Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Получение безводного хлорида магния

При быстром нагреве карналлита при атмосферном давлении и температуре выше 120 °С происходит его расплавление в кристаллизационной воде. Однако при медленном ступенчатом нагреве можно удалить влагу полностью. Это является причиной проведения двустадийного обезвоживания карналлита.

Первую стадию проводят в трубчатых вращающихся печах длиной 35... 40 м и диаметром 3,0 ... 3,5 м при температуре на загрузочном конце печи ниже 120 *С, а на разгрузочном - не более 500 ... 560 °С. При такой операции степень обезвоживания составляет 85... 90 %. Обезвоженный в трубчатых печах карналлит содержит 6 ... 8 % H2O и до 2,5 % MgO.

Первичное обезвоживание карналлита можно проводить также в печах КС. Конструкция трехкамерной печи КС для обработки карналлита приведена на рис. 138.

Камеры карналлитовой печи КС отделены друг от друга перегородками с отверстиями для перетока материала. В камерах поддерживаются соответственно температуры 120.. .130,
240 °С. Прокаливание материала в этих печах происходит за счет теплоты топочных газов, получаемых при сжигании топлива в специальных топках. Поток топочных газов в печи одновременно поддерживает материал в состоянии псевдоожижения. Рабочее пространство последних камер дополнительно разделено полуперегородками, через верхние кромки которых материал перетекает, совершая зигзагообразный путь в сторону разгрузки. Это позволяет предотвратить смешение более обезвоженного карналлита с менее обезвоженным.

Обезвоживание карналлита в печах КС дает значительную экономию капиталовложений и эксплуатационных затрат. Кроме того, промышленными опытами установлена возможность одностадийного обезвоживания карналлита до содержания влаги 0,4... 0,6 %.

Вторая стадия обезвоживания карналлита с целью полного удаления влаги, хлорирования расплава (MgO) и очистки его от механических примесей отстаиванием проводится путем плавки в стационарных карналлитовых печах непрерывного действия (CKH) или в хлораторах специальной конструкции.

Установка для обезвоживания в печах CKH (рис. 139) состоит из собственно печи, загрузочного устройства, двух электрообогреваемых миксеров и скруббера для промывки отходящих газов (на рисунке не показан). В комплект установки входят также печные трансформаторы.

Печь CKH представляет собой прямоугольную ванну, футерованную огнеупорным кирпичом. Через свод в печь введены два стальных электрода. Нагревательным элементом (электрическим сопротивлением) служит расплавленный карналлит. Процесс ведут при 750 800 *С. Обезвоженный карналлит по переточному желобу непрерывно сливается в миксеры, где он подогревается до 780... 850 °С и отстаивается от взвеси оксида магния. Миксеры работают поочередно.

Осветленный расплав полностью обезвоженного карналлита, содержащий ~ 50 % MgCl2 и 0,5 ... 0,9 % H2O, сливают путем наклонения миксера и направляют на электролиз.

Окончательное обезвоживание в хлораторах сводится к получению безводного карналлита хлорированием в расплаве в присутствии углерода. В хлораторе совмещены процессы расплавления, обезвоживания, хлорирования MgO и отстаивания от расплава твердых включений.

Хлоратор (рис. 140) состоит из трех отделений: плавильной камеры I, двух реакционных камер IM и II-2 и миксера III, размещенных в одном кожухе.

Твердый карналлит вместе с измельченным нефтяным коксом непрерывно загружают в плавильную камеру, которая представляет собой печь электросопротивления. Одновременно с расплавлением в этой зоне карналлит теряет основную часть воды. Пары воды совместно с хлористым водородом удаляются в газоход.

В плавильной зоне поддерживается постоянный уровень расплава, который по мере наплавлення перетекает через порог в верхнюю зону первой реакционной камеры II-I. Этот расплав содержит до 4 % MgO, 0,3... 0,5 % H2O и весь загруженный нефтяной кокс. По переточным каналам расплав перемещается по реакционной камере из верхней зоны в нижнюю. Далее по вертикальному соединительному каналу расплав перетекает в верхнюю зону второй реакционной камеры ІІ-2, где вновь перемещается сверху вниз. Движение расплава на рис. 140 показано сплошными линиями со стрелками.

В нижние зоны обеих реакционных камер через фурмы подается анодный газ магниевых электролизеров, содержащий 75% Cl2. Пузырьки газа, поднимаясь вверх, проходят через отверстия решетчатых полок. Направление движения газового потока показано на рис. 140 стрелками. Хлор при этом перемешивает расплав и взаимодействует с водой и оксидом магния. После хлорирования в расплаве практически не остается воды, а содержание MgO снижается до 0,6... 0,8 %.

Безводный MgCl2 перетекает по переливному каналу в миксер, в котором MgO и другие твердые примеси осаждаются на дно в виде шлама, а нефтяной кокс всплывает на поверхность расплава.

Обезвоженный полностью карналлит сливают через летку в ковш и отправляют к месту потребления. Шлам по мере накопления также сливают через летку, отстаивают от MgCl2 и возвращают в плавильную камеру.Безводный карналлит содержит, %: MgCl2 49 ... 51; KCl 40 . . . 46; NaCl 6... 7; MgO 0,5... 1,0; H2O 0,01 ...0,1.

Обезвоживание карналлита менее сложно, чем обезвоживание бишофита. Однако питание магниевых электролизеров безводным карналлитом требует большего расхода этой соли на единицу массы выплавляемого магния и связано с получением больших количеств отработанного электролита.

Обезвоживание бишофита происходит ступенчато по схеме:

MgCl2-6H20 -MgCl2-4H20 -MgCl2-2H20 -MgCl2-H2O -MgCl2. (117)

На практике безводный MgCl2 получают из бишофита в две стадии.

Первую стадию проводят в трубчатых вращающихся печах, медленно нагревая бишофит и получая продукт, содержащий 2 молекулы воды. Эта стадия требует особого внимания к режиму нагрева, так как бишофит при 106 eC плавится. Быстрый нагрев приводит к расплавлению и бурному вспениванию материала. Это значительно замедляет процесс, приводит к налипанию продукта на стенках печи, а иногда и к полному зарастанию и остановке печи.

Для проведения второй стадии обезвоживания бишофита его необходимо нагревать в атмосфере паров HCl, чтобы предотвратить гидролиз хлорида магния:

MgCl2+ H2O^ MgO+ 2НС1.

Вторую стадию можно проводить как в трубчатых вращающихся, так и в шахтных электрических печах. При хлорировании в шахтных печах процесс ведут при температуре выше точки плавления MgCl2 и получают расплавленный хлористый магний, содержащий не более 1,0 % MgO и 0,5% H2O.

Процесс получения MgCl2 хлорированием оксида магния газообразным хлором при высокой температуре описывается уравнением

MgO + С + Cl2 ^ MgCl2 + CO.

Шахтные электрические печи цилиндрической формы для хлорирования имеют стальной кожух и шамотную футеровку (рис. 141). В нижнюю часть печи введены два ряда электродов (по три электрода в каждом), расположенных по отношению друг к другу в ряду под углом 120е. Ряды электродов также смещены по отношению друг к другу на 60°.

Все пространство от пода печи до верхнего ряда электродов заполнено угольными цилиндриками (брикетами), выполняющими роль тела сопротивления, что позволяет развивать в печи температуру до IOOOeC. Хлор в печь поступает через фурмы, установленные в междурядьи электродов. Шихту подают через герметизированное устройство колокольного типа в своде печи, а жидкий MgCl2 выпускают периодически (через 3... 4 ч) через летку, расположенную около пода печи.

Загруженная в печь шихта располагается в верхней части печи, опираясь снизу на угольную насадку. Шихта нагревается отходящими газами и при этом подсушивается. В нижней части шихтового слоя (реакционная зона) протекают реакции хлорирования, и расплавленный хлорид магния далее стекает в нижнюю часть печи через слой восстановителя, который служит источником теплоты и фильтром.Отходящие газы содержат CO, CO2, HCl, MgCl2 и другие хлориды. Они удаляются через газоходы, а затем используются в качестве вторичного топлива.

Расплавленный MgCl2 - продукт хлорирования - в котлах с плотнозакрывающимися крышками транспортируется в цех получения электролитического магния.

Продуктами электролиза являются металлический магний и газообразный хлор. Хлор наиболее рационально и просто утилизируется, когда MgCl2 получают путем хлорирования оксида магния. Если электролизу подвергается безводный MgCl2, полученный из бишофита или карналлита, то утилизация хлора очень затруднена, а выброс газообразного хлора в атмосферу недопустим. В этом случае требуется сторонний потребитель хлора. Наиболее эффективным потребителем газообразного хлора процесса электролиза магния является титановое производство. Именно этим и объясняется существование во многих случаях титано-магниевых комбинатов. Необходимость такой кооперации усиливается технологической потребностью титанового производства также в металлическом магнии.

В отсутствие титанового производства, когда переработке подвергают только каустический магнезит, неизбежные потери хлора в производственном цикле приводят к его недостатку в обороте. Поэтому в качестве шихты в этом случае наиболее целесообразно использовать смесь магнезита и бишофита в соотношениях, обеспечивающих полную компенсацию потерь хлора в технологическом процессе.

Форма заказа

Толщиномер - лучшая стоимость.

Цветная металлургия

Горная проммышленность