Усовершенствование технологии и повышение эффективности подготовки сырья для электролитического производства магния

• Автор: Матвеев, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 98 с. : ил.

 ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Основные физико-химические свойства систем

МёС12-Н20, МёС]2-КСШаС1-Н20 и МёС12-ЫН4С1-Н20 определяющие возможные способы подготовки хлормагниевого сырья к электролизу

1.1 Система MgCl2-H20

1.2. Система КС1-КаС1-М§С12-Н20

1.3. Система Ш4С1-М§С12-Н20

ГЛАВА 2. Исследования по обезвоживанию смесей хлоридов калия,

натрия и магния в кипящем слое

2.1. Лабораторные исследования

2.1.1. Описание установки и методика исследования

2.1.2. Результаты лабораторных исследований по обезвоживанию в кипящем слое солевых композиций хлоридов
2.1.2.1. Обезвоживание без использования хлористого водорода в теплоносителе
2.1.2.2. Обезвоживание с использованием хлористого водорода в теплоносителе
2.2. Опытно-промышленные испытания по обезвоживанию суспензий и растворов хлоридов магния и калия
в кипящем слое
2.2.1. Описание установки и методика работы
2.2.2. Результаты опытно-промышленных испытаний

ГЛАВА 3. Исследование процессов обезвоживания и разложения
аммониевого карналлита
3.1 Исследование процесса обезвоживания аммониевого карналлита в кипящем слое
3.1.1 Методика исследований
3.1.2 Результаты исследований по обезвоживанию аммониевого карналлита в кипящем слое
3.2 Разложение аммониевого карналлита
3.2.1. Разложение аммониевого карналлита в кипящем слое
3.2.1.1. Методика исследований
3.2.1.2 Результаты исследований по разложению
аммониевого карналлита в кипящем слое
3.2.2. Исследования по разложению обезвоженного аммониевого
карналлита в расплавах хлоридов
3.2.2.1. Методика исследования
3.2.2.2. Результаты исследований по разложению обезвоженного аммониевого карналлита в расплавах хлоридов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТРУРЫ
В отечественной магниевой промышленности, созданной на основе научно-технических разработок и- проектов ВАМИ, выполненных в сотрудничестве со специалистами промышленных предприятий, используется электролитический способ производства магния.
Разработка и внедрение высокоэффективной технологии электролиза были выполнены на основе исследований таких известных ученых ВАМИ как В.М. Гуськов, Х.Л. Стрелец, H.A. Франтасьев, Н.М. Зуев, К.Д. Мужжавлев, А.Н. Татакин. Развитие технологии электролиза сопровождалось постоянным развитием технологии подготовки сырья. Значительный объем фундаментальных исследований, посвященных усовершенствованию подготовки сырья к электролизу выполнен известными учеными ВАМИ В.А. Клементьевым, В.А. Ильичевым, А.Б. Карповым, И.Л. Резниковым, А.Б. Безукладниковым, В.И.Щеголевым, Ю.А. Поляковым, Ю.В. Соловьевым, Г.Ю. Сандлер.
По проектам ВАМИ построены все магниевые заводы бывшего СССР и ряд зарубежных заводов, в том числе новейший магниевый завод в Израиле. История развития и последние достижения в области электролитического производства магния детально освещены в книге В.И. Щеголева и O.A. Лебедева [1].
В силу ряда причин перед отечественной магниевой промышленностью, ориентированной на переработку хлоридного (карналлитового) магниевого сырья встали задачи усовершенствования технологии и повышения эффективности подготовки сырья для электролитического производства магния. Основными из этих причин являются: во-первых, китайская экспансия на мировом рынке магния, заставляющая изыскивать пути дальнейшего снижения затрат при электролитическом производстве магния для повышения его конкурентоспособности, во-вторых, возникшие проблемы с утилизацией
2.1.2.2 Обезвоживание с использованием хлористого водорода в
теплоносителе
Поскольку избыток хлорида калия сверх стехиометрического карналлитового приводит только к снижению содержания хлорида магния в продукте, то исследования по обезвоживанию в кипящем слое с добавками хлористого водорода в теплоноситель проводились только для солевых композиций 1 и 2.
Подачу хлористого водорода в теплоноситель начинали с температуры 140°С, что соответствует началу заметного гидролиза, при степени обезвоживания ~65 % (см. рис. 8).
Содержание хлористого водорода в теплоносителе задавали исходя из количества хлора электролиза, которое может быть подано на сжигание в топки промышленных печей КС.
В интервале температур 140-190°С содержание паров НС1 и Н20 составляло 1 и 2 % об., а при температуре свыше 190°С 5 и 2 % об., соответственно.
Конечная температура нагрева материала составляла 350°С. Результаты приведены на рис. 9.
Использование хлористого водорода в теплоносителе позволяет для смеси 1 уже при температуре ~200°С существенно подавить гидролиз, а при повышении температуры до 300-3 50°С и отхлорировать часть образовавшегося оксида магния.
Для смеси 2 наблюдается только подавление гидролиза во всем исследованном интервале температур. Однако конечное содержание оксида магния в смеси 2 остается высоким и составляет более 2 % масс.
В температурном интервале 200-350°С вода с хлоридом магния связана как в кристаллогидраты (М£С12Х2Н20, М£С12ХН20), так и в