CS199133B1 - Způsob sníženi obsahu vápníku a hořčíku v roztoku ledku z nitrátové technolog!-, výroby kysličníku hořečnatého - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu sníženi obsahu vápníku a hořčíku v roztoku ledku z nitrátové technologie kysličníku hořečnatého.

Magnezit je důležitou hořečnatou surovinou, zejména pro výrobu kysličníku hořečnatého a pro přípravu báziokých, žáruvzdorných vyzdívek. V přírodě se magnezit nachází ve velkém množství, ale kromě základní složky, uhličitanu hořečnatého, obsahuje značná množství nežádoucích příměsí, zejména sloučenin vápníku, železa, křemíku a hliníku· Ealcinací pak dostaneme kysličník hořečnatý, který v nejlepším případě obsahuje kolem 10 % hmot· nečistot.

V poslední době se nároky na kvalitní, žáruvzdorný materiál zvýšily a za kvalitní se považuje magnézie e obsahem nad 97,J % hmot. kysličníku hořečnatého. Proto bylo navrženo několik chemických postupů na přepracování magnezitu na velmi čistý kysličník hořečnatý.

Jedním z reálných postupů výroby velmi čistého kysličníku hořečnatého je nitrátový způsob a jeho varianty. Tak podle čs. autorského osvědčení č. 16149* se vychází z kaloinovaného magnezitu, který se šetrně louži v kyselině dusičné. Tím se rozpustí jen hoř199 133 čík a vápník, zatímco ostatní nečistoty zůstanou v pevné fázi a oddělí se filtrací. Získá se tak velmi čistý roztok dusičnanu hořečnatého, který obsahuje z nečistot jen již vápník ve formě dusičnanu vápenatého.

Podobný roztok dostaneme i podle čs. autorského osvědčení č. ným magnezitem rozkládá roztok dusičnanu amonného podle rovnici

163638, kdy se páleMgO + 2NH₄N0₃ = Mg(N0₅)₂ + 2HHj + H₂0 /1/,

CaO + 2NH₄N0₃ a Ca(N0j)₂ + 2ΝΗ_? + H₂0 /2/.

K odděleni vápníku od hořčíku dojde při srážení vzniklého roztoku dusičnanu hořečnatého a dusičnanu vápenatého amoniakem podle čs. autorského osvědčení č. 164318, kdy ee sráží '1 pouze hořčík podle rovnicet

Mg(N0j)₂ + 2NHj + 2H₂0 = Mg(0H)₂ + 2NH₄N0₃ /3/.

Po odfiltrování hydroxidu hořečnatého zbude roztok obsahující původní dusičnan vápenatý, reakcí vzniklý dusičnan amonný a zbytky nevysráženého dusičnanu hořečnatého. Tento roztok se po odpařeni vody zpracuje na hnojivý ledek a nebo se podle čs. autorského osvědčení č. 163638 vraoí zpět k rozkladu páleného magnezitu. V obou případech však přítomnost dusičnanu vápenatého a do určité míry i dusičnanu hořečnatého při zpracování na hnojivo zhoršuje jeho fyzikální vlastnosti, zejména navlhavost.

Jestliže se roztok vrací na rozklad páleným magnezitem, dochází ke zvyšováni koncentrace dusičnanu vápenatého v roztoku a proto je nutné část vápníku z roztoku odstraňovat srážením, aby se jeho koncentrace udržovala na určité hodnotě.

Podle čs. autorského osvědčeni č. 163638 a 164318 se k odstranění vápníku používá přídavek kyseliny sírové nebo síranu hořečnatého a filtraci se oddělí vzniklá sádra. Tato srážecí reakce však probíhá pomalu a neúplně, takže je spojena se značnými technologickými obtížemi (velké objemy reaktoru, Inkrustace sádrovce).

Tyto nevýhody se z velké části odstraní způsobem sníženi obsahu vápníku a hořčíku v roztoku ledku z nitrátové technologie výroby kysličníku hořečnatého podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se roztok ledku obsahující 8 až 70 % hmot. dusičnanu amonného, 0,3 až 6 % hmot. dusičnanu hořečnatého, 0,3 až 20 % hmot. dusičnanu vápenatého a popřípadě až 12 % hmot. amoniaku sráží přídavkem uhličitanu amonného nebo amoniaku a kysličníku uhličitého nebo kysličníku uhličitého a amoniakem obsaženým již v roztoku ledku, a to v množstvioh odpovidajíoíoh 0,3 až 6-násobku eteohiometriokého obsahu vápníku a hořčíku podle rovniot

189133 /4/,

Mg(N0₅)₂ + (NH₄)₂C0₃ = MgCOj + 2NH₄N0₅ Ca(NO₃)₂ + (NH₄)₂C0₅ = CaCOj + 2NH₄NO₅ /5/, nebo

Mg(H0j)₂ + NHj + C0₂ + H₂0 = MgCOj + 2NH₄N0j Ca(N0₃)₂ + NHj + C0₂ + HgO = CaCO_? + 2NH₄N0₅ /6/ /7/.

načež ee vzniklá sraženina oddělí od kapalné fáze.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že stupeň vyerážení vápníku a podle potřeby i hořčíku je velmi vysoký, reakce probíhá rychle a vzniklá sraženina má dobré filtrační a sedimentační vlastnosti. Případný přebytek srážedla se dá snadno převést na žádaný dusičnan amonný podle rovnice:

(NH₄)₂C0₃ + 2ΗΝ0_? = 2ΝΗ₄Ν0₃ + C0₂ + H₂0 /8/ a vzniklý kysličník uhličitý se snadno vypudí zahřátím. Vzniká tak roztok dusičnanu amonného bez nežádoucích příměsí, takže jsou vyloučeny inkrustace a zanášení potrubních tras v důsledku pokračujícího srážení, jako je tomu při sráženi síranovými ionty.

Rovněž suroviny potřebné pro srážení vápníku a hořčíku podle vynálezu nečiní problémy. Amoniak i kyselina dusičná jsou obvykle k dispozici, nebo? tvoří základ nitrátové technologie výroby kysličníku hořečnatého a kysličník uhličitý je ve většině závodů na výrobu hnojiv odpadním produktem, který ee vypouští bez užitku do atmosféry.

Další výhoda spočívá v tom, že při provozováni způsobu podle vynálezu lze produkovat velmi žádaný, srážený uhličitan vápenatý, který má použití v papírenském, gumárenském a tukovém průmyslu jako plnivo. Vodorozpustný dusičnan amonný se z uhličitanu vápenatého při filtraci snadno vymyje vodou a příměs uhličitanu hořečnatého není na závadu, nebo? z hlediska plniv má stejné vlastnosti jako uhličitan vápenatý.

Experimentálně jsme zjistili, že při sráženi způsobem podle předkládaného vynálezu přednostně vzniká uhličitan vápenatý s příměsí uhličitanu hořečnatého a teprve při použiti srážedla v nastechiometriokém množství podle rovnice /5/ nebo /7/ ee začne vylučovat převážně uhličitan hořečnatý. Je tudíž možné volbou stechiometriokého poměru mezi srážedlem a přítomným hořčíkem a vápníkem měnit v dost širokých mezích jednak poměr vápníku a hořčíku ve sraženině, jednak zbytkový obsah vápníku a hořčíku v roztoku. Užitím srážedla v množství pod 0,3 násobek steohiometri podle rovnic /4/ a /5/ nebo /6/ a /7/ vede k nedostatečnému odvápněni. Použitím vice než 6ti násobku potřebného množství srážedla se stupeň vysréženi prakticky nezvyšuje a znamená jen nehoepodárné vynaložení srážedla.

197133

Rovnice /4/ až /7/ vyjadřují jen stechiometrioké poměry při sráženi. Pevné produkty srážení, tj. uhličitan hořečnatý a uhličitan vápenatý mohou vznikat také v hydrátováné formě nebo jako podvojné sloučeniny v různém molámim poměru.

Přiklad 1

Do miohanébo reaktoru bylo předloženo 877 kg roztoku o složení

1,9 % hmot. Mg(N0j)₂,

3,0 % hmot. Ca(H0j)_2>

25.3 % hmot. NH^Oj,

1,3 % hmot. HHj,

68.5 % hmot. HgO, a pak se ke dnu reaktoru přiváděl kysličník uhličitý, kterého ee zachytilo 7,4 kg. Vznikla bílá Buepenze, která ee zfiltrovala na kalolisu. Alkalická reakce filtrátu se otupila přídavkem 54%ní HNO^ na pH 6,9 a zahřátím k varu se vypudil kysličník uhličitý. Získaný roztok obsahoval

1,7 % hmot. Mg(N0_?)₂,

0,3 % hmot. Ca(NOj)₂,

30,0 % hmot. NH^NOj a

68.0 % hmot. HgO, sraženina se v kalolisu promyla vodou a po usušení ee získalo 11,4 kg sraženiny uhličitanů o složení 90 % hmot. CaCOj, 10 % hmot. MgCOj.

Příklad 2

Do míchaného reaktoru bylo předloženo 865 kg roztoku o složení

1,9 % hmot. Ug(K0_?)₂,

3,0 % hmot. Ca(R0j)₂,

25.6 % hmot. NH₄N0j, _x 69,5 % hmot. HgO, a pak se ke dnu reaktoru zaváděl kysličník uhličitý a plynný amoniak. Kysličníku uhličitého se v roztoku zaohytilo 7,5 kg, amoniaku pak 11,5 kg* Vzniklá suspenze, která se svým složením praktioky nelišila od suspenze v příkladu 1 ee i stejným způsobem dále zpracovala.

Přiklad 3

Do míchaného reaktoru bylo předloženo 877 kg roztoku o složení jako v přikladu 1, načež ee přidal vodný roztok uhličitanu amonného o koncentraci 20 % hmot. v množství 80 kg. Vzniklá suspenze se dále zpraoovala stejně jako v přikladu 1.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Způsob sníženi obsahu vápníku a hořčíku v roztoku ledku z nitrátové technologie výroby kysličníku hořečnatého, vyznačený tím, že se roztok ledku obsahující 8 až 70 % hmot. dusičnanu amonného, 0,5 až 6 % hmot. dusičnanu hořečnatého, 0,5 až 20 % hmot. dusičnanu vápenatého a popřípadě až 12 % hmot. amoniaku sráží přídavkem uhličitanu amonného nebo amoniaku a kysličníku uhličitého nebo kysličníku uhličitého a amoniakem obsaženým již v roztoku ledku, a to v množstvích odpovídajících 0,5 6-násobku stechiometrického obsahu vápníku a hořčíku, načež se vzniklá sraženina oddělí od kapalné fáze.