CS252011B1 - Sposob přípravy bezvodého chloridu horečnatého - Google Patents

Description

232011

Vynález sa týká sposobu přípravy bezvo-dého chloridu horečnatého z hexahydrátualebo z roztokov chloridu horečnatého, preúčely elektrolytické] výroby horčíka. V doterajšej technologické] praxi sa pří-prava chloridu horečnatého pre návazná e-lektrolytickú výrobu horčíka uskutočňujetroma sposobmi: 1. Chloráciou oxidu horečnatého získané-ho z mořské] vody alebo solných jazier pokalcinácii hydroxidu horečnatého, alebochloráciou oxidu horečnatého získanéhokaustifikáciou magnezitu. Chloráciou je po-třebné uskutočniť pri teplotách 800—900 °Cv elektrické] šachtové] peci s briketovanouvsádzkou, za použitia takmer 10 %-néhováhového přídavku redukovadla.

Aby sa vyrobil čistý chlorid horečnatý, jepotřebné do procesu dávat vysokočistý oxidhorečnatý, pretože takmer všetky příměsiprechádzajú pri chlorácii na chloridy a spo-sobujú znečistenie produktu, zváčšujú stra-ty chlóru a sposobujú prevádzkové problé-my odstranitelné iba po odstavení prevádz-ky. V procese sa spotřebuje pre výrobu 1 tmateriálu 400—500 kWh elektrické] ener-gie a 0,8—0,95 t plynného chlóru, čo znač-né zdražuje túto technológiu. Jej určité e-konomické zvýhodnenie je možné pri para-lelné] výroby titanu, pri ktorom vzniká bez-vodý chlorid horečnatý ako vedlajší pro-dukt a produkcia horčíka je obmedzená. 2. Dehydratáciou hexahydrátu na mono-resp. dihydrát chloridu horečnatého v etá-žových a rotačných sušiarňach, resp. za pří-davku chloridu amónneho, ktorý sa přidá-vá do roztaveného MgCl2.6 H2O za účelompotlačenia hydrolýzy. Ďalšia dehydratáciasa realizuje v elektrickej peci z roztavenouvsádzkou vyčerpaného elektrolytu v ochran-nej atmosféře chlorovodíka, resp. rozklada-júceho sa chloridu amónneho, ktorý je po-třebné zachytávat v odchádzajúcich plynocha znovu použit na přípravu tzv. „amónnehokarnalitu“ (NH4C1. MgCl2. 6 H2O).

Konečná dehydratácia v elektrickej pe-ci sa robí pri teplote 700—750 °C relativnédlhú dobu a za přídavku chloridu barnaté-ho, ktorý je nutný z dóvodov zvyšovaniamernej hmotnosti elektrolytu dehydratujú-ceho iba na povrchu taveniny. 3. Spósob podlá fy DOW Chemical (USA)sa využívá pri spracovaní morskej vody. Zozískaného hydroxidu horečnatého sa roz-púštaním v odpadnej kyselině chlorovodí-kové]' pripravia roztoky chloridu horečna-tého, ktorých zahuštěním sa získá hexa-,resp. tetrahydrát chloridu horečnatého. Ichdehydratácia sa robí v dvoch etapách, v e-tážovej a rotačnej peci. Získaný produkt voformě granul představuje takmer monohyd-rát (s obsahom 1,25 — 1,5 mol. H2O), z čias-točne rozloženým chloridom horečnatým naoxid horečnatý. Takýto materiál bez úplnejdehydratácie sa používá na elekrolytickúvýrobu horčíka v speciálně upravených e- lektrolyzéroch, z ktorých odchádza zmesnýplyn tvořený chlorovodíkom a chlórom doabsorpcie vodou, na přípravu lúžiaceho roz-toku. Hlavná nevýhoda tohoto sposobu spo-čívá v tom, že přítomná voda spósobuječiastočný rozklad elektrolytu a zvýšeniespotřeby elektrickej energie o viac ako 2 000kWh na jednu tonu vyrobeného horčíka.

Nedostatky popísaných troch sposobovpřípravy chloridu horečnatého je možnézhrnúť následovně:

Prvým spósobom sa získává najkvalitnej-ší chlorid horečnatý, avšak jeho výroba jevel'mi nákladná a vyžaduje vysokoakostnúvstupná surovinu, ktorá v případe spraco-vávanla magnezitov málokedy vyhovuje.

Aplikácie tohoto procesu v technologic-kej praxi je stále zriedkavejšia, a aj to čas-tejšie vo formě tzv. „zmiešanej metody“spolu s výrobou titanu Crollovým postupom.

Druhým spósobom sa připravuje bezvo-dý chlorid s určitým podielom rozloženéhochloridu vo formě MgO, ktorého množstvozávisí od podielu přidávaného chloridu a-mónneho, chloridu barnatého alebo od kon-centrácie chlorovodíka používaného ako o-chranná atmosféra nad roztaveným chlori-dom horečnatým. Úplná dehydratácia je te-da spojená vždy so stratami chloridov a u-skutočňuje sa so značnými nárokmi na e-lektrická energiu. Třetí spósob využívá na čiastočná dehyd-ratáciu, obdobné ako v predošlom postupe,klasické sušiace pece, v ktorých prebiehasušenie relativné dlhú dobu (24—48 h).Elektrolýza takéhoto chloridu je energetic-ky ovel'a nákladnejšia.

Vyššie uvedené nedostatky v podstatnéjmiere odstraňuje spósob přípravy podlá vy-nálezu, ktorého podstata spočívá v tom, žehexahydrát alebo roztoky chloridu horečna-tého sa dehydratujá vo fluidnej vrstvě pripočiatočnej teplote 80 °C až do dosiahnutia180 °C pri rýchlosti ohřevu 1 až 6 °C zamin, pričom sa získá monohydrát chloriduhorečnatého, ktorý sa ďalej dehydratuje priteplote 210 až 260 °C vo vzdušnej atmosfé-ře s obsahom 10 až 30 % objemových chló-ru.

Uvedeným spósobom je možné získať ú-plne dehydratovaný chlorid horečnatý s mi-nimálnym podielom oxidu, za podstatnékratšie časy, ktoré by u prvej etapy aj v prie-myselnom měřítku nemalí prestápiť 90 min.a v druhej etape 30 minát.

Na rozdiel od podobného sposobu de-hydratácie karnalitu je dóležité dodržiava-nie uvedeného teplotného režimu, ktorýmsa maximálně potláča možnost hydrolýzy azároveň nedochádza k natavovaniu povr-chu materiálu vplyvom velkého prietokuspalin. Optimálnou teplotou z hladiska rých-losti sušenia hexahydrátu na monohydrátsa ukázala teplota 140 °C. Ďalšia dehydra-tácia je z hladiska požadovanej koncentrá-cie chlorovodíka alebo chlóru v ochrannej

Claims (1)

1. 252011 atmosféře výhodnejšia z termodynamické-ho aspektu, pričom sú najvhodnejšie naj-nižšie teploty (při 210 °C — 6,5 % objemuchlorovodíka a 13 % objemu chlóru, pri350 °C — 56,5 % objemu chlorovodíka a 32pere. objemu chlóru, pri 765 °C takmer 100pere. objemu chlorovodíka a 86 % objemuchlóru). Z kinetického aspektu je najinten-zívnejšie sušenie pri nízkých teplotách ibavo fluidných sušiarňach, takže dehydratá-ciou v prostředí plynov odsávaných z elek-trolýzy s upraveným obsahom chlóru a tep-loty je možná úplná dehydratácia MgCl2 užpri teplotách do 250 °C a v podstatné krat-šej době, bez vysokých nárokov na spotře-bu elektrickej energie nevyhnutnej na o-hrev vsádzky. Příklad Sušenie hexahydrátu chloridu horečnaté-ho o zrnitosti 100 % — 1 mm vo fluidnejvrstave s rýcblosťou prúdenia vzduchu 0,146m/s a rýchlosťou ohřevu vsádzky 3 °C/min,od teploty 80 °C do teploty 180 °C, sa zís-kal pri době experimentu 15 min dihydrát(72,1 % MgCl3) a už pri době 45 min mo-nohydrát chloridu horečnatého (83,75 % MgCl2). Ďalšou dehydratáciou takto připra-veného monohydrátu pri teplote 250 °C podobu 30 minut, vo vzdušnej atmosféře s ob-sahom 20 % chlóru, sa získal chlorid ho-rečnatý 99,05 % s hmotnostným pomeromchlóru ku hořčíku 2,87. Tento poměr je 98,5pere. z teoretickej hodnoty (2,9) čo svědčío tom, že podiel oxidu horečnatého vzniklé-ho rozkladom chloridu horečnatého je vovzorke vel'mi nízký. PREDMET Spósob přípravy bezvodého chloridu ho-rečnatého z hexahydrátu alebo z roztokovchloridu horečnatého, pre účely elektroly-tickej výroby horčíka vyznačujúci sa tým,že hexahydrát alebo roztoky chloridu ho-rečnatého sa dehydratujú vo fluidnej vrstvěpri počiatočnej teplote 80 °C až do dosiah- nutia 180 °C pri rýchlosti ohřevu 1 až 6 °C//min, pričom sa získá monohydrát chlori-du horečnatého, ktorý sa ďalej dehydratu-je pri teplote 210 až 260 C vo vzdušnej at-mosféře s obsahom 10 až 30 % objemovýchchlóru.