PL50747B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 5.III.1966 50747 ;BL!OT£ KI. 12 m, 5/20 MKP C 01 ' 5/W 661.846.23 UKD :661. .846.065.2 : 661.51 Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Hubert Zajonz, mgr inz. Zbigniew Waligóra, mgr inz. Stanislaw Kocierz, mgr inz.Boleslaw Cypek, mgr inz. Edward Jankowiak, Barbara Barteczko, inz. Józef Patron Wlasciciel patentu: Zaklady Azotowe „Kedzierzyn", Kedzierzyn (Polska) Sposób otrzymywania lekkiego tlenku magnezowego i azotanu amonowego i Znany jest sposób otrzymywania lekkiego tlen¬ ku magnezowego przez roztwarzanie mineralów, zawierajacych magnez, mocnymi kwasami, stra¬ canie z otrzymanego roztworu wodorotlenku ma¬ gnezu za pomoca odpowiednio dobranej zasady, nastepnie wysuszenie i przeprazenie otrzymanego* osadu.Jako czynnik stracajacy wodorotlenek magnezu z takich soli jak siarczan, chlorek lub azotan ma¬ gnezu stosuje sie wodorotlenek wapnia, amoniak lub sode, po czym wytracony wodorotlenek ma¬ gnezu lub zasadowy weglan magnezu przemywa sie, suszy i prazy.Jako surowiec wyjsciowy do otrzymywania tlen¬ ku magnezu stosuje sie równiez prazony dolomit lub magnezyt, z których sporzadza sie zawiesine wodna a nastepnie w autoklawie pod cisnieniem 2,5—3,0 atm poddaje dzialaniu C02. Powstaly kwa¬ sny weglan magnezu hydrolizuje sie nastepnie do zasadowego weglanu magnezu, który przerabia sie dalej wyzej opisanym sposobem.We wszystkich sposobach powazne trudnosci przysparza oddzielanie wytraconego wodorotlenku magnezu lub zasadowego weglanu magnezu od roztworu macierzystego, jak tez uzyskanie produ¬ ktu o pozadanej czystosci i niskim ciezarze nasy¬ powym. Trudnosci te usilowano pokonac np. przez dodawanie do roztworu soli magnezowych, przed wprowadzeniem czynnika stracajacego np. nie¬ wielkiej ilosci alifatycznych kwasów karboksylo- 10 15 20 25 30 wyeh (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3.049.403) albo przez obróbke tlenku magnezu 5—10°/o-owym roztworem lugu sodowego i ponowne przeprazenie tak potraktowanego pro¬ duktu w temperaturze 550—750°C (brytyjski opis patentowy nr 861.931).Stwierdzono, ze mozna otrzymac tlenek magnezu o pozadanej czystosci i niskim ciezarze nasypo¬ wym wynoszacym 120—180 g/litr, jezeli wytraca¬ nie wodorotlenku magnezu przeprowadzi sie z roz- tworem azotanu magnezu, w którym stezenie jo~ nów magnezowych jest zawarte w okreslonych granicach, a wytracanie wodorotlenku magnezu, za pomoca amoniaku poprowadzi sie z taka szyb¬ koscia, azeby stezenie jonów magnezowych w roz¬ tworze malalo równiez z okreslona szybkoscia.W sposobie wedlug wynalazku jako produkt wyjsciowy do otrzymywania lekkiego tlenku ma¬ gnezu stosuje sie grys magnezytowy powstajacy przy wyrobie magnezytu kaustycznego lub inne surowce magnezytowe roztwarzalne w kwasie azo~ towym. Surowiec ten roztwarza sie technicznym 42—47%-owym kwasem azotowym, przy czym istotne jest zastosowanie takiego nadmiaru kwa¬ su, azeby stezenie jonu magnezowego w roztwórz? zawarte bylo w granicach J,2&—1,7.0 mola/litr.Uzycie nadmiaru kwasu azotowego powodujfi po¬ wstanie, w czasie nastepujacej po roztworzeniu surowca neutralizacji amoniakiem, odpowiednio wysokiego stezenia soli amonowych, co z kolei 5074750747 3 wplywa na wytracenie takiego osadu wodorotlen¬ ku magnezu, który po wysuszeniu i wyprazeniu daje lekki tlenek magnezu.Stosowanie wiekszego, anizeli wyzej wspomnia¬ no, nadmiaru kwasu azotowego jest niewskazane, gdyz przy stezeniach nizszych niz 1,25 mola jonu magnezowego na 1 litr roztworu wydajnosc proce¬ su jest bardzo niska. Wytracanie wodorotlenku magnezu z roztworów zawierajacych wiecej ani¬ zeli 1,70 mola jonu magnezowego na 1 litr roz¬ tworu jest równiez niecelowe, gdyz otrzymuje sie produkt o ciezarze nasypowym powyzej 200 g/litr.W trakcie roztwarzania surowca magnezytowego doprowadza sie sprezone powietrze w celu prze- 10 odparowaniu do osiagniecia odpowiedniego ste¬ zenia azotanów, miesza sie z rozdrobnionym wap¬ niakiem i granuluje systemem wiezowym/Uzyskuje sie saletrzak o zawartosci azotu wedlug obowia¬ zujacych norm.Przyklad: 2200 kg magnezytu otrzymanego z magnezytu zawierajacego: C02 — 45,82% Si02 — 7,62% Al203+Fe203 — 5,54% CaO — 1,50% MgO — 39,52% roztworzono na zimno za pomoca 11 m3 46%-ego kwasu azotowego. Otrzymano 11,2 m3 roztworu za¬ mieszania zawartosci. Ustanie wydzielania sie 15 wierajacego 1,49 mol/litr jonu magnezowego i 4,5 dwutlenku wegla wskazuje na zakonczenie procesu roztwarzania. Pod wplywem kwasu azotowego, do roztworu poza magnezem przechodza równiez zwia¬ zki zelaza i glinu zawarte w zlozu kopalnym, W celu usuniecia z roztworu zelaza i glinu, dopro¬ wadza sie do roztwarzalnika gazowy amoniak az do osiagniecia stezenia wolnego amoniaku 0,17— —0,30 mol/litr.Przy energicznym doprowadzeniu amoniaku tem¬ peratura roztworu, wskutek reakcji egzotermicznej miedzy nadmiarem kwasu azotowego a wprowadza¬ nym amoniakiem, rosnie osiagajac wartosc 100— 110°C, przy czym nadmiar kwasu azotowego zo¬ staje przeprowadzony w azotan amonowy, a wy¬ tracony w tych warunkach osad wodorotlenków zelaza i glinu odznacza sie dobrymi wlasciwosciami sorbcyjnymi i filtracyjnymi.Osad ten oddziela sie na filtrze prózniowym, z przesa&u zawierajacego oprócz jonów magne¬ zowych i azotanu amonowego tylko slady zelaza a nie zawierajacego metali ciezkich, wytraca sie nastepnie amoniakiem gazowym wodorotlenek ma¬ gnezu, przy czym powstaly jeszcze w roztworze nadmiar kwasu azotowego przeprowadza sie w NH4NOa.W tym celu przesacz podgrzewa sie do tempera¬ tury 85—95°C i wprowadza gazowy amoniak w taki sposób, *by stezenie jonu magnezowego w roztwo¬ rze zmniejszalo sie z srednia szybkoscia 0,6—0,8 mol/litr w ciagu godziny. Proces wytracania wodo¬ rotlenku magnezu uwaza sie za zakonczony, gdy stezenie jonu magnezowego w roztworze osiagnie wartosc 0,2—0,3 mol/litr.Wytracony wodorotlenek magnezu odsacza sie lub odwirowuje od roztworu, wymywa goraca wo¬ da zaabsorbowany azotan amonu, suszy w suszarce tasmowej zasilanej spalinami z pieca kalcynacyj- nego. Wysuszony wodorotlenek magnezu poddaje sie prazeniu w przeponowym piecu gazowym w temperaturze 450—550°C. Otrzymany w ten spo¬ sób tlenek magnezowy zawiera minimalne ilosci zanieczyszczen i charakteryzuje sie ciezarem na¬ sypowym zawartym w granicach 120—200 g/litr.Po oddzieleniu wodorotlenku magnezu, odsaczone lub. odwirowane lugi macierzyste, ze wzgledu na wysoka zawartosc azotanu amonowego powstalego: w reakcji neutralizacji amoniakiem nadmiaru kwa¬ su azotowego oraz w reakcji podwójnej wymiany amoniaku z azotanem magnezu przerabia sie w znany sposób na nawozy azotowe. Tak np. po 20 25 30 35 40 45 50 55 65 mol/litr kwasu azotowego. Roztwór, ten neutralizo¬ wano energicznie amoniakiem az do osiagniecia stezenia wolnego amoniaku 0,22 mol/litr..W trakcie neutralizacji temperatura roztworu osiagnela 102°C.Po oddzieleniu zneutralizowanego roztworu od za¬ nieczyszczen (nierozpuszczalne zloze i powstale wodorotlenki zelaza i glinu) uzyskano 10,2 m3 oczyszczonego roztworu. Dalszemu przerobowi pod¬ dawano roztwór w oddzielnym zbiorniku w por¬ cjach po 2,5 m3 roztworu. 2,5 m3 tego roztworu po podgrzaniu do 88°C saturowano amoniakiem w mniejszym zbiorniku w przeciagu 2-ch godzin.W pierwszych 20 minutach saturacji obserwo¬ wano wzrastanie stezenia wolnego amoniaku w roztworze od 0,22 mol/litr do 1,4 mol/litr i po¬ wolne podnoszenie sie temperatury do 91°C. Po przekroczeniu stezenia wolnego amoniaku 1,4 mol/l w masie roztworu pojawil sie osad wodo¬ rotlenku magnezu, którego ilosc wzrastala az do 80-ej minuty saturacji.Jednoczesnie zaobserwowano podniesienie sie temperatury roztworu do 98°C oraz spadek ste¬ zenia jonów magnezowych do wartosci 0,32 mol/litr i stezenia wolnego amoniaku do wartosci 0,8 mol/litr.W ciagu dalszych 20 minut saturacji zaobserwo¬ wano podniesienie sie stezenia wolnego amoniaku do wartosci 1,45 mol/litr i powolny spadek steze¬ nia jonu magnezowego do wartosci 0,24 mol/litr.Po odwirowaniu uzyskano 225 kg wilgotnego wodorotlenku magnezu o zawartosci 20.% wilgoci.Wodorotlenek poddano wysuszeniu i wyprazeniu w temperaturze 450 do 550°C uzyskujac 95 kg pro¬ duktu o zawartosci: 93% tlenku magnezu, 0,2% tlenku wapnia, 0,015% zelaza, 0,01% chlorków, 0,05% siarczanów i ciezarze nasypowym 125 g/l.Pozostalosc na sicie 0,063 mm — 1,5% . Uzyskany przesacz w ilosci 2,1 m3 zawierajacy 620 g/l azo¬ tanu amonu, 25 g/l wolnego amoniaku, 5,7 g/l jonu magnezowego skierowano do przerobu na nawóz azotowy. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania lekkiego tlenku magne¬ zowego i azotanu amonowego na drodze roztwa¬ rzania .surowca magnezytowego kwasem azotowym stracania wodorotlenku magnezu amoniakiem,- fil¬ trowania i wymywania od azotanu amonu, susze-* nia i prazenia znamienny tym, ze surowiec magne¬ zytowy roztwarza sie takim nadmiarem kwasu5 azotowego, aby stezenie jonu magnezowego w roz¬ tworze wynosilo 1,25—1,70 mol/litr, po czym do roztworu doprowadza sie gazowy amoniak az do osiagniecia stezenia wolnego amoniaku 0,17— —0,30 mol/litr, przy czym wytracaja sie wo¬ dorotlenki zelaza i glinu, które odsacza sie, zas przesacz zawierajacy azotany magnezu i amonu traktuje sie dalej w temperaturze 85—95°C gazowym amoniakiem, w celu otrzyma¬ nia wodorotlenku magnezu i przeprowadzenia po- 6 zostalego jeszcze nadmiaru kwasu azotowego w azotan amonowy w taki sposób, aby stezenie jonów magnezowych w roztworze zmniejszalo sie z szybkoscia 0,6—0,8 mol/litr w ciagu godziny, 5 a nastepnie wytracony wodorotlenek magnezu odsacza sie lub odwirowuje, przemywa i prazy w piecu przeponowym w temperaturze 450—550°C, zas odsaczone lub odwirowane lugi macierzyste zawierajace azotan amonu przerabia w znany 10 sposób na nawozy azotowe. » PL