[LT] Išradimas priklauso neorganinių medžiagų gamybos būdams.@Gamybos atlieką - kaustinio magnezito dulkes naudoja kaip pradinę žaliavą, kuri papildomai iškaitinta veikiama amonio druskų tirpalais. Mainų reakcijoje pasigamina statybinis užpildas ir magnio druskos tirpalai. Jie yra išeitinė žaliava magnio hidroksidui, magnio oksidui, ir metaliniam magniui gauti.
[EN] The invention relates to methods of making inorganic materials. The waste of production - caustic magnesite dust can be used as the first raw material, which heated in addition, is treated with solutions of ammonium salt. Building stuff and solutions of magnesium salt are produced in exchange reaction. They are the first raw material for producing magnesium hydroxide, magnesium oxide, and metal magnesium.
[0001] Išradimas priklauso neorganinių medžiagų gamybos technolo-gijai, tai yra magnio oksido, metalinio magnio ir įvairios paskirties statybinio užpildo gavimui.
[0002] Žinomas magnio nitrato - tarpinio produkto magnio oksido gavimo būdas, kurio metu magnio oksido žaliavos vandeniną sus-pensiją, veikia 55-58% koncentracijos azoto rūgštimi (Euro-
[0003] 1983 m.).
[0004] mo būdas, kurio metu dolomitą veikia amonio chloridu, nuosėdas iš suspensijos filtruoja ir nusodina magnio hidroksidą (TSRS aut.liud. Nr. I2288I57, kl.C 01 F 11/18, 5/30, 1986 m. TSRS aut. liud. Nr. 1404459, kl. COI F 5/20, I988m.).
[0005] Artimiausias pagal esmę yra magnezito perdirbimo būdas,kurio metu iškaitinta medžiaga veikia amonio druska, suspensijos nuosėdos atskiria filtravimu iš gauto elektrolito nusodina hi-droksidą ir jį kaitina (TSRS aut.liud. Nr.I5I9528, kl.4 COI F 5/10, I985m.).
[0006] Technologijų trūkumas yra tas, kad visi produktai pagaminti pagal skirtingas, tarpusavyje nesurištas technologijas iš skir-tingų žaliavų, todėl pagaminama daug nepageidaujamų medžiagų ne-turinčių tame regijone pritaikymo, o transportuoti perdirbimui kitur ekonomiškai neapsimoka.
[0007] Išradimo tikslas vienalaikiame technologiniame procese iš gamybos atliekos - kaustinio magnezito dulkių pagaminti magnio oksidą, metalinį magnį ir statybinį užpildą.
[0008] Gamybos atlieką - kaustinio magnezito dulkes naudoja kaip pradiną žaliavą, kurią veikia amonio druskos (NO^, C1 arba SO^ ) tirpalu, pulpoje gautas magnio druskos tirpalą filtruoja. Tirpą-lą veikia koncentruotu amoniaku su karbonato jono priedu, nusodina magnio hidroksidą arba sukoncentruoja ir išlydo temperatūro-je I40- 300°C ( NO^ jono atveju) ir 700- 750°C ( C1 jono atveju), elektrolizuoja iki metalinio magnio, kuris išsiskiria ant kato-do, o ant anodo skiriasi anijonai CI2 arba NC^. Juos grąžina į technologinį procesą nitratams arba chloridams gaminti.
[0009] Statybinį užpildą sudaro neištirpusios elektrolite kaustinio matnezito dulkių dalys. Jį naudoja įvairios paskirties statybinėms medžiagoms gaminti.
[0010] Siūlomas gamybos būdas realizuojamas keliais etapais.
[0011] Pirmame etape kaustinio magnezito dulkes iškaitina - 700°C temperatūroje ir veikia ~ 90°C temperatūroje amonio druskų ( NO,,
[0012] -2-
[0013] C1 arba SO^ ) vandeniniu tirpalu. Vyksta priklausomai nuo elektrolito schematiškai sekančios reakcijos:
[0014] Pasibaigus reakcijai, pasigamina magnio nitratas, magnio
[0015] chloridas arba magnio sulfatas, dujinį amoniaką pašalina ir rege-neruoja, o statybinį užpildą, turintį savyje dolomito, smėlio ir kitų priemaišų oksidų pavidale atskiria filtravimu ir naudoja kaip savarankišką produktą.
[0016] Antrame etape į magnio druskų tirpalus su nedideliu pertekliumi įpila koncentruotą amoniaką su angliarūgšties priedu, kuris nusodina magnio hidroksidą, o tirpale gautą magnio ( NO.,, C1 arba SO^ ) druskų tirpalus grąžina į technologinį uždarą ciklą pagal reakcijas:
[0017] Trečiame etape pagamintą magnio hidroksičtą kaitina virš 500°C temperatūroje. Jis suskyla į magnio oksidą pagal bendrą re-akciją:
[0018] ketvirtame etape pagamintus magnio druskos (NO^ arba C1 ) tirpalus sukoncentruoja iki pilno vandens netekimo, pašalinus kristalohidratinį vandenį. Elektrolizės būdu pagamina metalinį magnį ir azoto oksidą arba laisvą chloridą, kuriuos sugrąžina at-gal į technologinio proceso uždarą ciklą arba naudoja kaip sava-rankiškos medžiagos įvairiems poreikiams.
[0019] Reaguojant kaustinio magnezito dulkėms su amonio druskomis, tikslinga išlaikyti stechiometrinį santykį pagal nurodytas reakcijas su nedideliu pertekliumi, kadangi sumažintas kaustinio magnezito dulkių kiekis palieka perdidelį nesureagavusių amonio dru-skų tirpale kiekį. Esant pamažintam kiekiui nepakankamai išsiski-ria iš kaustinio magnezito dulkių magnio oksidą, tai atsiliepia ne tik į magnio oksidų, bet ir į magnio hidroksido bei oksido išeigą.
[0020] Nusodinant is magnio druskų (NO- ^, C1 - arba SO^ 2-) magnio hi-droksidą, turi įtakos koncentruoto amoniako kiekis su CO^ priedu, jei jį sumažinsim, magnio hidroksido pastoje padidės vandens kiekis, o padidinus koncentruotame amoniake , magnio hidroksido kiekis pastoje padidės, tačiau sumažės išeiga.
[0021] Magnio nitrato eletrolizei siūlomas I40-300°C temperatūrinis intervalas, kadangi žemiau I40°C nepilnai pasišalina iš druskos lydalo vanduo, o virš 300°C galimas jos terminis skilimas. Magnio chlorido elektrolizei siūloma 700-750°C temperatūros ribos, kadangi terminiam poveikiui chloridas yra atsparesnis ir skilimas vyksta už šitos temperatūros.
[0022] Naudojame kaustinio magnezito dulkės pagal GOST 1216-87 iš-degtos ~700°C temperatūroje, kad nesuskiltų jame esamos dolomito priemaišos iki laisvo kalcio oksido. Cheminė sudėtis nedegto kaustinio magnezito dulkių svyruoja šiose ribose (1 lentelė).
[0023] Bandymams naudojame kristalinį, amonio nitratą, pagal GOST 1624-72, kristalinį amonio chloridą GOST 3773-72 ir kristalinį amonio sulfatą GOST 3769-78. Koncentruotas amonio hidroksido tir-palas (25%) pagal GOST 3760-79 ir anglies dvideginio dujos.
[0024] Technologinis procesas vyksta sekančiai: į reaktorių (1), turintį maišymo įrenginį, apšildymą ir dujų nusiurbimo mechaniz-mą, užpila amonio druskų tirpalų (NC^, C1 arba SO^) 25% koncentracijos ir prideda iškaitinto ~700° temperatūroje kaustinio magnezito dulkių. Po užkrovimo įjungiama maišymą, šildymą (~90°C)ir vaakuminį siurblį, kuris užtikrina amoniako atsiurbimą (3,4.10 3Pa) (7). Pastoviai papildom sumažėjusį vandens kiekį reaktoriuje iki pradinio lygio. Po 2 vai. pulpą karštai filtruoja (2).Į tirpalą pereina magnio druskos (NO^, C1 arba SO^ ), o į nuosėdas statybinis užpildas (6) kurį prieš tai praplauna vandeniu (3,4) ir džiovina (5). Praplovimo vandenis grąžina į ciklą. Gautą magnio druskų tirpalą (filtratas) sukoncentruoja iki 35-40%, esant tem-peratūarai ne mažiau 20°C. Užpila koncentruotu amoniaku (25%), pro kurį praleistos C02 dujos ~1% koncentracijos (8). Gauna len-gvai filtruojančios magnio hidroksido nuosėdos (9). Ne mažiau kaip po 20 min. nuosėdas atskiria filtravimu (10), repulpuoja(II) vandenyje vėl filtruoja (12). Magnio hidroksidą džiovina (13) ir pakaitina virs v 500 O C temperatū—ros. Jis pereina į magnio oksidą (14). Amonio druskų (NO-^, C1 arba SO^T tirpalus su magnio jono priemaiša (15) ir praplovimo vandenimis grąžina į technologinį ciklą.
[0025] Gautos pirmame etape magnio druskos (NO^ arba C1 ) nebūtina naudoti magnio oksidui gauti. Jas laipsniškai pašildžius iki vi-siško kristalizacinio ir adsorbcinio vandens pasišalinimo (ni-tratui) I40-300°C ir (chloridui) 700-750°C temperatūroje, gauna bevandenį lydalą (16), kurį elektrolizuoja (17) katodu-plienas ir anodu-grafitas iki metalinio magnio (18) ir azoto oksido ar-ba laisvo chloro (19), esant skilimo įtampai 2,4-2,5V.
[0026] Siulomas magnio druskų (NO^, C1 , SO ^ ) , magnio hidroksido, oksido ir metalinio magnio iš pramonės atliekų iškaitintų ~700°C temperatūroje kaustinio magnezito dulkių, veikiant amonio druskų
[0027] (NO^, C1 ir SO^ ) tirpalo gavimo būdas yra pranasesnis uz ži-nomus, kadangi parengti technologinio proceso režimai sudaro są-lygas gauti labai švarius produktus, kurie gali pagal klasę ati-tikti ne tik labai aukštos klasės produktams, bet ir standarti-
[0028] zuotis kaip cheminiai reaktyvai. Gautos pirmame etape magnio druskos ( NO^/ C1 arba SO^) yra 99, 99% grynumo, todėl gali būti pusfabrikatis įvairios paskirties magnio oksidui arba metaliniam magniui gauti. Kaustinio magnezito dulkių perdirbimo būdas leidžia išvengti praplovimo vandeniu, jei būtų organizuota lakių NO. j, C1 ir SC>4 jonų regeneracija magnio hidroksido kaitinimo metu.
[0029] Visame technologiniame procese visos cheminės reakcijos yra tarpusavyje surištos ir papildo viena kitą, todėl visi procesai visumoje sudaro beatliekinę, ekologiškai švarią technologiją.
1.Magnezito perdirbimo būdas, kurio metu iškaitintą medžia-gą veikia amonio druska, suspensijos nuosėdas atskiria filtravimu, iš gauto elektrolito nusodina hidroksidą ir jį kaitina,besiskiriantis tuo, kad kaitintos kaustinio magnezito dulkės skai-doma) amonio druskų tirpalu į magnio druskos ir statybinį užpil-dą, iš jų nusodina magnio hidroksidą amoniaku mišinyje su aglies dvideginiu, kurį termiškai skaido į magnio oksidą.
2.Būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad magnio nitrato lydalo elektrolizė iki metalinio magnio vyksta I40-300°C temperatūroje, o magnio chlorido - 700-750°C temperatūroje.