СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ РАСТВОРОВ ХЛОРИСТОГОМАГНИЯ Советский патент 1969 года по МПК C25C3/04 

Известен способ обезвоживания растворов хлористого магния путем предварительного распыления и сушки теплоносителем с температурой 600-800 С с последующей термической обработкой нагретыми газами и грануляцией в «кипящем слое, по которому сушку производят до содержания 50-55% воды, а термическую обработку ведут в две стадии: первую при 140-150°С, а вторую при 160- 170°С.

Термическую обработку на первой стадии осуществляют газами, содержащими хлористый водород, при объемном отношении воды к хлористому водороду не более 25 и абсолютной концентрации водорода не ниже 0,4 об. %, а на второй стадии - при объемном отношении воды к хлористому водороду не более 8 и абсолютной концентрации водорода не ниже 0,8 об. %.

Предложенный способ отличается от известного режимами проведения процесса обезвоживания и дополнительным введением в исходиый раствор хлористого калия ири отнощении его к хлористому магнию, равном от 1 :2 до 1 : 6, и введением в расплав гранулированного продукта - хлористого натрия при отношении его к хлористому калию, равном от 3:2 до 1:5, и отработанного электролита в количестве, обеспечивающем содержание хлористого магния в конечном расплаве до

80%. Причем, распыление обезвоживание и грануляция осуществляются горячими газами, содержащими хлористый водород, при объемном отношении воды к хлористому водороду не более 30 и абсолютной его концентрации не 0,3 об. %. Такой способ позволяет уменьшить гидролиз хлористого магния и осуществить более глубокое обезвоживание продукта.

По описываемому способу переработки растворов хлористого магния с получением в ка честве конечного продукта безводного расплава, который быть использован непосредственно для электролиза, исходный раствор нагревают до 90-120°С. К раствору добавляют хлористый калий с таким расчетом, чтобы обеспечить весовое отношение хлористого калия к хлористому магнию в растворе от 1 : 2 до 1:6 при концентрации хлористого

магния от 22 до 32%. Полученный раствор поступает на обезвоживание в комбинированную сушилку распылительно-кииящего слоя. При использовании комбинированной сушилки раствор распыляется непосредственно топочными газами с температурой 900°С и выше. При этом происходит сушка до содержания влаги в распыленном продукте 25-50%. Дальнейшее обезвоживание продукта осуществляется в однокамерном или- многокамерном аппарате

цией при 140-200°С до содержания воды 3-10%. Отходящие газы подвергаются очистке от пыли, а уловленная иыль возвращается в зону «кнпящего слоя, где гранулируется. Наличие в продукте хлористого калия позволяет провести более глубокое обезвоживание и снизить гидролиз хлористого магния до 7-10%.

Для снижения гидролиза обезвоживание в «кипящем слое может производиться тоночными газами с добавкой хлористого водорода. Полученный гранулированный продукт непрерывно выводится из аппарата и нанравляется на окончательное обезвоживание. Оно может проводиться в расплаве и может быть осуществлено при добавке отработанного электролита с таким расчетом, чтобы содержание хлористого магния в получаемом расплаве составляло до 80%.

Процесс плавления может быть проведен в хлораторе, а также в аппарате, пе потребляющем хлор. При использовании хлоратов возможно окончательное обезвоживание и без добавки отработанного электролита. В этом случае может быть получен безводный расплав с содержанием до 80-85% хлористого магния, что позволит сократить грузопотоки.

Для регулирования состава электролита магниевых электролизеров в процесс вводится добавка хлористого натрия. Введение в электролит хлористого натрия благоприятно сказывается на изменение физико-химических свойств, что в конечном результате приводит к повыщению выхода по току и снижению расхода электроэнергии при электролизе. Добавки хлористого натрия вводят в расплав при окончательном обезвоживании гранулированного продукта или в «кипящий слой.

Преимущество такого способа обезвоживания еще и в том, что предотвращается накопление вредных примесей и балластных солей за счет вывода их из ироцесса с отработанным электролитом.

Пример 1. Без добавки отработанного электролита. Исходный раствор состава (%): MgCls 30; HsO 64; KCl 6 (соотнощение KCl :MgCl2 1 : 5) в количестве 141,2 кг поступает на обезвоживание в комбинированную сушилку распылительно-кипящего слоя, где распыляется горячими топочными газами с температурой 900-1000°С. В результате сущки в распыленном состоянии удаляется вся свободная влага (41,2 кг) н получается 100 кг продукта состава (%): MgCb 42,4; ПгО 49,1; КС 18,5.

Распыленный продукт поступает на обезвоживание в «кипящий слой, где одновременно с обезвоживанием он гранулируется. При обезвоживании в «кипящем слое получается смесь безводного карналлита с одноводным хлористым магнием. Гидролиз хлористого магния при этом составляет 9%. Состав получаемого продукта (%); MgCls 71,7; MgO 3,1; KCl 15,6; HgO 9,6. Количество 54,4 кг.

Обезвоживанне в «кипящем слое, с температурой 200°С, осуществляется за счет подачи горячих топочных газов с темнературой 400-500 С.

Отходящие газы после обезвоживания поступают на очистку их от пыли в циклонах и далее в скруббер, орощаемый исходным раствором. Уловленная в циклонах пыль возвращается в зону «кипящего слоя, где гранулируется и выводится с готовым продуктом.

Полученный в «кипящем слое гранулированный продукт поступает на окончательное обезвоживание с расплавлением в хлораторе. В результате обезвоживания в хлораторе получается расплав состава (%): MgCb 82,5; KCI 16,7; MgO 0,8 в количестве 50,9 кг.

П р и м е р 2. С добавкой отработанного электролита при расплавлении и дообезвоживании гранулированного продукта в хлораторе. Гранулированный продукт состава (%) MgClj 71,7; MgO 3,1; KCl 15,6; 9,6. В количестве 54,4 кг, полученный по способу, описанному в примере 1, подается на окончатель ное дообезвоживание с расплавлением в хло

раторе при добавке 34,6 кг отработанного электролита.

Состав подаваемого отработанного электролита (о/о): MgCla 6; KCl 47; NaCl 47. В результате дообезвоживания с расплавлением получается 85,3 кг расплава состава

(%): MgCig 50; KCI 29,9; NaCl 19,4; MgO 0,7.

Пример 3. С добавкой отработанного

электролита при расплавлении и дообезвоживании гранулированного продукта в аппарате,

не потребляющем хлор. Гранулированный продукт состава: MgClg 71,6%; KCl 15,6%; MgO 3,1%; Н20 9,6 в количестве 54,4 кг, полученный по способу, описанному в примере 1, подают на окончательное обезвоживание с расплавлением в аппарат, не потребляющий хлор. Одновременно в этот же аппарат подают отработанный электролит состава: MgCla 6%; KCl 47%; NaCl 47%.

Количество отработанного электролита выбирают в зависимости от требуемой конечной концентрации MgClg в безводном расплаве. Так, например, при плавлении гранул в головном аппарате системы электролизеров, когда целесообразно получить расплав с относительно небольшой концентрацией MgCb, вместе с гранулами по/чают 180 кг отработанного электролита. В результате дообезвоживания с раснлавлением при небольщом дополнительном гидролизе (1%) получается конечный

расплав состава (%): MgCb 21,5; KCl 40,6, NaCl 36,8; MgO 1,1. Количество расплава 230 кг. Этот расплав поступает на электролиз.

Предмет изобретения

1. Способ обезвоживания растворов хЛорИ стого магния, включающий сущку при распылении раствора горячими газами, содержащи 65 ми хлористый водород, обезвоживание с гра 5 Нуляцией полученного продукта в «кипящем слое и окончательное обезвоживание в хлораторе, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гидролиза хлористого магния и повышения степени обезвоживания продукта, в ис-5 ходный раствор вводят хлористый калий, обеспечивая отношение его содержания к содержанию хлористого магиия равным от 1:2 до 1:6 при содержании хлористого магнияог22до32% и температуре раствора 90-ю 120°С, распыляют раствор горячими газами до содержания в нем воды 25-50%, обезвоживают распыленный продукт в «кипящем слое с одновременной грануляцией при температуре 140-200°С до содержания в нем во-15 6 ды 3-10%, плавят обезвоженный продукт с добавкой хлористого натрия при отношении его к хлористому калию, равным от 3:2 до 1:5 п с добавкой отработанного электролита в количестве, обеспечивающем содержание хлористого магния в конечном расплаве до 80%. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что распыление и обезвоживание с грануляцией в «кипящем слое производят горячими газами, содержащими хлористый водород при объемном отношении воды к хлористому водороду не более 30 и абсолютной его концентрации не ниже 0,3 об. %.