СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СОЛЕВЫХ ОТХОДОВ МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2005 года по МПК C22B7/00 C25C3/04 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению магния электролизом расплавленных солей и переработке солевых отходов, образующихся в процессе получения магния.

При электролитическом получении магния из карналлита побочным продуктом процесса является отработанный электролит, содержащий не менее 72% хлорида калия, 4-6% хлорида магния и до 1% оксида магния и применяемый в качестве удобрения. Однако низкое содержание магния в продукте не обеспечивает потребности в нем растений при повышенном содержании калия. Исследования показали эффективность влияния на сельскохозяйственные культуры шламов карналлитовых хлораторов. Но высокое содержание магниевых соединений при низком содержании калия ограничивает их индивидуальное применение.

Известен способ переработки солевых отходов, например отработанного электролита (Эйдензон М.А. Металлургия магния и других легких металлов. - М.: Металлургия, 1974 г. - стр.110-111), включающий слив отработанного электролита в короба, охлаждение и измельчение застывших блоков до фракции 1-3 мм.

Недостатком данного способа является то, что низкое содержание магния в продукте не обеспечивает потребности в нем растений при повышенном содержании калия.

Известен способ переработки отходов магниевого производства (Белкин Г.И., Старцев В.А., Грибов В.И. и др. Получение удобрений из отходов магниевого производства. - Ж. Цветная металлургия. - 1988 г., №10. - стр.74-75), включающий заливку отработанного электролита (60-80%) в тигель печи, загрузку расплавленного шлама карналлитовых хлораторов, подогрев смеси до температуры 680-720°С, перемешивание механической мешалкой в течение 15-20 минут до достижения однородного состава, заливку полученной смеси во вращающийся цилиндрический гранулятор. При скорости вращения гранулятора 1500-1900 мин^-1 при охлаждении образуются гранулы, которые рассеивали на фракции, товарную фракцию направляли потребителю.

Недостатками данного способа являются большие затраты на обезвреживание отходов. Использование специального тигля и гранулятора приводит к увеличению стоимости переработки отходов.

Известен способ переработки солевых отходов (А.с. СССР №1546454, опубл. БИ.8, 1990 г.), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий смешение отработанного электролита со шламом со стадии передела обезвоженного карналлита в расплавленном состоянии при массовом соотношении электролит:шлам равном 10:(0,3-10) или 1:(0,03-1), гранулирование смеси центрифугированием через перфорированный стакан при скорости вращения 1000-2000 оборотов в минуту и температуре 660-720°С.

Недостатками данного способа являются большие затраты за обезвреживание отходов. Использование специального тигля и гранулятора приводит к увеличению стоимости переработки отходов.

Технический результат заключается в устранении недостатков прототипа и направлен на удешевление утилизации отходов и снижение затрат.

Технический результат достигается тем, что предложен способ переработки солевых отходов магниевого производства, включающий смешивание отработанного электролита и шлама карналлитовых хлораторов в расплавленном состоянии, охлаждение и измельчение смеси, новым является то, что смешивание производят в камере отстоя хлоратора, при этом электролит добавляют в камеру отстоя хлоратора при соотношении шлам : электролит равном 1:(1,5-4,0), при постоянном перемешивании путем барботажа сжатым воздухом. Кроме того, электролит добавляют при температуре 600-800°С.

Проведение процесса смешивания в камере отстоя хлоратора позволяет исключить использование дополнительного оборудования, что значительно снижает затраты на переработку отходов, осуществление барботажа воздухом смеси через форсунки хлоратора также значительно снижает затраты.

При соотношении электролит: шлам менее чем 1,5-1 получают смесь, обладающую значительной твердостью, что значительно усложняет процесс дробления и увеличивает затраты на измельчение смеси.

При соотношении электролит : шлам больше чем 4:1 увеличиваются затраты на проведение процесса смешивания.

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 переработки солевых отходов магниевого производства, изложенных в пунктах формулы 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. Заявленные признаки являются новыми и не вытекают явным образом для специалиста, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень"

Пример осуществления способа.

Шлам карналлитовых хлораторов состава, мас.%: оксид магния 30-40, хлорид магния 30-40, хлорид калия 30, остальное - хлорид натрия и примеси, как отход производства получают на второй стадии обезвоживания при переработке обезвоженного карналлита после печей кипящего слоя. Вторую стадию обезвоживания осуществляют в хлораторе, который состоит из плавильника, двух хлорирующих камер и камеры отстоя. В плавильник загружается твердый обезвоженный карналлит и молотый нефтекокс, полученный расплав поступает в камеры хлорирования, где очищается от примесей с помощью хлорсодержащих газов и далее его направляют камеру отстоя для отстаивания от твердых взвешенных частиц. Осветленный расплав безводного карналлита через летку сливают в ковши и передают на процесс электролиза, а взвешенные частицы накапливаются в миксере.

Отработанный электролит магниевого электролизера состава, мас.%: хлорид калия 70-75, хлорид магния 4-10, оксид магния 0,1-0,8, остальное хлорид натрия и примеси является отходом процесса электролизера хлормагниевого сырья. Процесс электролиза осуществляют при циркуляции расплавленных солей в электролизере, при постоянном токе на аноде выделяется хлор, а на катоде - магний. По мере работы электролизера происходит снижение содержания хлорида магния в расплаве и при концентрации хлорида магния в расплаве менее 7% необходимо заливать новые порции безводного карналлита, а для этого необходимо освобождать часть объема ванны, удаляя из нее некоторое количество так называемого отработанного электролита. Отработанный электролит в процессе электролиза приходится удалять не реже двух раз в сутки. Значительное количество - 4-5 тонн отработанного электролита образуется на 1 тонну готового продукта - магния.

В хлоратор в камеру отстоя после слива безводного карналлита и перед сливом шлама заливают расплав отработанного электролита. Смешивание производят при соотношении шлам : электролит, равном 1:2,5, при температуре 600-800°С и снизу в камеру при барботаже сжатого воздуха. Воздух подают в камеру отстоя хлоратора через форсунки. После смешивания смесь сливают в стальные короба и охлаждают. Отвердевшую смесь предварительно дробят до кусков менее 200 мм, после чего доизмельчают до кондиционного гранулометрического состава.

Таким образом, позволяет исключить использование дополнительного оборудования, что значительно снижает затраты на переработку отходов, осуществление барботажа смеси воздухом через форсунки хлоратора также значительно снижает затраты.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению магния электролизом расплавленных солей и переработке солевых отходов, образующихся в процессе получения магния. Способ переработки солевых отходов магниевого производства включает смешивание отработанного электролита и шлама карналлитовых хлораторов в расплавленном состоянии, охлаждение и измельчение смеси, при этом смешивание производят в камере отстоя хлоратора, а электролит добавляют в камеру отстоя хлоратора при соотношении шлам:электролит, равном 1:(1,5-4,0), и постоянном перемешивании путем барботажа сжатым воздухом. Электролит добавляют при температуре 600-800°С, обеспечивается удешевление утилизации отходов и снижение затрат, 1 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки солевых отходов магниевого производства, включающий смешивание отработанного электролита и шлама карналлитовых хлораторов в расплавленном состоянии, охлаждение и измельчение смеси, отличающийся тем, что смешивание производят в камере отстоя хлоратора, при этом электролит добавляют в камеру отстоя хлоратора при соотношении шлам:электролит, равном 1:(1,5-4,0), при постоянном перемешивании путем барботажа сжатым воздухом.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что электролит добавляют при температуре 600-800°С.