RU2754213C1 - Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof - Google Patents

Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2754213C1
RU2754213C1 RU2020133075A RU2020133075A RU2754213C1 RU 2754213 C1 RU2754213 C1 RU 2754213C1 RU 2020133075 A RU2020133075 A RU 2020133075A RU 2020133075 A RU2020133075 A RU 2020133075A RU 2754213 C1 RU2754213 C1 RU 2754213C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
supply line
chlorine gas
anode
chlorine
chamber
Prior art date
Application number
RU2020133075A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Александровна Гладикова
Андрей Геннадьевич Калмыков
Сергей Александрович Горшков
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма"
Priority to RU2020133075A priority Critical patent/RU2754213C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2754213C1 publication Critical patent/RU2754213C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F5/00Compounds of magnesium
    • C01F5/26Magnesium halides
    • C01F5/30Chlorides
    • C01F5/34Dehydrating magnesium chloride containing water of crystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/20Obtaining alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/22Obtaining magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/04Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of magnesium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: inventions relate to obtaining anhydrous carnallite. Solid raw materials are loaded into a melting chamber and melted resulting in a melt. The melt is supplied into a chlorination chamber with tuyeres for chlorination with chlorine-containing gas. Anhydrous carnallite is then settled and drained. Anode chlorine gas and dried air are supplied into the melt directly into the tuyeres of the chlorination chamber under the pressure of 0.4 to 1 atm at a volume ratio of anode chlorine gas to dried air of (0.1 to 1.0):1. Anode chlorine gas and dried air supply is controlled by valves. The processing line includes a unit for loading solid raw materials, a melting chamber, a chlorination chamber with tuyeres, a settling chamber, an anode chlorine gas supply line, an air supply line, an exhaust gas discharge line for gas cleaning, an anhydrous carnallite discharge line, an air drying unit for obtaining dry air located on the air supply line, a dry air supply line connected on one side with the air drying unit and on the other side with the dry air supply line and the anode chlorine gas supply line connected directly with the chlorination chamber tuyeres. Valves for controlling dried air and anode chlorine gas supply are installed on the dried air supply line and the anode chlorine gas supply line. A check valve is therein installed on the anode chlorine gas supply line.
EFFECT: inventions allow reducing chlorine consumption for obtaining anhydrous carnallite, increasing the degree of chlorine use, reducing the amount of sludge and reduce chlorine emissions on gas purification facilities.
2 cl, 1 dwg, 3 ex

Description

Группа изобретений относится к цветной металлургии, а именно к металлургии магния, в частности к получению безводного карналлита, являющегося сырьем при электролитическом получении магния.The group of inventions relates to non-ferrous metallurgy, namely to the metallurgy of magnesium, in particular to the production of anhydrous carnallite, which is a raw material for the electrolytic production of magnesium.

Производство безводного карналлита осуществляют в две стадии: первую - во вращающихся печах или печах кипящего слоя, вторую - в электрических печах типа СКН или в хлораторах с получением безводного карналлита.The production of anhydrous carnallite is carried out in two stages: the first - in rotary kilns or fluidized bed furnaces, the second - in electric furnaces of the SKN type or in chlorinators to obtain anhydrous carnallite.

Известен способ получения безводного карналлита (авт. свид. СССР №399574, опубл. 03.10.1973, бюл. №39), включающий загрузку твердого сырья на стадию плавления в пространство, обогреваемое электродами. Со стадии плавления расплав поступает на стадию хлорирования, где расплав обрабатывают хлором, далее расплав перетекает на стадию отстоя, откуда верхний слой расплава (безводного карналлита) направляют на электролиз, а нижний слой расплава с содержанием оксида магния от 3 до 20% возвращают на стадию хлорирования.A known method of producing anhydrous carnallite (ed. Certificate of the USSR No. 399574, publ. 03.10.1973, bulletin No. 39), including loading solid raw materials at the stage of melting into a space heated by electrodes. From the melting stage, the melt enters the chlorination stage, where the melt is treated with chlorine, then the melt flows to the settling stage, from where the upper melt layer (anhydrous carnallite) is sent to electrolysis, and the lower melt layer with a magnesium oxide content of 3 to 20% is returned to the chlorination stage ...

Недостатком данного способа получения безводного карналлита является низкая степень хлорирования сырья хлором, что приводит к образованию большого количества шлама.The disadvantage of this method for producing anhydrous carnallite is the low degree of chlorination of raw materials with chlorine, which leads to the formation of a large amount of sludge.

Известен способ получения безводного карналлита и технологическая линия для его осуществления (кн. Электролитическое получение магния. - Стрелец Х.Л., М.: Металлургия. - 1972. - с. 139-151). Способ состоит из совмещенных процессов: плавления и частичного обезвоживания карналлита, хлорирования оксида магния и остаточной воды и очистки от вредных примесей. Обезвоженный карналлит из вращающихся печей посредством внутрицехового транспорта подают в бункера, а из них шнеком-питателем в электрическую печь или хлоратор, где он расплавляется, и окончательно обезвоживается. Над хлоратором установлен бункер со шнеком для загрузки молотого нефтяного кокса. В плавильнике хлоратора наряду с плавлением карналлита при температуре 500-550°С удаляется основная часть воды. В хлорирующих камерах одновременно с разогревом расплава до 750-800°С производится хлорирование окиси магния анодным хлоргазом в присутствии нефтекокса. Полученный расплав безводного карналлита содержит до 1% окиси магния и до 0,12% нефтекокса. Полученный безводный карналлит отстаивают в миксере от шлама и угольной пены, а после сливают из миксера в ковши и перевозят в цех электролиза.A known method of producing anhydrous carnallite and a technological line for its implementation (book. Electrolytic production of magnesium. - Strelets H.L., M .: Metallurgy. - 1972. - S. 139-151). The method consists of combined processes: melting and partial dehydration of carnallite, chlorination of magnesium oxide and residual water, and purification from harmful impurities. Dehydrated carnallite from rotary kilns is fed into bunkers by means of in-house transport, and from them, by means of a feeder screw, into an electric furnace or chlorinator, where it is melted and finally dehydrated. A bunker with a screw for loading ground petroleum coke is installed above the chlorinator. In the chlorinator smelter, along with the melting of carnallite at a temperature of 500-550 ° C, the bulk of the water is removed. In chlorinating chambers, simultaneously with heating the melt to 750-800 ° C, magnesium oxide is chlorinated with anodic chlorine gas in the presence of petroleum coke. The resulting melt of anhydrous carnallite contains up to 1% magnesium oxide and up to 0.12% petroleum coke. The resulting anhydrous carnallite is defended in a mixer from sludge and coal foam, and then poured from the mixer into ladles and transported to the electrolysis workshop.

Недостатком данного способа получения безводного карналлита и технологической линии являются значительные потери хлористого магния со шламом (~8% от количества загружаемого сырья). Кроме того, низкое использование хлора (не более 10-15%) усложняет очистку отходящих из хлоратора газов, и снижает технико-экономические показатели процесса в целом.The disadvantage of this method of obtaining anhydrous carnallite and the technological line are significant losses of magnesium chloride with sludge (~ 8% of the amount of feedstock). In addition, the low use of chlorine (no more than 10-15%) complicates the purification of gases from the chlorinator, and reduces the technical and economic indicators of the process as a whole.

Известен способ получения безводного карналлита (ст.Снижение потерь магния и хлора при получении безводного карналлита. - Сабуров Л.Н., Тетерин В.В., Михайлов Э.Ф., Пенский А.В. - Ж. Цветные металлы, 1985. - №8, стр. 82-84), в котором обезвоживают расплавленный карналлит в атмосфере хлористого водорода. Предварительно хлористый водород получали путем окисления природного газа в анодном хлоре. Обезвоженный карналлит из промышленной печи кипящего слоя состава ~1,8 мас. % оксида магния и 2,5 мас. % воды при температуре 500-560°С расплавляли при одновременной обработке хлористым водородом. Установка для плавления карналлита в атмосфере хлористого водорода содержит шахту, в которую через фурмы снизу вверх подают хлористый водород, сверху через загрузочное устройство непрерывно подают обезвоженный карналлит, через сливное отверстие расплав сливают. Установку для плавления подогревают с помощью электродов.A known method of producing anhydrous carnallite (Art. Reducing the loss of magnesium and chlorine when obtaining anhydrous carnallite. - Saburov L.N., Teterin V.V., Mikhailov EF, Pensky A.V. - J. Nonferrous metals, 1985. - No. 8, pp. 82-84), in which molten carnallite is dehydrated in an atmosphere of hydrogen chloride. Preliminary hydrogen chloride was obtained by oxidation of natural gas in anodic chlorine. Dehydrated carnallite from an industrial fluidized bed furnace with a composition of ~ 1.8 wt. % magnesium oxide and 2.5 wt. % water at a temperature of 500-560 ° C was melted while processing with hydrogen chloride. The installation for melting carnallite in an atmosphere of hydrogen chloride contains a shaft into which hydrogen chloride is fed from the bottom to the top through the tuyeres, dehydrated carnallite is continuously fed through the loading device from above, and the melt is poured through the drain hole. The melting unit is heated using electrodes.

Недостатком данного способа получения безводного карналлита является то, что хлористый водород получают в отдельном аппарате и требуются дополнительные затраты на подогрев расплава и получение хлористого водорода.The disadvantage of this method for producing anhydrous carnallite is that hydrogen chloride is obtained in a separate apparatus and additional costs are required for heating the melt and obtaining hydrogen chloride.

Известен способ получения безводного карналлита и технологическая линия для его осуществления (ст. Оптимизация использования хлора при обезвоживании для карналлитовой схемы производства магния». - Панасюк Е.Б., Матвеев В.И., Краюхин А.Б., Безукладников А.Б, Вохмянина О.В. - Ж. Цветные металлы, 2006. - №9, стр. 79-82). Способ включает подачу сырья в многокамерную печь кипящего слоя, первую стадию обезвоживания путем последовательного передвижения сырья через ряд горизонтальных камер печи и подачу в камеру печи топочных газов, образующихся путем сжигания в топке печи смеси природного газа и хлорсодержащих газов, вторую стадию обезвоживания в хлораторе с получением безводного карналлита для электролитического получения магния и хлора. Для обезвоживания карналлитового сырья в печах кипящего слоя и в хлораторах используют анодный хлоргаз с процесса электролитического получения магния и хлора с содержанием хлора 75-80% масс. На второй стадии обезвоживания в хлораторы предложено подавать хлорвоздушную смесь с содержанием хлора 40%. Технологическая линия получения безводного карналлита включает печь кипящего слоя с топками, хлоратор с фурмами, линию подачи хлора к топкам печи кипящего слоя и к фурмам хлоратора. Для снижения количества хлора, используемого на второй стадии обезвоживания в хлораторе, смонтирована схема разбавления анодного хлоргаза осушенным воздухом. Линия подачи осушенного воздуха для разбавления хлора, соединенная с узлом для разбавления хлора, который установлен на фурме хлоратора. Линия отвода отходящих газов от хлоратора соединена с системой газоочистки.A known method of producing anhydrous carnallite and a technological line for its implementation (Art. Optimization of the use of chlorine during dehydration for the carnallite scheme of magnesium production. " Vokhmyanina OV - J. Non-ferrous metals, 2006. - No. 9, pp. 79-82). The method includes feeding raw materials into a multi-chamber fluidized bed furnace, the first stage of dehydration by sequential movement of raw materials through a series of horizontal furnace chambers and feeding into the furnace chamber flue gases formed by burning a mixture of natural gas and chlorine-containing gases in the furnace furnace, the second stage of dehydration in a chlorinator to obtain anhydrous carnallite for electrolytic production of magnesium and chlorine. For dehydration of carnallite raw materials in fluidized bed furnaces and chlorinators, anode chlorine gas from the process of electrolytic production of magnesium and chlorine with a chlorine content of 75-80% of the mass is used. At the second stage of dehydration, it is proposed to supply chlorinated air mixture with a chlorine content of 40% to the chlorinators. The technological line for the production of anhydrous carnallite includes a fluidized bed furnace with furnaces, a chlorinator with tuyeres, a chlorine supply line to the furnaces of the fluidized bed furnace and to the chlorinator tuyeres. To reduce the amount of chlorine used in the second stage of dehydration in the chlorinator, a scheme for diluting the anode chlorine gas with dried air was installed. Dry air supply line for chlorine dilution, connected to a chlorine dilution unit, which is installed on the chlorinator lance. The exhaust gas line from the chlorinator is connected to the gas cleaning system.

Недостатком данного способа и технологической линии является то, что присутствие кислорода в хлорвоздушной смеси приводит к образованию шлама в хлораторе, так как при высоких температурах хлорид магния вступает во взаимодействие с кислородом воздуха по реакции:The disadvantage of this method and the technological line is that the presence of oxygen in the chlorine-air mixture leads to the formation of sludge in the chlorinator, since at high temperatures magnesium chloride interacts with atmospheric oxygen by the reaction:

Figure 00000001
Figure 00000001

Это приводит к потерям хлористого магния и образованию большого количества шлама. Кроме того, снижение содержание хлора в хлорвоздушной смеси менее 40% вызывает частое зарастание фурм хлоратора, и существующая конструкция хлоратора не обеспечивает устойчивого режима работы.This leads to losses of magnesium chloride and the formation of a large amount of sludge. In addition, a decrease in the chlorine content in the chlorine-air mixture to less than 40% causes frequent overgrowth of the chlorinator tuyeres, and the existing chlorinator design does not provide a stable operating mode.

Известен способ и технологическая линия обезвоживания карналлитового сырья для производства магния (патент РФ №79883, опубл. 20.01.2009, бюл. №2), включающий обезвоживание хлормагниевого сырья в печи кипящего слоя путем подачи в слой топочных газов. Получают обезвоженный карналлит с содержанием 4,5% воды и 1,3% оксида магния. Отходящие газы вместе с пылью направляют в циклоны. Полученный в печи кипящего слоя обезвоженный карналлит подаю на вторую стадию обезвоживания - где сначала сырье плавят в плавильнике хлоратора при температуре 520°С, затем хлорируют в хлорирующей камере с получением безводного карналлита. В хлорирующих камерах расплав нагревают до 820°С, обрабатывают смесью анодного хлоргаза и азота, подаваемой через узел разбавления хлора и фурмы. Анодный хлоргаз состава, % об.: Cl2 - 81,0, KCl - 0,62, СО - 0,11, CO2 - 1,77, O2 - 4,99, N2 - 11,28, Н2О - 0,10, Ar - 0,13, получают в процессе электролиза безводного карналлита в электролизерах для получения магния. Азот получают на установке для разделения воздуха, в качестве установки используют кислородную станцию. Газообразный азот подают в количестве 180 мм3/час по линии подачи азота насосом. Количество подаваемого азота корректируют регулирующим клапаном. Узел разбавления хлора выполнен в виде тройника, который соединен с одной стороны с линией подачи азота, а с другой с линией подачи хлора и с фурмами хлоратора. Схема разбавления включает датчики и приборы для измерения расходов и давления хлора и азота. Полученный безводный расплав отстаивают в миксере с целью удаления твердых включений и получают готовый безводный карналлит, масс. %: MgCl2 - 49,83, MgO - 0,50, Н2О - 0,01, KCl - 38,95, NaCl - 10,71, который направляют на электролиз для получения магния и хлора. А шлам миксера направляют на полигон отходов.There is a method and a technological line for dehydration of carnallite raw materials for the production of magnesium (RF patent No. 79883, publ. 20.01.2009, bulletin No. 2), including dehydration of chlorine-magnesium raw materials in a fluidized bed furnace by feeding flue gases into the bed. Dehydrated carnallite is obtained with a content of 4.5% water and 1.3% magnesium oxide. Waste gases together with dust are sent to cyclones. The dehydrated carnallite obtained in the fluidized bed furnace is fed to the second stage of dehydration - where, first, the raw material is melted in a chlorinator smelter at a temperature of 520 ° C, then chlorinated in a chlorinating chamber to obtain anhydrous carnallite. In chlorinating chambers, the melt is heated to 820 ° C, treated with a mixture of anodic chlorine gas and nitrogen supplied through a chlorine dilution unit and a tuyere. Anode chlorine gas of composition,% vol .: Cl 2 - 81.0, KCl - 0.62, CO - 0.11, CO 2 - 1.77, O 2 - 4.99, N 2 - 11.28, H 2 O - 0.10, Ar - 0.13, is obtained in the process of electrolysis of anhydrous carnallite in electrolysers to obtain magnesium. Nitrogen is obtained in an air separation unit, an oxygen station is used as a unit. Gaseous nitrogen is supplied in an amount of 180 mm 3 / hour through the nitrogen supply line with a pump. The amount of nitrogen supplied is adjusted with a control valve. The chlorine dilution unit is made in the form of a tee, which is connected on one side with a nitrogen supply line, and on the other with a chlorine supply line and with chlorinator tuyeres. The dilution scheme includes sensors and instruments for measuring the flow rates and pressures of chlorine and nitrogen. The resulting anhydrous melt is defended in a mixer in order to remove solid inclusions and a ready-made anhydrous carnallite is obtained, wt. %: MgCl 2 - 49.83, MgO - 0.50, H 2 O - 0.01, KCl - 38.95, NaCl - 10.71, which is sent to electrolysis to obtain magnesium and chlorine. And the mixer sludge is sent to the waste landfill.

Недостатком данного способа и технологической линии является то, что газообразный азот получают в отдельном аппарате и требуются дополнительные затраты на монтаж и эксплуатацию установки и подачи азота.The disadvantage of this method and the technological line is that gaseous nitrogen is obtained in a separate apparatus and additional costs are required for the installation and operation of the installation and nitrogen supply.

Известен способ для получения безводного карналлита (авторское свидетельство СССР №603706, опубл. 25.04.1978, бюл. 15) по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий загрузку карналлита, обезвоженного в печи кипящего слоя, в плавильник хлоратора, плавление при 550°С, перегрев до 880°С, хлорирование окиси магния хлоровоздушной смесью и отстой образовавшегося хлормагниевого расплава от твердых частиц. При этом по мере снижения окиси магния в хлорируемом расплаве концентрацию хлора в хлоровоздушной смеси уменьшают с 70 до 20%.There is a known method for obtaining anhydrous carnallite (USSR author's certificate No. 603706, publ. 04/25/1978, bulletin 15) by the number of common features taken as the closest prototype analogue and including loading carnallite, dehydrated in a fluidized bed furnace, into a chlorinator melter, melting at 550 ° C, overheating to 880 ° C, chlorination of magnesium oxide with a chlorine-air mixture and settling the formed chlorine-magnesium melt from solid particles. At the same time, as the magnesium oxide in the chlorinated melt decreases, the chlorine concentration in the chlorine-air mixture is reduced from 70 to 20%.

Недостатком данного способа получения безводного карналлита является сложность технологии, заключающаяся в том, что необходимо проведение постоянного контроля состава безводного карналлита, а так же периодического проведения процесса, что снижает производительность хлоратора.The disadvantage of this method for producing anhydrous carnallite is the complexity of the technology, which consists in the fact that it is necessary to constantly monitor the composition of anhydrous carnallite, as well as to periodically carry out the process, which reduces the productivity of the chlorinator.

Известна технологическая линия для получения безводного карналлита (авторское свидетельство СССР №603706, опубл. 25.04.1978, бюл. 15) по количеству общих признаков принятая за ближайший аналог-прототип и включающая узел загрузки карналлита, обезвоженного в печи кипящего слоя, плавильник, где происходит плавление солей при 550°С, хлорирующая камера, куда поступает расплавленный карналлит, и разогревается до 880°С. В начальный период хлорирования в нижнюю зону хлорирующей камеры через фурмы подают хлоровоздушную смесь в количестве 100 м3/час. Содержание хлора в смеси составляет 70%. По мере снижения концентрации окиси магния в расплаве уменьшают расход хлора, и одновременно в трубопровод, по которому поступает хлоровоздушная смесь, подают воздух с таким расчетом, чтобы суммарный объем газа составлял 100 м3/час. Снижение концентрации хлора в смеси составляет 10% на каждые 0,5% уменьшения содержания окиси магния в расплаве. В конце хлорирования, когда содержание окиси магния в расплаве снижается до 0,5%, концентрация хлора в хлоровоздушной смеси составляет 2,5%. Скорость снижения содержания хлора в хлоровоздушной смеси регулируют автоматически по специальной программе, составленной применительно к определенной конструкции хлоратора и режиму его обслуживания, а также составу карналлита, обезвоженного на первой стадии. С этой целью аналитически определяют изменение содержания окиси магния в расплаве. Дополнительно анализируется содержание хлора в отходящих газах хлоратора. Готовый расплав с содержанием 0,5% окиси магния поступает в миксер, где происходит его отстаивание от шлама и угольной пены.Known technological line for the production of anhydrous carnallite (USSR author's certificate No. 603706, publ. 04/25/1978, bul. 15) by the number of common features taken as the closest prototype analogue and including a loading unit for carnallite dehydrated in a fluidized bed furnace, a melter where melting of salts at 550 ° С, chlorination chamber, where molten carnallite enters, and heats up to 880 ° С. In the initial period of chlorination, a chlorine-air mixture is supplied to the lower zone of the chlorination chamber through the tuyeres in an amount of 100 m 3 / h. The chlorine content in the mixture is 70%. As the concentration of magnesium oxide in the melt decreases, the chlorine consumption is reduced, and at the same time, air is supplied to the pipeline through which the chlorine-air mixture is supplied so that the total gas volume is 100 m 3 / h. The decrease in the concentration of chlorine in the mixture is 10% for every 0.5% decrease in the content of magnesium oxide in the melt. At the end of chlorination, when the magnesium oxide content in the melt decreases to 0.5%, the chlorine concentration in the chlorine-air mixture is 2.5%. The rate of decrease in the chlorine content in the chlorine-air mixture is regulated automatically according to a special program drawn up in relation to a specific design of the chlorinator and its maintenance regime, as well as the composition of carnallite dehydrated at the first stage. For this purpose, the change in the content of magnesium oxide in the melt is determined analytically. Additionally, the chlorine content in the chlorinator exhaust gases is analyzed. The finished melt with a content of 0.5% magnesium oxide enters the mixer, where it settles from sludge and coal foam.

Недостатком данной технологической линии получения безводного карналлита является сложность технологии, заключающаяся в том, что необходимо проведение постоянного контроля состава безводного карналлита, а так же периодического проведения процесса, что снижает производительность хлоратора.The disadvantage of this technological line for obtaining anhydrous carnallite is the complexity of the technology, which consists in the fact that it is necessary to constantly monitor the composition of anhydrous carnallite, as well as to periodically conduct the process, which reduces the productivity of the chlorinator.

Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и позволяет:The technical result is aimed at eliminating the shortcomings of the prototype and allows:

- снизить расход хлора на получение безводного карналлита;- to reduce the consumption of chlorine for the production of anhydrous carnallite;

- увеличить степень использования хлора для получения безводного карналлита необходимого качества;- to increase the degree of chlorine use to obtain anhydrous carnallite of the required quality;

- снизить количество шлама;- to reduce the amount of sludge;

- уменьшить выбросы хлора на газоочистные сооружения.- to reduce chlorine emissions to gas treatment facilities.

Задачей изобретения является улучшение технико-экономических показателей технологии получения безводного карналлита за счет снижения расхода хлора на стадии хлорирования расплава, и уменьшение затрат на газоочистку отходящих газов.The objective of the invention is to improve the technical and economic indicators of the technology for producing anhydrous carnallite by reducing the consumption of chlorine at the stage of chlorination of the melt, and reducing the cost of gas cleaning of exhaust gases.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения безводного карналлита, включающий загрузку твердого сырья в плавильную камеру, плавление твердого сырья с получением расплава, подачу расплава в камеру хлорирования с фурмами, хлорирование его хлорсодержащим газом, отстаивание и слив безводного карналлита, новым является то, что непосредственно в фурмы камеры хлорирования в расплав подают анодный хлоргаз и осушенный воздух при объемном соотношении анодного хлоргаза к осушенному воздуху, равном (0,1-1,0):1, при этом давление в фурмах камеры хлорирования поддерживают 0,4-1 атм., регулируют подачу анодного хлоргаза и осушенного воздуха клапанами.The technical result is achieved by the fact that a method for producing anhydrous carnallite is proposed, including loading solid raw materials into a smelting chamber, melting solid raw materials to obtain a melt, feeding the melt into a chlorination chamber with tuyeres, chlorinating it with a chlorine-containing gas, settling and draining anhydrous carnallite; that anode chlorine gas and dried air are fed directly into the tuyeres of the chlorination chamber into the melt at a volume ratio of anode chlorine gas to dried air equal to (0.1-1.0): 1, while the pressure in the tuyeres of the chlorination chamber is maintained at 0.4-1 atm ., regulate the supply of anode chlorine gas and dried air by valves.

Для осуществления способа предложена технологическая линия для получения безводного карналлита, включающая узел загрузки твердого сырья, плавильную камеру, камеру хлорирования с фурмами, камеру отстоя, линию подачи анодного хлоргаза, линию подачи воздуха, линию отвода отходящих газов на газоочистку, линию отвода безводного карналлита, в которой новой является то, что она дополнительно включает установку для осушки воздуха с получением осушенного воздуха, размещенную на линии подачи воздуха, линию подачи осушенного воздухом, соединенную с одной стороны с установкой для осушки воздуха, с другой стороны линия подачи осушенного воздуха и линия подачи анодного хлоргаза соединены непосредственно с фурмами камеры хлорирования, при этом на линии подачи осушенного воздуха и линии подачи анодного хлоргаза установлены клапаны регулирования подачи осушенного воздуха и анодного хлоргаза, на линии подачи анодного хлоргаза установлен обратный клапан.To implement the method, a technological line for producing anhydrous carnallite is proposed, including a solid raw material loading unit, a melting chamber, a chlorination chamber with tuyeres, a settling chamber, an anode chlorine gas supply line, an air supply line, an exhaust gas line for gas cleaning, an anhydrous carnallite discharge line, in which is new in that it additionally includes an installation for drying air to obtain dry air, located on the air supply line, a dry air supply line connected on one side with an air dryer, on the other side, a dry air supply line and an anode supply line. chlorine gas are connected directly to the tuyeres of the chlorination chamber, while the dry air supply line and the anode chlorine gas supply line are equipped with dry air and anode chlorine gas supply control valves, and a check valve is installed on the anode chlorine gas supply line.

Подача непосредственно в фурмы камеры хлорирования в расплав анодного хлоргаза и осушенного воздуха при объемном соотношении анодного хлоргаза к осушенному воздуха, равном (0,1-1,0):1, и поддержание при этом давление в фурмах камеры хлорирования 0,4-1 атм., а также регулирование подачи анодного хлоргаза и осушенного воздуха клапанами позволяют снизить расход хлора на получение безводного карналлита, увеличить степень использования хлора для получения безводного карналлита необходимого качества, снизить количество шлама, а также снизить выбросы хлора на газоочистный сооружения, и тем самым снизить затраты на обезвреживание и утилизацию отходящих газов.Supply directly to the chlorination chamber tuyeres into the melt of anode chlorine gas and dried air at a volume ratio of anode chlorine gas to dried air equal to (0.1-1.0): 1, while maintaining the pressure in the chlorination chamber tuyeres of 0.4-1 atm ., as well as the regulation of the supply of anode chlorine gas and dried air by valves allows to reduce the consumption of chlorine for the production of anhydrous carnallite, to increase the degree of chlorine use to obtain anhydrous carnallite of the required quality, to reduce the amount of sludge, and also to reduce chlorine emissions to the gas treatment plant, and thereby reduce costs for neutralization and disposal of waste gases.

Экспериментально установлено, что подача в расплав анодного хлоргаза и осушенного воздуха непосредственно в фурмы камеры хлорирования при соотношении анодного хлоргаза к осушенному воздуху, менее (0,1-1,0):1 приведет к увеличению степени гидролиза хлорида магния и к увеличению образования шлама, что приведет к ухудшению работы камеры хлорирования.It has been experimentally established that the supply of anode chlorine gas and dried air to the melt directly into the tuyeres of the chlorination chamber at a ratio of anode chlorine gas to dried air less (0.1-1.0): 1 will lead to an increase in the degree of hydrolysis of magnesium chloride and to an increase in the formation of sludge, which will lead to deterioration of the chlorination chamber.

При соотношении анодного хлоргаза к осушенному воздуху, более (0,1-1,0):1 выявлено, что проходя через слой расплава значительное количество анодного хлоргаза и осушенного воздуха не используется, и удаляется с отходящими газами, что приводит к неоправданно большим их расходам, и осложняет газоочистку отходящих газов. Все это сказывается на экономичности процесса получения безводного карналлита.When the ratio of anode chlorine gas to dried air is more than (0.1-1.0): 1, it was revealed that passing through the melt layer a significant amount of anode chlorine gas and dried air is not used, and is removed with exhaust gases, which leads to unjustifiably high costs , and complicates the gas cleaning of off-gases. All this affects the economy of the process of obtaining anhydrous carnallite.

Новая технологическая линия для получения безводного карналлита с включением нового оборудования и связей между ними для подачи в расплав анодного хлоргаза и осушенного воздуха в камеру хлорирования позволяет снизить расход хлора на получение безводного карналлита, увеличить степень использования хлора для получения безводного карналлита необходимого качества, снизить количество шлама, а так же снизить выбросы хлора на газоочистный сооружения, и тем самым снизить затраты на обезвреживание и утилизацию отходящих газов.A new technological line for the production of anhydrous carnallite with the inclusion of new equipment and connections between them for supplying anode chlorine gas and dried air to the chlorination chamber into the melt makes it possible to reduce the consumption of chlorine for the production of anhydrous carnallite, to increase the degree of chlorine use to obtain anhydrous carnallite of the required quality, to reduce the amount of sludge , as well as to reduce chlorine emissions to gas treatment facilities, and thereby reduce the cost of neutralization and disposal of waste gases.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявленный способ получения безводного карналлита и технологическая линия для его осуществления образуют единый изобретательский замысел.The claimed group of inventions meets the requirement of unity of invention, since the claimed method for producing anhydrous carnallite and the technological line for its implementation form a single inventive concept.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе получения безводного карналлита и технологической линией для его осуществления, изложенных в пунктах формулы изобретения.The applicant's analysis of the state of the art, including a search for patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical (identical) to all essential features of the invention. Determination from the list of identified analogs of the prototype, as the closest analogue in terms of a set of features, made it possible to establish a set of distinctive features essential in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method for producing anhydrous carnallite and the technological line for its implementation, set out in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна"Therefore, the claimed invention meets the "novelty" condition

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа получения безводного карналлита и технологической линии для его осуществления. В результате поиска не было обнаружено новых источников и заявленные объекты не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусмотренных существенных признаков заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень».To check the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that coincide with the distinctive features of the prototype of the claimed method for producing anhydrous carnallite and the technological line for its implementation. As a result of the search, no new sources were found and the claimed objects do not follow explicitly for a specialist, since the state of the art, determined by the applicant, did not reveal the influence of the envisaged essential features of the claimed invention of transformations to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the "inventive step" criterion.

На фиг. 1 показана технологическая линия для получения безводного карналлита, состоящая из узла 1 загрузки твердого сырья, плавильной камеры 2, камеры 3 хлорирования с фурмами 4, камеры 5 отстоя, линии 6 подачи анодного хлоргаза, линии 7 подачи осушенного воздуха, установки 8 осушки воздуха, линии 9 подачи воздуха, обратного клапана 10, установленного на линии подачи анодного хлоргаза, клапана 11 корректировки расхода анодного хлоргаза, клапана 12 для корректировки расхода осушенного воздуха, электролизера 13, линии 14 отвода безводного карналлита, линии 15 отвода отходящих газов, соединенной с системой газоочистных сооружений 16.FIG. 1 shows a technological line for the production of anhydrous carnallite, consisting of a unit 1 for loading solid raw materials, a melting chamber 2, a chlorination chamber 3 with tuyeres 4, a settling chamber 5, an anode chlorine gas supply line 6, a dry air supply line 7, an air drying unit 8, a line 9 air supply, a check valve 10 installed on the anode chlorine gas supply line, a valve 11 for adjusting the anode chlorine gas flow rate, a valve 12 for adjusting the dry air flow rate, an electrolyzer 13, an anhydrous carnallite outlet line 14, an off-gas line 15 connected to the gas cleaning system 16.

Пример 1.Example 1.

В плавильную камеру 2 вместимостью 2,5-3,0 тонны загружают непрерывно со скоростью 4-7 тонн/час твердое сырье, состоящее из дробленой смеси хлорида магния (возвратного хлористого магний) и хлоридов калия, натрия и магния в виде отработанного электролита, полученного в процессе получения магния электролизом карналлитового сырья, содержащее 4-6 масс. % MgCl2. Отработанный электролит получают в процессе электролитического получения магния и хлора и удаляют периодически из электролизера при достижении содержания хлорида магния в нем не более 6%. Хлорид магния (возвратный хлористый магний) получают как побочный продукт в результате химической реакции тетрахлорида титана с магнием, который периодически удаляют из процесса восстановления путем слива в вакуум-ковши, а затем в короба. Из узла 1 загрузки дозаторами дробленную смесь возвратного хлористого магния и отработанного электролита загружают в плавильную камеру 2. В плавильной камере 2 установлены электроды, с помощью которых поддерживают температуру 490-520°С, и твердое сырье плавят. Полученный расплав перетекает по переточным каналам в камеру 3 хлорирования, куда для хлорирования под слой расплава непосредственно в фурмы 4 подают анодный хлоргаза и осушенный воздух в количестве 40 м3/час осушенного воздуха и 40 м3/час анодного хлоргаза, что соответствует объемному соотношению анодного хлоргаза к осушенному воздуху, равном 1:1. Анодный хлоргаз содержащий не менее 85 объем.% Cl2, получают в процессе электролитического получения магния и хлора (см.кн.Металлургия магния и других легких металлов. - Эйдензон М.А. М: Из-во Металлургия, 1971, ср. 73), и подают из электролизера 13 по линии 6 подачи анодного хлоргаза непосредственно в фурмы 4 камеры 3 хлорирования. Осушенный воздух получают на установке 8 для осушки воздуха, в качестве установки используют УОВ -100. Осушенный воздух в количестве 40 м3/час подают по линии 7 подачи осушенного воздуха непосредственно в фурмы 4 камеры 3 хлорирования. Давление в фурмах 4 камеры 3 хлорирования поддерживают 0,4 атм. Количество подаваемого осушенного воздуха в фурмы 4 камеры 3 хлорирования регулируют клапанами 12 корректировки расхода осушенного воздуха, установленные на линии 7 подачи осушенного воздуха, а количество подаваемого анодного хлоргаза регулируют клапанами 11 корректировки расхода анодного хлоргаза, установленными на линии 6 подачи анодного хлоргаза. Для исключения передавливания осушенного воздуха на линии подачи 6 анодного хлоргаза установлен обратный клапан 10. При обработке анодным хлоргазом и осушенным воздухом расплав нагревают с помощью стальных электродов до температуры 700-850°С, и затем из камеры 3 хлорирования расплав с массовой долей окиси магния не более 2,5% самотеком поступает в камеру 5 отстоя, где происходит отстаивание взвешенных в расплаве окиси магния, титана диокиси и других твердых примесей. Осветленную часть расплава безводного карналлита состава, масс. %: 45-52 MgCl2, 0,2-0,8 MgO, 0,9-1,3 NaCl, через летку сливают в ковши, и по линии 14 отвода безводного карналлита направляют на процесс электролиза для получения магния и хлора. Отходящие газы по линии 5 отвода отходящих газов направляют в систему газоочистных сооружений 16.In the melting chamber 2 with a capacity of 2.5-3.0 tons, solid raw materials are loaded continuously at a rate of 4-7 tons / hour, consisting of a crushed mixture of magnesium chloride (returnable magnesium chloride) and potassium, sodium and magnesium chlorides in the form of a spent electrolyte obtained in the process of obtaining magnesium by electrolysis of carnallite raw materials containing 4-6 wt. % MgCl 2 . The spent electrolyte is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine and is periodically removed from the electrolyzer when the content of magnesium chloride in it reaches no more than 6%. Magnesium chloride (recycled magnesium chloride) is obtained as a by-product as a result of the chemical reaction of titanium tetrachloride with magnesium, which is periodically removed from the reduction process by draining into vacuum ladles and then into boxes. From the unit 1 for loading with dispensers, the crushed mixture of returnable magnesium chloride and spent electrolyte is loaded into the melting chamber 2. In the melting chamber 2, electrodes are installed, with the help of which the temperature is maintained at 490-520 ° C, and the solid raw material is melted. The resulting melt flows through the overflow channels into the chlorination chamber 3, where for chlorination under the melt layer, anode chlorine gas and dried air are fed directly into the tuyeres 4 in the amount of 40 m 3 / h of dried air and 40 m 3 / h of anode chlorine gas, which corresponds to the volume ratio of the anode chlorine gas to dry air, equal to 1: 1. Anode chlorine gas containing at least 85 vol.% Cl 2 is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine (see the book Metallurgy of magnesium and other light metals. - Aidenzon MA M: Iz-vo Metallurgy, 1971, cf. 73 ), and is fed from the electrolyzer 13 through the line 6 of the anode chlorine gas supply directly to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3. Dehumidified air is obtained at installation 8 for air drying; UOV -100 is used as the installation. Dried air in the amount of 40 m 3 / h is fed through the line 7 of the dried air supply directly to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3. The pressure in the lances 4 of the chlorination chamber 3 is maintained at 0.4 atm. The amount of dried air supplied to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3 is controlled by the dry air flow rate adjustment valves 12 installed on the dry air supply line 7, and the amount of anode chlorine gas supplied is controlled by the anode chlorine gas flow rate adjustment valves 11 installed on the anode chlorine gas supply line 6. To exclude the squeezing of the dried air, a check valve 10 is installed on the supply line 6 of the anode chlorine gas. When processing with anode chlorine gas and dried air, the melt is heated using steel electrodes to a temperature of 700-850 ° C, and then from the chlorination chamber 3, the melt with a mass fraction of magnesium oxide is not more than 2.5% by gravity flows into the sludge chamber 5, where sedimentation of magnesium oxide, titanium dioxide and other solid impurities suspended in the melt occurs. The clarified part of the melt of anhydrous carnallite composition, wt. %: 45-52 MgCl 2 , 0.2-0.8 MgO, 0.9-1.3 NaCl, through the taphole is poured into ladles, and through line 14 of the drainage of anhydrous carnallite is sent to the electrolysis process to obtain magnesium and chlorine. Off-gases are directed to the system of gas-cleaning facilities 16 through the off-gas line 5.

Пример 2.Example 2.

В плавильную камеру 2 вместимостью 2,5-3,0 тонны загружают непрерывно со скоростью 4-7 тонн/час твердое сырье, состоящее из дробленой смеси возвратного хлористого магний и отработанного электролита, полученного в процессе получения магния электролизом карналлитового сырья, содержащее 4-6 масс. % MgCl2. Отработанный электролит получают в процессе электролитического получения магния и хлора и удаляют периодически из электролизера при достижении содержания хлорида магния в нем не более 6%. Возвратный хлористый магний получают как побочный продукт в результате химической реакции тетрахлорида титана с магнием, который периодически удаляют из процесса восстановления путем слива в вакуум-ковши, а затем в короба. Из узла 1 загрузки дозаторами дробленную смесь возвратного хлористого магния и отработанного электролита загружают в плавильную камеру 2. В плавильной камере 2 установлены электроды, с помощью которых поддерживают температуру 490-520°С, и твердое сырье плавят. Полученный расплав перетекает по переточным каналам в камеру 3 хлорирования, куда для хлорирования под слой расплава непосредственно в фурмы 4 подают анодный хлоргаза и осушенный воздух в количестве 150 м3/час осушенного воздуха и 15 м3/час анодного хлоргаза, что соответствует объемному соотношению анодного хлоргаза к осушенному воздуху, равном 0,1:1. Анодный хлоргаз, содержащий не менее 85 объем.% Cl2, получают в процессе электролитического получения магния и хлора (см.кн. Металлургия магния и других легких металлов. - Эйдензон М.А. М: Из-во Металлургия, 1971, ср. 73), и подают из электролизера 13 по линии 6 подачи анодного хлоргаза непосредственно в фурмы 4 камеры 3 хлорирования. Осушенный воздух получают на установке 8 для осушки воздуха, в качестве установки используют УОВ -100. Осушенный воздух в количестве 150 м3/час подают по линии 7 подачи осушенного воздуха непосредственно в фурмы 4 камеры 3 хлорирования. Давление в фурмах 4 камеры 3 хлорирования поддерживают 1,0 атм. Количество подаваемого осушенного воздуха в фурмы 4 камеры 3 хлорирования регулируют клапанами 12 корректировки расхода осушенного воздуха, установленные на линии 7 подачи осушенного воздуха, а количество подаваемого анодного хлоргаза регулируют клапанами 11 корректировки расхода анодного хлоргаза, установленными на линии 6 подачи анодного хлоргаза. Для исключения передавливания осушенного воздуха на линии подачи 6 анодного хлоргаза установлен обратный клапан 10. При обработке анодным хлоргазом и осушенным воздухом расплав нагревают с помощью стальных электродов до температуры 700-850°С, и затем из камеры 3 хлорирования расплав с массовой долей окиси магния не более 2,5% самотеком поступает в камеру 5 отстоя, где происходит отстаивание взвешенных в расплаве окиси магния, титана диокиси и других твердых примесей. Осветленную часть расплава безводного карналлита состава, масс. %: 45-52 MgCl2, 0,2- 0,8 MgO, 0,9-l,3 NaCl, через летку сливают в ковши, и по линии 14 отвода безводного карналлита направляют на процесс электролиза для получения магния и хлора. Отходящие газы по линии 5 отвода отходящих газов направляют в систему газоочистных сооружений 16.In the melting chamber 2 with a capacity of 2.5-3.0 tons, solid raw materials are loaded continuously at a rate of 4-7 tons / hour, consisting of a crushed mixture of returnable magnesium chloride and spent electrolyte obtained in the process of obtaining magnesium by electrolysis of carnallite raw materials, containing 4-6 masses. % MgCl 2 . The spent electrolyte is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine and is periodically removed from the electrolyzer when the content of magnesium chloride in it reaches no more than 6%. Returnable magnesium chloride is obtained as a by-product as a result of the chemical reaction of titanium tetrachloride with magnesium, which is periodically removed from the reduction process by pouring into vacuum ladles and then into boxes. From the unit 1 for loading with dispensers, the crushed mixture of returnable magnesium chloride and spent electrolyte is loaded into the melting chamber 2. In the melting chamber 2, electrodes are installed, with the help of which the temperature is maintained at 490-520 ° C, and the solid raw material is melted. The resulting melt flows through the overflow channels into the chlorination chamber 3, where for chlorination under the melt layer, anode chlorine gas and dried air are fed directly into the tuyeres 4 in an amount of 150 m 3 / h of dried air and 15 m 3 / h of anode chlorine gas, which corresponds to the volumetric ratio of the anode chlorine gas to dry air, equal to 0.1: 1. Anode chlorine gas, containing at least 85 vol.% Cl 2 , is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine (see the book Metallurgy of magnesium and other light metals. - Aidenzon MA M: Iz-vo Metallurgy, 1971, cf. 73), and is fed from the electrolyzer 13 through the line 6 of the anode chlorine gas supply directly to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3. Dehumidified air is obtained at installation 8 for air drying; UOV -100 is used as the installation. Dried air in the amount of 150 m 3 / h is fed through the line 7 of the dried air supply directly to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3. The pressure in the lances 4 of the chlorination chamber 3 is maintained at 1.0 atm. The amount of dried air supplied to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3 is controlled by the dry air flow rate adjustment valves 12 installed on the dry air supply line 7, and the amount of anode chlorine gas supplied is controlled by the anode chlorine gas flow rate adjustment valves 11 installed on the anode chlorine gas supply line 6. To exclude the squeezing of the dried air, a check valve 10 is installed on the supply line 6 of the anode chlorine gas. When processing with anode chlorine gas and dried air, the melt is heated using steel electrodes to a temperature of 700-850 ° C, and then from the chlorination chamber 3, the melt with a mass fraction of magnesium oxide is not more than 2.5% by gravity flows into the sludge chamber 5, where sedimentation of magnesium oxide, titanium dioxide and other solid impurities suspended in the melt occurs. The clarified part of the melt of anhydrous carnallite composition, wt. %: 45-52 MgCl 2 , 0.2- 0.8 MgO, 0.9-l, 3 NaCl, are poured through the taphole into ladles, and through line 14 of the drainage of anhydrous carnallite is sent to the electrolysis process to obtain magnesium and chlorine. Off-gases are directed to the system of gas-cleaning facilities 16 through the off-gas line 5.

Пример 3.Example 3.

В плавильную камеру 2 вместимостью 2,5-3,0 тонны загружают непрерывно со скоростью 4-7 тонн/час твердое сырье, состоящее из дробленой смеси возвратного хлористого магний и отработанного электролита, полученного в процессе получения магния электролизом карналлитового сырья, содержащее 4-6 масс. % MgCl2. Отработанный электролит получают в процессе электролитического получения магния и хлора и удаляют периодически из электролизера при достижении содержания хлорида магния в нем не более 6%. Возвратный хлористый магний получают как побочный продукт в результате химической реакции тетрахлорида титана с магнием, который периодически удаляют из процесса восстановления путем слива в вакуум-ковши, а затем в короба. Из узла 1 загрузки дозаторами дробленную смесь возвратного хлористого магния и отработанного электролита загружают в плавильную камеру 2. В плавильной камере 2 установлены электроды, с помощью которых поддерживают температуру 490-520°С, и твердое сырье плавят. Полученный расплав перетекает по переточным каналам в камеру 3 хлорирования, куда для хлорирования под слой расплава непосредственно в фурмы 4 подают анодный хлоргаза и осушенный воздух в количестве 80 м3/час осушенного воздуха и 40 м3/час анодного хлоргаза, что соответствует объемному соотношению анодного хлоргаза к осушенному воздуху, равном 0,5:1. Анодный хлоргаз, содержащий не менее 85 объем.% Сl2, получают в процессе электролитического получения магния и хлора (см. кн. Металлургия магния и других легких металлов. - Эйдензон М.А. М.: Из-во Металлургия, 1971, стр. 73), и подают из электролизера 13 по линии 6 подачи анодного хлоргаза непосредственно в фурмы 4 камеры 3 хлорирования. Осушенный воздух получают на установке 8 для осушки воздуха, в качестве установки используют УОВ -100. Осушенный воздух в количестве 80 м3/час подают по линии 7 подачи осушенного воздуха непосредственно в фурмы 4 камеры 3 хлорирования. Давление в фурмах 4 камеры 3 хлорирования поддерживают 0,7 атм. Количество подаваемого осушенного воздуха в фурмы 4 камеры 3 хлорирования регулируют клапанами 12 корректировки расхода осушенного воздуха, установленные на линии 7 подачи осушенного воздуха, а количество подаваемого анодного хлоргаза регулируют клапанами 11 корректировки расхода анодного хлоргаза, установленными на линии 6 подачи анодного хлоргаза.In the melting chamber 2 with a capacity of 2.5-3.0 tons, solid raw materials are loaded continuously at a rate of 4-7 tons / hour, consisting of a crushed mixture of returnable magnesium chloride and spent electrolyte obtained in the process of obtaining magnesium by electrolysis of carnallite raw materials, containing 4-6 masses. % MgCl 2 . The spent electrolyte is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine and is periodically removed from the electrolyzer when the content of magnesium chloride in it reaches no more than 6%. Returnable magnesium chloride is obtained as a by-product as a result of the chemical reaction of titanium tetrachloride with magnesium, which is periodically removed from the reduction process by pouring into vacuum ladles and then into boxes. From the unit 1 for loading with dispensers, the crushed mixture of returnable magnesium chloride and spent electrolyte is loaded into the melting chamber 2. In the melting chamber 2, electrodes are installed, with the help of which the temperature is maintained at 490-520 ° C, and the solid raw material is melted. The resulting melt flows through the overflow channels into the chlorination chamber 3, where for chlorination under the melt layer, anode chlorine gas and dried air are fed directly into the tuyeres 4 in an amount of 80 m 3 / h of dried air and 40 m 3 / h of anode chlorine gas, which corresponds to the volume ratio of the anode chlorine gas to dry air, equal to 0.5: 1. Anodic chlorine gas, containing at least 85 vol.% Cl 2 , is obtained in the process of electrolytic production of magnesium and chlorine (see the book Metallurgy of magnesium and other light metals. - Aidenzon M.A.M .: Iz-vo Metallurgy, 1971, p. . 73), and is fed from the electrolyzer 13 through the line 6 of the anode chlorine gas supply directly to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3. Dehumidified air is obtained at installation 8 for air drying; UOV -100 is used as the installation. Dried air in the amount of 80 m 3 / h is fed through the line 7 of the dried air supply directly to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3. The pressure in the lances 4 of the chlorination chamber 3 is maintained at 0.7 atm. The amount of dried air supplied to the tuyeres 4 of the chlorination chamber 3 is controlled by the dry air flow rate adjustment valves 12 installed on the dry air supply line 7, and the amount of anode chlorine gas supplied is controlled by the anode chlorine gas flow rate adjustment valves 11 installed on the anode chlorine gas supply line 6.

Для исключения передавливания осушенного воздуха в случае повышения давления в фурме 4 камеры хлорирования 4 на линии подачи 6 анодного хлоргаза установлен обратный клапан 10. При обработке анодным хлоргазом и осушенным воздухом расплав нагревают с помощью стальных электродов до температуры 700-850°С, и затем из камеры 3 хлорирования расплав с массовой долей окиси магния не более 2,5% самотеком поступает в камеру 5 отстоя, где происходит отстаивание взвешенных в расплаве окиси магния, титана диокиси и других твердых примесей. Осветленную часть расплава безводного карналлита состава, масс. %: 45-52 MgCl2, 0,2-0,8 MgO, 0,9-1,3 NaCl, через летку сливают в ковши, и по линии 14 отвода безводного карналлита направляют на процесс электролиза для получения магния и хлора. Отходящие газы по линии 5 отвода отходящих газов направляют в систему газоочистных сооружений 16.To exclude the squeezing of the dried air in the event of an increase in pressure in the lance 4 of the chlorination chamber 4, a check valve 10 is installed on the supply line 6 of the anode chlorine gas 10. When processing with anode chlorine gas and dried air, the melt is heated using steel electrodes to a temperature of of the chlorination chamber 3, the melt with a mass fraction of magnesium oxide not exceeding 2.5% is fed by gravity into the settling chamber 5, where the suspension of magnesium oxide, titanium dioxide and other solid impurities suspended in the melt occurs. The clarified part of the melt of anhydrous carnallite composition, wt. %: 45-52 MgCl 2 , 0.2-0.8 MgO, 0.9-1.3 NaCl, through the taphole is poured into ladles, and through line 14 of the drainage of anhydrous carnallite is sent to the electrolysis process to obtain magnesium and chlorine. Off-gases are directed to the system of gas-cleaning facilities 16 through the off-gas line 5.

Таким образом, предложенный способ и технологическая линия получения безводного карналлита позволяет снизить расход хлора на получение безводного карналлита, повысить степень использования хлора, снизить количество шлама, уменьшить выбросы хлора на газоочистные сооружения.Thus, the proposed method and technological line for producing anhydrous carnallite allows to reduce the consumption of chlorine for the production of anhydrous carnallite, to increase the degree of chlorine use, to reduce the amount of sludge, and to reduce chlorine emissions to gas treatment facilities.

Claims (2)

1. Способ получения безводного карналлита, включающий загрузку твердого сырья в плавильную камеру, плавление твердого сырья с получением расплава, подачу расплава в камеру хлорирования с фурмами, хлорирование его хлорсодержащим газом, отстаивание и слив безводного карналлита, отличающийся тем, что непосредственно в фурмы камеры хлорирования в расплав подают анодный хлоргаз и осушенный воздух при объемном соотношении анодного хлоргаза к осушенному воздуху, равном (0,1-1,0):1, при этом давление в фурмах камеры хлорирования поддерживают 0,4-1 атм, подачу анодного хлоргаза и осушенного воздуха регулируют клапанами.1. A method for producing anhydrous carnallite, including loading solid raw materials into a smelting chamber, melting solid raw materials to obtain a melt, feeding the melt into a chlorination chamber with tuyeres, chlorinating it with a chlorine-containing gas, settling and draining anhydrous carnallite, characterized in that directly into the tuyeres of the chlorination chamber anode chlorine gas and dried air are fed into the melt at a volume ratio of anode chlorine gas to dried air equal to (0.1-1.0): 1, while the pressure in the tuyeres of the chlorination chamber is maintained at 0.4-1 atm, the supply of anode chlorine gas and dried air is regulated by valves. 2. Технологическая линия для получения безводного карналлита, включающая узел загрузки твердого сырья, плавильную камеру, камеру хлорирования с фурмами, камеру отстоя, линию подачи анодного хлоргаза, линию подачи воздуха, линию отвода отходящих газов на газоочистку, линию отвода безводного карналлита, отличающаяся тем, что она дополнительно включает установку осушки воздуха с получением осушенного воздуха, размещенную на линии подачи воздуха, линию подачи осушенного воздуха, соединенную с одной стороны с установкой для осушки воздуха, а с другой стороны с линиями подачи осушенного воздуха и подачи анодного хлоргаза, соединенными непосредственно с фурмами камеры хлорирования, при этом на линии подачи осушенного воздуха и линии подачи анодного хлоргаза установлены клапаны регулирования подачи осушенного воздуха и анодного хлоргаза, причем на линии подачи анодного хлоргаза установлен обратный клапан.2. Technological line for obtaining anhydrous carnallite, including a unit for loading solid raw materials, a smelting chamber, a chlorination chamber with tuyeres, a settling chamber, an anode chlorine gas supply line, an air supply line, an exhaust gas line for gas cleaning, an anhydrous carnallite discharge line, characterized by that it additionally includes an air drying unit to obtain dry air, located on the air supply line, a dry air supply line connected on one side with an air dryer, and on the other side with dry air supply and anode chlorine gas supply lines connected directly to lances of the chlorination chamber, while on the dry air supply line and the anode chlorine gas supply line, valves for regulating the supply of dried air and anode chlorine gas are installed, and a check valve is installed on the anode chlorine gas supply line.
RU2020133075A 2020-10-07 2020-10-07 Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof RU2754213C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133075A RU2754213C1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133075A RU2754213C1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754213C1 true RU2754213C1 (en) 2021-08-30

Family

ID=77669870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020133075A RU2754213C1 (en) 2020-10-07 2020-10-07 Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754213C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU603706A1 (en) * 1976-09-01 1978-04-25 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Method of preparing chlorine-magnesium raw material for electrolysis
SU1242468A1 (en) * 1985-01-07 1986-07-07 Соликамский магниевый завод Березниковского титано-магниевого комбината Chlorinator for producing anhydrous melt of carballite
SU741559A1 (en) * 1978-04-03 1999-05-27 Казахский научно-исследовательский институт энергетики Березниковский титано-магниевый комбинат METHOD OF CARNALLITE DECOMPOSITION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU73337U1 (en) * 2008-01-21 2008-05-20 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" HARDWARE AND TECHNOLOGY COMPLEX FOR PRODUCTION OF TITANIUM AND MAGNESIUM
WO2012065338A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 华东理工大学 Method for preparing anhydrous magnesium chloride by calcining and deaminating magnesium chloride hexammoniate

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU603706A1 (en) * 1976-09-01 1978-04-25 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Method of preparing chlorine-magnesium raw material for electrolysis
SU741559A1 (en) * 1978-04-03 1999-05-27 Казахский научно-исследовательский институт энергетики Березниковский титано-магниевый комбинат METHOD OF CARNALLITE DECOMPOSITION AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
SU1242468A1 (en) * 1985-01-07 1986-07-07 Соликамский магниевый завод Березниковского титано-магниевого комбината Chlorinator for producing anhydrous melt of carballite
RU73337U1 (en) * 2008-01-21 2008-05-20 ООО Научно-производственная экологическая фирма "ЭКО-технология" HARDWARE AND TECHNOLOGY COMPLEX FOR PRODUCTION OF TITANIUM AND MAGNESIUM
WO2012065338A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 华东理工大学 Method for preparing anhydrous magnesium chloride by calcining and deaminating magnesium chloride hexammoniate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190292050A1 (en) Metal chlorides and metals obtained from metal oxide containing materials
KR20080011157A (en) Operation of iron oxide recovery furnace for energy savings, volatile metal removal and slag control
AU2007204927B2 (en) Use of an induction furnace for the production of iron from ore
US2039645A (en) Treatment of sulphur bearing ores
NO874820L (en) MANUFACTURE OF MG METAL.
RU2754213C1 (en) Method for obtaining anhydrous carnallite and processing line for implementation thereof
CN111304450A (en) Method and device for producing black copper from copper-containing sludge
US4302433A (en) Process for producing anhydrous magnesium chloride and suitable apparatus
US20090229410A1 (en) Processing parameters for operation of a channel induction furnace
CN106011496B (en) A kind of two-region bath smelting furnace and its slicker solder refine smelting process altogether
CA2055819A1 (en) Copper smelting process
US1605098A (en) Manufacture of aluminum chloride
RU2165887C1 (en) Method of production of ahydrous carnallite and device for method embodiment
US3812234A (en) Process for the production of alkalichromate
CN109626416A (en) A kind of fusing type chlorination furnace device and method preparing titanium tetrachloride
RU2400425C2 (en) Procedure for preparing carnallite raw material to electrolytic production of magnesium and chlorine
RU2395456C1 (en) Method of processing carnallite dust from fluidised bed furnace cyclones
Petrovskiy et al. Use of leaching cake from refractory lining of dismantled electrolysers in cement production
US728701A (en) Method of matte or pyritic smelting.
RU2548095C1 (en) Method for chemical purification of titanium tetrachloride
RU2376393C1 (en) Method of preparing magnesium chlorate material for electrolytic production of magnesium and chlorine
RU2503749C1 (en) Method of carnallite preparation for electrolytic production of magnesium and chlorine
SU1754659A1 (en) Method of processing zirconium concentrate
RU2261926C1 (en) Method of processing of magnesium production saline wastes
RU79883U1 (en) TECHNOLOGICAL LINE FOR DEHYDRATING CARNELLITE RAW MATERIALS FOR PRODUCTION OF MAGNESIUM