способ получения оксида магния из кристаллического бишофита

Формула изобретения

Способ получения оксида магния из кристаллического бишофита путем термогидролиза, отличающийся тем, что его осуществляют при давлении ниже атмосферного в три последовательных этапа, на первом - при температуре 107-117°С с образованием жидкофазного бишофита, на втором - при температуре 230-290°С с образованием гидрооксихлорида магния, на третьем - при температуре 410-490°С с получением оксида магния.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения оксида магния из бишофита и может быть использовано при переработке рассола бишофита и других хлормагниевых растворов.

Известны способы получения оксида магния из предварительно кристаллизованного бишофита путем термогидролиза.

Например, решение по пат. РФ № 2097326, С01F 5/08, пуб. 1997.11.27 , согласно которому кристаллизованный бишофит подвергают термическому гидролизу (термогидролиз) при температуре 500-700°С в течение 1-2 часов с получением оксида магния.

Недостатками этого решения являются высокая температура и продолжительность термогидролиза, что усложняет и удорожает процесс.

Наиболее близким к предлагаемому является решение по заявке РФ № 2006100257, С01F 5/08, публ. 2007.07.20 , в котором термогидролиз предварительно кристаллизованного бишофита ведут при температуре 350-450°С в восходящем потоке кислорода, предварительно нагретого до температуры 500°С.

Недостатками этого решения являются высокая стоимость за счет больших энергозатрат и использования дополнительно нагреваемого кислорода, при этом последний создает высокую коррозионную агрессивность к технологическому оборудованию, пожаро- и взрывоопасность, средства для предотвращения которых, в свою очередь, усложняют и удорожают технологическое оборудование.

Технической задачей изобретения является упрощение и удешевление способа получения оксида магния.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе получения оксида магния из кристаллического бишофита путем термогидролиза, новым является то, что термогидролиз осуществляют при давлении ниже атмосферного в три последовательных этапа, на первом - при температуре 107-117°С с образованием жидкофазного бишофита, на втором - при температуре 230-290°С с образованием гидрооксихлорида магния, на третьем - при температуре 410-490°С с получением оксида магния.

Сущность изобретения заключается, во-первых, в том, что процесс термогидролиза ведут в три последовательных взаимосвязанных этапа, каждый из которых проводят при температуре определенных фазовых превращений бишофита, а именно при температуре 107-117°С для удаления несвязанной воды и конгруэнтного плавления бишофита для перевода его в жидкофазное состояние; 230-290°С - для удаления связанной воды и образования гидрооксихлорида магния Mg(OH)Cl (реакция 1); 410-490°С - для полного распада продуктов гидролиза и получения оксида магния MgO (реакция 2).

Таким образом, большую часть процесса ведут при достаточно низкой температуре, что значительно упрощает и удешевляет его. При этом на всех этапах обработку ведут при давлении ниже атмосферного (т.е. в условиях вакуума), что дополнительно понижает необходимую температуру и время обработки, а, кроме того, понижает коррозионную агрессивность паров хлористого водорода за счет снижения их парциального давления, что дополнительно удешевляет процесс.

Ниже приведены реакции (1) и (2), иллюстрирующие химизм процесса на этапах II и III:

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно очищенный и кристаллизованный бишофит подают, например, на лопаточном транспортере в первую камеру проходной печи, в которой поддерживается температура в интервале 107-117°С и давление ниже атмосферного. При постоянном перелопачивании кристаллический бишофит в течение 3-5 минут расплавляется. Затем расплавленный бишофит поступает во вторую камеру с температурой 230-290°С и давлением также ниже атмосферного, где при постоянном перелопачивании выдерживают в течение 16-18 минут. На этом этапе происходит полное удаление связанной воды с выделением хлористого водорода, при этом происходит их постоянное отсасывание посредством инжектора, обеспечивающего пониженное давление в камере. В результате образуется гидрооксихлорид магния Mg(OH)Cl (1), который подают в третью камеру, в которой поддерживается температура в интервале 410-490°С, и при перелопачивании выдерживают в течение примерно 28-34 минут до образования оксида магния (2).

Таким образом, общее время процесса получения оксида магния из кристаллического бишофита составляет менее 1 часа.

На всех этапах процесса температурный режим и время зависят от давления в камерах, и чем ниже давление, тем меньше температура и время обработки.

Образующиеся пары воды и газообразный хлористый водород в процессе термогидролиза инжектируют и нейтрализуют ингибированным водным раствором с получением соляной кислоты, или щелочными растворами с получением солей.

В дальнейшем для придания оксиду магния требуемых свойств и получения различных товарных марок его подвергают обжигу при температуре 500-700°С для получения легкой магнезии (жженной магнезии), при температуре 700-1100°С для получения каустического магнезита (магнезиального цемента), при температуре 1200-1500°С для получения тяжелой магнезии (мелкозернистый переклаз), при температуре 1700-1900°С для получения металлургического порошка (крупнозернистый переклаз).

В таблице приведены примеры режимов термогидролиза, варианты А, Б, В.

Таблица
Параметры процесса	Этап I	Этап II	Этап III
А	Б	В	А	Б	В	А	Б	В
1. Давление в камерах, атм.	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8	0,9
2.Температурный режим, °С	107	112	117	230	260	290	410	450	490
3. Время обработки, мин	5	4	3	18	17	16	34	31	28

Таким образом, в предлагаемом решении значительно снижены энергозатраты при достаточной простоте и технологичности способа, что удешевляет процесс получения оксида магния. Кроме того, дополнительным эффектом является возможность получения на II этапе ценного материала - гидрооксихлорида магния, который может применяться в качестве строительного материала, что расширяет технологические возможности способа.