CS210818B1 - Sposob mechanicko-termickej aktivácie horečnatých surovin - Google Patents

Description

SOCIALISTICKÁ I POPIS VYNÁLEZU

l”' K AUTORSKÉMU OSVEDČEHIU 210818 (11) (Bl)

(22) Přihlášené 10 08 79(21) (PV 5467-79) (51) iní. Cl.3C 09 C 3/04 (40) Zverejnené 29 08 80

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY (45) Vydané 15 09 83

A OBJEVY (75)

Autor vynálezu

TKÁČOVA KLÁRA RNDr. CSc., HOCMANOVÁ IRENA ing. CSc., KOŠICE (54) Sposob mechanicko-termickej aktivácie horečnatých surovin 1

Vynález sa týká spósobu mechanicko-termickej aktivácie horečnatých surovin pre rozkladúcinkom slabých kyselin, alebo solí.

Klučový stupeň jednotlivých postupov chemickej úpravy je rozklad suroviny a převod úžit-kovej zložky do roztoku. V případe horečnatých surovin je rozklad založený na reakcii katiónu β aniónmí kyselin za tvorby rozpustných horečnatých solí. Váčšína súčasných technologiívyužívá pre rozklad heterogenně reakcie, prebiehajúce na rozhraní tuhej a kvapalnej fázy, zapriameho lúhovania horečnatej komponenty do vodného roztoku. V tzv. základných technologiísú lúhovadlamí silné alebo slabé kyseliny, napr. technológia bikarbonátová, vid literaturu:Balí C. J. : Developments in Magnesium Production and Fabrication B·. J. 0. S. No 1 338; HegrailG.: US č. patentu 264 381 r. 1953; Gann J. A.: Ind. Eng. Chem. 22, 694 /1930/, u modifikova-ných technologii ich solí, napr. modifikovaná nitrátová technológia, viď literaturu: Jerman,Kyznárová: Správa Výzkumného ústavu anorganické chemie v Ústí nad Labem č. 800, r. 1975; alebomodifikovaná Solvayova technológia výroby sody a kysličníka horečnatého, vid* 1 literatúru: Che-mický kombinát na baze magnezitu a soli. Technicko-ekonomická studia. Generálne riaditelstvoSiovchémía Bratislava 1977.

Niektoré modifikované technologie využívajú pre rozklad heterogenně reakcie, prebiehajú-ce na rozhraní dvoch tuhých fáz, za následného lúhovania horečnatej komponenty z tuhého pro-duktu, napr. modifikovaná sulfátová technológia, viď literatúru: Prokleška F., Šťastná M.:

Zužitkování odpadni zelené skalice termickým rozkladem s magnezítem. Závěrečná správa výskumu » č. 244-805, Ústav pro výzkum rud Mníšek pod Brdy 1974. Priaznivý priebeh rozkladu a lúhovaniaje podmienený aktivácíou tuhej fázy. Zvlášť, náročné na aktiváciu sú modifikované technologiechemickej úpravy, ktoré vyěadujú vysokú reaktivitu vstupnej suroviny. Aktivácía horečnatýchsurovin karbonátového typu, napr. magnezit, dolomit sa v súčasnej době uskutočňuje termickou 2108 1 8 210818 2 cestou, t. j. kaustifikáciou, Reaktivita kaustického magnezitu závisí od podmienok výpalu azrnitosti a klesá s narastajúcim zastúpeníni nečistot v surovině a s predlžujúcou sa dobou,ktorá uplynula od výpalu.

Uvedené nevýhody v podstatnej miere odstraňuje vynález.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že horečnatá surovina karbonátového typu, napr. magné-zií, dolomit sa vypaluje pri teplote 500 až 800 °C a súčasne s výpalom, alebo následné povýpale sa meLie na zrnitost: charakterizovánu minimálně 70 percentným zastúpením podielov jem-nějších ako 20 mikrometrov.

Prednosfou vynálezu je, že horečnaté suroviny aktivované mechanicko-termickým sposobomsú reaktívnejšie, rýchlosú luhovania týchto materiálov je váčšia a medzná výfažnosť horčíkado roztoku je o 15 až 25 percent vyšsia ako pri luhovaní surovin aktivovaných konvenčným ter-mickým postupom.

Priaznivé ovplyvnenie reaktivity horečnatých surovin mechanicko-termickým sposobom umož-ňuje lúhovanie menej hodnotných magnezitov roztokmi slabých kyselin a solí a reaktiváciukaustifi kovaných materiálov, ktorých reaktivita poklesla v príebehu starnutia. V dósledkuuvedených výhod je možné uskutočníč v priemyselnom meradle niektoré procesy inak praktickyťažko riešitelné. Príkladom toho je možný rozklad amoniaká1nych roztokov sodárenskej Solvaytechnologie aktivovaným magnezitom, čo dovoluje v určitej koncepcii výrobu sody praktickybez odpadov vápenatých solí.

Vyššie popísaný spósob je možné prakticky uplatnit: 1. Kaustifikáciou materiálu, t. j. termickým rozkladom pri takých teplotách a časoch vý-palu, aby došlo ku konverzí! 80 % karbonátu horčíka na oxid a následným mletím termicky pred-upraveného materiálu na vyššie specifikovaná zrnitost 70 % pod 20 ^um. 2. Mletím surového magnezitu za súčasného termického pósobenia v mlynoch, ktoré súschopné pracovat v prúde horiacich plynov alebo iných nosíčov tepelnej energie. Příklad 1 Příprava a reaktivácia aktívneho oxidu horčíka pre modifikovaná Solvayovu technológiu výrobysody

Materiál, ktorý sa použil, bol odpadový magnezit z Jelšavy s 10%-ným obsahom kysličníkavápenatého v surovom stave. Výpal sa uskutočnil v silitovej peci, následné mletie v labora-tórnom vibračnom mlýne. Příkon mlýna 1,45 kW.kg“^, amplituda 3,5 mm, počet otáčok 22,33 s 1plnenie 75 %. Špecifikácia vzoriek podlá podmíenok mechanicko-termickej aktivácie je v ta-bulke 1/A. Granulometrické zloženie vzoriek je v tabulke 2/A.

Tabulka 1/A Podmienky mletia a výpalu jednotlivých vzoriek V z orkač í s 1 o Teplotavýpalu °C Mletie 1/A 650 nemletá 2/A 650 mletá po výpale vo vibračnom mlýne 0,25 hod 3/Λ 850 nemletá 4/A 8 50 mletá po výpale vo vibračnom mlýne 0,25 hod 3 210818

Tabulka 2/A

Granulometrické zloženie jednotlivých vzoriek

Trieda/<um/ Sumárně percentá nadsitného pre vzorky: 1 /A 2/A 3/A 4/A 1 000-500 1 6,80 0,0 14,30 0,0 500-250 45,13 0,0 3 9,43 0,0 250-100 81,58 2,12 71,88 2,08 100-71 89,62 2 , 77 83,92 5,41 7 1 -40 93,91 - 9 ,23 91,41 15,12 40-20 100,00 28,11 98,50 32,85 20-0 - 100,00 100,00 100,00

Podmienky převodu horčíka do roztoku: Převod horčíka do roztoku sa uskutočnil reakciou

MgO + 2 NH4C1 = MgCl2+2 NH3*H2O /1/ pri pomere ekvivalentov MgO:NH^Cl = 1,4. Rýchlost reakcie sa sledovala stanovením množstvaoddesti 1ováného čpavku v minutových intervaloch.

Na obr. 1 je znázorněná kinetika rozkladu chloridu amonného materiálov specifikovanýmtabulkou 1/A. Příslušné experimentálně údaje sú v tabulke 3/A. Na obraze 2 je znázorněný•vplyv starnutía na hodnoty meraného povrchu a medzného zreagovaného množstva NH^Cl, ako ajvplyv mechanickej reaktivácie na tieto veličiny.

Tabulka 3/A Vplyv podmienok mechanicko-termickej aktivácie na kinetiku rozkladu chloridu amonného Čas destilácíe/min/ Množstvo zreagovaného NH^Cl /%/ 1 /A 2/A 3/A 4/A 1 15,52 3 3,21 1 4,03 23,47 2 28,61 53,51 28,75 44,17 3 39,42 67,31 39 ,61 58,32 4 4 7,72 76,40 49,20 68,38 5 5 4,29 8 3,20 56,88 7 6,46 6 5 8,50 88,30 63,06 82,15 7 6 i , 80 9 1,50 65,01 86,54 1 0 69,00 96,70 78,50 93,67 1 3 73 , 90 98,40 84,63 96,42 I 5 76,50 99,10 87,41 97 ,29 medz né z reago-vané množstvo n.í 81,00 99,50 92,00 98,00

Reakcia /1/ je klučovým stupňom modifikovanej Solvayovej technologie výroby sody. Kla-sická Solvayova technológia využívá pre regeneráciu čpavku zo sodárenských lúhov oxid vápni-ka. Náhrada vápenného mlíeka oxídom horčíka - a teda realizácia bezodpadovej výroby sody zasúeasnej produkcie rafinovaného oxidu horčíka - je možná len pri optímálnych podmienkach mecha-nicko- t e rm i c k e j aktivácie magnezítu. Z obr. 1 vidíme, že vzorka č. 2 umožňuje realizovat úpl-ný rozklad chloridu amonného v technologicky reá1nom čase.

Obraz 2 demonstruje nepriaznivý vplyv starnutía termicky a meehanicko-termicky připra-vených vzoriek aktívneho oxidu horčíka a priaznivé možnosti reaktivácie zostarnutých materiá- lov. 210818 4 Příklad 2 -- Příprava aktívneho oxidu horčíka pre modifikovaná sulfátová technológíu

Použitý materiál, bol magnezit z Jelšavy so 4%-ným obsahem kysličníka vápenatého v suro-voui stave.

Podmíenky mechanicko-termic.ke j aktivácie: Výpal sa uskutočníl v rotačnej pecí pri teplotě 650 °C, následné mletie v komerčnom la~boratórnora gulovom mlýne, Špecifikácia vzoriek podlá podmienok přípravy aktívneho oxidu hor-číka je v tabulko 1/B. Granulometrické zloženic jednotlivých vzoriek je uvedené v tabulke2/B.

Tab ulka 1/B Podmíenky výpalu a mletie jednotlivých vzoriek Vzorka Teplota Mletie číslo výpalu °C 1 / B 650 nemletá 2/B 650 mletá po výpale na gulovom mlýne 0,25 hod 3/B 650 mletá po výpale na gulovom mlýne 0,45 hod

Tabulka 2/B Granulometrické zlošenie jednotlivých vzoriek T r i e d a//lim/ 1 /B Sumárně percentá nadsítného pre vzorky: 2/B 3/B 1 000-500 28,2 0,0 0,0 500-250 60 , i 0,0 0,0 250- 100 9 6,5 14,22 , , 25 1 00-60 99,3 5 5,82 3,36 60-40 100,0 8 8 , 5 5 8,49 40-20 - 92,61 2 2,49 20-0 - 100,00 100,00

Podmíenky převodu horčíka do roztoku:

Rozklad magnesitu sa uskutočníl reakciou prebiehajúcou na rozhraní dvoch tuhých fáz: 2 FeSO/j/s/ + 2 tlgO/s/ + 1,2 02/g/ = 2 MgS04 + Fe^O^ /2/

Reakcia /2/ prebienala pri poměre ekvivalentov Mg():FeSO/( = 1,1 v laboratorncj elektric-ké j piecke pri teplotě 5.50 °C. čas výhrevu sa měnil v rozmeází 0,5 až 3 hodiny. I’o ukončenívýhrevu bola vzorka ochladená v exi.kát.ore .. luhovaná za stálého premiešavanía pri teploLe 67až 70 °C. Rmut sa přefiltroval a po o c h ! a u o r í sa vo výluhu stanovil obsah horčíka. Na obraze..3 je znázorněná závislost výíažností horčíka do výluhu od reakčného času pre vzorky specifi-kované tabulkou l/B. Příslušné údaje r ha r a k t e r i z u j u c. o kínetiku lúhovanía stí v tabulke 3/B.

Claims (1)

1. 5 210818 Tabulka 3/B Vplyv sposobu přípravy aktívneho oxidu horčíka na rýchlost termického rozkla-du síranu železnatého V zorkačíslo Čas reakcie/min/ Výtažnost horčíka /£/ 30 70,16 1 /B 60 80,38 120 81,08 30 74,55 2/B 60 86,01 1 20 79,78 30 84,90 3/B 60 85,92 1 20 81,61 Na obr. 1 je znázorněný vplyv sposobu přípravy aktívneho oxidu horčíka na kinetiku roz-kladu chloridu amonného. Označenie kríviek je totožné s označením vzoriek v tabuíke 1/A. Naobr. 2/A je znázorněný vplyv času starnutia na hodnoty měrného povrchu vzoriek č. 1/A a 2/A.Šípka vyznačuje opatovný vzrast měrného povrchu v dósledku reaktivácie 0,25 hod vibračnýmmletím. Na obr. 2/B je znázorněný vplyv času starnutia na hodnoty medzného zreagovanéhomnožstva pri rozklade chloridu amonného účínkom vzoriek č. 1/A a 2/A. Šípka vyznačuje opa-tovný vzrast medzného zreagovaného množstva chloridu amonného v dósledku reaktivácie 0,25 hodvibračným mletím. Na obr. 3 je znázorněný vplyv sposobu přípravy aktívneho oxidu horčíka narýchlost termického rozkladu síranu železitého. Označenie kriviek je totožné s označením vzo-riek v tabulke!/B. Navrhovaný postup aktivácie je možné uplatnit nielen pre horečnaté suroviny, ale aj preop t ima 1. i z ác i u h e t e r og énny ch reakcií prírodných i syntetických tuhých materíálov typu karboná-tov, oxidov, hydroxidov a oxalátov. PŘEĎME T VYNÁLEZU Spósob mechanícko-termickej aktivácie horečnatých surovin pre rozklad účinkem slabýchkyselin alebo solí,príp. pre reakcie rozkladu, ktoré sa realizujú na rozhraní dvoch fáz, vy-značujúci sa tým, že horečnatá surovina,napr. magnezít, dolomit^sa vypaluje prí teplote 500až 800 °C a súčasne s výpalom alebo následné po výpale sa melie na zrnitost 70 percent pod *·20 míkrometrov. 3 listy výkresov Severografia. n. p., závod 7, Most OPRAVENKA popisu k autorskému osvedčeniu č. 210 818 V popisu vynálezu k autorskému osvedčeniu č. 210 818 mábýt v záhlaví u autora vynálezu též jméno: ŠTURC JOZEF ing., ÚSTÍ NAD LABEM’1 OSAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY