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Verfahren zum Konzentrieren von wässerigen Lösungen mit einem Gehalt
an Magnesiumchlorid.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konzentrieren von wässerigen
Lösungen mit einem Gehalt an Magnesiumchlorid £ür die Gewinnung von MgO durch thermische
Spaltung.
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Die Gewinnung von synthetischer Magnesia, also MgO, durch thermische
Spaltung und insbesondere durch Sprührösten aus wässerigen Lösungen, die Magnesiumchlorid
enthalten, gewinnt in neuerer Zeit immer größere Bedeutung. Dafür sind verschiedene
Gründe maßueblich. Ein Grund liegt darin, daß die Nachfrage nach reiner und vor
allem hochreiner Magnesia ständig größer wird und bei einer solchen thermischen
Spaltung Magnesia mit einem Gehalt von 99 bis 99,5 % MgO gewonnen werden kann, wogegen
eine mit Hilfe verschiedener üblicher physikalischer Aufbereitungsverfahren, wie
Schwerflüssigkeitsaufbereitung und/oder Flotation, aus z.B. unreinen Magnesiten
gewonnene Magnesia einen wesentlich geringeron MgO-Gehalt aufweist. iEin weiterer
Grund für das zunehmende Interesse an der Herstellung von Magnesia durch thermische
Spaltung besteht darin, daß ea dabei möglich ist, natürlich vorkommende Solen und
Abraumsalze
oder bei der Aufbereitung MgO-haltiger Mineralien anfallende Lösungen mit einem
Gehalt von Magnesiumchlorid einer Verwertung zuzuführen.
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Zur Erzeugung von MgO durch thermische Spaltung wird eine als Ausgangsmaterial
verwendete wässerige Lösung von Magnesiumchlorid, die zweckmäßig 220 bis 420 g/l
Magnesiumchlorid enthält, meist in einem sogenannten Aman-Reaktor der Einwirkung
einer Temperatur von 700 bis 9000 a unterworfen, vJobei aus dem Nagnesiumchlorid
MgO gebildet wird. In zahlreichen Fällen enthält die zur thermischen Spaltung eingesetzte
Lösung neben Magnesiumchlorid auch noch Kalzium chlorid. Dies gil-t vor allem dann,
wenn die Lösung durch Aufbereiten oder Lösen von Rohmagnesit und/oder Magnesitabfällen
gewonnen wurde Bin gewisser Gehalt der Lösungen an Kalziumchlorid, nämlich ein Kalziumchloridgehalt
von 4 bis 6 Gew.-%, bezogen auf Magnesiumchlorid, ist sogar ervzünscht, da ein Vorliegen
von 10 bis 25 g/l Kalziumchlorid in den Ausgangslösungen zur Folge hat, daß bei
der thermischen Spaltung das EgO in einer bevorzugten, verhältnismäßig grobkörnigen
Form anfällt. Bei Verwendung von Ausgangslösungen mit einem Gehalt an Kalziumchlorid
enthält das gebildete MgO auch noch geringe Mengen Kalziumchlorid. Zur Gewinnung
von reinem MgO wird das bei der thermischen Spaltung erhaltene Produkt mit Wasser
gewaschen und das dabei gewonnene Magnesiumhydroxyd durch Kalzinieren und/oder Sintern
in gebrannte Magnesia bzw. Sintermagnesia übergeführt.
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Es ist häufig der Fall, daß Lösungen mit einem Gehalt von 220 bis
420 g/l Magnesiumchlorid, wie sie für einen Einsatz zur thermischen Spaltung erforderlich
sind, nicht direkt als solche
zur Verfügung stehen, sondern von
wesentlich verdünnteren Lösungen ausgegangen werden muß. Dies trifft insbesondere
dann zu, wenn Lösungen eingesetzt werden, die z.B. durch Einwirkung von gasförmigem
Chlorwasserstoff auf eine wässerige Aufschlämmung von Rohmagnesit und/oder Magnesitabfällen,
durch Auswaschen des bei dieser Behandlung verbleibenden Rückstandes, durch Waschen
des bei der thermischen Spaltung von Lösungen von Magnesiumchlorid und gegebenenfalls
Kalziumchlorid anfallenden Produktes und durch Absorption des bei der thermischen
Spaltung von Ma[resiumchloridlösungen anfallenden Chlorwasserstoffs in Wasser erhalten
werden. In allen diesen Fällen ist es erforderlich, die Lösungen so weit aufzukonzen
trieren, daß ihr Gehalt an Magnesiumchlorid 220 bis 420 g/l beträgt Mitunter ist
es auch erwünscht, Lösungen, die den erforderten Mindestgehalt von Magnesiumchlorid
aufweisen, auf eine höhere Konzentration in diesem Bereich zu bringen.
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Die Erfindung beruht nun auf der Festellung, daß für die Gewinnung
von Lösungen mit einem gewünschten Gehalt an Magnesiumchlorid besonders zweckmäßig
thermische Energie nutzbar gemacht werden kann, die im Zuge des bekannten Prozesses
zur Gewinnung von MgO durch thermische Spaltung von Magnesiumchlorid enthaltenden
Lösungen auftritt, wenn am Ende dieses Prozesses das gebildete MgO mit Wasser gewaschen
und das dabei erhaltene Magnesiumhydroxyd durc Kalzinieren bzw. Sintern in MgO übergeführt
wird. Die Erfindung zielt daher darauf ab, die in den bei diesem bekannten Verfahren
beim Kalzinieren und/oder Sintern von }Magnesiunhydroxyd, das in Kalzinier- und/oder
Sinteröfen durchgeführt wird, anfallenden heißen Abgasen enthaltene fühlbare Wärme
auf besonders günstige We
se für dieses Verfahren wieder nutzbar
zu machen. Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Konzentrieren von wässerigen
Lösungen mit einem Gehalt an Magnesiumchlorid für die Gewinnung von MgO durch thermische
Spaltung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die wässerigen Lösungen in die heißen
Abgase, die in den Kalzinier-und/oder Sinteröfen anfallen, die der Anlage zur thermischen
Spaltung der wässerigen Lösungen mit einem Gehalt an Magnesiunchlorid für die Gewinnung
von MgO nachgeschaltet sind, eingebracht werden.
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Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1: Aus einem Kalzinierofen, in dem Magnesiumhydroxyd kalziniert
wird, das durch Hydratisieren und Waschen von durch thermische Spaltung gewonnenem
MgO erhalten wurde, wird über einen Elektrofilter mit einem Ventilator das anfallende
Abgas abgezogen und in eine säurefest und wärmefest ausgekleidete Sprühkolonne eingeführt.
Das dieser Sprühkolonne kontinuierlich zugeführte Abgas hat eine Temperatur von
4000 C und folgende Zusammensetzung: 4094 kg/h C02, 21.250 kg/h N2, 543 kg/h 02
und 11.567 kg/h Wasserdampf. Ferner wird eine Lösung von Magnesiumchlorid, bestehend
aus 57.153 kg/h Wasser und 16.550 kg/h MgCl2, über ein Verteilersystem, z.B. Sprühdüsen,
möglichst homogen über den gesamten Cuerschnitt der Sprühkolonne verteilt und in
dieser Kolonne mit Hilfe einer Umwälzpumpe rezirkuliert. Die dabei erhaltene konzentrierte
llgOl2-Lösung der Zusammensetzung 51.982 kg/h Wasser und 16.550 kg/h MgCl2 wird
mit einer Temperatur von 1100 a aus der Umwälzleitung-abbezogen. Aus der Sprühkolonne
wird ferner als Abgas eine Mischung von 4094 kg/h C02, 21.250 kg/h N2, 543 kg/h
°2 und 17.638 kg/h Wasserdampf
mit einer Temperatur von 1100 C
abgeführt.
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Es wird demnach bei diesem Verfahren aus einer Lösung mit einem Gehalt
von 266 g/l MgCl2 eine konzentriertere Lösung mit einem Gehalt von 295 g/l MgCl2
gewonnen..
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Beispiel 2': Aus einem Kalzinierofen, in dem Magnesiumhydroxyd kalziniert
wird, wird über einen Elektrofilter mit einem Ventilator das Abgas einer Zusammensetzung
von 4094 kg GO2, 21.250 kg N2, 543 kg 02 und 11.567 kg Wasserdampf abgezogen und
mit einer emperatur von 3500 C in eine säure fest und wärmefest ausgekleide-te Sprühkolonne
eingeführt. In diese Sprühkolonne wird ferner über Sprühdüsen homogen verteilt eine
Lösung von Magnesiumchlorid, die z.B. durch Lösen von Rohmagnesit in 20 %iger Salzsäure
gewonnen wurde, bestehend aus 57.953 kg Wasser, 16.550 kg MgOl2 und 827,5 kg CaCl2,
eingebracht und in der Kolonne mit Hilfe einer Umwälzpumpe im Kreislauf geführt.
Dabei wird eine konzentrierte Lösung, bestehend aus 52.973 kg Wasser, 16.550 kg
MgOl2 und 827,5 kg CaCl2, erhalten und mit einer Temperatur von 1100 a aus der Umwälzleitung
abgezogen. Als Abgas wird aus der Srrühkolonne eine Mischung von 4094 kg C02, 21.250
N2, 543 kg 02 und 16.547 kg Wasserdampf mit einer Temperatur von 1100 G abgeführt.