CS225767B1

CS225767B1 - The purification of magnesium raw materials

Info

Publication number: CS225767B1
Application number: CS82297A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Ing Najmr; Zdenek Ing Csc Jerman; Jaroslav Prof Ing Drs Kralicek
Original assignee: Najmr Stanislav; Zdenek Ing Csc Jerman; Kralicek Jaroslav
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1984-02-13
Also published as: SE8300098D0; CA1210219A; SE8300098L; FI70561B; US4474737A; FI830047A0; DE3247837A1; FI830047L; SE451713B; FI70561C

Description

Vynález se týká způsobu čistění horečnaté suroviny·

Magnesit je nej důležitější přírodní horečnatou surovinou· Před průmyslovým využitím se většinou upraví kaloinací, aby vznikl oxid hořečnatý, který má výhodnější fyzikální a hlavně ohemioké vlastnosti· Na této bázi je založena tradiční výroba magnesitových žáruvzdorných vyzdívek a v poslední době se začíná používat pálený magnesit i při odsiřování kouřových plynů a při výrobě celulózy magneziumbisulfitovou technologii·

Ve všech těchto případech působí vážné potíže nečistoty, obsažené v přírodním magnesitu, které činí 5 až 25 % hmot· Proto byla navržena řada technologií na výrobu čistého oxidu hořečnatého z magnesitu· Ty však mají tu nevýhodu, že spotřebovávají drahé chemikálie (např· HNO^ a NH^ u nitrátové technologie), vznikají vedlejší méněhodnotné produkty a jsou investičně i energeticky náročné·

Tyto nevýhody odstraňuje způsob k oddělování nečistot při zpracování páleného magnesitu, znečištěného oxidu hořečnatého nebo hydroxidu hořečnatého, nebo hydratovaných uhličitanů hořečnatýoh, vyznačený tím, žě se na vodnou suspenzi páleného magnesitu, znečištěného oxidu hořečnatého nebo hydroxidu hořečnatého, hydratovaných uhličitanů hořečnatýoh nebo surových krystalů siřičitanu hořečnatého nebo vodnou suspenzi směsí těchto látek působí oxidem siřičitým a po dosažení pH reakční směsi 3 až 7,5 se pevná fáze separuje na jednu nebo více frakcí hohatýoh na MgSO^.xHgO a na jednu nebo víoe frakcí obsahujících převážně nečistoty, přičemž celý postup se provádí nejméně jednou·

225 767

Znečištěným oxidem - horečnatým může bý také například kalcinát . siřičitirnu hořečnatého, který vzniká při mgneitovém způsobu odsiřování ejdht.ací a obsahuje kromě nečistot, ' pocházzeících z .mannzztu, také nečistoty' zachycené z odsiřovaných eztíhascí, například popílek - ze spaain.

VyxnáLez . využívá známé skuteČnosSi, že MnSOj je ve vodé velmi m0.o rozpustný· - Za určitých, - poměrné snadno realizovatelrých podmínek však lze připravit meetastablní roztok, z něhož - . lze - za specifických podmínek - připraait«krystalohy<drát MnSCOj s 3 nebo 6 krystaicokýmL vodamL se značně - rozdílnou velikossí - krya-taLů.. Mg S (0^.3^0 má velikost krystalů kolem 0,01 mm - a - lígSO^.ó^O kolem 1 mm Rozddlná velikost částic a jejioh různá objemová hmotnost umožňují oddělit pevné nečistoty ' s širokou škálou objemové - hmotnnosi od krystalů siřičiainu hořečnatého jednorázovou eventuelně opakovanou kryssalizací a následnou sedimentací, filtrací nebo - odstředěním·

Například při zpracování mgnnestů křem.čitmového typu je výhodné pracovat s MnSOj. .3^0, neboí. obsažený SÍO2 je přítomen v - hrubé formě a snadno se odsejparuje od- jemného M5SO3 JHgO·- Naopak v případech, - kdy se zpracovává železitý typ manneztu, nebo když je třeba odddlit především železo, je výhodné pracovat v oblassi existence MnS<O.6HnO, neboí vzniká - jemný železitý ka., - - od kterého se hrubé krystaly velmi snadno oďěěěf.

Velice jemný kal nečistot vzniká překyselením, uváděním přebytku S0g . pod pH 5 ' a potom sé- přídavkem aLkáLie zvýší pH nad 5>2· Překyselením dojde totiž k přechodnému rozpuštání - οθ^8^^ zejména železa a k - jejich opětnému vysrážení a to v jemné formě, dobře dllitenné - . od hrubého krystalu·

Při - oddělování nečistot způsobem podle vynálezu se stává, že část nečistot je stržena do - - poddlu - obž^eaihujícíbo krystaly siřičiainu nebo naopak· Pak je možné separací získané frakce po (drobit opětované separaci v druhém nebo i dalším stupni. Odddlení nečistot se jednoduchou operací - dále vylepší·. \

Část nečistot může být - při. vzniku krystalů siřičittns hořečnatého uzavřena do jejich objemu, stát se soiučestí stavby krystalů. Tyto nečistoty se pak separací ne oddděí. To lze napravit tak,- že - se krystaly siřičia^u hořečnatého převedou do kapalné fáze (rozpussí se) a - pak -še-opét vyloučí. Vzniknou krystaly podstatné čistší a pevné nečistoty se oddděí sep^n^i^c^dL. Lze to jednoduše uskuuečnit tak, že se na - suspenni obsshhuící siřičitm hořečnatý působí oxidem siřičitm, vznikne vodorozpustný MnCHSOjJg a ten se přídavkem alká^e, - s výhodou MgO - nebo převede zpět na МП^О» takže vykrTystatuje - siřičiten hořečimtý. Nebo - je možné - vodnou suspenzi ' surových krystalů siřičitιnls hořečnatého rozpuusit oJtriřátím na tep^u na^{d 60} °C s výhodou na 9⁰ a^{ž 100} °C a separací se odtólí pevné nečistot^y od sJ&Lčítánu hořečnatého.

, Způsob čištění hořečnatých surovin po (dle vynálezu je jednoduchý, nenáročný na Inv^í^t^lce L- energie a přitom velmi účinný. Předpokladem je sice převedení horečnaté suroviny na siřičitm horečnatý, ale právl tento je meziproduktem . nebo vedlejším produktem - u několika známých a průmyslové využívaných ttchlolooní. V takových případech je - využií způsobu podle- vynálezu velmi snadné a daná technologie bez velkých zásahů získá na zcéla nových možnostech. Tak například při odsiřování spaain tepelných elektráren mann altovým - způsobem

225 767 vzniká jako meziprodUct siřičit an hořečinitý, který se termicky štěpí na oxid horečnatý a dioxld siřičitý. Oxid horečnatý však obsáhaje kolem 30 % hmoo. nečistot, takže je jako produkt nepoužitelný. Pokud se tento surový siřičitan horečnatý vyčisSí způsobem po^e vyniáLezu, získá se o^zid hořečnatý s obsahem ai ' 99,5 % hmot. MgO, který je velmi žádaným produktem nepř. ” -uuiááennsví při výrobě trafoplechů nebo pro výrobu slinuté magnzie·

PíkladL

Do skleněného reaktoru s konickým dnem a chLadícím hadem se přečdožži. 1 m- vody, vneslo se ’ 71 kg páleného mgneitu (složení: 77,2 % MgO; 4,1 % Si02$ 2,3 % CaO; 7,14 % ^03» 8,1 % ztráty žíháním) a za míchání se uvádělo S0₂ z ocelové lahve. Průběh reakce se sledovVL měřením pH reakční srnSě!· Během 15 minut kleslo - pH z původních 8,5 na 6, teplota se udržovaLa chlazením na 35 °C. Potom bylo míchání zastaveno a ' obsah reaktoru se ponechá v kLidu. V konickém dně rychLe narůstala vrstva krystaLů, nad ní byla vrstva tmavohnědé suspenze. Po třech minutách se již výška svět!ých krystalů nezvětšovala, po další minutě byla světlá vrstva vypuštěna výpuutí v? dnu reaktoru do míchaného zásobníku. Objem ^této světlé suspenze byl ^0,25 и?· An&ytick^ rozborem a mitooskopick^fa pozoiov^íím byl^o < zjištěno, že světlý krystal je MgSO^óHgO·

Tmavohnědá suspenze zbylá ve skLeněném reaktoru se nechala sedimentovat 30 ^hem , této ^doby se rozdělila na ^čirou ^h^3rn:£ vrstvu Objemu 0,6 n? a kalovou ^odií . jemu ^0,15 n?. Spočti vrs^tva _ byla vypuštěna do odpady horní .vr^va se ^ponechal^aru a se k ní suspenze Mg500.6^0 ze zásobníku. Po krátkém promíchán se nechala 4 minuty sedim^i^lto^í^t a pak se odpustla spodií - vrstva obalující krystaly MgSO^. ^H^ v mtréžrtví ^0,25 m? Po ³⁰ minut^ác^h se rozdělila i zbyl^á kalov^á vrstva na ^{- č}ir°u ka^paltou a hnědý sediment. Hnědý sediment v mюtžtví 50 1 se vypustí do -odpadu, 550 1 zbylé minut, běvrstvu obv rea^ktosuspenze čiré kapeú.iny se pouužJo na přípravu suspenze páleného magneztu v haší šarži.

Vzorek vyrobených krystalů MgSO^ .óHgO byl kalntaován při 1100 °C. Získal se oxid hořečnatý, který obs^oovl: 94,0 % MgO; 2,3 % , Si0₂; 1,6 % CaO; 1,7 % R203» °,² - ztráty žíháním. Z látkové bilance vyšlo, že MgO obsažené v surovině přešlo z 82 % do krystalu .6^0, 3,5 % do kvnaLizovvиýcU kalů a 14,5 % je v kapalné - fázi jako roztok MgSO0 a oxidací vzniklý MgS0₄· - ,. i .

? A ‘

Příklad 2 . Do skleněnko :reak^toru s konický dnem a chladícím ha^dem se ^přečaožilo ¹ n^P vod^ vneslo se 71 kg páleného - mapneztu (složení 77,2 % -MgO; 4,1 % Si^; ' 2,3 % CaO; 7,1 % ^R2°3» 8,1 % ztráty žíháním) a za míchání se uvádělo S02 z ocelové Lahve. Během 30 mnut kleslo pH z původních 8,5 - na 3,8 .a teplota vystoupila · na 65 °C, Potom se reaktor začal. cJh.adit a během 5 minut se přidalo do reaktoru 72 kg páleného magneztu. Tím vzrostlo pH na 6,2. TepLota se · dúL^ch 2° minut ^- udréováLa v rozmezí ³⁵ a^{ž 42} °C.

Obsah reaktoru se v průběhu 10 minut . prosecdl hydrocyklonem. Získalo se 0,5 — suspen^ze .kr^tatů MgS)}• 6^0 a 0^,55 ^m?suspenze hrdého kaLu. ^spenze krystalů se zbavila další kapalné .fáze na -fiLLtvaбиf odstředivce, - získalo se 250 kg vLhkých krystalů nažloutlé barvy.

225 767

Suspenze hnědého kalu se přefiltrovala na vakuovém bubnovém filtru, získalo se 23,5 kg hnědého filtračního koláče. Anlytick^fa rozborem byly zjištěny následníci obsahy složek:

hnědý koláč (% hmota) MgO 9,1 CaO 5,25 Si0₂ 6,44 Fe 8,4 , vlhký krystal (%hmoo.) 18,6 0,43 - 0,21

Př í kl a d 3

250 kg vlhkých kt^ys*talů získaných posta^pem viz príM.^ 2 bylo suspentováno v 1,6 m? roztoku - obsearnUícího 5 % hmota MgSO^ a nasyceného MgSO^ při teplotě 25 °C. VznikLá suspenze se othřdLa průchodem trubkovým výměníkem na 99 °0 a kontirnuelně se uváděla do fjLLtaační ^odstř^edivk^y. ZískaL^o se 1^,5 m? filtrátu, který se nechal volně chladnout. V ptů^běhu chladnul;! vznikaly čiré bílé krystaly. Druhý den, kdy teplota pokLesla na 25 °C se na filtační odstředivce oddělila kapalná fáze od krystaLů. Získalo se 220 kg vlhkých krystalů M5^SO» .6HgO, které obseaiovvay: 17,08 % MgO; 0,C^1 % Fe; 0,002 % CaO a 0,01 % SiOg,

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob čištění hořečnaté suroviny vyznačený tím, že na vodnou suspenni páleného manneztu, surového či znečištěného oxidu hořečnatého, hydroxidu hořečnatého, hydratovaných uh^čiteniů hořečnatýoh nebo surových krystalů siřičitímu hořečnatého se působí dioxidem siřičitm a po dosažení pH reakční smmsi 3 až 7,5 se pevná fáze rozdděí na nejméně jednu frakci bohatou na MgSOjoxHgO, kde x znamená 3 nebo 6, a na nejméně jednu frakci - obsahující nakoncentrované nečistoty, přičemž celý postup se provádí nejméně jednou.
2. Způsob pod.e bodu 1, vyznačený tím, že po dosažení pH reakční stměl pod 5 se přídavkem aikaie, například kysličníku hořečnatého nebo hydroxidu hořečnatého upraví pH reakční soOií nad 5>2, načež se provede separace nejméně dvou frakoí tuhé fáze.
3. Způsob po<dle bodu 1 až 2 vyznačený tím, že separací vzniklá frakce se rozmíchá v hyďroflní kapalně a podrobí daší separaci.
4» Způsob pod.e bodu 1 až 3, vyznačený tím, že frakce surových krystalů siři^čitan^u hořečnatého, který je převážně ve formě MgSO^.óHgO se oihřeje na teplotu nad 60 °C, s výhodou na 90 a^ž 100 °C, na^če^ž se separuje roztak obs^h^oí siM^ten toře&natý od pevných nečistot.
5. Způsob po<d.e bodu 1 vyznačený tím, že vodná suspenze surových krystalů si-řičianu hořečnatého, který je převážně ve formě M5SOj.6H₂0,· se oihřeje- na teplotu nad 60 °C, s výhodou na 90 až 100 °C, na^čež se opět ooUadí na -teplota pod ⁶⁰ °C - a pevn^ě MjSO°.xH₂ ^O, kde x znamená 3 nebo 6, - a na jednu nebo víoe frakcí o^bstaLíUícící převážně nečistoty.
6. Způsob podle bodu 1, 3, 4, 5, vyznačený tím, že k separaci pevných fází se pouuije filltrace, sedimentace, odstředětí, zpracování v hydrocyklonu nebo jejich kornminace.