Способ приготовления магнезитовой добавки Советский патент 1983 года по МПК C01F5/38 C05C1/02 

4i 01

00

Изобретение относится к способу приготовления добавок, применяемых для уменьшения слеживаемости аммиачной селитры.

Известен способ приготовления магнезитовой добавки, включающий разложение каустического магнезита (отхода производства окиси магния) 28-30%-ной азотной кислотой. Процес ведут в нейтральной или слабокислой среде до 25 г/л свободной азотной кислоты. Полученную магнезитовую вытяжку отстаивают-, осветленный расвор, содержащий, г/л: окись магния iOO-120; окись кальция 0,7-1,7; окислы железа, алюминия и редкоземельных элементов 3,8-6,0, - подают на стадию денейтрализации перед выпаркой пе-рвой ступени из расчета содержания окиси магния в готовом продукте 0,30-0,35% l1Однако ис/1ользование в процессе разложения каустического магнезита слабой азотной кислоты ведет к повышению энергетических затрат при последующей упарке раствора, а нейтральная или близкая к ней среда магнезитовой вытяжки обусловливает образование коллоидных осадкогз, двойных солей магния типа цемента Сореля, а также гидратных форм полуторных окислов, которые плохо от-ч стаиваются, а также постепенно осаждаются на теплообменных трубах и других коммуникациях г снижая производительность процесса и услож няя его из-за необходимости очистки аппаратуры от этих наслоений.

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

Недостатком способа является то, что при взаимодействии магнезита с 40-45%-ной азотной кислотой температура реакционной смеси повышается 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 повышается степень коррозии аппаратуры. Кроме того, степень использования магнезита по данному способу не превышает 97,5-98,0%.

Цель изобретения - повЕЛшение степени извлечения окиси магния в целевой продукт при одновременном уменьшений коррозии аппаратуры и снижении загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления 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 направляют на стадию обработки магнезита.

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

Технология способа заключается 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, продолжая перемешивание воздухом еще в течение 2ч. Температура в реакторе к концу загрузки магнезита составляет 8090°С. Полученный раствор отстаивают в течение 2 ч до полного осветления. Осветлённуй вытяжку, являющуюся продуктом, сливают в отстойник. Осадок, содержащий окислы магния, кальция, железа, алюминия,кремния и редкоземельных элементов, вторично обрабатывают в течение 1,0-1,5 ч при перемешивании воздухом 46-55%ной азотной кислотой, взятой в количестве 7-25% от ее исходного количества (количества, необходимого на обе стадии). Полученный раствор направляют в голову процесса, а осадок, составляющий 2-3% от загрузки магнезита, периодически 1 раз- в 2-3 мес вымывают из реактора.

Степень извлечения МдО из исходного сырья составляет 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 повышается до 106-112с, что ведет к разложению азотной кислоты с выделением окислов азота и к загрязнению окружающей среды, а также к . увеличению степени коррозии аппаракуры.

В случае уменьшения ксзнцентрации азотной кислоты до 30-34% снижается степень извлечения окиси магния (до 91-92% по сравнению с по прототипу).

Избыточная кислотность магнееитовой вытяжки 50-55 г/л необходима с точки зрения достижения максимальной степени растворения магнезита

и иавлечення в раствор МдО. Избыточная кислотность ниже 50 г/л ведет к образованию трудноотстаивающегося коллоидного осадка, что затрудняет осуществление процесса в целом. Концентрация свободной азотной кислоты на этой стадии выше 55 г/л экономически нецелесообразна.

Осадок, отделенный в результате осветления магнезитовой вытяжки, необходимо обрабатывать 46-55%-ной азотной кислотой. .При снижении концентрации чазотной кислоты ниже 46% происходит уменьшение степени извлечения окиси магния в продукт, например при обработке осадка 40%-ной азотной кислотой степень извлечения МдО составляет 98,5%. Увеличение же концентрации HNOg выше 55% не дает дополнительного эффекта, так при использовании 55%-ной HNOj степень извлечения МдО в продукт составляет 99,88%, а при использовании 60%-ной HNOj - 99,84%. Обработка осадка маг незитовой вытяжки 46-56%ной азотной кислотой, увеличивая суммарную степень извлечения МдО в продукт, не приводит к загрязнению окружающей среды и коррозии аппаратуры, поскольку содержание окисимагния в осадке незначительно, и реакция идет не бурно, буз значитель ного выделения окирлов азота.

t .При использовании азотйой. кислоты на стадии обработки осадка магнезиТОБОЙ вытяжки в количестве менее 7% от ее исходного количества не обеспечивается достаточный контакт реагирующих веществ, что не позволяет достигнуть полного извлечения окиси магния в раствор, а использовать HNOj в количестве более 25% экономически нецелесообразно.Предлагаемый способ позволяет повысить степень извлечения окиси магния в продукт, снизить загрязнение окружающей среды окислами азота и уменьшить коррозию аппаратуры.

Пример 1. Реактор заполняют 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 содержания свободной азотной кислоты в реакторе 55 г/л подачу магнезита прекращают. Температура в реакторе достигает 84°С. Нераствори й осадок отделяют фильтрацией. Фильтрат в количестве 1360 м имеет состав, г/л: свободная азотная 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 растворения магнезита93 ,15%.

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

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

Пример 2. Условия осуществления способа аналогичны примеру 1 но для обработки магнезита используют 39%-ную азотную кислоту, а отделенный осадок обрабатывают 55%нрй азотной кислотой, взятой в количестве 25% от исходного ее количества. Степень растворения . магнезита в этих условиях 97,5%, а степень извлечения окиси магния 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-питателя 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, продолжая еще 2 ч перемешивание воздухом. Затем магнезитовую вытяжку отстаивают в реакторе в течение 2 ч до полного осветления. Нерастворившиеся частицы магнезита оседают на дно реактора. Осветленную жидкость, являющуюся продуктом, сливают в отстойник. Осадок обрабатывают 50%ной азотной кислотой в количестве , 2,4 м, что составляет 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 для растворения магнезита. Степень извлечен1 окиси магния 99,9%, содержание окислов азота в выхлопных газах 0,100,15%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет увеличить степень из влечения магния до 99,9% npoxiita ,97,5-98,0% по прототипу, уменьшите степень разложения 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 реактогрязнение окружающей среды, снизить ров.

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МАГНЕЗИТОВОЙ ДОБАВКИ, включающий обработку 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 снижения загрязнения окружающей среды, обработку каустического магнезита ведут 35-39%-ной азотной кислотой, осадок обрабатывают 46-55%-ной азотной кислотой , получ;енный после обработки осадка раствор направляют на стадию обработки магнезита. 2. Способ-по П.1, отличающийся тем, что обработку магнезита 35-30%-ной азотной кислотой ве(Л дут до содержания свободной кислоты 50-55 г/л.