[LT] Dolomitas išdegtas iki kaustinio dolomito, skaidomas elektrolitu - amonio nitratu iki technogeninio kalcio karbonato ir magnio nitrato tirpalo. Magnio nitratas naudojamas magnio oksidui ir metaliniammagniui gauti, o technogeninis kalcio karbonatas - kalcio amonio salietrai gaminti.
[EN]
[0001] Išradimas priklauso neorganinių medžiagų gamybos te-chnologijai, tai yra magnio oksido, metalinio magnio ir kalcio-amonio salietros gavimui.
[0002] Žinomas magnio hidroksido gavimo būdas, susidedantis iš išdegto dolomito veikimo amonio sulfato tirpalu, susi-dariusio gipso atskyrimo ir apdorojimo koncentruotu amonio sulfato tirpalu (TSRS a.l. Nr. 135475) .
[0003] Žinomas kalcio-amonio salietros gamybos būdas, susidedantis iš karbonatinio priedo veikimo neutralizuota amoniako su azoto rūgštimi (TSRS a.l. Nr. 767025).
[0004] Plačiai žinomas metalinio magnio gavimo būdas iš magnio chlorido mineralų, kurie yra gamtoje: bišofitas, kar-nalitas ir kt. ( O. A. Jle6e;ien. npoHJBO/iCTBO MarHHfl 3Jieicrpo-JIHUOM. M, 1988) .
[0005] Artimiausias siūlomam gamybos būdui yra magnio hidroksido ir kalcio-amonio salietros iš dolomito gavimo bū-das, susidedantis iš dolomito veikimo amonio druska, nuosėdų iš suspensijos filtravimo ir hidroksido nusodinimo (TSRS a.l. Nr. 1288157 ir Nr. 1404459).
[0006] Artimiausia pagal esmę kalcio-amonio salietros gavimo būdui yra technologija, kur karbonatinis priedas veikiamas amonio nitrato druska (TSRS a.l. Nr. 1505920) .
[0007] Trūkumas technologijų yra tas, kad visi produktai paga-minti pagal skirtingas, tarpusavyje nesurištas techno-logijas, iš skirtingų žaliavų, todėl gaunama daug nepa-geidaujamų medžiagų, neturinčiu tame regione pritai-kymo, o transportuoti perdirbimui kitur ekonomiškai neaps imoka.
[0008] Išradimo tikslas-vienalaikiame technologiniame procese iš kaitinto dolomito gauti magnio oksidą, metalini magni ir kalcio-amonio salietrą.
[0009] Išradimo tikslas pasiekiamas kaustini dolomitą, nau-dojamą kaip pirminę medžiagą, veikiant amonio nitrato tirpalu, gautą magnio nitratą atskiriant filtravimu, kuri pridedamas koncentruotas amoniakas su karbonato jono priedu magnio hidroksidui nusodinti arba išlydomas 140-300°C ir elektronizuoj amas iki metalinio magnio ant katodo, o ant anodo skiriasi azoto oksidas, kuris grą-žinamas i, technologini, procesą amonio nitratui paga-minti. Kalcio-amonio salietrą gauti technogeninio kalcio karbonato nuosėdos mišinyje su amonio nitratu veikiamos išlydytu amonio nitratu.
[0010] Siūlomas gamybos būdas vyksta keturiais etapais.
[0011] Pirmame etape kaustinis dolomitas Mg0.CaC03, su nedi-dele dolomito (5-8 %) priemaiša smulkinamas iki perė-jimo per sietą 008 ir veikiamas 80-95°C temperatūroje amonio nitrato vandeniniu tirpalu. Vyksta tokia reak-cija:
[0012] Pasibaigus reakcijai gaunamas magnio nitrato tirpalas, dujinis amoniakas pašalinamas ir regeneruojamas, o technogeninis kalcio karbonatas, turintis dolomito ir kitų žinomų priemaišų, atskiriamas filtravimu.
[0013] Antrame etape i karštą magnio nitrato tirpalą su nedi-deliu pertekliumi įpilamas koncentruotas amoniakas su angliarūgštės priedu, kuris nusodina magnio hidroksidą, o tirpale gaunamas amonio nitratas grąžinamas i technologini uždarą ciklą pagal reakciją:
[0014] Pagamintas magnio hidroksidas termiškai paveiktas virš 500°C suskyla i, magnio oksidą pagal reakciją:
[0015] Pagamintą magnio nitrato tirpalą naudoja kaip sava-rankišką technologiją ne tik magnio oksidui gauti, bet sukoncentravus ir pašalinus kristalohidratini, vandeni,, elektrolizės būdu pagamina metalini, magni, ir azoto oksidą, kuris grįžta atgal d, technologinio proceso už-darą ciklą.
[0016] Ketvirtame etape technogeninis kalcio karbonatas su priemaišomis maišomas su amoniako nitrato druska ir paduodamas su išlydytu amonio nitratu i, granuliatorių, kur pasigamina kalcio-amonio salietra, turinti savyje ne tik azoto ir kalcio jonus, bet praturtinta ir magnio j onais.
[0017] Kaustinio dolomito ir amonio nitrato kieki, reikia išlaikyti tokiais santykiais kaip nurodyta išradimo apibrėžtyje, kadangi sumažintas kaustinio dolomito kiekis palieka perdideli, nesureagavusio amonio nitrato tirpalo kieki, ir atvir kščiai-nepakankamai išskiriamas iš kaustinio dolomito magnio oksidas, tai aiškiai veikia i, ne tik magnio nitrato, bet ir magnio hidroksido išeigą.
[0018] Nusodinant iš magnio nitrato magnio oksidą turi įtakos kocentruoto amoniako kiekis so C02 priedu, jei ji, sumažinsim, magnio hidroksido pastoje padidės vandens kiekis, tai nenaudinga technologiniame procese, o pa-didinus koncentruoto amoniako kieki, su C02, magnio hidroksido kiekis padidės pastoje, tačiau sumažės išei-ga ir sunkiau pasišalins N03 jonas, tai pablogina ko-kybę. Magnio nitrato elektrolizei siūlomas 140-300°C tem-peratūrinis intervalas, kadangi žemiau 140°C nevisiškai pasišalina iš lydalo vanduo, o virš 300°C galimas jo terminis skilimas.
[0019] Darbams naudojamas Petrašiūnų telkinio dolomitas, iš-degtas 770-800°C temperatūroje anglies dvideginio at-mosferoje, kurio koncentracija krosnies darbinėje zono-je turi būti virš 10 %. Cheminio kaustinio dolomito sudėtis svyruoja tokiose ribose:
[0020] Bandymams naudojame kristalini, amonio nitratą pagal GOST-51624-72.
[0021] Koncentruotas amonio hidroksido tirpalas (25 %) pagal GOST-3760-79 ir anglies dvideginio dujos.
[0022] Pavyzdys 1. Į laboratorini, reaktorių, turinti, maišymo įrenginį, apšildymą ir dujų nusiurbimo mechanizmą, įpi-lama 250 g amonio nitrato tirpalo ir pridedama 250 g susmulkinto iki perėjimo per sietą 008 kaustinio dolomito. Po pakrovimo įjungiamas maišymas, šildymas (~90°C) ir vakuminis siurblys, kuris užtikrina amoniako siurbimą (3.4.103 Pa). Po 2 vai. reaktoriaus darbo pul-pa karštu filtravimu padalinama į technogeninį kalcio karbonatą ir magnio nitrato tirpalą. (1 lentelė).
[0023] Magnio nitrato tirpalas 280 g/l koncentracijos, esant temperatūrai ~60°C, užpilamas koncentruotu amoniaku, pro kurį buvo praleistos C02 dujos iki 2,0 g/l koncentracijos. Gaunamos purios magnio hidroksido nuo-sėdos, kurių sudėtis pateikta 2 lentelėje. Po 20 min. nuosėdos atskiriamos filtravimu, praplaunamos vandeniu ir repulpuojamos. Magnio hidroksidas džiovinamas ir pa-kaitintas virš 500°C temperatūros pereina i, magnio oksidą. Amonio nitratas su magnio nitrato priemaša ir praplovimo vandenys (sukoncentruoti) grąžinami i, technologini, ciklą.
[0024] Trečiame etape magnio nitratas šildomas laipsniškai 140-300°C temperatūroje. Gaunamas bevandenis lydalas elektrolizuoj amas su katodu - plienas ir anodu - gra-fitas iki metalinio magnio ir azoto oksido, esant skilimo įtampai 2,4-2,5 V.
[0025] Ketvirtame etape (3 lentelė) , 100 g technogeninio kalcio karbonato su dolomito, magnio nitrato priemaiša ir kitomis žinomomis dolomito priemaišomis, paduodamas tolimesni, technologini, procesą. Turima masė sumaišoma su 100 g NH4N03 miltelių. Po to nukreipiama X gra-nuliatorių, kur įpurškiama dar 250 g NH4N03 lydalo pavidalu. Taip gaunamos kalcio-amonio salietros gra-nulės su gerom stiprumo savybėm.
[0026] Pavyzdžiai 2-5 yra analogiški pirmam. Proceso vedimo sąlygos ir gauti rezultatai pateikti lentelėse 1,2,3.
[0027] Iš pateiktų rezultatų matyti, kad siūlomas magnio hidroksido iš kaustinio dolomito Mg0.CaC03, gavimo būdas, paliekant jame nesuskilusio dolomito priedą, veikiant amonio nitratu, yra pranašesnis už žinomą, kadangi pagal technologini, procesą nereikalinga kaustinio dolomito karbonatizacij a C02 dujomis arba druskomis laisvam kalcio oksidui pašalinti. Sumažėja praplovimo vandens kiekis, o reakcijos metu pasilikęs Mg(N03)2 yra teigiamas priedas kalcio karbonato ir turi savybę stiprinti fizines mechanines salietros granulių savybes. Gautas magnio hidroksidas yra 98-99 % grynumo ir yra pusfabrikatis įvairios paskirties magnio oksidų gavimui.
[0028] Aukštos kokybės magnio nitratas yra vertinga žaliava metaliniam magniui gauti, nes tai ne gamtinė medžiaga, o gauta cheminės sintezės būdu, todėl galima parinkti įvairius elektrolizės metodus.
[0029] Visos technologijos yra tarpusavyje surištos ir papildo viena kitą, todėl visi procesai iš esmės sudaro beatliekinę, ekologiškai švarią technologiją.
[0030]
1. Dolomito perdirbimo būdas, susidedantis iš kaitinto dolomito veikimo amonio druska, nuosėdų iš suspensijos filtravimo, hidroksido nusodinimo ir jo kaitinimo, elektrolito elektrolizės bei granuliavimo, besiskiriantis tuo, kad kaustini, dolomitą skaido amonio nitrato tirpalu (0, 96-1, 04) : 1 santykiu i, technogenini, kalcio karbonatą ir magnio nitratą, pastarąja, atskiria filtravimu, iš jo amoniaku mišinyje su anglies dvideginiu 21 : (0, 19-0, 21) santykiu nusodina magnio hidroksidą, kuri, termiškai skaido i, magnio oksidą.
2. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad magnio nitrato lydalo elektolizę iki metalinio magnio vykdo 140-300°C temperatūroje.
3. Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad technogenini, kalcio karbonatą veikia amonio nitratu.