DE1592095A1 - Verfahren zur Dehydratisierung von wasserhaltigem Magnesiumchlorid - Google Patents

Description

Dr. Walter Beil L2. Mal 1968

Alfred Hoeppener

Dr. Hais JcuLi.iin Wolff "j 5 ⁰S ? 0 9 5

Dr. Hat- Chr. Beü

Frankfurt a. M.-Höchst

Adeionstraße 58 - Tel. 3126 49

2. Mai 1966

Unsere Nr. 12 647

Esso Research and
Engineering Company

Elizabeth, IT.,T., 'v.St.A.

Verfahren zur Dehydratisierung von wasserhaltigem Magne s iumchlorid

Die vorliegende Erfindung betrifft die Dehydratisierung von Magnesiumchloridhydraten zu einem wasserfreien Magnesiumchlorid, da3 rein genug ist, um als Auagangsmaterial zur Herstellung von metallischem Magnesium und Chlor in einer bestimmten Art von Elektrolysezelle, die allgemein als I.G.-Zelle bekannt ist, eingesetzt zu werden. Eine andere Elektrolysezelle, dii; zur Herstellung von metallischem Magnesium aus Magnesiumchlorid verwendet v/erden kann, ist als Dow-Zelle bekannt. Dieae Zelle verwendet Magnesiumchlorid von /vesentlich geringerer Reinheit. Jedoch lot es mittels der Dow-Zelle nicht möglich, elementares Chlor als Elektrolyuenebonprodukb zu gewinnen. ^Stattdessen wird HOl hergestellt.

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Die vorliegende Erfindung betrifft insbesonder die Dehydratisierung von Magnesiumchloridhydraten in einer Atmosphäre, deren HCl- und Wasserdampfdruck und -konzentration sorgfältig auf bestimmten festgesetzten werten gehalten .vird, wobei die Dehydratisierung derart durchgeführt .vird, daß ein außerordentlich großer Überfläcnenöereich des jucigne3iumchloridhjdrats im Verhältnis zu seiner Menge in innigen Kontakt mit der genau eingestellten Atmosphäre gebracht .v.ird. Die außerordentlich große Oberfläche des Hydrats .vira vorzugsweise dadurch erzielt, daß man die DeIi₀ uratisierung ir. einer »/irbelschieht aus wasserfreien !.iagnesiumctixüriäteiichen durchführt, in die flüssiges iiagnesiumehloriihyurat iOif die Teilchen der Schicht ^esprü-at ./ird. Das flüssige „v^rat bildet einen sehr dünnen Überzug auf den ■/.asserireier. ^.^gnesiumciilürid teilchen, so daß bei eier "Dehydratisi:.rung eint. Maximale Hydratoterfläche den: txOCiUienaen Gras ausgesetzt ist. Mach „■; iner anderen Durchf ührungsf orm ".vird die i.uny^rutis mit einem Dunnschichtveraai.if.fer durchgeführt, in dem aus flüssige Liagnesiumciiloridiiydrat als dünner i'^liii.: ^uf die Oberfläche eines erhitzten zylindrischen konres mit rotierendem "i/iöoher aufgebracht wirci, Odex' man verv/er.de: eiiien jprühtrockner, mit dem das Hydrat als feines Sprungat in ^ie heiüöy _Denau ei :gesteilte, trocknende Atmospnäre ein_&eführfc 7/ird.

Es ist υ Scannt, daß Liügnesiumchlorid, welches in dex· Natur in ualzlsoungeii und Erzen vorkommt, von anderen Jalzen i-nd Vtjrunröiriigungöii getx'Gimt werden kann, ..ob&i eiit/.-eder eina reine Magnesiumchloriulosung in \msstr oder ein reiiies, festes [vi-inficjüiumchloriiihydrat erhalten wird, duo als Bischofit, iliffil jx GiIpQ, begannt ist. Ent./eder die üalalüsung oder öi-sc.of it können uls Auagangsmaterial für die erf induiuju_L emäße Dehyiirati- !riorung verwendet werden. Es ist ferner bekannt, daß kagesiumchlorld zu einem Hydrat dehjdratisiert //erden kann, das et,va

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vier Molekül Hydratwasser pro Molekül Magnesiumchlorid enthält. Dazu kann ein beliebiges herkömmliches Trocknungsverfahren angewendet werden, ohne daß unerwünschte Nebenreaktionen, die zu einer .Akkumulation von unerwünschten Verunreinigungen führen, stattfinden. Während der weiteren Dehydratisierung nach bekannten Verfahren zur Entfernung der restlichen vier Hydratwassermoleküle findet jedoch eine unerwünschte Nebenreaktion statt» Diese Reaktion ist die Hydrolyse von Magnesiumchlorid unter Bildung von Magnesiumhydroxychlorid und HGl. Das Ausmaß der unerwünschten Hydrolyse nimmt mit fortschreitender Dehydratisierung stark au.

Die als Eebenreaktion stattfindende Hydrolyse ist außerordentlich un-^r-.vünscht, da geringe Mengen des Hydrolyseprodukts, nämlich Liagnesiumhydroxychlorid, (mehr als 0,5 Ge»v.'/6) das Magnesiumchlorid als Einsatzmaterial für eine I.G.-Zelle ungeeignet -T-ichen. In diesem Falle ist eine weitere kostspielige Behandlung erforderlich» um das Magnesiumhydroxychlorid vor dem Einsatz in der Zelle wieder in Magnesiumchlorid umzu-7/cüideln. -Ferner führt die Hydrolyse zu einem Verlust an erzielbarerChlor in Form von HCl. Dadurch wird die Wirksamkeit des Gesamtverfahrens zur Magnesiumgewinnung herabgesetzt. Es liegt daher auf der Hand, daß ein starkes wirtschaftliches Interesse zur Entwicklung eines Verfahrens zur Dehydratisierung von Magnesiumciiloridhydraten unter Vermeidung der Hydrolyse besteht.

Viele herkömmliche Trocknungsverfahren wurden versucht, um hochreines, wasserfreies Magnesiumchlorid herzustellen. Diese Verfahren haben sich jedoch als nicht sEer erfolgreich erwiesen. Zu diesen versuchten Verfahren gehört das Trocknen in Wirbelschichten, starren Schichten, Sprühtrocknern, Drehrohrtrocknern (-öfen), Trommeltrocknern usw. Als trocknende Gase wurden inerte Gase, Luft, HCl und Verbrennungsabgase eingesetzt.

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Die Trockenatmosphären unterschieden sich hinsichtlich ihres Wassergehalts bis zu einem sehr geringen Wassergehalt und hinsichtlich ihres HCl-Gehalts bis zu einem sher hohen HCl-Gehalt-. Einige der verwendeten trocknenden Gase mögen Zusammensetzungen gehabt haben, die nach den thermodynamischeη Gesetzen eine Hydrolyse von Magnesiumchloridhydraten verhindern sollten, wenn sie in innige Berührung mit den Hydraten kommen. Jedoch wurde nach diesem Verfahren kein wasserfreies Magnesiumchlorid hergestellt, dessen Anteile an Magnesiumhydroxychlorid gering genug waren, um unmittelbar als Einsatzmaterial für I.G.-Zellen verwendet werden zu können. Die Gründe dafür werden nachfolgend erläutert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung müssen zwei Bedingungen gegeben sein, um die Dehydratisierung von Magnesiumchlorid ohne Hydrolyse zu bewirken. Die eine Bedingung liegt darin, daß die Partialdrucke von HCl und Wasser in der Atmosphäre, in der die Dehydratisierung durchgeführt wird, bestimmte Kriterien aufweisen müssen. Die andere Bedingung besteht darin, daß die genau eingestellte Atmosphäre mit fast dem gesamten Hydrat in innige Berührung kommen muß.

Während der Dehydratisierung können z.B. die folgenden Reaktionen stattfinden?

^^(1) MgCl₂ + H₂O *==*.( 3) MgOHCl + HCl

MgCl₉.H₉O^

^d ^^(2) MgOHCl + HBl

Theoretisch kann nach den Gesetzen der Thermodynamik die Zersetzung durch Umsetzung (3) dadurch verhindert werden, daß man über dem Hydrat ein höheres Partialdruckverhältnie von HCl zu Wasser als ein kritisches Verhältnis K-j aufrecht erhält. Ferner kann die Zersetzung durch Umsetzung (2) theoretisch dadurch verhindert werden, daß man den Partialdruck von HOl ober halb eines kritischen Druckes K₂ hält· Sodann mufi, um nach der Umsetzung (1) zu dehydratisieren, der Partialdruck von Wasser

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unterhalb noch eines anderen kritischen Druckes K, gehalten werden. Die drei kritischen tferte sind nur von der Temperatur abhängig. Sie sind in der nacnfolgenden Tabelle I in Abhängigkeit von der Temperatur zusammengestellt:

Tabelle I	K1	Konstanten	1HCl	in	Abhängigkeit	PHC1, at.	10~7	von der	■3 "	Temperatur	10~8
		SS	PH2O	K, C	) =		10"5	K		PH2Ü, at	10~5
Die kritischen			75			X	10"3		.64		ΙΟ"*
Temperatur		11.	02	7.	71	X	10 d	5	.13	X	10"5
C		7.	82	6.	44	X	ΙΟ"1	8	.30	X	ίο"2
25		4.	59	1.	54	X	ΙΟ"1	2	.36	X	10~1
78		3.	86	1.	75	X		4	.84'	X	10"1
127		2.	38	1.	20	*		3	.23	X
177		2.	03	5.	73			2	.42	X
227		2.	80	2.	08			9	.2	X
277		1.	63	4.	0			3	.0
327		1.		9.	0			10
377
427

Die Kriterien für eine trocknende Atmosphäre, bei der keine Hydrolyse stattfindet, liegen daher bei 327°C aufgrund der

Tabelle I bei	= PHC1/	PH2O >	2,	0
	- PHC1	>	CVJ	1
K2	» PHo0	<	O,	94
K,

Obgleich es möglich sein sollte, Magnesiumchlorid ohne Zersetzt unter einer HCl-Wasser-Atmosphäre zu dehydratisieren, konnte dies in der Praxis bisher nicht erreicht werden. Die Gründe daflir lagen darin, daß die Konzentration von HCl und Wasserdampf in der trocknenden Atmosphäre nicht den vorstehend angeführten Kriterien entsprach, und daß die Gasphase nicht in die innere poröse Struktur der üalzteilchen eindringen konnte. Da die $©iiyclrati»iQrung innerhalb der Salzttilohen stattfand, bildete eine poröee Struktur und es «ntataad ein Jfettoetroa voa

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Wasserdampf durch die poröse Struktur in die Gasphase. Lie
Ϋ/assurdairpfkonzentration innerhalb der oalzteilchen war
höher und die HCl-Konzentrution war niedriger als in der
Gasphase. Auch //ar das Verhältnis des Oberfläcn ,-nbereicna
zu dem Volumen der Lalzteilchen*niedrig, so üals ein großer
Teil des Magnesiumoaloridhydrats mit einem Teil der
re nicht in Berührung war. Die Hydrolyse durcn Umsetzung (3)
fand daher an den inneren Porenoberflächen und aurcn umsetzung (2) in der Üalzkristailstruktur statt, selb&c ,;erm die Zersetzung an den Außenflächen der Teilchen vernindert ν/υ roe, d. κ wenn der entsprechende Partialdruck von HCl una ..asserau;;; t
in der Gas phase aufrecht erhalten wurde, um die i.jarolj;3t von
Magneaiumcnlorid zu verhindern.

Es wurde daher gefunden, daß bei der Durchfünri'rij ^-er ^n;-dratisierung von Liagnesiumcxiloriäiiyaraten mit, einem Jeii^li von etwa vier Molek'Jl ./asser pro molekül Magnesiumctiloria ζ:_Λ .-,-^.asö freiem Magnesiiuüchlorid dann uner /artete waerjänsoüte
erhalten werden, :ienn man eine Schmelze einer
hydratlösung in eine V/irbülßchicht aus v/assrfreien festen :.,agnesicurnhloridtfeilchen versprünt, die mit einem Gas aifgewirbelt werden, dessen Orucic und Genalt an HOl und i/assurda..pf den vor stehend zur Verhinderung der Hydrolyse angegebenen kritischen
Bedingungen entsprecnen. Diese Ergebnisse führen, im Gegensatz zu allen bisherigen Erfahrungen unter nur geringfügiger Hydrolyse von Magnesiumchlorid zu Magnesiumhydroxyc^lorid und im
wesentlichen ohne Verlust an Chlor in Form von HCl zur Bildung von im wesentlichen wasserfreiem Magnesiumchlorid. Das ^Is Pro dukt erhaltene wasserfreie Magnesiumchlorid ist dauer ohne
kostspielige v/eitere Behandlung zur unmittelbaren Ver.venaung
in einer I.G.-/!eile zur Magnesiumelektrolyse geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung,

die eine Ausführungsform der Erfindung darstellt, näher er-:.!u-

*verhältnismäßig

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Nach der Zeichnung wird eine wässrige gereinigte Magnesiumchloridlösung oder gereinigter Bischofit durch Leitung 1 in die Sielezone 20 geleitet. In der Zone 20 wird das Magnesiumchlorid durch Sieden bei etwa 174 bis 185°C vorzugsweise 179 C und üormaldruck auf eine 50- bis 60-gewichtsprozentige, vorzugsweise 55-gewichtsprozentige Magnesiumchloridlösung in Wasser (KgCl₂X 4,2-4,4 H₂O) konzentriert. Durch Leitung 2 wird über Kopf Dampf aus der Zone 20 abgezogen. Die teilweise dehyoratisierte MagnesiumchloridBcnmelze wird durch die Leitung 6 aus der Zone 20 abgezogen und in flüssigem Zustand bei etwa 179 G durch eine Pumpe oder eine entsprechende Einrichtung 7 geführt und dann durch Leitung 8 und die Sprühvorrichtung 9 in eine «irbelsehicht-Trocknungszone 30 gesprüht.

Die diedezone 20 arbeitet bei Normaldruck und die Temperatur wird bei 179°C gehalten, um eine möglichst weitgehende Entwässerung (bis etwa MgCl₂ χ 4,2 H₂O) zu erreiche, ohne daß eine Hydrolyse von Magnesiumchlorid stattfindet und um das aus der Zone 20 ausströmende Material flüssig zu halten. Dies ist die wirtschaftlichste Arbeitsweise. Es ist wichtig, daß die Temperatur möglichst genau auf 179°C eingestellt wird, weil sich bei et.vas höiieren oder niedrigeren Temperaturen feste Magnesiumchloridhydrate bilden. Das aus der Zone 20 ausströmende Produkt muß flüssig gehalten werden, um es anschließend in den Wirbelschichttrockner 30 sprühen zu können.

Die aufgewirbelten Teilchen der in üblicher Weise gestalteten Wirbelschichtzone 30 bestehen aus wasserfreie» Magnesiumchlorid. Diese !Peilehen werden durch Einleiten eines aufwirbelnden HCl-Gaaes durch Leitung 11 in den Boden der Zone 30 in aufgewirbeltem Zustand gehalten. Wasserhaltiges HOl-Gas wird durch Leitung 12 über Kopf aus der Wirbelschichtzone 30 abgezogen und in einen Zyklonabscheider oder eine entsprechende Trennvorrichtung 13 geführt, in der feine feste Teilohen aus wasserfreie» Liagne3iumchlorid abgetrennt und durch die Leitung 14 in die Schicht zurückgeführt werden. Der feuchte HGl-Gas-

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strom wird dur£h Leitung 15 aus dem Zyklonabscheider 13 entfernt und in eine herkömmliche HCl-Troekeneinheit 50 geführt, wo Wasser aus dem HCl entfernt und wasserfreies

HCl erhalten wird. lYasserfreies HCl wird durch die Leitung 16 aus der Zone 50 abgezogen, durch ein Gebläse oder eine entsprechende Vorrichtung 17 geführt und dann durch Leitung in den HCl-Heizofen geleitet, wo das Gas auf die gewünschte Temperatur gebracht und von wo es dann in die Wirbelschichtzone 30 zurückgeführt wird. Wasser wird durch die Leitung aus der Zone 50 abgezogen.

Wasserfreie Magnesiumchloridteilchen werden durch Leitung aus der Wirbelschichtzone 30 abgezogen, Feine Magnesiudmhloridkristallteilchen, die als Wachstumszentren wirken, werden duroh Leitung 21 in die Wirbelschichtzone 30 geführt, um die Teilchengrößenverteilung der Wirbelschicht zu stabilisieren. Diese feinen Teilchen werden dadurch erhalten, daß man einen Teil der aus der Wirbelschicht abgezogenen festen Produkte in einer Mühle 22 zerkleinert, und werden dann in die //irbelschicht eingeführt. Die Teilchengröße kann stark schwanken, liegt jedoch im allgemeinen zwischen etwa 50 und 300/1 z.B. bei 175 bis 225 Mt vorzugsweise Y-*l etwa 200^u. Wie bereits angeführt, ist es wesentlich, daß der Film aus flüssigem Magnesiumchlorid, der auf den Teilchen abgelagert wird, verhältnismäßig dünn ist, etwa 20 ja nicht überschreitet und vorzugsweise eine Filmstärke von etwa 3 bis 10 ja, z.B. etwa 5 ja hat.

Das aus der Zone 30 abgezogene wasserfreie Magnesiumchlorid wird vorzugsweise in einen Salzschmelzofen 80 geführt, in dem es mit heißem, durch Leitung 23 zugeführten HCl-Gas in Berührung gebracht wird, Diesee Gas wird durch die Leitung 24 aus der Zone 80 abgezogen und in die HCl-Trookeneinheit 50 zurückgeführt. Das Verhältnis der Partialdruoke von HOl und Wasser in der Zone 80 soll über 11,2 liegen da die in dir Zone

80 eingehaltene Temperatur»etwa 715 und 732⁰O, vorzugsweise *zwischen

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'Dei etwa. 718 C liegx» Ein hochqualitatives geschmolzenes wasserfreies Magnesiumchlorid wird durch Leitung 25 aus der 2one SO abgezogen und in eine elektrolytische Zelle geführt.

Die Temperatur in der Zone 30 wird zwischen etwa 260⁰G, der niedrigsten zulässigen Temperatur, bei der wasserfreies Magnesiumchlorid erhalten //erden kann, bis etwa 371 G gehalten, lie die höchst zulässige Temperatur darstellt, bei der die ifc^Tir"belschicht gehalten //erden kann, ohne daß ein Verkleben und eine Agglomeration der Teilchen infolge einer Erweichung von wasserfreiem Magnesiumchlorid stattfindet, Ein bevorzugter Temperaturbereich liegt zwischen etwa 300 und 335°O, //obei eine Temperatur, wie s.B. 316 C gewählt wird. Der Schmelzpunkt von wasserfreiem Magnesiumchlorid liegt bei 714 C. Der gesamte Partialdruck von HCl und ,/asser in der ,/irbulijchichtzone 30, der erforderlich ist, um die vorstehend angegebenen Kriterien zur Verhinderung der Hydrolyse zu erfüllen, liegt in Abhängigkeit von der Verfahrenstenrperatur zwischen 0 und 3,16 atü. Ein höherer Gesamtdruck ist erforderlich falls andere Gase anwesend sind.

Die zur Erzielung einer zufriedenstellenden Dehydratisierung erforderlichen Gewichtsteile tin wasserfreiem Magnesiumchlorid in der Y/irbelschichtzone 30 im Verhältnis zur Zufiihrungagesehwindigkeit des Mugne y i umcnl or ic] hydra fco in die Zone 30 vex*- ändern sich sowohl mit den Schichttemperaturen uls auch mit der Wasserdampfkonzentration in dem aus der Zono 30 ausströmenden Gas. Diese Gewicht liegen bei etwa 1 bis 13 ■!.'./ientstoile pro G^:;vvicat3teil des zugeführten MagneaiuinchlorLdnydr i'.n pro utunde« Die zur Erzielung der Dehydratisierung von liagnüauimonlurid erfordorliche Wärme kann durch eine beliebige üJinrJ'jhtimg oder eine Kombination von mehreren Einrichtungen geliefert werden. Dazu gehört das indirekte Vorwärmen des im Kreislauf geführten wasserfreien HCl~Gasstroms in einem Ofen auf eine Temperatur, die auereichend Über der Wirbelsohicihttemperutur liegt, um die

Dehydruti3;i erungswärme als //aiirnehmbare Wärme zu die in der Schicht freigesetzt wird, wenn das HCl-Gaa

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auf die Schi ~:~t temperatur abgekühlt. Dies ist aie bei der Ausführungsform rjc.cn 3'ig. 1 angewandte Arbeitsweise. Bei dieser Arbeitsweise .Ut eine none Zirkulationsgeschv/indigkeit erforderlich, u;: ά:ε für die 3cair:Vat vriordcrliche .värme zu liefern. Σζ k?.m ?uch in einer gesonderten Kammer ein Brennstoff mit Isui'r, verbrannt werden, und das eruitze Vertie/iiiungsgas kann zuoarnme.n mit HCl in die Schient geleitet vverden. Diese Arbeitsweise macht den HCl-Heizofen überflüssig, urfordert jsdocb die Entfermmg von stickstoff, CO, CG^ un; .<asser, welche bei oer Verbrennung des Brennstoffs entstehen, au;-, dem im Kreislauf .-iführten HCl. In der Zone 30 ist dabei ein höherer Druck erforderlich. Eine andere Maßnahme zur Lieferung der Dehydr-itisierungswärme besreint in der indirekten ilrnitzung der Wirbelschicht mit einem heiüen Medium, das die «/arme dui-ch in der Schicht vorgesehene ,Värmä&itstauschfläcaen überträgt. Die· sie Arbeitsweise hat den Vorbei!, daJ eine geringere xiCl-Zirkulationsgescir.vindigkeit erforderlich ist, als u^i der iiCl-Vorwärmunge

Die vorliegende Erfindung ird anhand ües zur Erläuterung dienenden nachfolgenden Beispiels besser verstanden.

Beispiel

Eine V/irbelschicht wird bei einer femperatur von et.va 327°C gehalten. Der im Kreislauf geführte auf.virbelnäe //asserireie HOl-S brom wird in dem HCl-O fen auf efcv/a 660°ΰ vorgev/llrmt. Diese Temperatur liegt in dor Kaxte äöu Schmelzpunktes von Magnox Lumchlorid, so da M sie uni.;i t LeIb-. i' bei. der hüoh^ten liCi-Vorv/ärmtemperatur liegt, die angewendet Λ/erclen Kann, otme daß ein Zusammenkleben der ,/irbelijehioht um die im Boden der Zone ;5ö befindliche Gaseinltuleitung stattfindet. Vorzugsweise wird die höchstmögliche Temporatur zum Vorwärmen des -iCl-Gases angewendet, weil dadurch die üCl-Menge, die zurückgeführt werden muß, um die notwendige Deh*/c!rafcisierungawarme zu liefern auf ein Minfum herabgerjetzt wird»

OR/G_flS(AL

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Bei diesen Bedingungen ist es notwendig, daß etwa 740 kg HCl pro 100 kg Mg01„x4,2 HoO zurückgeführt werden, um die Wirbelschicht ^one 30 so zu erhitzen, daß die Dehydratisierung stattfindet. Der Brück in der Schicht liegt bei etwa 2,35 at. Dies ist der geringste Druck, bei dem die Kriterien zur Verhinderung der Hydrolyse und der Wärmeausgleich erreicht werden. Bei diesem Brack beträgt der HCl-Partialdruck etwa 2,10 at, so daß er über dem Kg-Wert von 2,08 bei 327°C liegt. Das Verhältnis der Partialdrucke von HCl zu tfasser in dem ausströmenden Gas beträgt 8,4 und liegt damit über dem K₁-Wert bei 327⁰C von 2,03. Der Partialdruck des Wassers in dem ausströmenden. Gas "beträgt 0,25 at und liegt damit unter dem K,-Wert von 0,9 bei 327°C« Es sind daher alle Kriterien zur Verhinderung der Hydrolyse von ilagnesiumchloridhydraten bei dem Kontakt mit dem vYirbelseMchtgas erfüllt und es findet keine Hydrolyse dort _: statt, wo das Magnesiumchloridhydrat mit dem Wirbelschichtgas in Berührung kommt.

Durch die vorstehende Arbeitsweise, bei der eine Schmelze aus hydratisieren Kangesiumchlorid in eine Wirbelschicht aus wasserfreiem Magnesiumchlorid gesprüht wird, wird das Hydrat als eine siier dünne Schicht auf den wasserfreien Magnesiumchlorid teilchen abgelagert. Eine ausreichend hohe HCl-Zuführungsgeschwindigkeit und ein entsprechender Wirbelschichtdruck werden aufrecht erhalten, so daß die Kriterien zur Verhinderung der Hydrolyse erfüllt werden. Nur in vernachlässigbarem Ausmaß findet eine Hydrolyse bei dem Besprühen der Y/irbelsehicht statt, da fast das gesamte Hydrat mit der Gasphase in inniger Berührung steht.

Wie oben bereits angeführt wurde, wird das waseerfreie Magnesiumchlorid aus der Wirbelschichtzone 30 durch leitung 22 in-derl Salζschmelzofen 80 geleitet. Hier wird das Salz vor Einführung ' in die Magnesiumelektrolysezelle geschmolzen. Die Temperatur in dem Ofen 80 v/ird bei Normaldruck bei über 714⁰C (dem normalen Schmelzpunkt von wasserfreiem Hagnesiumchlorid) gehalten, ί

008844/1337 BADOR₁G₁NAL

Das in die Zone 80 eingeführte wasserfreie Magnesiumchlorid kann eine Spur V/asser enthalten, das als Hydrat anwesend ist. Diese-kleine \/asseraenge könnte Magnesiumchlorid in dem Schmelzofen hydrolysieren. Jedoch wird die Hydrolyse in* dem Salz-Schmelzofen durch Dispergieren von durch Leitung 23 in den Ofen 80 eingeführtem wasserfreiem HCl-G-as in dem geschmolzenen Salz verhindert. Eine ausreichende Menge HCl-Gas ist erforderlich, um das Verhältnis der Partialdrucke von HOl zu «fässer in dem aus der Zone 80 ausströmenden Gas über einem kritischen 'wert K, zu halten. K. ist nur von der Temperatur abhängig und ist in Abhängigkeit von der Temperatur in Tabelle II dargestelli

Tabelle II

(^PHC1 + ^PH_o0 = 1 at)

Temperatur, 0	K4	* 11HCl	0	.0955	-
		PH20	-	.405
25		.001	1.44
78		-	4.70
127		.0142	11.2
177		-
227
277
327
377
427
527
627
714

Vorzugsweise wird die Zone 80 bei der niedrigsten Temperatur gehalten, bei der Magnesiumchlorid in flüssigem Zustand gehalten werden kann, nämlich bei 716 bis 732 ⁰G · Der Grund dafür liegt darin» daß bei niedrigeren Temperaturen weniger HCl erforderlich ist, um die Hydrolyse zu vermeiden. Bei 716⁰C sind etwa 12 ßewichtsteile Hol pro öewiohbteil Wasser erforderlich, das in dem Magnesiumöhlorid verblieb* Feuchtes

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HCl-Gras wird über Kopf aus der Zone 80 abgezogen und in die Leitung 15 unter Verwendung eines Auslaßventils abgezogen. Ton dort wird es zusammen mit feuch em HCl-Gras, das aus der Zone 30 stammt zu der HCl-Trockeneinheit geführt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   . Verfahren zur ^ehy-uratisierung von wasserhaltigem magnesiumchlorid, aadurch gekennzeichnet, daß man einen dünnen Film aus flüssigem Llagnesiumchlorid ei etwa 260 bio ^71 C in einer Chlory/asserstc]*.:"atmosphäre hält, deren Chlor.-vasserstoffpartialdruck 27/ischen 0,3 und 4 at liegt; und deren Verhältnis von ü-ilorv/asaerstoffpartialdruck zu dem Partialdruck des ,/asa^rs zwischen etv/a 2,5:1 und 1,8:1 liegt.

   2„ Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daii man als A.usgan^om^':erial ein -wasserhaltiges Magnesiumchlorid mit etwa 4,2 bis 4,4 kclekülen Hydratwasser verwendet.

   3. Verfahren nacu Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen flüssigen ütrom des //as s erhalt ige η Magnesiumchloride in eine aus Teilchen von wasserfreiem Llagneaiumchlorid be.j rehonde, durch ein Chlorwasserstoff enthal-tendes Gas '!.uL*ge7/lrbt 1 'e i/irbelschicnfc unter Bedingungen eir.führt, bei denen ein ciünner Film des flüssigen vaaserhal t igen iviagnesLumchlorid;-j auf den vmsserfreien Teilchen abgelagc-rt 7/i r'd»

   4. Verf.--.hren nach Anspruch J₁ dadurch gekennzelohne t, daß der auf !.Un ',rah.; it't'r'o Lea Kagnesiumchloridteiloüen ab^¹- i -..-Jr te PiIm hu:; fläsa ί^ίίΐη .v'iü,; rhaltigen IJagnesiiiiii.-aluriu uiumer als i.'O u ist und vor ;u 's./eise eine Stärke v;a, j bis 15 u hat.

   b' Verfahren nucL Ansprucii ;, dadurch gekennzeichnet, da 13 die Temp-ir itur h Jsr Wirb·'--! :jaip.htijone etwa 327^J becrügt, wotJs.il Ί-.γ Partialar'unlc do:.-, Jiilorv/usserstofi"ü et.,a 2,1 at be- ! r-'ßl und ä'-Lü Verhältnis von Chlorwassurs üoi'f parfcialdruck zu dt.-.u i'arti.c I Iruci: rh;:; ./adsers etwa 2,1 betrügt»

   Für Esso Research and Company

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