SU1041518A1 - Способ приготовлени магнезитовой добавки - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНЕЗИТОВОЙ ДОБАВКИ, включающий обработку каустического магнезита азотной кислотой с последующим отделением раствора целевого продукта от осадка, отличающийс  тем, что, с целью повышени  степени извлечени  окиси магни  в целевой продукт при одновременном уменьшении коррозии аппаратуры и снижени  загр знени  окружающей среды, обработку каустического магнезита ведут 35-39%-ной азотной кислотой, осадок обрабатывают 46-55%-ной азотной кислотой , получ;енный после обработки осадка раствор направл ют на стадию обработки магнезита. 2. Способ-по П.1, отличающийс  тем, что обработку магнезита 35-30%-ной азотной кислотой ве (Л дут до содержани  свободной кислоты 50-55 г/л.

Description

4i 01

00

Изобретение относитс  к способу приготовлени  добавок, примен емых дл  уменьшени  слеживаемости аммиачной селитры.

Известен способ приготовлени  магнезитовой добавки, включающий разложение каустического магнезита (отхода производства окиси магни ) 28-30%-ной азотной кислотой. Процес ведут в нейтральной или слабокислой среде до 25 г/л свободной азотной кислоты. Полученную магнезитовую выт жку отстаивают-, осветленный расвор , содержащий, г/л: окись магни  iOO-120; окись кальци  0,7-1,7; окислы железа, алюмини  и редкоземельных элементов 3,8-6,0, - подают на стадию денейтрализации перед выпаркой пе-рвой ступени из расчета содержани  окиси магни  в готовом продукте 0,30-0,35% l1Однако ис/1ользование в процессе разложени  каустического магнезита слабой азотной кислоты ведет к повышению энергетических затрат при последующей упарке раствора, а нейтральна  или близка  к ней среда магнезитовой выт жки обусловливает образование коллоидных осадкогз, двойных солей магни  типа цемента Сорел , а также гидратных форм полуторных окислов, которые плохо от-ч стаиваютс , а также постепенно осаждаютс  на теплообменных трубах и других коммуникаци х г снижа  производительность процесса и услож н   его из-за необходимости очистки аппаратуры от этих наслоений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ приготовлени  магнезитовой добавки, включающий обработку каустического магнезита 40-45%-ой азотной кислотой , вз той 3 количестве 105-110% от стехиометрического 2 .

Недостатком способа  вл етс  то, что при взаимодействии магнезита с 40-45%-ной азотной кислотой температура реакционной смеси повышаетс  до 10б-112с, в результате чего происходит разложение азотной кислоты с выделением вредных окислов азота в атмосферу, содержание которых выхлопных газах достигает 0,6-0,8%, а также повышаетс  степень коррозии аппаратуры. Кроме того, степень использовани  магнезита по данному способу не превышает 97,5-98,0%.

Цель изобретени  - повЕЛшение степени извлечени  окиси магни  в целевой продукт при одновременном уменьшений коррозии аппаратуры и снижении загр знени  окружающей среды.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу приготовлени  магнезитовой добавки, включающему обработку каустического магнезпта азотной кислотой с последующим отделением раствора целевого продукта от осадка, обработку каустического магнезита ведут 35-39%-ной азотной кислотой, осадок обрабатывают 46-55%-ной азотной кислотой, полученный после обработки осадка раствор направл ют на стадию обработки магнезита.

Обработку магнезита 35-39%-ной азотЕюй кислотой ведут до содержани  свободной кислоты 50-55 г/л.

Технологи  способа заключаетс  в следующем.

В реактор, заполненный конденсатом сокового пара, подают сжатый воздух ,и 35-39%-ную азотную кислоту . Затем медленно в течение 2,02 ,5 ч подают магнезит. По мере подачи магнезита делают анализ раствора на содержание свободной азотной кислоты. При содержании последней в растворе 50-55 г/л подачу магнезита прекращают, продолжа  перемешивание воздухом еще в течение 2ч. Температура в реакторе к концу загрузки магнезита составл ет 8090°С . Полученный раствор отстаивают в течение 2 ч до полного осветлени . Осветлённуй выт жку,  вл ющуюс  продуктом, сливают в отстойник. Осадок, содержащий окислы магни , кальци , железа, алюмини ,кремни  и редкоземельных элементов, вторично обрабатывают в течение 1,0-1,5 ч при перемешивании воздухом 46-55%ной азотной кислотой, вз той в количестве 7-25% от ее исходного количества (количества, необходимого на обе стадии). Полученный раствор направл ют в голову процесса, а осадок , составл ющий 2-3% от загрузки магнезита, периодически 1 раз- в 2-3 мес вымывают из реактора.

Степень извлечени  МдО из исходного сырь  составл ет 99,8-99,9%.

Экспериментально установлено, чт при обработке исходного магнезита необходимо использовать 35-39%-ную сГзотную кислоту. При увеличении концентрации азотной кислоты до 4045% температура реакционной смеси повышаетс  до 106-112с, что ведет к разложению азотной кислоты с выделением окислов азота и к загр знению окружающей среды, а также к . увеличению степени коррозии аппаракуры .

В случае уменьшени  ксзнцентрации азотной кислоты до 30-34% снижаетс  степень извлечени  окиси магни  (до 91-92% по сравнению с по прототипу).

Избыточна  кислотность магнееитовой выт жки 50-55 г/л необходима с точки зрени  достижени  максимальной степени растворени  магнезита

и иавлеченн  в раствор МдО. Избыточна  кислотность ниже 50 г/л ведет к образованию трудноотстаивающегос  коллоидного осадка, что затрудн ет осуществление процесса в целом. Концентраци  свободной азотной кислоты на этой стадии выше 55 г/л экономически нецелесообразна.

Осадок, отделенный в результате осветлени  магнезитовой выт жки, необходимо обрабатывать 46-55%-ной азотной кислотой. .При снижении концентрации чазотной кислоты ниже 46% происходит уменьшение степени извлечени  окиси магни  в продукт, например при обработке осадка 40%-ной азотной кислотой степень извлечени  МдО составл ет 98,5%. Увеличение же концентрации HNOg выше 55% не дает дополнительного эффекта, так при использовании 55%-ной HNOj степень извлечени  МдО в продукт составл ет 99,88%, а при использовании 60%-ной HNOj - 99,84%. Обработка осадка маг незитовой выт жки 46-56%ной азотной кислотой, увеличива  суммарную степень извлечени  МдО в продукт, не приводит к загр знению окружающей среды и коррозии аппаратуры , поскольку содержание окисимагни  в осадке незначительно, и реакци  идет не бурно, буз значитель ного выделени  окирлов азота.

t .При использовании азотйой. кислоты на стадии обработки осадка магнезиТОБОЙ выт жки в количестве менее 7% от ее исходного количества не обеспечиваетс  достаточный контакт реагирующих веществ, что не позвол ет достигнуть полного извлечени  окиси магни  в раствор, а использовать HNOj в количестве более 25% экономически нецелесообразно.Предлагаемый способ позвол ет повысить степень извлечени  окиси магни  в продукт, снизить загр знение окружающей среды окислами азота и уменьшить коррозию аппаратуры.

Пример 1. Реактор заполн ют 35%-ной азотной кислотой в количестве 1390 мл. Затем медленно при интенсивном перемешивании засыпают магнезит состава, %: МдО 83,1; СаО 2,68.; SiOj 2,4; R, 2,5, где R-Fe, Al и редкоземельные элементы, При достижении содержани  свободной азотной кислоты в реакторе 55 г/л подачу магнезита прекращают. Температура в реакторе достигает 84°С. Нераствори й осадок отдел ют фильтрацией . Фильтрат в количестве 1360 м имеет состав, г/л: свободна  азотна  кислота 55; МдО 128; СаО 4,16;-; R;jOj 3,67. Высушенный осадок в количестве 15,92 имеет состав, %: 4 ,

СаО 3,1; SiO2 40,0; 7,8. Степен растворени  магнезита93 ,15%.

Отделенный осадок обрабатывают 46%-ной азотной кислотой в количестве . 100 мл, что составл ет 7,4% от -исходного количества, при этом температура в реакторе составл ет 51 С. Нерастворившийс  осадок отдел ют фильтрацией. Фильтрат, представл ющи собой азотную кислоту, в состав которой входит, г/л: МдО 62,0; СаО 2,94 R-Oa 3,8, направл ют в голову процесса .

Степень извлечени  МдО равна 99,9 содержание окислов азота в выхлопных газах 0,10-0,15%.

Пример 2. Услови  осуществлени  способа аналогичны примеру 1 но дл  обработки магнезита используют 39%-ную азотную кислоту, а отделенный осадок обрабатывают 55%нрй азотной кислотой, вз той в количестве 25% от исходного ее количества . Степень растворени  . магнезита в этих услови х 97,5%, а степень извлечени  окиси магни  99.9%.

Пример 3. В промышленный реактор, заполненный 36,8%-ной азотной кислотой в количестве 16,9 м , медленно в течение 2,25 ч при помощи шнека-питател  подают 2 ivf каус тического магнезита, того же состава , что и в примере 1. Одновременно ведут интенсивное перемешивание реакционной массы воздухом, подаваемым в низ реактора. При достижени,и кислотности 55 г/л и температуры 80 С подачу магнезита прекращают, продолжа  еще 2 ч перемешивание воздухом. Затем магнезитовую выт жку отстаивают в реакторе в течение 2 ч до полного осветлени . Нерастворившиес  частицы магнезита оседают на дно реактора. Осветленную жидкость,  вл ющуюс  продуктом, сливают в отстойник . Осадок обрабатывают 50%ной азотной кислотой в количестве , 2,4 м, что составл ет 15% от начальной загрузки кислоты, при интенсивном перемешивании воздухом в течение 1 ч. Полученный раствор азотной кислоты содержащий, г/л.: МдО 26,6; СаО l,94f RgOj - используют в начале процесса дл  растворени  магнезита. Степень извлечен1 окиси магни  99,9%, содержание окислов азота в выхлопных газах 0,100 ,15%.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет увеличить степень из влечени  магни  до 99,9% npoxiita ,97,5-98,0% по прототипу, уменьшите степень разложени  азотной кислоты и содержание окислов азота в выхл- :51041518 . 6

ных газах с 0,6-0,8 до 0,10-0,15%, степень коррозии аппаратуры, уменьа следовательно, предотвратить за- шить трудозатраты на чистку реактогр знение окружающей среды, снизить ров.

Claims (2)

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНЕЗИТОВОЙ ДОБАВКИ, включающий об работку каустического магнезита азотной кислотой с последующим отделением раствора целевого продукта от осадка, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения окиси магния в целевой продукт при одновременном уменьшении коррозии аппаратуры и снижении загрязнения окружающей среды, обработ ку каустического магнезита ведут 35-39%-ной азотной кислотой, осадок обрабатывают 46-55%-ной азотной кислотой , полученный после обработки осадка раствор направляют на стадию обработки магнезита.

2. Способ· по п.1, отличающийся тем, что обработку магнезита 35-30%-ной азотной кислотой ведут до содержания свободной кислоты 50-55 _г/л.

1 0 4 1518