Способ получения магнезиальной шихты Советский патент 1985 года по МПК C01F7/54 

со ел

sl 1 Изобретение относится к химическим способам полу гения огнеупорного сырья магнезиального состава. Известен способ получения, алюмомагнезиальной шпинели путем термообработки при шихты, содержащей 46-51 мол.% гидрооксида алюминия i 34-АО .мол.% углекислого магния и 9-20мол.% хлористого магния ij Недостатком данного способа ятзляе.тся выделение в процессе обжига га зообра;зного хлористого водорода, что ухудшает условия труда и вызывает необходимость использования специального коррозионностойкого оборудования. Кроме того, использование углекис лого магния в виде природного магнезита, содержащего до 6-15% примесей загрязняет конечньш продукт оксидами железа, кремния и кальция. Наиболее близким к изобретению по технический сущности и достигаемо му результату является способ получения магнезиальной пшинели, включающий обработку алюминатно-щелочных растворов магнийсодержащей солью, фильтрацию полученного осадка, его промывание, сушку и термообработку. При этом в качестве магнийсодержаще соли используют сульфат магния, а обработку алюминатно-щелочных раство ров сульфатом магния осзпцествляют при 80°С в присутствии серной кислоты, которая нейтрализует избыточную гидроокись натрия в раСтворе алюмината натрия.Процесс протекает по реакциипНа20-№20з- Л 044(п-) Q --M A8-i04bn«a2504-v .

Термообработку проводят при 2 .

Недостатками известного способа являются низкие качество и выход продукта и сложная технология. Низкий выход магнезиальной шихты, который составляет 60-65% от максимально возможногоJ обусловлен частичной нейтрализацией избыточной гидроокиси натрия, содержащейся в алюминате натрия, серной кислотой.

Процесс термодинамически возможен лишь при повышенной температуре (), что ведет к дополнительИспользование в качестве магнийсодержащей соли хлоридов магния позволяет повысить выход магнезиальной шихты. Это обусловлено протеканием следующей реакции:

, 0.4 nMgCl,-i-fnH20- MgA1j04. (n-l)KgCOiI)2t2f,NaCl

Как ввдно из приведенной реакции, в процессе соосаждения весь гидроокс щ натрия, включая избыточньш, используется для получения магнезиальной ШИ5СТЫ, при этом выход последнего составляет практически 100% от максш- ального возможного. 42 ным энергозатратам. Кроме того, ведение процесса в присутствии серной кислоты при повьш1енной температуре ухудшает условия труда и требует специального коррозионностойкого оборудования. Недостатком известного способа также является связьшание ценных химических прод5гктов и в малоценный побочный продукт - сульфат натрия. При повышенной температуре процесса (80°с) получаемые кристаллы гидрошпинельного соединения имеют размеры 1 10 мкм, что обуславливает большую поверхность на единицу массы продугста, сорбирование значительного количества реагируемых продуктов и плохую их отмьшку. При этом отрицательное влияние оказывает и большое относительное количество балластной соли Na SO, к получаемому продукту. Использование загрязненного 50 и продукта для изготовления футеровок печей по переработке и получению металлов высокой чистоты Fe, А1, Mg, Ti и др. недопустимо. Целью изобретения является повьлшение качества и выхода продукта, зшрощение технологии. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения магнезиальной шихты, включающему обработку алюминатно-щелочных растворов магнийсодержпщей солью, фильтрацию полученного осадка, его промьшку, сушку и термообработку, в качестве магнийсодержащей соли используют хлориды магния. Причем в качестве хлоридов магния используют бишофит, хлормагниавые щелока. В качестве хлоридов магния может быть использован природный хлорид магния - бишофит MgCln бНоО, который является чистым природным сырьем, хорошо растворимым в воде. Могут быть использованы также хлормагниевы щелока или карналлит. В качестве алюминатно-щелочных растворов используют продукты вьпцелачивания алюмосодержащих материалов глиноземного производства. Это позволяет получать магнезиальную шихту широкого ассортимента, от шпинельной до периклазовой, так как наряду с ос новной реакцией протекает следующая 2NaOIH-MgCl2- Mg(OH)2+ 2NaCl Процесс соосаждения идет при обыч ной температуре, не требуя дополнительных энергозатрат. Кроме того, наряду с основньпч продуктом - магнезиальной шихтой, получается ценный побочньй продукт - хлористый натрий. Проведение процесса при обычной температуре и без использования серной кислоты сутцественно упрощает процесс и позволяет проводить его в обычном некоррозионностойком оборудовании. Кроме того, предлагаемьм способом можно получить более чистый продукт и FejO. по содержаншо 8Сл Объясняет ся это тем, что кристаллизация кристаллогидратов гидрошпинельных соединений по предлагаемому и известному способам протекает с резко отличными скоростями, что обусловлено термодинамическими условиями осуществления способов. При реализации предлагаемого способа крупнокристаллическая структура гидрошпинели, получаемая в нормальных условиях ( без подогрева , способствует дополнительной очистке целевого продукта от колловдальных примесей. Осуществление известного способа при повышенной температуре (80 С) вызывает спонтанную тонкодисперсную кристаллизацию гнирошпинели, сопровояодающуюся поглощение коллоидальных примесей, прак тически не удаляемых последующей промывкой. Приме р 1. В осветленный очищенный алюмииатно-щелочной раствор с каустическим модулем 4,0 объемом 500 см и концентрацией Na-O 200 г/л и AljO 80 г/л вводят 325 г бишофита MgCl. . Полученный раст вор перемешивают в течение 30 мин. Затем полученную суспензию отстаивают, в течение 2ч, осадок отфильтровьшают и трижды промывают водой. После этого осадок осушат и обжигают при 1600 С (вьщержка 2 ч). Пример2. В алюминатно-щелочной раствор, полученный путем растворения кристаллического алюмината натрия от выщелачивания нефелинов гидрохимическим способом, объемом 100 см , имеющий каустический модуль I,35 и содержащий 200 г/л и г/л, вводят 650 г бишофита и перемешивают в течение 30 мин. Осадок отфильтровьшают и подвергают тройной промьшке водой, сутке и термообработке при 800°С (выдержка 2ч). ПримерЗ. Б осветленный очищенный алюминатно-щелочной раствор объемом 500 см с каустическим модулем 2,5 и при содержании Na20 200г/л и АЬ 0 130 г/л вводят 325 г бишофита и перемешивают содержимое в течение 30 мин. После двухчасового отстоя осадок отфильтровьшают,трижды промьшают водой и затем обжигают при 1200°С (вьщержка 2ч). Пример4. В алюминатно-щелочной раствор, приготовленный растворением в воде 164 г кристаллического алюмината натрия, вводят 500 г хлормагниевых щелоков с концентрацией MgCl2l90 г/л. Смесь перемешивают в течение 30 мин, подвергают двухчасовому отстою, после чего осадок отфильтровывают, трижды промьшают водой, сушат и обжигают при 1000 С (вьздержка 2ч). Приме р5. В промышленный алкжинатно-щелочной раствор объемом 500 мм с каустическим модулем 2,0 и содержанием Na20 125 г/л и А 102 г/л вводят 205 г бишофита. Смесь перемешивают в течение 30 мин, отстаивают 2 ч, фильтруют осадок и трижды промывают водой с последующей фильтрацией. Осадок сушат и прокаливают при 1000°С (2 ч). Примерб.В осветленный алюинатный раствор объемом 500 см с аустическим модулем 4,0 и концентраией 200 г/л и Al20,j80 г/л водят 123 г 96%-ной серной кислоты 48 г кизерита MgSO Ii20. Содержиое перемешивают в течение 5 мин, атем нагревают до 80 С и содержимое новь перемешивают 5 мин. Через

5113

45 мин раствор охлаждают, осадок отфильтровывают и трижды промьгеают водой с фильтрацией. Затем осадок сушат при (выдеряаса 2 ч).

Пример. В промьшленньй алюминатно-щелочной раствор объемом 500 мл с каустическим модулем 2,0 и содержанием 125 г/л и AljOa 102 г/л вводят 51 г 96%-ной серной кислоты и 60 г кизерита. Содержимое перемешивают 5 мин, затем нагревают до 80 С и вновь перемешивают 5 мин. Через 45 мин раствор охлаждают, oca-i док отфильтровывают и трижды промы-.

146

вают водой с последующей фильтрацией. Затем осадок после сушки прокаливают прк (2ч.)

Сопоставительные данные химического анализа продуктов магнезиальной шихты, полученной из алюминатно-ще- лочных растворовJприведены в таблице.

Таким образом, магнезиальная шихта, полученная предлагаемым способом, имеет значительно меньше примесей по сравнению с продуктом, полученным известнь1м, при этом выход полученного продукта увеличивается.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОЙ ШИХТЫ, включающий обработку алюминатно-щелочных растворов магнийсодержащей солью, фильтрацию полученного осадка, его промьтание, сушку и термообработку, о т ли ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения качества и выхода продукта, упрощения технологии,в качестве магнийсодержащей соли используют хлориды магния. 2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве хлоридов магния используют бишофит, . хлорма-гниевые щелока.