PL28720B1 - Sposób wytwarzania czystych zwiazków magnezowych, zwlaszcza chlorku magnezu. - Google Patents

Description

Magnezyt lub dolomit .próbowano oczy¬ szczac róznymi sposobami w celu otrzy¬ mywania czystych zwiazków magnezu.Próbowano np. oczyszczac je przez rozpu¬ szczanie surowego albo palonego magne¬ zytu w wodzie w obecnosci dwutlenku we¬ gla pod cisnieniem. Przy tym tylko we¬ glan magnezu przechodzi do roztworu, ja¬ ko kwasny weglan, natomiast zanieczysz¬ czenia pozostaja nierozpuszczone. Sposób ten jednakze nie jest latwy do wykona,nia, poniewaz rozpuszczalnosc kwasnego we¬ glanu magnezu jest mala.Rozpuszczanie surowego kamienia mo¬ ze sie tez odbywac w znany sposób w roz¬ cienczonym kwasie solnym. # Przy tym oprócz magnezu do roztworu przechodzi równiez wapn, mangan, zelazo i glin. W osadzie pozostaja krzemionka i krzemia¬ ny.Zanieczyszczenia z wyjatkiem wapnia mozna stracic z roztworu za pomoca pa¬ lonego magnezytu, sztucznie wytworzone¬ go tlenku magnezu albo materialów od¬ padkowych zawierajacych ten zwiazek. W celu stracenia zelaza i manganu trzeba je ') Wlascicielka patentu oswiadczyla, ze wynalazcami sa: Robert Muller i Eduard Krebs.najpierw przeprowadzic w wyzsze stopnie utlenienia.Utlenienie tlenem powietrza zachodzi niecalkowicie i dlatego trzeba w tym ce¬ lu stosowac odpowiednie srodki utleniaja¬ ce (kwas azotowy, chlor).Poniewaz w reakcji: MgCO^ + 2HCI = MgCl2 + H20 + C02 powstaje woda, a oprócz tego uzyty roz¬ cienczony kwas solny zawiera równiez okolo 70°/o wody, wiec otrzymywany roz¬ twór MgCl2 jest co najwyzej 20%HWy i do dalszego jego zuzytkowania trzeba go stezac.Zina,ne jest równiez dzialanie gazowym chlorowodorem na uwodniony weglan ma¬ gnezu.Wedlug wynalazku do rozpuszczania surowego kamienia stosuje sie gazowy chlorowodór, do którego dodaje sie okreslo¬ na ilosc pary wodnej. Temperatura mie¬ szaniny gazowej wynosi 100 — 500°C.Gazowy chlorowodór mozna otrzymywac w palniku kwarcowym przez bezposrednia synteze z chloru i wodoru, albo tez w pie¬ cu koksowym, do którego oprowadza sie pare wodna i chlor, co daje jeszcze te ko¬ rzysc, iz gazowy chlorowodór dzieki cieplu spalania jest ogrzany do temperatury 100 — 500°C potrzebnej nastepnie do re¬ akcji.Korzystnie jest prowadzic reakcje w wiezy z odpowiedniego odpornego mate¬ rialu napelnionej surowymi kamieniami, przy czym do dolnej cwierci wiezy wdmu¬ chuje sie gazowy chlorowodór i pare wod¬ na. Dolna czesc mieszaniny reakcyjnej o- grzewa sie do 150 — 200°C i w tej tem¬ peraturze reakcja surowego kjamienia z kwasem solnym zachodzi bardzo szybko.Wiezy nadaje sie taka wysokosc, zeby wszy¬ stek chlorowodór oplywajacy surowe ka¬ mienie byl pochlaniany i zeby ewentualnie u góry uchodzilo zaledwie nieco pary wod¬ nej. Z dolnego konca wiezy, gdzie znajdu¬ je sie jeszcze skrzynia, w której roztwór jeszcze przez pewien czas pozostaje w ze¬ tknieciu z surowcem w celu zwiazania resztek kwasu solnego, surowy roztwór splywa bez przerwy* Roztwór ten mozna oddzielic od skladników nierozpuszczal¬ nych za pomoca osadników lub filtrów.Aby uzyskac zobojetnienie roztworu kwa¬ su z jednej strony oraz calkowicie wyzy¬ skac gazy zawierajace kwas i przeplywa¬ jace przez wieze, mozna zastosowac takie krazenie roztworu, iz czesc roztworu wy¬ plywajacego u dolu doprowadza sie z po¬ wrotem za pomoca pompy do górnej cze¬ sci wiezy; zraszanie tym roztworem z jed¬ nej strony sprzyja reakcji resztek HCl z surowymi kamieniami, a z drugiej stro¬ ny sam ten roztwór dzieki temperaturze panujacej w wiezy i wynoszacej powyzej 100°C ulega dalszemu stezaniu.Równiez i chlodzenie gazów pochodza¬ cych z pieców do prazenia i ^prowadza¬ nych do wiezy i mogacych miec zbyt wy¬ soka temperature mozna uskuteczniac za pomoca roztworu ewentualnie z dodatkiem wody. W tym celu surowy roztwór, ucho¬ dzacy u dolu z wiezy, doprowadza sie do niej z powrotem od góry za pomoca pomp; podczas opadania w postaci deszczu ule¬ ga on dalszemu stezaniu pod wplywem ogrzewania przez doplywajace gorace ga¬ zy.Zabieg rozpuszczania, zwlaszcza pod¬ czas puszczania w ruch wiezy rozpuszcza¬ jacej, mozna, wykonywac równiez za pomo¬ ca chlorowodoru gazowego oraz, rozcien¬ czonego kwasu, doprowadzanego od góry.Przez odpowiednie uregulowanie sto¬ sunków ilosciowych doprowadzanego kwa¬ su i wody,, jak równiez temperatury, moz¬ na dowolnie regulowac w szerokich grani¬ cach stezenie surowego roztworu. Stezenie to -mozna podniesc az do krystalizacji roz- — 2 —tworu i wtedy trzeba stosowac wyzsze temperatury, aby otrzymywac roztwór w postaci cieklej. W celu przeprowadzenia zelaza i manganu w ich wyzsze stopnie utlenienia mozna tak nastawic palniK chlorowodorowy, zeby do komory reakcyj¬ nej dostawal sie dostateczny nadmiar chlo- ru. Dzieki temu osiaga sie calkowite utle¬ nienie wspomnianych zanieczyszczen.Chlorowodór mozna równiez otrzymy¬ wac podczas opisanego ponizej procesu prazenia i odprowadzac go do wiezy z po¬ wrotem w ciaglym obiegu kolowym.Zamiast kwasu solnego mozna równiez stosowac do rozpuszczania kwas azotowy, który ma te zalete, iz sam dziala jako energiczny srodek utleniajacy, dzieki cze¬ mu zbyteczne jest dodawanie chloru.Otrzymany sklarowany stezony roz¬ twór mozna oczyszczac dwoma sposo¬ bami. 1) Przy dodawaniu tlenku magnezu az do osiagniecia odczynu zasadowego, jak wspomniano powyzej, wszystkie zanieczy¬ szczenia wraz z wapniem wypadaja w po¬ staci wodorotlenków, które sie odsacza. 2) Przy ochladzaniu stezonego roztwo¬ ru wykrystalizowujeilf^C^ .6H20 wzgle¬ dnie azotan, w postaci czystej, podczas gdy zanieczyszczenia wraz z wapniem po¬ zostaja w lugu macierzystym. Masa kry¬ staliczna zostaje na saczku uwolniona od lugu macierzystego, przemyta mala iloscia nasyconego roztworu MgCl2 albo tez zimna woda, a nastepnie np. przez ogrzewanie przegrzana para wodna przeprowadza sie ja w MgO, przy czym chlorowodór odzy¬ skuje sie w postaci gazowej i odprowadza z powrotem do wiezy rozpuszczania.Przez ochladzanie roztworu nasycone¬ go na goraco wywoluje sie krystalizacje MgCl2. 6H20, wzglednie odpowiedniego azotanu. Rozpuszczone zanieczyszczenia wraz z CaCl2 pozostaja dopóty w lugu ma¬ cierzystym, dopóki nie zostanie osiagniete stezenie, odpowiadajace ich stanowi nasy¬ cenia. Otrzymane krysztaly odsysa, sie al¬ bo odwirowuje; w celu calkowitego uwol¬ nienia od. resztek lugu macierzystego prze¬ mywa sie krysztaly malymi ilosciami na¬ syconego na zimno roztworu MgCl2 albo mozliwie zimnej wody, po czym natych¬ miast uwalnia od roztworu.Oczyszczanie przez krystalizacje moz¬ na znacznie uproscic i ulepszyc stracajac uprzednio zanieczyszczenia (z wyjatkiem wapnia) palonym magnezytem.Do stracenia trzeba zastosowac na kaz¬ dy litr nasyconego na goraco surowego roztworu okolo 50 — 60 g palonego ka¬ mienia. Zawarty w nim MgO nie zostaje stracony, lecz zwieksza ilosc wytworzonej soli magnezowej, pr^y czym wytraca rów¬ nowazna ilosc zanieczyszczen w postaci wodorotlenków, a sam przechodzi do roz¬ tworu.Mase krysztalów ogrzewa sie w otwar¬ tych panwiach i najpierw uwalnia, od wo¬ dy w przyblizeniu do czterowodzianu.Przy tym uchodza zaledwie drobne ilosci HCl. Strate HCl mozna jeszcze bardziej obnizyc prowadzac odparowywanie w prózni.Otrzymana w kawalkach mase ubogie¬ go w wode MgCl2 wprowadza sie w celu przeksztalcenia w MgO i odzyskania z po¬ wrotem HCl do specjalnych pieców, w któ¬ rych w temperaturze 300 — 10Ó0°C pod dzialaniem pary wodnej nastepuje rozklad MgCl2 wedlug równania: MgCl2 + H20 = MgO + 2HCI Przy wlasciwym prowadzeniu tego pro¬ cesu MgCl2 nie topi sie, lecz dzieki szyb¬ ko nastepujacemu rozkladowi pozostaje w postaci staiej i moze byc w ciagu 10 — 30 minut praktycznie calkowicie odkwaszo¬ ny.Uchodzace gazy zawieraja obok pary — 3 —wodnej wylacznie HCl o wysokim stezeniu tak, iz mozna je bezposrednio doprowadzac z powrotem do wiezy rozpuszczania.Piec do prazenia sklada sie zasadniczo z szybu, do którego od góry zaladowuje sie material, a od dolu przedmuchuje przez mase pare wodna przegrzana. Dzieki te¬ mu osiaga sie przeciwjpradowe dzialanie pary wodnej tak, iz w dolnej czesci para o bardzo wysokiej temperaturze styka sie z materialem juz prawie calkowicie wy¬ prazonym, a w górnej czesci para ochlo¬ dzona i obciazona HCl dziala na material swiezy. Dzieki temu spowodowana, jest równiez wymiana ciepla pozwalajaca na mozliwie dobre wyzyskanie ciepla dopro¬ wadzonego do pieca ora^z ochlodzenie par kwasu solnego w takim stopniu, iz dostaja sie one do wiezy wykazujac temperature niezbyt wysoka.Przy wyzej wspomnianym stezeniu roz¬ tworu przez wielokrotne odprowadzanie z powrotem do wiezy rozpuszczania zawar¬ tosc wapnia w roztworze tak wzrasta, iz wykrystalizowywanie czystej soli magne¬ zowej staje sie z czasem niemozliwe. Jak wiadomo, w rozcienczonych roztworach nie mozna osiagnac calkowitego stracenia wa¬ pnia kwasem siarkowym lub siarcza,najmi z powodu duzej rozpuszczalnosci CaSOA.Osad powstaje dopiero po wielu dniach lub tygodniach, przy czym jednakze czesc zwiazków wapnia pozostaje w roztworze.Wykryto jednak, ze mozna wapn praktycz¬ nie calkowicie i w czasie bardzo krótkim stracic.przez dodanie jonów siarczano¬ wych, jezeli roztwór zawierajacy wapn jest nasycony chlorkiem magnezu, przy czym jest rzecza wazna, zeby stracanie odbywalo sie przy stezeniu roztworu nie mniejszym niz stezenie odpowiadajace cie¬ zarowi wlasciwemu 1,35 i w temperatu¬ rze wynoszacej od 70°C az do temperatu¬ ry wrzenia roztworu.Do stracania stosuje sie albo kwas siar¬ kowy albo siarczany, najlepiej siarczan magnezu, nieco izakwaszone kwasem siar¬ kowym.Lug macierzysty mozna po dodaniu wy¬ liczonej ilosci siarczanu albo kwasu siar¬ kowego odprowadzic bezposrednio z po¬ wrotem do wiezy rozpuszczania w celu dal¬ szego stezenia. Wydzielajacy sie CaSOA przechodzi przy tym do mulu, który i tak tworzy sie w wiezy skutkiem obecnosci nierozpuszczalnych resztek. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania czystych zwiazków magnezowych, zwlaszcza chlor¬ ku magnezowego z surowego magnezytu lub dolomitu w drodze reakcji z kwa,sami, znamienny tym, ze surowy magnezyt w kawalkach wprowadza sie w reakcje z chlorowodorem gazowym albo z . innymi kwasami w stanie gazowym w obecnosci pary wodnej w temperaturze 100 — 500°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze rozpuszczanie prowadzi sie w obecnosci dostatecznego nadmiaru chlo¬ ru, aby zwiazki zelaza i manganu wyste¬ pujace jako zanieczyszczenia przeprowa¬ dzic w celu ich wydzielenia w wyzszy sto¬ pien utlenienia.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze rozpuszczanie prowadzi sie w wiezy zaladowanej surowym mate¬ rialem, a roztwór splywajacy od dolu wprowadza sie w znany sposób z powro¬ tem do górnej czesci wiezy dopóty, az otrzyma sie roztwór o zadanym stezeniu, z którego podczas ochladzania wykrystali- zowuje sie czysta sól magnezu.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 do 3, zna¬ mienny tym, ze chlorowodór wytwarza sie z wodoru i chloru bezposrednio przed do¬ prowadzeniem do wiezy, aby cieplo po¬ wstawania chlorowodoru wyzyskac do — 4 —ogrzania surowych materialów oraz steza¬ nia wytworzonego roztworu.
5. 5. Sposób wedlug zastrz, 1 — 4, w którym do stracania wapnia stosuje sie dodatek siarczanów lub kwasu siarkowe¬ go, znamienny tym, ze stracanie przepro¬ wadza sie przy stezeniu roztworu nie mniejszym, niz stezenie odpowiadajace cie¬ zarowi wlasciwemu 1,35, oraz w tempe¬ raturze lezacej w zakresie od 70°C do punktu wrzenia roztworu. G e s e 11 s c h a f t z u r Verwertung chemisch-technischer Verfahren. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. DRUK M AfiCT. CZERNIAKOWSKA 225Do opisu patentowego Nr 28720 PL