DD280745A1 - Verfahren zur herstellung von magnesiumoxid mit hohem korngewicht - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid mit hohem Kornraumgewicht. Sie betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von grobdispersem, reaktionstraegem MgO in Magnesiumhydroxid in salzhaltigen waessrigen Medien zur Erzeugung von reaktivem MgO insbesondere zur Weiterverarbeitung zu Sintermagnesia mit hohem Kornraumgewicht. Erfindungsgemaess wird die Hydratisierung im waessrigen Medium unter Zusatz von Carbonsaeuren oder deren Salze (CnH2n1 COOH mit n0, 1, 2) in Stoffmengenanteilen von 0,001 bis 0,2 mol/mol, bezogen auf MgO, spezifischen Umsetzungsbedingungen von 10 bis 40 kg Mg(OH)2/m3h durchgefuehrt. Es werden Mg(OH)2-Produkte mit Oberflaechen bis zu 55 m2/g erhalten, die in ihren Eigenschaften den Faellungshydroxiden gleich oder ueberlegen sind.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von grobdispersem reaktionsträgem Magnesiumoxid (MgO) in Magnesiumhydroxid (Mg(OH)₂) in salzhaltigen wäßrigen Medien zur Erzeugung von reaktivem Magnesiumoxid, insbesondere zur Weiterverarbeitung zu Sintermagnesia, mit hohem Kornraumgewicht.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Beim Seewassormagnesiumprozeß wird aus MgCI₂ und Kalkmilch Mg(OH)₂ gefällt (Fällungsi.ydroxid), das sich bei ausreichender Reaktivität gut weiterverarbeiten läßt.

Anders verhält es sich dagegen bei der MgO-Herstellung nach thermischen Verfahren, bei denen Magnesiumchloride bei hohen Temperaturen zerseat werden. Solche MgO-Produkte, die aus aggregierten Teilchen mit Hohlkugelstruktur (aus MgCI₂) bestehen, besitzen nach Gardner und anderen (Ceramic Bulletin - 63 [1984] 12 - S. 1498-1501) eine zu geringe Reaktivität. Im OD WP 74461 und DD WP 220951 wird daher vorgeschlagen, die schwer zerstörbaren luftgefüllten Hohlkugelstrukturen der MgO-Partikel aus dem MgC^-Spaltprozeßzum Beispiel durch Einwirkung mechanischer oder thermischer Energie in geeigneten Mahlaggregaten beziehungsweise durch Behandeln in Wasser bei Siedetemperatur weitgehend zu beseitigen. Solche Prozesse sind aber sehr energieaufwendig, zudem werden in Wasser die Hohlkugeln nicht ausreichend zerstört.

Es ist weiter bekannt, daß durch Zusatz von MgCI₂-CaCI₂-, NH₄CI-Lösung (WP 246971 und WP 241247) entscheidende Veränderungen in der Grundstruktur im Hydratisierungsprozeß erreichbar sind, ohne daß sich dio Teilchengröße spürbar verändert. Die Umsetzungsreaktion wird deutlich beschleunigt, und bei der Weiterverarbeitung dieser MgO-Produkte lassen sich Sinter mit sehr hohen Kornraumgewichten herstellen.

Von Nachteil ist, daß diese Produkte praktisch nicht brikettierfährig sind und somit nicht ausreichend Briketts für den Sinterprozeß hergestellt werden können.

In bezug auf die Verdichtung und das Sintern sind feindisperse Produkte günstig. Nach einer umfangreichen Untersuchung kam Uzberg (Izv. Akad. Nauk, Neorg, Mat. 1983,1492ff.)zum Beispiel zu dem Schluß, daß einer der wichtigsten Faktoren für die Erzielung hoher Kornraumgewichte bei der Sinterung von MgO-Pulvern bei gleichzeitig gutem Brikettierverhalten deren Feinheit

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Qualität des aus dem thermischen MgCI₂-Spaltprozeß erzeugten MgO zu verbessern, wobei der Energieaufwand gesenkt werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die technische Au'gabe zu lösen, aus grobdispersem reaktionsträgem MgO aus thormischen Prozessen ein feinkörniges reaktives Mg(OH)₂ beziehungsweise MpO herzustellen, welches zu Sintorprodukten mit hohem Kornraumgewicht verarbeitet werden kann.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei der Zugabe geringer Mengen an Carbonsäuren oder deren Salze in wäßriger Lösung MgO-Ausgangsprodukte in feindisperses Mg(OH)₂ umgewandelt werden. Wenn das feindisperse Mg(OH)₂ ansch'ießenc. calciniert wird, kann sich die Zersetzung von nicht ausgewaschenen Carbonsäuren oder deren Salze zusätzlich positiv a jf die Dispersität des calciniorten Produktes auswirken. Feindisperses MgO ist von ausschlaggebender Bedeutung für ein hohes Kornraumgewicht nach dem Sinterprozeß bei gleichzeitig gutem Brikettiervarhalten. Die Carbonsäuren Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder deren Salze werden in unterstöchiometrischen Mengen von 0,001 bis 0,2 mol/mol, vorzugsweise 0,002 bis 0,1 mol/mol bezogen auf das MgO-Ausgangsprodukt, eingesetzt.

MgO+ 2HR-* Mg²⁺+ 2FT + H₂O

MgO + 2Mtr-R -> Mg²⁺ + 2R" (R²") + Me₂O (MeO)

Me: Kation

Die Zusätze werden einfach zu der Suspension gegeben, so daß keine größeren Eingriffe in ein vorhandenes Verfahren erforderlich sind. Durch die Zusätze verläuft die Hydratisierung außerdem „spontaner", das heißt, außer der Verringerung des Teilchendurchmessers können somit Zeit und Temperatur für die Hydratisierung gesenkt werden. Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure sind technische Produkts der chemischen Industrie. Sie fallen auch als Sekundärrohstoffe an, zum Beispiel bei der Acylierung von Salicylsäure (Acesalsynthese) und der Ehtanal-Darstellung von Ethin (Butadiensynthese).

Die Salze können unter anderem doch doppelte Umsetzung aus den Säuren hergestellt werden.

Die Zusatzmenge an Carbonsäuren kann nicht beliebig gesteigert werden, da mit steigender Konzentration die i-tltrierzeiten der Mg(OH)₂-Suspension sich erhöhen und die Feuchte der Filtorrückstände ansteigt. Es muß also bei der Festlegung der Zugabemenge ein Optimum zwischen jeweiligem Dispersionsgrad des erzeugten Mg(OH)₂ und technischer Beherrschbarkeit der Filterprozesse sowie der Ökonomie des Gesamtverfahrens gefunden werden. Dabei haben einen großen Einfluß die gewählten Hydratationsbedingungen sowie die Geometrie der Behälter und Gestaltung der Rührwerke.

Erfindungsgemäß sollte die Hydratisierung bei kontinuierlicher Prozeßführung und homogener Durchmischung bei spezifischen Durchsatzleistungen von 10 bis 40kg Mg(OH)₂/m³ Reaktionsraum h, vorzugsweise 25kg Mg(OH)₂/m³ h bei Trübedichten zwischen 400 end 550g Mg(OH)₂/! Suspension im Temperaturbereich zwischen 70 bis 95°C durchgeführt werden. Danach erfolgt die Calcinierung des Mg(OH)₂ im Temperaturbereich zwischen 600 bis 1000⁰C und die Aufarbeitung zu Sinter mit hohen Kornraumgewichten § 3,4g/cm³ nach bekannten Verfahren

Die Erfindung wird im folgenden Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Ausführungsbeispiel

Gewählte Parameter: Durchsatz Temperatur Trübedichte

27kg/m³h 9O⁰C 500g Mg(OH)₂/! Suspension

Zusatz	Menge	Mg(OH)2	Kornan	Mg(OH)2	MgO-Kauster	Brikettier	Sinter
	mol/mol		teil	(%)		verhalten
	bezogen	Filter	< 16 pm		BET-Wert		KRG
	aufMgO	feuchte	20,0	95,2	(g/cm3)	schlecht	(g/cm3)
		(%)	25,7	97,9		gut
Essig	0,15-1C-2	23	50,3	99,3	5,3	sehr gut	3,37
säure	0,75-10"2	25	55,7	99,7	9,7	sehr gut	3,42
	1,45-10"2	27	53,7	99,8	11,2	gut	3,44
	2,20 · 10"2	30	60,1	100,0	13,9	gut	3,46
	7.Ö0-10-2	32	90,0	100,0	20,1	schlecht	3,43
	10,90-ΙΟ"2	41		40,3	3,44
	14,50-TO-2	50		55,0	3,42

Claims (3)

1. Verfahren zu Herstellung von Magnesiumoxid mit hohem Kornraumgewicht aus reaktionsträgem, grobdispersen Spa't-MgO aus thermischen Prozessen durch Hydratisierung des Ausgangs-MgO, anschließende Calcinierung des erhaltenen Magnesiumhydroxids und Sinterung des MgO-Kausters nach bekannten Verfahren, gekennzeichnet dadurch, daß die Hydratisierung im wäßrigen Medium unter Zusatz von Carbonsäuren C_nH_2n + 1COOH mit η = 0 bis 2 oder deren Salze in Stoffmengenanteilen von 0,001 bis 0,20 mol/mol, bezogen auf MgO, bei kontinuierlicher Prozeßführung und homogener Durchmischung bei spezifischen Umsetzungsbedingungen von 10 bis 40 kg Mg(OH)₂/m³ Reaktionsraum · h und Trübedichten von 400 bis 550g Mg(OH)₂/! Suspension im Temperaturbereich von 70 bis 95°C durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Carbonsäuren oder deren Salze vorzugsweise in Stoffmengenanteilen von 0,002 bis 0,10mol/mol, bezogen auf MgO zugegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktion vorzugsweise bei spezifischen Umsetzungsbedingungen von 25kg Mg(OH)₂/m³· h durchgeführt wird.