Процессы концентрирования хлормагниевого раствора и кристаллизации солей хлоридов в вакуумных установках

• Автор: Третьяков, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1 Аналитический обзор
1Л Гетерофазные процессы в системе твердое-жидкое
1.2 Массо-теплообмен в аппаратах при выпаривании и кристаллизации
1.3 Классификация промышленных кристаллизаторов
1.4 Обзор патентов
1.4.1 Аппараты с циркулирующей суспензией
1.4.2 Кристаллизаторы поверхностного охлаждения
1.4.3 Кристаллизаторы с непосредственным контактом раствора и теплоносителя
1.4.4 Другие конструкции кристаллизаторов и способы кристаллизации
1.5 Экспериментальные методы исследования процесса кристаллизации веществ из растворов
1.5.1 Изучение пересыщенных растворов
1.5.2 Кинетика снятия пересыщения
1.5.3 Скорость роста кристаллов
1.5.4 Скорость вторичного зародышеобразования
1.6 Выбор конструкционных материалов
1.7 Выводы
1.8 Цели и научные задачи исследования
2 Экспериментальные исследования
2.1 Исследования по упариванию хлормагниевого раствора с примесями
2.1.1 Цель и задачи исследований
2.1.2 Методика проведения исследований
2.1.3 Результаты проведенных исследований и их анализ
2.2 Проведение экспериментов на аппарате с падающей пленкой
2.2.1 Описание установки
2.2.2 Методика работы
2.2.3 Обсуждение полученных результатов
2.3 Исследование закономерностей кристаллизации из раствора
2.3.1 Описание установки
2.3.2 Методика проведения опытов
2.3.3 Результаты исследования, их обсуждение и анализ
2.4 Выбор конструкционных материалов
2.4.1 Методика проведения исследований
2.4.2 Результаты исследований
2.4.3 Анализ и рекомендации по результатам исследований
3 Установки промышленного назначения
3.1 Сравнение прямоточного и противоточного процессов
3.1.1 Прямоточная трехкорпусная ВВУ
3.1.2 Противоточный режим выпаривания хлормагниевого раствора
3.2 Анализ и обоснование выбора числа корпусов установок, конструкций аппаратов
3.2.1 Обсуждение и анализ результатов расчетов и экспериментальных исследований процесса выпаривания хлормагниевого раствора в прямоточном и противоточном режимах
3.2.2 ВКУ синтетического карналлита
3.2.3 ВКУ отработанного электролита
Основные результаты и выводы
Список использованных источников
Приложения
Введение

Актуальность темы
Магний и сплавы на его основе находят все большее применение в различных отраслях промышленности. Малый удельный вес магния и более высокие механические характеристики в сравнении с другими легкими сплавами обусловили его использование в авиации, ракетной и космической технике, автомобилестроении. Для получения магния, себестоимость которого достигает 2900 долл./т., традиционно используются хлоридные формы природного сырья (карналлит, бишофит), при этом сырье в себестоимости продукции составляет 30-35%. Снижение себестоимости возможно за счет использования более дешевого сырья - серпентинита, который является вмещающей породой при добыче асбеста и содержит 20-22% магния. Производство магния из отходов обогащения асбестовых руд организуют ОАО «Русмаг» на базе Баженовского месторождения, разрабатываемого Уральским асбестовым ГОК «Ураласбест». Производственная деятельность предприятия привела к образованию в отвалах 4 млрд. т серпентинита, действующее производство увеличивает эти запасы на 30 млн. т ежегодно.
Капитальные вложения на строительство завода - 300,0 млн. долл. Срок строительства - 3 года. Планируемый валовой объем продаж при достижении полной мощности предприятия - 127,59 млн. долл. Себестоимость 1 т магния -1640 долл./т, что обеспечивает более широкое применение его в стране и конкурентоспособность на внешнем рынке.
ОАО «СвердНИИхиммаш» выполнял разработку оборудования для производства магния: установки выщелачивания, концентрирования
хлормагниевого раствора, кристаллизации карналлита КСЬМСЬ’бНгО (из которого получают чистый магний путем электролиза) и хлорида калия из отработанного электролита с целью его возврата на стадию конверсии карналлита [1]. В рамках разработки оборудования для обеспечения процессов

Рис.1.16. Кристаллизатор непрерывного действия.
Патент ФРГ 2315835, 1977 г. Заявки Великобритании 1421577, 1421576. Заявки Франции 2177535. 2177536.
Испаритель-кристаллизатор непрерывного действия.
Содержит закрытый цилиндрический бак с вертикальной осью симметрии. Нижняя часть бака разделена радиальными перегородками на несколько открытых сверху отделений, в которые подают ненасыщенный раствор кристаллизующегося продукта. Расположенные одно за другим отделения бака непосредственно соединяются одно с другим через отверстия в перегородках.
Испаритель-кристаллизатор отличается тем, что подводящая труба или рампа 3, служащая два питания всех отделений раствором, расположена над перегородками 1. Она вращается вокруг оси, совпадающей с вертикальной осью бака, и обегает последовательно все отделения бака, подавая в них раствор и омывая внутреннюю стенку перегородки бака 4. Для регулирования количества раствора, попадающего в каждое отделение при вращении подводящей трубы, в верхней части перегородок предусмотрены подвижные заслонки 2, служащие для изменения поперечного сечения верхних отверстий отделений бака, рис. 1.17.