и электролита, после отстаивания осветленную часть отбирают и направляют в электролизер, а донную часть - на утилизацию хлорида магния.
Кроме того, химический реагент загружают на поверхность смеси расплавленных хлорида магния и электролита.
Кроме того, в качестве оксида кальция используют негашеную известь.
Кроме того, расплавленный хлорид магния разбавляют электролитом магниевого электролизера в соотношении 1:(0,05-0,5).
Кроме того, очистку ведут при температуре 670-720°С.
Кроме того, расплавленную смесь отстаивают в течение 10-20 минут.
Химическая очистка расплавленного хлорида магния от примесей (титансодержащих соединений) оксидом кальция и выбранное весовое соотношение химического реагента к смеси расплавленных хлорида магния и электролита, равное 0,1-1% от веса смеси расплавленных хлорида магния и электролита, позволяет без снижения качественных показателей очистки (степень очистки от титановых соединений и повышение выхода магния по току при электролизе хлормагниевого расплава) значительно снизить расход химического реагента на очистку и тем самым уменьшить затраты на очистку.
Загрузка химического реагента - оксида кальция в количестве менее 0,1% не позволяет достичь степени очистки более 90%. Загрузка оксида кальция более 1% приведет к взаимодействию избыточного оксида кальция с хлоридом магния по реакции:
CaO+MgCl2=MgO+CaCl2
В результате повышается содержание вредной примеси - оксида магния в расплавленном хлориде магния, что приведет к снижению показателей электролитического получения магния и хлора.
Разбавление расплавленного хлорида магния электролитом магниевого электролизера в соотношении, равном ниже 1:0,05, не позволит достаточно эффективно снизить вязкость и температуру плавления расплавленной смеси, и тем самым процесс осаждения титана и его соединений будет замедлен, что не позволит осуществлять процесс очистки до требуемой степени очистки. Разбавление хлорида магния в соотношении, равном более 1:0,5, приведет к снижению хлорида магния до 40-50%, в результате чего возникает необходимость увеличения массы разовой загрузки химического реагента в расплав, а также при загрузке такого состава расплавленной смеси в электролизер произойдет нарушение технологического режима и снижение показателей электролиза.
Использование в качестве негашеной извести состава MgO+CaO (в пересчете на оксид кальция) не менее 85% и при содержании оксида магния не более 5% позволяет использовать известь, производимую на титаномагниевых предприятиях для получения известкового молока для нейтрализации хлорсодержащих газов, что значительно снижает расходы на химический реагент.
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, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна"
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. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень».
Пример осуществления способа.
В предварительно разогретую до температуры 600°С емкость, например миксер печи СКН, заливают из ковша 10 т расплавленного хлорида магния химического состава, мас.%: 99,0 хлорида магния, 0,2 оксида магния, 0,04 диоксида титана, 0,012 железа, другие примеси - остальное. Расплавленный хлорид магния (ТУ 1714-492-05785388-2007) получают, например, при получении губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана. Хлорид магния является побочным продуктом, который получают в результате химической реакции тетрахлорида титана с магнием и периодически удаляют в процессе восстановления (Гармата В.А и др. Титан. - М.: Металлургия, 1983, стр.370-381). Затем в емкость заливают 1,5 тонны расплавленного электролита магниевых электролизеров химического состава, мас.%: 10 хлорида магния, 35,0 хлорида натрия, 55,0 хлорида калия, 1,5-2,0 хлорида кальция, 0,25-0,27 фтора (ТУ 48-0501-343-90). Электролит получают в процессе разложения постоянным током расплавленных хлормагниевых солей на магний и хлор и периодически удаляют из электролизера (Щеголев В.И., Лебедев О.А. Электролитическое получение магния. - М.: Издательский дом «Руды и металлы», 2002, стр.212-215, 255-266). Загрузка электролита составляет 0,15% от веса загрузки расплавленного хлорида магния. На поверхность расплава загружают 0,06 т молотого оксида кальция (негашеная известь ТУ 5744-014-00545484-96), что составляет 0,5% от веса смеси расплавленных хлорида магния и электролита магниевого электролизера. Оксид кальция получают путем термического разложения карбоната кальция при температуре 200-450°С (Монастырев А.В. Производство извести. - М.: Высшая школа, 1978, стр.42-204). Полученную смесь перемешивают в течение 2 минут при температуре 700°С и отстаивают в течение 15 минут. После отстаивания осветленную часть в количестве 11 тонн с содержанием, мас.%: 88 хлорида магния и 0,002 диоксида титана заливают в магниевые электролизеры, а донный остаток в количестве 0,5 т с содержанием, мас.%: 87 хлорида магния и 0,8 диоксида титана направляют на утилизацию. Степень очистки составляет 95%.
Таким образом, изобретение позволяет снизить затраты на очистку расплавленного хлорида магния за счет применения в качестве химического реагента оксида кальция, снижения расхода реагента. Учитывая, что стоимость оксида кальция составляет 2 руб. за 1 кг, а стоимости металлического магния 750 руб. за 1 кг и металлического натрия 850 руб. за 1 кг, то затраты на химическую очистку снижаются в сотни раз.

Claims (6)

1. Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния, включающий заливку расплавленного хлорида магния в емкость, разбавление его электролитом магниевого электролизера, загрузку химического реагента, перемешивание и отстаивание, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют оксид кальция в количестве 0,1-1% от веса смеси расплавленных хлорида магния и электролита, после отстаивания осветленную часть отбирают и направляют в электролизер, а донную часть - на утилизацию хлорида магния.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что химический реагент загружают на поверхность смеси расплавленных хлорида магния и электролита.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида кальция используют негашеную известь.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплавленный хлорид магния разбавляют электролитом в соотношении 1:(0,05-0,5).
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистку ведут при температуре 670-720°С.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что расплавленную смесь отстаивают в течение 10-20 мин.
RU2010120938/02A 2010-05-24 2010-05-24 Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния RU2427670C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010120938/02A RU2427670C1 (ru) 2010-05-24 2010-05-24 Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010120938/02A RU2427670C1 (ru) 2010-05-24 2010-05-24 Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2427670C1 true RU2427670C1 (ru) 2011-08-27

Family

ID=44756771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010120938/02A RU2427670C1 (ru) 2010-05-24 2010-05-24 Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2427670C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120311193A (zh) * 2025-06-17 2025-07-15 武汉科技大学 一种氯化物熔盐介质的钛基缓蚀剂及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3953574A (en) * 1974-11-25 1976-04-27 N L Industries, Inc. Process for purifying molten magnesium chloride
DE3114222A1 (de) * 1981-04-08 1982-10-28 Proizvodstvennoe ob"edinenie "Chlorvinil", Kaluš, Ivano-Frankovskaja oblast' Apparat zum chloren geschmolzender magnesiumchlorsalze
SU1076498A1 (ru) * 1982-03-03 1984-02-29 Красноярский институт цветных металлов им.М.И.Калинина Способ очистки хлормагниевого расплава от примесей
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
RU2104332C1 (ru) * 1996-10-16 1998-02-10 Геннадий Николаевич Свалов Способ получения магния и хлора
RU2128730C1 (ru) * 1997-11-04 1999-04-10 Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Способ получения магния и хлора, поточная линия для его осуществления и ее части
RU2186878C2 (ru) * 2000-07-04 2002-08-10 Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу и устройство для его осуществления

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3953574A (en) * 1974-11-25 1976-04-27 N L Industries, Inc. Process for purifying molten magnesium chloride
DE3114222A1 (de) * 1981-04-08 1982-10-28 Proizvodstvennoe ob"edinenie "Chlorvinil", Kaluš, Ivano-Frankovskaja oblast' Apparat zum chloren geschmolzender magnesiumchlorsalze
SU1076498A1 (ru) * 1982-03-03 1984-02-29 Красноярский институт цветных металлов им.М.И.Калинина Способ очистки хлормагниевого расплава от примесей
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
RU2104332C1 (ru) * 1996-10-16 1998-02-10 Геннадий Николаевич Свалов Способ получения магния и хлора
RU2128730C1 (ru) * 1997-11-04 1999-04-10 Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Способ получения магния и хлора, поточная линия для его осуществления и ее части
RU2186878C2 (ru) * 2000-07-04 2002-08-10 Открытое акционерное общество "АВИСМА титано-магниевый комбинат" Способ подготовки хлормагниевого сырья к электролизу и устройство для его осуществления

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЩЕГОЛЕВ В.И., ЛЕБЕДЕВ О.А. Электролитическое получение магния. - М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2002, с.109-139. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN120311193A (zh) * 2025-06-17 2025-07-15 武汉科技大学 一种氯化物熔盐介质的钛基缓蚀剂及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Recovery of carbon and valuable components from spent pot lining by leaching with acidic aluminum anodizing wastewaters
US9988279B2 (en) Production of lithium hydroxide
US5089094A (en) Process for the electrolytic production of magnesium
US10758954B2 (en) Method for immobilizing arsenic, and arsenic-containing vitrified waste
AU2010202369B2 (en) Process for producing rare metal and production system thereof
US20220144658A1 (en) Method for preparing aluminum fluoride and aluminum oxide by decarburization and sodium removal of aluminum electrolysis carbon residue
CN111017972A (zh) 一种铝灰的资源化分离回收利用方法
CN101555036A (zh) 从高炉渣中提取TiO2及SiO2的方法
US9920398B2 (en) Zinc production method
CN109911946A (zh) 一种钴酸锂电池材料制备过程中废弃匣钵回收处理的方法
CN106277005B (zh) 一种从氟化钙污泥资源中回收冰晶石、碳酸钙和硫酸钠的方法
RU2462418C1 (ru) Способ получения фтористого алюминия
RU2427670C1 (ru) Способ химической очистки расплавленного хлорида магния от примесей для электролитического получения магния
AU2023222920C1 (en) Method for removing halide from waelz oxide
CN108975368B (zh) 一种降低回收冰晶石中钙含量的方法
CN109721090A (zh) 一种降低冰晶石分子比的方法
CN104131310B (zh) 镁电解渣的综合利用方法
CN102583532A (zh) 从锆刚玉废砖中提纯制取高纯氧化锆的方法
RU2383662C2 (ru) Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия
JPH0567570B2 (ru)
CN115305508B (zh) 利用高硅含铝资源生产金属铝和多晶硅的方法
CN113683113A (zh) 一种从浮选后萤石矿中提纯氟化钙的工艺
RU2826180C2 (ru) Способ получения металлического алюминия и поликремния из среды, содержащей кремний и алюминий
US2724635A (en) Production of an alkali metal double fluoride of titanium
RU2095480C1 (ru) Способ получения магния в поточной линии