RU2690820C1 - Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств - Google Patents
Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690820C1 RU2690820C1 RU2018117776A RU2018117776A RU2690820C1 RU 2690820 C1 RU2690820 C1 RU 2690820C1 RU 2018117776 A RU2018117776 A RU 2018117776A RU 2018117776 A RU2018117776 A RU 2018117776A RU 2690820 C1 RU2690820 C1 RU 2690820C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium
- hydrochloric acid
- chloride
- calcium chloride
- temperature
- Prior art date
Links
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 75
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 33
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title abstract description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000001034 iron oxide pigment Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- YMIFCOGYMQTQBP-UHFFFAOYSA-L calcium;dichloride;hydrate Chemical class O.[Cl-].[Cl-].[Ca+2] YMIFCOGYMQTQBP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 claims description 2
- DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N hydrate;hydrochloride Chemical compound O.Cl DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 12
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 38
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 8
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 5
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 5
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 229910021577 Iron(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- WMFHUUKYIUOHRA-UHFFFAOYSA-N (3-phenoxyphenyl)methanamine;hydrochloride Chemical compound Cl.NCC1=CC=CC(OC=2C=CC=CC=2)=C1 WMFHUUKYIUOHRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QGZNMXOKPQPNMY-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Cl] Chemical compound [Mg].[Cl] QGZNMXOKPQPNMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229960005191 ferric oxide Drugs 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K magnesium;potassium;trichloride;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[K+] PALNZFJYSCMLBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100494762 Mus musculus Nedd9 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000001052 yellow pigment Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F5/00—Compounds of magnesium
- C01F5/26—Magnesium halides
- C01F5/30—Chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/20—Halides
- C01F11/24—Chlorides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии. Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств, включает нейтрализацию раствора соляной кислоты карбонатами. В качестве соляной кислоты используют отработанные солянокислые растворы травления металлов. В качестве карбонатов применяют отходы производства доломита – доломитовую пыль. Реакцию проводят при температуре 90-95°С. Причем после окончания реакции нейтрализации от полученной суспензии в горячем виде на фильтре отделяют гидроксид железа, который перерабатывают в желтый и красный железооксидные пигменты. Полученный фильтрат выпаривают при 130-140°С до содержания в нем 46 мас.% хлорида магния, после чего проводят его кристаллизацию при 40-50ºС. Выпавшие кристаллы отделяют центрифугой, их одновременно сушат и измельчают в комбинированной сушилке при 120-130°С и получают кристаллогидрат хлорида магния. Отделенный центрифугой фильтрат, содержащий хлорид кальция, подвергают кристаллизации распылением при 300±0,5°С в распылительной сушилке, при этом получают кристаллогидрат хлорида кальция. Обеспечивается эффективный способ получения кристаллогидратов магния и кальция из отходов производств при низких энергозатратах. 1 ил., 3 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для производства кристаллогидрата хлорида магния, который применяют для изготовления различных строительных материалов, для повышения качества теплоизоляционных изделий, в качестве сырья для получения металлического магния, а также кристаллогидрата хлорида кальция, используемого в химико-фармацевтической промышленности.
Известен способ получения магния из серпентинита (RU 2244044, 2003), который включает измельчение отходов, выщелачивание концентрированной соляной кислотой с получением хлормагниевого раствора, разделение раствора и осадка, очистку и концентрирование раствора, загрузку отработанного электролита с получением синтетического карналлита, многостадийное обезвоживание его с получением безводного хлормагниевого сырья для электролиза, электролиз с получением магния, хлора и электролита, конверсию хлора с получением хлорида водорода и направление его на стадии подготовки сырья для электролиза и на получение соляной кислоты, возврат электролита на стадию подготовки сырья для электролиза, причем после очистки и концентрирования хлормагниевый раствор разделяют на две части, одну часть направляют на получение синтетического карналлита, а другую часть обрабатывают раствором кальцинированной соды, разделяют, осадок в виде гидрокарбонатной пасты направляют на очистку и концентрирование хлормагниевого раствора, а маточный раствор - на приготовление товарных продуктов.
Этот способ имеет следующие недостатки:
1. Сложный технологический цикл производства.
2. Высокая трудоемкость и себестоимость продукции.
Известен способ получения магнезии высокой чистоты, включающий получение как промежуточного продукта безводного хлористого магния (US №3980753, МПК C01F 5/02, C01F 5/10, 1976) путем взаимодействия карбоната магния с соляной кислотой при перемешивании смеси в реакторе с мешалкой при температуре выше 70°С.
Этот способ имеет следующие недостатки:
1. Не экономично использование соляной кислоты, соответствующей ГОСТ 857-95.
2. Не предназначен для получения кристаллогидрата хлорида магния (технического бишофита)
Наиболее близким по технической сущности является способ получения хлорида магния (и на его основе бишофита), включающий взаимодействие соляной кислоты с карбонатом магния, отличающийся тем, что для его получения в качестве соляной кислоты используют абгазную соляную кислоту, реакцию проводят при температуре 40-90°С и постоянном перемешивании реакционной смеси, а соотношение абгазной соляной кислоты и карбоната магния равно 0,4-0,6:0,4-0,6 (PU №2436733, СО1F 5|30,2011)
Этот способ имеет следующие недостатки:
1. Для получения хлорида магния используется дефицитный карбонат магния.
2. В связи с тем, что в данном способе хлорид магния получают по приведенным ниже реакциям (1 и 2):
МgСО3 +2НСl=МgСl2 +H2O +СО2 ↑ (1)
МgСl
2
+6Н
2
O
=
МgСl
2
+H
2
O (2)
и абгазная соляная кислота содержит 22-30% НСl,70-78% воды, то при использовании ее ля получения хлорида магния необходимы высокие энергозатраты на выпарку избыточной воды (Краткая химическая энциклопедия. - М.“Советская энциклопедия”,1964,Т 4, 966с).
Технической задачей изобретения является разработка эффективного способа получения
кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств при низких энергозатратах.
Технический результат достигается тем, что способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств, включает нейтрализацию раствора соляной кислоты карбонатами, но, в отличие от прототипа, в качестве соляной кислоты используют отработанные солянокислые растворы травления металлов, в качестве карбонатов применяют отходы производства доломита–доломитовую пыль, реакцию проводят при температуре t=(90…95)°С, причем после окончания реакции нейтрализации от полученной суспензии в горячем виде на фильтре отделяют гидроксид железа, который перерабатывают в желтый и красный железо-оксидные пигменты, полученный фильтрат выпаривают при t=(130…140)°С до содержания в нем 46% хлорида магния, после чего проводят его кристаллизацию при температуре t=(40…50)ºС, выпавшие кристаллы отделяют центрифугой, их одновременно сушат, измельчают в комбинированной сушилке при температуре t=(120…130)°С и получают кристаллогидрат хлорида магния с влажностью 1,5%, отделенный центрифугой фильтрат, содержащий хлорид кальция, подвергают кристаллизации распылением при t=(300±5)°С в распылительной сушилке при этом получают кристаллогидрат хлорида кальция с влажностью 0,5%.
Для нейтрализации раствора применяют приведенную в табл.1доломитоввую пыль.
Таблица 1
Химический состав применяемого в процессе основного сырья, масс.%
Наименование сырья | MgCO3 | CaCO3 | CaO | MgO | Al2 O3 | SiO2 | Fe2 O3 |
1 Доломититовая пыль шахты Магнезиальная | 43,4 | 51,2 | (28%) | (21%) | 1,9-3,9 | 0,6-0,8 | 0,7-!,2 |
Такие отходы доломитовой пыли накоплены в Челябинской области в громадных объемах и практически не используются, загрязняя окружающую среду. В больших объемах также образуются на предприятиях металлургической и химической промышленности отработанные растворы травления металлов соляной кислотой, которые не находят широкого промышленного применения. В то же время такие отходы являются ценным сырьем и пригодны для получения многих ценных строительных материалов, в том числе и для изготовления теплоизоляционных изделий, оксида магния и металлического магния.
Сущность изобретения состоит в том, что для получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция обработку доломитовой пыли проводили указанным отработанным солянокислым раствором, беря его в количестве, обеспечивающем перевод карбонатов магния и кальция в хлориды, а хлорида железа - в гидроксид железа.
При обработке доломитовой пыли указанным солянокислым раствором протекает приведенная ниже реакция 3). При этом образуются, в зависимости от температуры и концентрации хлоридов, приведенные в табл.2 кристаллогидраты хлоридов магнии и кальция (Краткая химическая энциклопедия. -М.“Советская энциклопедия”,1964,Т 3, 1028с).
MgCO3·CaCO3+2(HCl+FeCl2)+ 1 /2O2.=MgCl2 +CaСl2+Fe(OН)2 ↓+ 2CO2↑ (3)
Таблица 2
Химический состав выделяемых при охлаждении раствора кристаллогидратов
Наименова- Ние соли |
Формула кри- Сталлогидрата |
Содержание со-ли в кристалло-гидрате, % | Начало крис- тализации,°С |
Пределы кристал-лизации,°С |
Хлорид магния | MgCl 2·6Н2О* MgCl 2·4Н2О MgC l2·2Н 2О MgCl 2·Н 2О |
46,79 56,88 72,51 84,07 |
116,7 181,5 240,0 285,0 |
-3,4-116,7 116,7-181,5 181,5-240,0 240,0-285,0 |
Хлорид кальция | СаСl2·6Н2О СаСl2·4Н2О СаСl2·2Н2О СаСl2·Н2О |
56,7 47,6 57,8 75,0 |
30,2 20,0 56,0 175,5 |
-25-30,2 -20-56,6 56,0-170,0 175,5-260,0 |
Начало кристаллизации хлоридов зависит не только от температуры суспензии, но и от их растворимости в воде. При охлаждении суспензии до температуры ниже 116,7ºС и содержания хлорида магния в суспензии выше 46,79% выделяется осадок кристаллогидрата хлорида магния (МgCl
2º
6Н
2
О), а при температуре ниже 30,2ºС и содержании хлорида кальция выше 56.7% кристаллизуется СаСl
2
·6Н
2
О.
В связи с этим, для отработки условий процесса провели экспериментальное исследование. Было взято 100г доломитовой пыли приведенного выше химического состава и расчетное количество отработанного солянокислого раствора травления металлов соляной кислотой, содержащего 5% HСl, 20% FeCl2 и 75% воды. Отработку условий процесса проводили на стендовой установке в реакторе указанным раствором соляной кислоты путем подачи его и доломитовой пыли и продувки суспензии воздухом, при этом в реакторе повысилась температура до t (90…95)ºС за счет тепла нейтрализации и протекала приведенная выше реакция (1) до рН, равного 7-8. После окончания реакции в полученной суспензии содержалось, масс.%: МgCl2 - 33,6;СаСl2 -36,1;Fe(OH)2 -31,8.
Для упрощения выделения кристаллогидрата хлорида магния (MgCl2· 6Н2О) из указанной суспензии, а также получения (по известной технологии) дополнительного продукта в виде минерального (железо-оксидного) пигмента из указанной суспензии отделяют в горячем виде фильтрованием образованный гидроксид железа с примесью непрореагировавших оксидов алюминия и кремния влажностью 20%. Отделенный осадок подвергают одновременной сушке и измельчению в комбинированной сушилке “кипящего слоя” при температуре 110-320ºС, при этом получают желехо-оксидные пигменты - при110ºС - пигмент имеет желтый цвет, а при 320ºС –красный цвет (SU 569585 A1, 1977). При этом протекают приведенные ниже реакции (4) и (5) [Беленький Е.Ф, Рискин И.В.Химия и технология пигментов, -Л., ”Химия”,1974,370с];
2Fe(OH)2 +1/2О2=2Fe(OОH) +H2О (4);
2Fe(OH)2 +1/2О2=Fe2O3 +2H2О (5)
Согласно приведенной выше реакции (3) после отделения гидроксида железа и охлаждения раствора, в нем содержание хлоридов повысилось и составило: хлорида магния -38.7% и хлорида кальция - 40,9%. Однако при указанных в Таблице 2 температурах как кристаллогидрат хлорида магния, так и хлорида кальция не образуются, что потребовало удаления из фильтрата избыточной воды указанной выше концентрации.
В связи с этим, производили частичную выпарку избыточной воды в вакуумном выпарном аппарате при температуре t=(130…140)°С, а охлаждение фильтрата до температуры t=(40 … 50)ºС - в вакуум-кристаллизатор, что повысило концентрацию хлорида кальция до 47,8%, а хлорида магния до 46%.
Температура выпарки 130 ºС и 140ºС установлены опытным путем как наиболее экономичные, при температуре ниже 130ºС значительно снижается скорость выпаривания, при температуре выпарки выше 140ºС увеличивается расход энергии, что не желательно. Температурный режим кристаллообразования (40…50)ºС также является оптимальным. При температуре ниже 40ºС образуются крупные кристаллы, что снижает в дальнейшем скорость сушки и измельчения продукта, а при температуре выше 50ºС образуются рыхлые кристаллы.
При такой концентрации хлоридов в фильтрате идет образование только кристаллогидрата хлорида магния по реакции (6) (кристаллогидрат хлорида кальция при таких условиях не образуется в связи с содержания хлорида кальция ниже указанного уровня, т.е 56,7%.
МgСl2 + 6H2O=Мg Cl2 ∙ 6H2 O (6)
После окончания реакции отделенный фильтром осадок подают в центрифугу, в которой отделяют кристаллогидрат хлорида магния, и далее его шнеком передают в комбинированную сушилку “кипящего слоя”, в которой осадок одновременно сушится и измельчается при температуре t=(110- 120)ºС и полученный кристаллогидрат хлорида магния с небольшой примесью хлорида кальция транспортером подают в бункер готовой продукции. Сушка кристаллогидрата хлорида магния при температуре ниже 110 ºС снижает прочность получаемых кристаллов, а сушка при температуре выше 120 ºС приводить к повышенному расходу энергии.
Отделенный в центрифуге фильтрат, содержащий 47,8% хлорида кальция, поступает в промежуточную емкость, из которой он насосом подается распылением через форсунки в распылительную сушилку. В сушилке при температуре t=(300±5) ºС происходит испарение избыточной воды и образование кристаллогидрата хлорида кальция по реакции (7) [Позин М.Е.Технология минеральных солей.-Л.:ГОСХИМИЗДАТ, 1061,509с.]. Полученный кристаллогидрата хлорида кальция транспортером подается в бункер готовой продукции.
СаСl2 + 6H2O=СаCl2 ∙ 6H2 O (7)
Получаемые при таких условиях кристаллогидраты хлоридов магния и кальция соот-ветствуют действующим ТУ и ГОСТу, что подтверждается данными табл.3
Таблица 3
Показатели качества кристаллогидратов хлоридов магния (бишофит) и кальция, полученных по предлагаемому способу и показатели по ТУ 6-58-154-82 и ГОСТ 450-58
Наименования показателя | ТУ 6-58-154-82 | МgСl2 ·6Н2 О | СаСl2· 6H2 O | ||
Опытный | Волгоград | Опытный | ГОСТ 450-58 | ||
МgCl2·6Н2О,%,не менее | 90,0 | 94,0 | 89,0 | 0,8 | 0,6 |
МgSО4·7Н2О,%,не менее | - | - | 1,0 | - | - |
СаCl2 · 6Н2,О, %,не более | 1,0 | 1,8 | 8.6 | 94,7 | 85-95 |
Fe(ОН)2 | - | 0,2 | - | 0,1 | - |
NaCl,% | - | - | 1,0 | - | - |
Растворимых солей, % | 3,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 0,2 |
Влаги, %, не более | 2,5 | 1,5 | 1,6 | 0,5 | 1,0 |
Способ осуществляют следующим образом
Пример 1. Для проведения опыта было взято 100г доломитовой пыли, приведенного в табл.1 состава, и обработали ее в емкости с мешалкой отработанным солянокислым раствором, содержащим 5% НСl, 20% FeCl2 и 75% воды при постоянном перемешивании суспензии мешалкой. В результате контакта в смеси протекала реакция (1), при этом в ней повысилась температура до (90-95)ºС и реакция продолжалась до полного связывания хлора (до рН, равного 7,5). В полученной суспензии содержалось 50,3 г хлорида магния, 53,0 г хлорида кальция, 48,7г гидроксида железа с примесями оксидов алюминия и кремния и 150 мл воды. После окончания реакции от суспензии на фильтре в горячем виде отделили гидроксид железа с указанными примесями из которого в результате получили при t=110 ºС желтый железо-оксидный пигмент. После отделения гидроксида железа фильтрат поместили в колбу и провели выпарку избыточной воды при температуре 130ºС до повышения концентрации хлорида магния 46% (выпарив 32 мл воды). Затем раствор охладили до температуры 40ºС, в нем появились кристаллы, которые отфильтровали и высушили в муфельной печи при температуре 120ºС и получили 107,1 г хлорида магния. Фильтрат после отделения кристаллогидрата хлорида магния поместили в колбу, нагревали его до 130ºС до достижения концентрации хлорида кальция 56,0% (выпарив 9,6 мл воды), после чего раствор охлаждали до температуры 20ºС, при которой началась кристаллизация и выпал осадок, который высушили при температуре 300ºС, получив 110,7 г кристаллогидрата хлорида кальция с влажностью 0,5. В производстве после отделения кристаллогидрата хлорида магния фильтрат подают в распылительную сушилку, где при температуре 300 ºС получают кристаллогидрат хлорида кальция.
Пример 2. Для опыта взяли 100 доломитовой пыли, приведенного в табл.1 состава и обработали ее в реакторе отработанным солянокислым раствором, содержащей 6% НСl,18% FeCl2 и 76% воды при постоянном перемешивании суспензии мешалкой, в результате протекала реакция (1) и температура в реакторе поднялась до 95ºС и рН суспензии 7,5. После окончания реакции суспензия содержала 50,3 г хлорида магния, 53,1 г хлорида кальция, 47,4 г гидроксида железа и 154,3 г воды. После окончания реакции суспензию профильтровали, отделив гидроксид железа с примесями оксидов алюминия и кремния с влажностью 20%, который высушили в муфельной печи при температуре 320º С, в результате получили красный железо-оксидный пигмент весом 47,8г с влажностью 0,6%. После отделения гидроксида железа фильтрат поместили в колбу и проводили выпарку 32 мл избыточной воды при температуре 130ºС до повышения концентрации хлорида магния до 46%, охладив его до температуры 40ºС, в нем выпали в осадок кристаллы, которые отфильтровали и высушили в муфельной печи при температуре 120ºС и получили а фильтрат, поместив в колбу, повторно выпарили его до появления кристаллов, после чего осадок высушили при температуры 120ºС и получили 104,6г кристаллогидрата хлорида магния. Фильтрат после отделения кристаллогидрата хлорида магния поместили в колбу нагревали его до 300ºС и прогревали до достижения концентрации хлорида кальция 56,2%, после чего раствор охлаждали до температуры 20ºС, при которой началась кристаллизация и выпал осадок, который высушили в муфельной печи и получили 107,4 г кристаллогидрата хлорида кальция с влажностью 0,5%. В производстве после отделения кристаллогидрата хлорида магния фильтрат подают в распылительную сушилку, где при температуре 300 ºС получают кристаллогидрат хлорида кальция.
На Фиг.изображена технологическая схема получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов доломита - доломитовую пыль и отработанные солянокислые растворы травления металлов.
Технологическая схема получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция включает: 1-бункер для доломитовой пыли; 2- емкость для солянокислых растворов; 3-реактор; 4а и 4б –промежуточные емкости; 5а и 5б - насосы; 6 - фильтр, 7а и 7б - комбинированные сушилки “кипящего слоя “c конденсатором паров (7а-для сушки гидроксида железа, 7б - для сушки кристаллогидрата хлорида магния); 8 вакуум-выпарной аппарат; 9 - вакуум-кристаллизатор, оборудованные подогревателем и конденсатором (для выпарки раствора смеси хлоридов магния и кальция; 10-центрифуга, 11а,б - бункера готовой продукции (11а для пигмента, 11б - для кристаллогидрата хлорида магния, 11в - для кристаллогидрата хлорида кальция); 12 - распылительная сушилка.
Доломитовая пыль из бункера 1 и отработанный соляно-кислый раствор из емкости 2 подают в реактор 3, где они перемешиваются мешалкой, температура повышается до 90-95ºС, затем через промежуточную емкость 4а полученная суспензия насосом 5а подается на фильтр 6, откуда осадок в виде гидроксида железа подают в комбинированную сушилку 7а, где, в зависимости от температуры, получают железо-оксидные желтые или красные пигменты. Их подают в бункер пигментов 11а. Полученный после фильтра 6 фильтрат поступает в вакуумно-выпарной аппарат 8, затем в вакуум-кристаллизатор 9 и в центрифугу 10, из которой выделенные кристаллы хлорида магния подают в сушилку 7б и бункер 11б. Полученный после центрифуги 10 фильтрат, содержащий хлорид кальция, поступает в промежуточную емкость 4б и насосом 5б подается в распылительную сушилку 12, где кристаллизуется распылением хлорид кальция и поступает в бункер 11в.
Из приведенных данных видно, что предлагаемый способ является эффективным для получения кристаллогидратов магния и кальция, он использует при этом отходы производств, дает возможность получения дополнительных продуктов в виде железо-оксидных пигментов при не высоких энергозатратах.
Claims (1)
- Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств, включающий нейтрализацию раствора соляной кислоты карбонатами, отличающийся тем, что в качестве соляной кислоты используют отработанные солянокислые растворы травления металлов, в качестве карбонатов применяют отходы производства доломита - доломитовую пыль, реакцию проводят при температуре t=(90…95)°C, причем после окончания реакции нейтрализации от полученной суспензии в горячем виде на фильтре отделяют гидроксид железа, который перерабатывают в желтый и красный железооксидные пигменты, полученный фильтрат выпаривают при t=(130…140)°С до содержания в нем 46 мас.% хлорида магния, после чего проводят его кристаллизацию при температуре t=(40…50)°C, выпавшие кристаллы отделяют центрифугой, их одновременно сушат, измельчают в комбинированной сушилке при температуре t=(120…130)°C и получают кристаллогидрат хлорида магния, отделенный центрифугой фильтрат, содержащий хлорид кальция, подвергают кристаллизации распылением при t=(300±0,5)°C в распылительной сушилке при этом получают кристаллогидрат хлорида кальция.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117776A RU2690820C1 (ru) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018117776A RU2690820C1 (ru) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690820C1 true RU2690820C1 (ru) | 2019-06-05 |
Family
ID=67037892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018117776A RU2690820C1 (ru) | 2018-05-14 | 2018-05-14 | Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690820C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746731C1 (ru) * | 2019-12-03 | 2021-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Способ получения биоцида, оксида цинка и кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3980753A (en) * | 1970-02-20 | 1976-09-14 | Veitscher Magnesitwerke-Aktiengesellschaft | Industrial process of preparing magnesia of high purity |
RU2052382C1 (ru) * | 1989-06-09 | 1996-01-20 | Норск Хидро А.С. | Способ получения хлористого магния |
RU2259320C1 (ru) * | 2004-02-05 | 2005-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") | Способ переработки руды, содержащей магний |
RU2436733C2 (ru) * | 2009-12-30 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СТИМУЛ" | Способ получения искусственного технического бишофита |
-
2018
- 2018-05-14 RU RU2018117776A patent/RU2690820C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3980753A (en) * | 1970-02-20 | 1976-09-14 | Veitscher Magnesitwerke-Aktiengesellschaft | Industrial process of preparing magnesia of high purity |
RU2052382C1 (ru) * | 1989-06-09 | 1996-01-20 | Норск Хидро А.С. | Способ получения хлористого магния |
RU2259320C1 (ru) * | 2004-02-05 | 2005-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт титана и магния" (ОАО "РИТМ") | Способ переработки руды, содержащей магний |
RU2436733C2 (ru) * | 2009-12-30 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "СТИМУЛ" | Способ получения искусственного технического бишофита |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2746731C1 (ru) * | 2019-12-03 | 2021-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Челябинский государственный университет" | Способ получения биоцида, оксида цинка и кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6889115B2 (ja) | HClスパージを行うことを含むリチウム含有材料の処理 | |
EP1097247B1 (en) | A method for isolation and production of magnesium based products | |
EP2411330B1 (en) | Process for simultaneous production of potassium sulphate, ammonium sulfate, magnesium hydroxide and/or magnesium oxide from kainite mixed salt and ammonia | |
HU190613B (en) | Process for preparing aluminium chloride which can be electrolysed into aluminium | |
EA032897B1 (ru) | Гидрометаллургический способ получения чистого металлического магния и различных побочных продуктов | |
WO2014014379A1 (ru) | Способ получения глинозема | |
JP5202514B2 (ja) | 炭酸基含有水酸化マグネシウム粒子およびその製造方法 | |
IL45554A (en) | Alumina production | |
JPH0367967B2 (ru) | ||
RU2690820C1 (ru) | Способ получения кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств | |
RU2634017C2 (ru) | Способ получения сульфата магния и железоокисных пигментов из отходов производств | |
KR20000068137A (ko) | 무수 염화마그네슘의 제조 방법 | |
US4380533A (en) | Process for the production of dibasic magnesium hypochlorite | |
US3954948A (en) | Process for manufacture of calcium hypochlorite | |
CN111591959A (zh) | 一种氯化法钛白粉副产盐酸联产氯化钡和陶瓷钛白的方法 | |
US663167A (en) | Method of making alumina. | |
JPS5860616A (ja) | 高純度酸化マグネシウムの製造方法 | |
US1801661A (en) | Making magnesium chloride from chlorine and a magnesium base | |
US5393503A (en) | Process for making chromic acid | |
US558818A (en) | Theodor kurt klimmer | |
RU2746731C1 (ru) | Способ получения биоцида, оксида цинка и кристаллогидратов хлоридов магния и кальция из отходов производств | |
RU2274604C2 (ru) | Способ получения гидроксида натрия | |
RU2095481C1 (ru) | Способ получения магния из сырья, содержащего сульфаты | |
SU1135714A1 (ru) | Способ получени магнезиальной шихты | |
US740364A (en) | Process of making alumina and by-products. |