NO164831B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANNUAL MAGNESIUM CHLORIDE SUITABLE FOR MAGNESIUM PREPARATION. - Google Patents
PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANNUAL MAGNESIUM CHLORIDE SUITABLE FOR MAGNESIUM PREPARATION. Download PDFInfo
- Publication number
- NO164831B NO164831B NO833787A NO833787A NO164831B NO 164831 B NO164831 B NO 164831B NO 833787 A NO833787 A NO 833787A NO 833787 A NO833787 A NO 833787A NO 164831 B NO164831 B NO 164831B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- magnesium chloride
- briquettes
- magnesium
- weight
- mixture
- Prior art date
Links
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims description 93
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 13
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 title claims description 13
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 title claims description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 16
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 10
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 5
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 5
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001514 alkali metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001617 alkaline earth metal chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av vannfritt magnesiumklorid egnet til bruk som tilførselsmateriale for elektrolyseceller for fremstilling av metallisk magnesium ved smelteelektrolyse. The present invention relates to a method for the production of anhydrous magnesium chloride suitable for use as feed material for electrolysis cells for the production of metallic magnesium by melt electrolysis.
Elektrolytisk fremstilling av metallisk magnesium omfatter konvensjonelt smeltebadelektrolyse av magnesiumklorid i blanding med alkali- og jordalkali-klorider ved en temperatur på ca. 700°C. Under elektrolysens forløp spaltes magnesiumklorid, og innholdet derav i elektrolysebadet synker. For å opprettholde konsentrasjonen av magnesiumklorid ved det ønskede nivå må man med tidsmellomrom tilsette celle-utgangsmateriale. Dette ut— gangsmateriale omfatter overveiende dehydratisert magnesiumklorid som kan inneholde små mengder av alkalimetallklorider og/eller jordalkalimetallklorider som forurensninger. De celler som anvendes for elektrolyse, er hensiktsmessig Dow-elektrolyseceller inneholdende et konsentrisk arrangement av grafittanoder og katoder. Electrolytic production of metallic magnesium conventionally comprises molten bath electrolysis of magnesium chloride in a mixture with alkali and alkaline earth chlorides at a temperature of approx. 700°C. During the course of the electrolysis, magnesium chloride is split, and its content in the electrolysis bath decreases. In order to maintain the concentration of magnesium chloride at the desired level, cell starting material must be added at intervals. This starting material mainly comprises dehydrated magnesium chloride which may contain small amounts of alkali metal chlorides and/or alkaline earth metal chlorides as impurities. The cells used for electrolysis are suitably Dow electrolysis cells containing a concentric arrangement of graphite anodes and cathodes.
For oppnåelse av effektiv elektrolyse og fremstilling av metallisk magnesium er det vesentlig at det magnesiumklorid som utgjør utgangsmaterialet, er så fritt for vann som mulig, og at innholdet av magnesiumoksyd som en mulig forurensning i celle-utgangsmaterialet, er lavt, fortrinnsvis under 2 vekt%. Magne-siumkloridet fremstilles ved behandling av sjøvann, som inneholder en betydelig mengde magnesium, med kalk. Det magnesiumhydroksyd som derved utfelles, fraskilles ved filtrering, opp-slemmes i vann og behandles med saltsyre, hvorved magnesium-hydroksydet omdannes til magnesiumklorid. In order to achieve efficient electrolysis and the production of metallic magnesium, it is essential that the magnesium chloride that constitutes the starting material is as free from water as possible, and that the content of magnesium oxide as a possible contaminant in the cell starting material is low, preferably below 2% by weight . Magnesium chloride is produced by treating seawater, which contains a significant amount of magnesium, with lime. The magnesium hydroxide which thereby precipitates is separated by filtration, slurried in water and treated with hydrochloric acid, whereby the magnesium hydroxide is converted into magnesium chloride.
For å tilveiebringe et celle-utgangsmateriale som har et To provide a cell starting material having a
redusert vanninnhold, er det kjent å dehydratisere magnesiumklorid til et delvis dehydratisert utgangsmateriale som har en sammensetning tilsvarende MgCl2'l-l,5 H20. Dette utføres i henhold til den velkjente Dow Chemical-prosess, som omfatter enten sprøytetørking av magnesiumkloridoppløsninger eller en trinnvis reduced water content, it is known to dehydrate magnesium chloride to a partially dehydrated starting material which has a composition corresponding to MgCl2.1-1.5 H20. This is carried out according to the well-known Dow Chemical process, which includes either spray drying of magnesium chloride solutions or a stepwise
inndampning i konvensjonelle inndampere av1 slike oppløsninger, fulgt av sprøytetørking. De siste spor av vann som er tilbake i det sprøytetørkede produkt, fjernes i elektrolysecellen. evaporation in conventional evaporators of such solutions, followed by spray drying. The last traces of water remaining in the spray-dried product are removed in the electrolysis cell.
Denne prosess lider imidlertid av den ulempe at anvendelsen av det delvis dehydratiserte magnesiumklorid..direkte i elektrolysecellen reduserer strømutbyttet ved elektrolysen til ca. 65-70%. Anvendelsen av det delvis dehydratiserte produkt resulterer enn videre i et forhøyet forbruk av grafittanodéne i cellen. However, this process suffers from the disadvantage that the use of the partially dehydrated magnesium chloride...directly in the electrolysis cell reduces the current yield during the electrolysis to approx. 65-70%. The use of the partially dehydrated product further results in an increased consumption of the graphite anodes in the cell.
Som et alternativ til delvis dehydratisert magnesiumklorid er det blitt foreslått at celle-utgangsmaterialet til bruk ved fremstillingen av metallisk magnesium kan være fullstendig vannfritt magnesiumklorid fremstilt ved klorering av magnesiumoksyd i blanding med karbon ved en temperatur på cas 700°C. Det magnesiumoksyd som er påkrevet for kloreringsreaksjonen, kan fremstilles ut fra naturlige malmer så som magnesitt eller ved kalsi-nering av magnesiumhydroksyd utfelt fra en magnesiumkloridopp-løsning ved tilsetning av alkali. Fremstillingen av fullstendig vannfritt magnesiumklorid på denne måte ble ført an av Magnesium Electron Ltd., Storbritannia, og ble senere også anvendt av Norsk Hydro i Norge. As an alternative to partially dehydrated magnesium chloride, it has been proposed that the cell starting material for use in the production of metallic magnesium can be completely anhydrous magnesium chloride produced by chlorination of magnesium oxide in mixture with carbon at a temperature of ca 700°C. The magnesium oxide required for the chlorination reaction can be produced from natural ores such as magnesite or by calcining magnesium hydroxide precipitated from a magnesium chloride solution by the addition of alkali. The production of completely anhydrous magnesium chloride in this way was pioneered by Magnesium Electron Ltd., Great Britain, and was later also used by Norsk Hydro in Norway.
Uheldigvis er kloreringen av magnesiumoksyd blandet med karbon for fremstilling av vannfritt magnesiumklorid ikke egnet for direkte tillempning i de tilfeller hvor råmaterialet for magnesiumproduksjon er en magnesiumklorid-kilde så som sjøvann eller andre naturlig forekommende saltoppløsninger. Unfortunately, the chlorination of magnesium oxide mixed with carbon to produce anhydrous magnesium chloride is not suitable for direct application in cases where the raw material for magnesium production is a magnesium chloride source such as seawater or other naturally occurring salt solutions.
Et ytterligere alternativ for fremstilling av et fullstendig vannfritt magnesiumklorid til bruk som celle-utgangsmateriale er den såkalte totrinns dehydratiseringsprpsess. I henhold til denne prosess blir en magnesiumkloridoppløsning underkastet en innledende awanning i en sprøytetørker eller et prilletårn, hvorved det oppnås et delvis dehydratisert magnesiumklorid inneholdende to molekyler vann. Deretter fjernes vanninnholdet fullstendig i et andre trinn, hvilket omfatter et av de følgende alternativer: A further alternative for the preparation of a completely anhydrous magnesium chloride for use as cell starting material is the so-called two-stage dehydration process. According to this process, a magnesium chloride solution is subjected to an initial dewatering in a spray dryer or a prilling tower, whereby a partially dehydrated magnesium chloride containing two molecules of water is obtained. The water content is then completely removed in a second step, which includes one of the following options:
(a) I henhold til britisk patent 1 329 718 og 1 330 012 og tysk patent 2 052 4 70 og 2 053 18 9, alle i navnet Norsk Hydro, blir det delvis dehydratiserte magnesiumklorid med de 4-6 molekyler vanninnhold underkastet tørking i en strøm av luft og hydrogenklorid-gass. (b) I henhold til US-patent 3 953 574 (NL Industries) smeltes det med karbon blandede, delvis dehydratiserte magnesiumklorid ved en temperatur på fra 600 til 700°C, og klorgass bobles gjennom smeiten. (a) According to British Patent 1 329 718 and 1 330 012 and German Patent 2 052 4 70 and 2 053 18 9, all in the name of Norsk Hydro, the partially dehydrated magnesium chloride with the 4-6 molecules of water content is subjected to drying in a stream of air and hydrogen chloride gas. (b) According to US Patent 3,953,574 (NL Industries), carbon-mixed, partially dehydrated magnesium chloride is melted at a temperature of from 600 to 700°C, and chlorine gas is bubbled through the melt.
(c) I henhold til japansk patent 172 079 og 73 08 686 (UBE Industries Ltd.) blir det delvis dehydratiserte MgCl2*5-6 H20 blandet med karbon og et eller flere stoffer så som ammoniumklorid, jern (III) -klorid, jernoksyd og lignende og underkastet oppvarmning ved temperaturer på fra 300 til 1050°C. (c) According to Japanese Patent 172 079 and 73 08 686 (UBE Industries Ltd.), the partially dehydrated MgCl2*5-6 H20 is mixed with carbon and one or more substances such as ammonium chloride, iron (III) chloride, iron oxide and the like and subjected to heating at temperatures of from 300 to 1050°C.
Samtlige alternativer for det andre trinn i denne totrinns dehydratiseringsprosess lider imidlertid av ulemper. Anvendelsen av hydrogenklorid-gass i alternativ (a) medfører anvendelse av spesielle materialer på grunn av den korrosive virkning av HCl-damp. Regenereringen "av gassformig hydrogenklorid til vann-fri form for resirkuleringsformål er dessuten en meget kostbar prosess, særlig på grunn av det spesielle utstyr som er påkrevet for å motvirke HCl-gassens korrosive virkning. However, all options for the second stage of this two-stage dehydration process suffer from disadvantages. The use of hydrogen chloride gas in alternative (a) entails the use of special materials due to the corrosive effect of HCl vapour. The regeneration of gaseous hydrogen chloride to anhydrous form for recycling purposes is also a very expensive process, particularly because of the special equipment required to counteract the corrosive effects of the HCl gas.
Alternativ (b) som involverer bobling av klor gjennom det smeltede bad av delvis dehydratisert magnesiumklorid, er en høytemperatur-operasjon som nødvendiggjør anvendelse av ytterligere energi for å holde badet smeltet. Også det å kunne boble klor gjennom badet på en ensartet måte, og å holde karbonet jevnt fordelt i smeiten, frembyr ytterligere teknologiske problemer som må løses. Option (b), which involves bubbling chlorine through the molten bath of partially dehydrated magnesium chloride, is a high-temperature operation that necessitates the application of additional energy to keep the bath molten. Also, being able to bubble chlorine through the bath in a uniform manner, and keeping the carbon evenly distributed in the smelting, presents further technological problems that must be solved.
Det tredje alternativ (c) involverer bruk av ytterligere materiale og kjemikalier, så som ammoniumklorid, jern(III)-klo-rid, jernoksyd osv., hvilket bortsett fra økende utgifter også virker til å innføre ytterligere forurensninger i celle-utgangsmaterialet. Dette medfører i sin tur anvendelse av ytterligere trinn for å fjerne eller i det minste motvirke virkningene av slike forurensninger. The third alternative (c) involves the use of additional material and chemicals, such as ammonium chloride, iron (III) chloride, iron oxide, etc., which apart from increasing expenses also acts to introduce additional contaminants into the cell starting material. This in turn entails the application of additional steps to remove or at least counteract the effects of such contaminants.
Det primære formål med oppfinnelsen ligger i en fremgangsmåte til fremstilling av et forbedret magnesiumklorid-utgangsmateriale for elektrolyseceller egnet for fremstilling av metallisk magnesium, ved hvilken ulempene ved de tidligere proses-ser overvinnes. The primary object of the invention lies in a method for the production of an improved magnesium chloride starting material for electrolysis cells suitable for the production of metallic magnesium, by which the disadvantages of the previous processes are overcome.
Et mer spesielt formål består i tilveiebringelse av en ukomplisert fremgangsmåte til ved relativt lav temperatur å omdanne delvis dehydratisert magnesiumklorid til et hovedsakelig vannfritt produkt som oppviser et minimum av magnesiumoksyd-forurensning. A more particular object consists in providing an uncomplicated method for converting, at a relatively low temperature, partially dehydrated magnesium chloride into a substantially anhydrous product exhibiting a minimum of magnesium oxide contamination.
Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte til fremstilling av hovedsakelig vannfritt magnesiumklorid som ikke medfører anvendelse::av kostbart utstyr som motstår virkningen av den sterkt korrosive saltsyregass. A further object of the present invention is a method for producing essentially anhydrous magnesium chloride which does not involve the use of expensive equipment which resists the action of the highly corrosive hydrochloric acid gas.
Et ytterligere formål er å tilveiebringe:hovedsakelig vannfritt magnesiumklorid som kan anvendes, direkte som et celle-utgangsmateriale i en elektrolysecelle for fremstilling av metallisk magnesium, uten at cellens strømutbytte synker under 80 % og uten å bevirke forbruk av cellens grafittelektroder. A further object is to provide: mainly anhydrous magnesium chloride which can be used directly as a cell starting material in an electrolytic cell for the production of metallic magnesium, without the current yield of the cell falling below 80% and without causing consumption of the cell's graphite electrodes.
Den foreliggende oppfinnelse har sitt"grunnlag i at søkerens eksperimentelle arbeider har vist at.delvis dehydratisert magnesiumklorid når det blandes med karbon og kompakteres til briketter, kan gjøres fullstendig vannfritt ved relativt lav temperatur, med samtidig klorering av restoksyder, slik at det oppnås et vannfritt produkt med særdeles lavt magnesiumoksydinnhold. The present invention is based on the fact that the applicant's experimental work has shown that partially dehydrated magnesium chloride, when mixed with carbon and compacted into briquettes, can be made completely anhydrous at a relatively low temperature, with simultaneous chlorination of residual oxides, so that an anhydrous product with an extremely low magnesium oxide content.
Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte tilj fremstilling av vannfritt magnesiumklorid egnet for anvendelse som celle-utgangsmateriale for elektrolyseceller for fremstilling av metallisk magnesium, hvor man behandler en renset magnesium-kloridoppløsning for å oppnå et delvis dehydratisert pulverisert produkt omfattende magnesiumklorid inneholdende 0,5-1,5 molekyler vann pr. molekyl MgCl2 og 4-10 vekt% magnesiumoksyd, karakterisert ved at man blander det således erholdte pulver med 2-10 vekt% pulverisert karbon, kompakterer den dannede blanding til briketter og oppvarmer brikettene i en strøm av klorgass eller klor/luftblanding ved en temperatur på fra 200°C til 350°C for å oppnå et produkt som hovedsakelig fullstendig består av vannfritt magnesiumklorid med bare en minimal mengde av magnesiumoksyd. The invention relates to a method for the production of anhydrous magnesium chloride suitable for use as cell starting material for electrolytic cells for the production of metallic magnesium, where a purified magnesium chloride solution is treated to obtain a partially dehydrated powdered product comprising magnesium chloride containing 0.5-1.5 molecules of water per molecule MgCl2 and 4-10% by weight of magnesium oxide, characterized by mixing the thus obtained powder with 2-10% by weight of powdered carbon, compacting the resulting mixture into briquettes and heating the briquettes in a stream of chlorine gas or chlorine/air mixture at a temperature of from 200°C to 350°C to obtain a product consisting essentially entirely of anhydrous magnesium chloride with only a minimal amount of magnesium oxide.
Den rensede magnesiumkloridoppløsning, som hensiktsmessig erholdes fra sjøvannssaltrester., kan behandles for omdannelse til det delvis dehydratiserte pulveriserte produkt på hvilken som helst kjent måte, eksempelvis ved anvendelse av en konven-sjonell sprøytetørker. The purified magnesium chloride solution, which is conveniently obtained from seawater salt residues, can be treated for conversion to the partially dehydrated powdered product in any known manner, for example using a conventional spray dryer.
Det delvis dehydratiserte. pulveriserte produkt som oppnås ved den første behandling, omfatter fortrinnsvis 75-78 % magnesiumklorid, 4-10 % magnesiumoksyd, 5-6 % alkalimetall-eller jordalkalimetall-klorider og fra 12 til'15 % vann. It partially dehydrated. powdered product obtained in the first treatment preferably comprises 75-78% magnesium chloride, 4-10% magnesium oxide, 5-6% alkali metal or alkaline earth metal chlorides and from 12 to 15% water.
Man foretrekker for fremstillingen av brikettene å blande det delvis dehydratiserte pulver med 5-10 vekt% pulverisert karbon og å kompaktere det under et trykk på 140-260 kg/cm<2> for å tilveiebringe briketter med en tilsynelatende densitet på fra 0,60 til 1,30 g/cm<3> og en størrelse på fra 1,50 til 5,00 cm. It is preferred for the production of the briquettes to mix the partially dehydrated powder with 5-10% by weight of powdered carbon and to compact it under a pressure of 140-260 kg/cm<2> to provide briquettes with an apparent density of from 0.60 to 1.30 g/cm<3> and a size of from 1.50 to 5.00 cm.
Et spesielt foretrukket trykk for dette formål er 140-200 kg/cm 2. For den påfølgende oppvarmning og omdannelse av brikettene til vannfritt magnesiumklorid er det blitt funnet at en brikett-størrelse på fra 2 til 4 cm er særlig effektiv. A particularly preferred pressure for this purpose is 140-200 kg/cm 2 . For the subsequent heating and conversion of the briquettes into anhydrous magnesium chloride, it has been found that a briquette size of from 2 to 4 cm is particularly effective.
Den foretrukne temperatur for oppvarmning av brikettene for omdannelse av disse til vannfritt magnesiumklorid er fra 250°C til 300°C, og denne oppvarmning utføres i alminnelighet over et tidsrom på fra 2 til 4 timer, mer spesielt fra 3,5 til 4 timer. Oppvarmningen kan hensiktsmessig utføres ved at man leder klorgassen eller blandingen av klor og luft gjennom et vertikalt tårn pakket med nevnte briketter. Av økonomiske grunner kan strømmen av klor eller av klor og luft erholdes som et biprodukt i form av anodegass fra selve elektrolysecellen under fremstillingen av metallisk magnesium. The preferred temperature for heating the briquettes to convert them into anhydrous magnesium chloride is from 250°C to 300°C, and this heating is generally carried out over a period of from 2 to 4 hours, more particularly from 3.5 to 4 hours. The heating can conveniently be carried out by directing the chlorine gas or the mixture of chlorine and air through a vertical tower packed with the aforementioned briquettes. For economic reasons, the flow of chlorine or of chlorine and air can be obtained as a by-product in the form of anode gas from the electrolysis cell itself during the production of metallic magnesium.
Det vannfrie magnesiumklorid som fremstilles ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, har et magnesiumkloridinnhold over 90 vekt% og et magnesiumoksydinnhold på ikke over 2 vekt%. Når den opprinnelige magnesiumkloridoppløsning erholdes fra sjøvann eller naturlig forekommende saltkonsentrater, har det en- The anhydrous magnesium chloride produced by the method according to the invention has a magnesium chloride content of over 90% by weight and a magnesium oxide content of no more than 2% by weight. When the original magnesium chloride solution is obtained from seawater or naturally occurring salt concentrates, it has
delige vannfrie produkt et magnesiumkloridinnhold på fra 90 divisible anhydrous product with a magnesium chloride content of from 90
til 92 vekt%, et magnesiumoksydinnhold på fra 1 til 2 vekt%, to 92% by weight, a magnesium oxide content of from 1 to 2% by weight,
et alkali- eller jordalkali-innhold på fra 4 til 6 vekt% og et innhold av uoppløselig karbon på fra 0,8 til 2 vekt%. an alkali or alkaline earth content of from 4 to 6% by weight and an insoluble carbon content of from 0.8 to 2% by weight.
Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert ved hjelp av The invention shall be described in more detail by means of
de følgende eksempler. the following examples.
EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1
Renset magnesiumkloridoppløsning, fremstilt fra sjøsalt-rester, inneholdende 350 g/l magnesiumklorid og 20 g/l natriumklorid og kaliumklorid, , ble sprøytetørket, hvorved det erholdtes et delvis dehydratisert magnesiumkloridprodukt inneholdende 76,65 % magnesiumklorid, 5,09 % magnesiumoksyd og 6,236 % natrium- og kaliumklorid. Dette sprøytetørkede produkt blandet med 10 % karbon ble brikettert under 146 kg/cm trykk, hvilket gav en brikett med en tilsynelatende densitet på Purified magnesium chloride solution, prepared from sea salt residues, containing 350 g/l magnesium chloride and 20 g/l sodium chloride and potassium chloride, was spray-dried, whereby a partially dehydrated magnesium chloride product was obtained containing 76.65% magnesium chloride, 5.09% magnesium oxide and 6.236% sodium and potassium chloride. This spray-dried product mixed with 10% carbon was briquetted under 146 kg/cm pressure, yielding a briquette with an apparent density of
0,7 g/cm 3. Brikettproduktet ble oppvarmet i en rørformet sili-siumdioksyd-ovn til en temperatur på 300°C i kloratmosfære i 3,5 timer. Sluttproduktet hadde den følgende sammensetning: 0.7 g/cm 3. The briquette product was heated in a tubular silicon dioxide furnace to a temperature of 300°C in a chlorine atmosphere for 3.5 hours. The final product had the following composition:
EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2
Renset magnesiumkloridoppløsning, fremstilt fra sjøsalt-rester, inneholdende 350 g/l MgCl2 og 20 g/l natriumklorid og kaliumklorid, ble sprøytetørket, hvorved det erholdtes et delvis dehydratisert magnesiumkloridprodukt inneholdende 77,41 % magnesiumklorid, 9,83 % magnesiumoksyd og 6,12 % natrium- og kaliumklorid. Dette sprøytetørkede produkt blandet med 9 % karbon ble brikettert under 200 kg/cm otrykk, hvorved det erholdtes en brikett med tilsynelatende densitet på 1 g/cm<3>. Brikettproduktet ble oppvarmet i en rørformet silisiumdioksyd-ovn i en kloratmosfære til en temperatur på 300°C i 4 timer. Sluttproduktet hadde den følgende sammensetning: Purified magnesium chloride solution, prepared from sea salt residues, containing 350 g/l MgCl2 and 20 g/l sodium chloride and potassium chloride, was spray-dried, thereby obtaining a partially dehydrated magnesium chloride product containing 77.41% magnesium chloride, 9.83% magnesium oxide and 6.12 % sodium and potassium chloride. This spray-dried product mixed with 9% carbon was briquetted under 200 kg/cm of pressure, whereby a briquette with an apparent density of 1 g/cm<3> was obtained. The briquette product was heated in a tubular silica furnace in a chlorine atmosphere to a temperature of 300°C for 4 hours. The final product had the following composition:
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse oppviser de følgende fremtredende trekk og fordeler: (i) Dehydratiseringen i det andre trinn for oppnåelse av fullstendig vannfritt magnesiumklorid fra MgCl2«0,5-1,5 H20 utføres ved en relativt lav temperatur, slik at smelteovner ikke er påkrevet, (ii) Dehydratiseringsoperasjonen kjennetegnes ved enkelhet, The method according to the present invention exhibits the following salient features and advantages: (i) The dehydration in the second step to obtain completely anhydrous magnesium chloride from MgCl2«0.5-1.5 H20 is carried out at a relatively low temperature, so that melting furnaces are not required , (ii) The dehydration operation is characterized by simplicity,
idet det er unødvendig å anvende spesielt utstyr for as it is unnecessary to use special equipment for
behandling av saltsyregass. treatment of hydrochloric acid gas.
(iii) Det anvendes ikke noe fremmedmateriale som kan innføre nye forurensninger i celle-utgangsmaterialet. (iv) Den varme klorgass fra elektrolysecellen kan direkte tilføres et pakket tårn, i hvilket dehydratiseringen i nevnte andre trinn kan utføres, (v) Fremgangsmåten kan utføres med magnesiumkloridoppløs-ninger fremstilt ut fra sjøvann eller naturlig forekommende saltkonsentrater. (iv) I betraktning av det faktum at det produkt som erholdes ved den foreliggende fremgangsmåte, ikke inneholder vann, er det mulig å oppnå høyt strømutbytte av stør-relsesorden 80-90 % under elektrolysen, med betydelig reduksjon i forbruket av grafittanoder. (iii) No foreign material is used that could introduce new contaminants into the cell starting material. (iv) The hot chlorine gas from the electrolysis cell can be directly supplied to a packed tower, in which the dehydration in the aforementioned second step can be carried out, (v) The process can be carried out with magnesium chloride solutions prepared from seawater or naturally occurring salt concentrates. (iv) Considering the fact that the product obtained by the present method does not contain water, it is possible to achieve a high current yield of the order of magnitude 80-90% during the electrolysis, with a significant reduction in the consumption of graphite anodes.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO833787A NO164831C (en) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANNUAL MAGNESIUM CHLORIDE SUITABLE FOR MAGNESIUM PREPARATION. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO833787A NO164831C (en) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANNUAL MAGNESIUM CHLORIDE SUITABLE FOR MAGNESIUM PREPARATION. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO833787L NO833787L (en) | 1985-04-19 |
| NO164831B true NO164831B (en) | 1990-08-13 |
| NO164831C NO164831C (en) | 1990-11-21 |
Family
ID=19887297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO833787A NO164831C (en) | 1983-10-18 | 1983-10-18 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANNUAL MAGNESIUM CHLORIDE SUITABLE FOR MAGNESIUM PREPARATION. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO164831C (en) |
-
1983
- 1983-10-18 NO NO833787A patent/NO164831C/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO164831C (en) | 1990-11-21 |
| NO833787L (en) | 1985-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100243468A1 (en) | Method for preparing metallic titanium by electrolyzing molten salt with titanium circulation | |
| CN113249578B (en) | Recycling treatment method of fluorine-containing waste generated by aluminum electrolysis and aluminum fluoride product | |
| NO874820L (en) | MANUFACTURE OF MG METAL. | |
| US4264569A (en) | Production of anhydrous aluminium chloride | |
| CN107128927A (en) | A kind of fine coal lime balls chlorination electrolytic preparation metallic aluminium and the method for comprehensive utilization | |
| US6676824B2 (en) | Process for purification of molten salt electrolytes | |
| CN107128957A (en) | A kind of fine coal lime balls chlorination electrolytic preparation aluminum oxide and the method for comprehensive utilization | |
| EP3918113B1 (en) | A process for production of aluminium | |
| JP2786540B2 (en) | Preparation of anhydrous magnesium chloride-containing melt from hydrated magnesium chloride and production of magnesium metal | |
| CN110437169B (en) | Preparation method of sodium dichloroisocyanurate | |
| JPS6191335A (en) | Method for recovering platinum group metal | |
| US3953574A (en) | Process for purifying molten magnesium chloride | |
| US4563339A (en) | Process for the preparation of magnesium chloride for use as an electrolyte in electrolytic production of magnesium metal | |
| US1955326A (en) | Process for the manufacture of chromates and dichromates | |
| NO164831B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ANNUAL MAGNESIUM CHLORIDE SUITABLE FOR MAGNESIUM PREPARATION. | |
| RU2095481C1 (en) | Method of producing magnesium from sulfate-containing raw material | |
| US1801661A (en) | Making magnesium chloride from chlorine and a magnesium base | |
| US2857242A (en) | Method for the preparation of titanium tetrachloride | |
| RU2118406C1 (en) | Method of manufacturing magnesium from oxide-chloride stock | |
| US3823078A (en) | Production of fluidized alumina reduction cell feed | |
| SU353992A1 (en) | METHOD OF PROCESSING IRON-TITANIUM CONCENTRATES | |
| US2315830A (en) | Production of alkali metals and their amides | |
| US3533924A (en) | Method of producing aluminum fluoride | |
| JPS6236964B2 (en) | ||
| RU2175998C1 (en) | Method of preparing magnesium chloride raw materials for electrolysis |