СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ТВЕРДОГО ОБЕЗВОЖЕННОГО КАРНАЛЛИТА К ЭЛЕКТРОЛИЗЕРАМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИЯ Российский патент 2005 года по МПК C25C3/04 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству магния, получаемого из карналлита.

Известен способ транспортировки обезвоженного карналлита к электролизерам (см. кн. Лебедев О.А. Производство магния электролизом. М.: Металлургия, 1988. С.62-79), включающий получение обезвоженного карналлита в печах, транспортировку его в расплавленном состоянии в ковшах на передел электролиза и заливку в электролизные ячейки.

Недостатком способа является то, что обезвоженный карналлит доставляют к электролизерам в расплавленном состоянии. Так как многие производители магния разработали процессы глубокого обезвоживания хлормагниевых солей в твердом виде с использованием хлороводорода с последующей загрузкой твердого сырья в электролизеры, то возникла задача доставки обезвоженного карналлита к электролизерам в твердом состоянии. Это позволяет снизить суммарный расход электроэнергии (на стадиях подготовки сырья и электролиза) за счет экономии электроэнергии на расплавление хлористых солей на стадии подготовки их к электролизу. При этом, чем ниже содержание в твердом сырье кислородсодержащих примесей (MgO и Н₂О), тем лучше технико-экономические показатели, а именно ниже удельные расходы электроэнергии и сырья, расход графита.

Получаемое в процессе глубокого обезвоживания хлормагниевое сырье (в том числе и карналлит) сильно гигроскопично, что требует специальных способов его хранения, перегрузки и транспорта.

Известен способ транспортировки обезвоженного карналлита (ст. Пневматическая транспортировка обезвоженного карналлита. - Н.Д.Хемендик. В.В.Понятенко, А.П.Богданов. Ж. Цветная металлургия, №20, 1967 г., стр. 38-39), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий выгрузку твердого обезвоженного карналлита из печи, пневмотранспорт карналлита от печи к печи с помощью воздуха.

Основными недостатками данного способа являются следующие:

- при пневматической транспортировке карналлита (даже в плотном слое) на значительные расстояния - минимально возможная сумма длины сырьевого и электролизного корпусов составляет сотни метров, происходит значительное измельчение карналлита. Средний диаметр частиц снижается с 280 мкм до 140 мкм, т.е. в два раза. Загрузка измельченного карналлита в электролизную ванну приводит к значительным его потерям за счет того, что измельченное сырье плохо смачивается и расплавляется, и, как следствие, уносится газовыми потоками;

- хлорид водорода сорбируется на частичках глубокообезвоженного карналлита и переносится на передел электролиза, что приводит к снижению срока службы оборудования,

- низкая производительность пневмотранспорта из-за налипания на внутренних стенках труб увлажненного карналлита.

Задача изобретения направлена на устранение указанных недостатков прототипа.

Технический результат заключается в снижении потерь сырья за счет резкого уменьшения его измельчения и пылевыноса из электролизера, а также увеличения срока службы оборудования.

Данный технический результат достигается тем, что предложен способ транспортировки твердого обезвоженного карналлита к электролизерам для получения магния, включающий выгрузку его из печи и транспортировку и загрузку в электролизеры, новым является то, что твердый карналлит выгружают в герметичную емкость, обрабатывают осушенным сжатым воздухом до избыточного давления в емкости 0,1-0,5 кПа, затем после обработки перегружают из емкости в герметичный контейнер, транспортируют и выгружают из контейнера в бункер электролизера.

Кроме того, выгрузку карналлита из контейнера в бункер электролизера осуществляют сжатым воздухом.

Выбор показателей и режимных параметров способа обусловлен следующим.

Осуществление процесса производства магния в заявляемых условиях перегрузки, хранения и транспорта обеспечивает снижение потерь сырья за счет уменьшения истирания обезвоженного карналлита, исключает пылевынос сырья из электролизера при загрузке.

Обработка осушенным сжатым воздухом твердого обезвоженного карналлита в герметичной емкости позволяет удалить хлорид водорода из карналлита и тем самым повысить срок службы оборудования.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет 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 транспортировки твердого обезвоженного карналлита к электролизерам для получения магния, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

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. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразования для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Пример осуществления способа.

Исходное сырье - обогащенный карналлит состава, % мас.: MgCl₂ - 31,8; H₂O - 38,4; KCl - 25,6; NaCl - 4,2 в количестве 20,9 т/час поступает в печь кипящего слоя. В печи происходит его обезвоживание за счет тепла топочных газов, образующихся при сжигании природного газа в топках печи:

СН₄+О₂→СО₂+2Н₂O.

Для снижения процессов гидролиза карналлита в топки печей подают хлор. В топках происходит конверсия хлора до хлороводорода:

Cl₂+Н₂O→2НСl+1/2O₂.

На выходе из печи получается глубоко обезвоженный карналлит со средним диаметром частиц 280 мкм, содержащий, % мас.: MgCl₂ - 51,7; KCl - 40,8; NaCl - 6,5; MgO - 0,5; Н₂О - 0,5 в количестве 12,5 т/час, который по системе герметичных транспортеров поступает в герметичную емкость. В емкость подают осушенный до температуры -20÷-40°С сжатый воздух (давление 400-600 кПа) в количестве, которое обеспечивает избыточное давление в емкости 0,1-0,5 кПа. При этом происходит удаление хлорида водорода, сорбированного карналлитом. Кроме того, в бункер не попадает влажный атмосферный воздух, т.е. не происходит увлажнения материала. Материал из бункера по системе герметичных перегрузочных устройств загружается в герметичные контейнеры (аналог - камерный пневмонасос), в которых транспортируется к электролизерам. Перегрузку из герметичных контейнеров в бункера электролизеров производят путем подключения контейнера к линии осушенного сжатого воздуха. За счет уменьшения длины линии пневмотранспорта в сотни раз не происходит уменьшения размеров частиц за счет их истирания - практически - размер частиц карналлита, загружаемого в электролизер, составляет 280 мкм. Пылевынос из электролизера снижается на 15-20%, удельный расход электроэнергии на 5-7%, расход графита на 12-15%.

Изобретение относится к электролитическому производству магия из карналлита. В предложенном способе, включающем выгрузку твердого обезвоженного карналлита из печи, транспортировку и загрузку в электролизеры, согласно изобретению твердый карналлит выгружают в герметичную емкость, обрабатывают осушенным сжатым воздухом до избыточного давления в емкости 0,1-0,5 кПа, затем после обработки перегружают из емкости в герметичный контейнер, транспортируют и выгружают из контейнера в бункер электролизера. Обеспечивается снижение потерь сырья за счет уменьшения его измельчения и пылевыноса из электролизера и увеличение срока службы оборудования. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ транспортировки твердого обезвоженного карналлита к электролизерам для получения магния, включающий выгрузку его из печи, транспортировку и загрузку в электролизеры, отличающийся тем, что твердый карналлит выгружают в герметичную емкость, обрабатывают осушенным сжатым воздухом до избыточного давления в емкости 0,1-0,5 кПа, затем после обработки перегружают из емкости в герметичный контейнер, транспортируют и выгружают из контейнера в бункер электролизера.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выгрузку твердого обезвоженного карналлита из контейнера в бункер электролизера осуществляют сжатым воздухом.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого обезвоженного карналлита используют глубоко обезвоженный карналлит в печи кипящего слоя.