Получение хлористого магния из озерной рапы и морской воды

29.01.2017

Получение плавленых гидратов хлористого магния (обычно шестиводного или четырехводного) сводится к двум основным операциям: удалению из исходного раствора примесей, в первую очередь железа и сульфатов, и выпариванию очищенного раствора. Согласно CT—ГОХП 27—1866, технический хлористый магний должен содержать не менее 46% MgCl2, не более 0,5% CaCl2, не более 0,11% сульфатов, не более 1% KO+NaCl, нерастворимого остатка не более 0,25%, железа и органических примесей — следы.
Получение хлористого магния из озерной рапы и морской воды

Схема получения минерала магния — бишофита из озерной рапы показана на рис. 119.
На заводах в Фрипорте и Веласко (США) получают хлористый магний из морской воды по технологической схеме, которая изображена на рис. 120.
Морская вода перекачивается в резервуары, в которых она обрабатывается избытком известкового молока. Содержащийся в морской воде хлористый магний взаимодействует с известью по реакции
MgCl2 + Ca (OH)2 = CaCl2 + Mg(OH)2.

Пульпу, содержащую во взвешенном состоянии гидрат окиси магния, уплотняют в сгустителях Дорра.
Сгущенную пульпу, содержащую 12 % Mg (OН)2, фильтруют на фильтрах Мура.
Кек с фильтров, содержащий 25% Mg(OH)2 и примеси хлористого кальция и карбонатов, перемешивается с разбавленным раствором MgCl2 и поступает в баки-нейтрализаторы.
Получение хлористого магния из озерной рапы и морской воды

В нейтрализаторы поступает смесь серной и соляной кислот, которые взаимодействуют с веществами, находящимися в пульпе. Серная кислота осаждает кальций
CaCl2 +H2SO4 = CaSO4 + 2НСl.

Соляная кислота разлагает карбонаты и растворяет гидрат окиси магния
CaCO3 + 2НСl = CaCl2 + H2O + CO2,
Mg (OH)2 + 2 HCl = MgCl2 + 2H2O.

Нейтральный раствор содержит 15—16% MgCl2. Некоторая часть раствора (около 15%) направляется на разбавление кека, а основное количество его направляется на выпаривание.
Смесь серной и соляной кислот получают в регенерационных печах с газовым обогревом. Газ из электролизеров с содержанием до 10% хлористого водорода и до 7% хлора поступает в печи, куда также поступает сернистый газ, получаемый сжиганием серы, и водяной пар.
В печах образуются хлористый водород и серная кислота по реакции
Cl2 + SO2 + 2Н2О = 2HCl + H2SO4.

Количество поступающего в печь сернистого газа рассчитывают таким образом, чтобы количество полученной серной кислоты соответствовало содержанию кальция в растворе. Оставшийся хлор реагирует с водяным паром с образованием хлористого водорода.
Для первичного выпаривания такого раствора обычные выпарные аппараты трубчатого типа непригодны ввиду выпадания осадка сульфата кальция, который плотным слоем отлагается на трубах, и сильной коррозии аппаратуры.
Получение хлористого магния из озерной рапы и морской воды

Для выпаривания раствора на заводе Веласко применяют выпарные аппараты «погруженного горения». Такой аппарат, схематический разрез которого приведен на рис. 121, представляет собой стальной или железобетонный бак, футерованный кислотоупорным кирпичом.
Через крышку бака в его рабочее пространство проходит вертикальная труба с приваренной к ней стальной горелкой, в которую подается газовоздушная смесь. В нижней части горелки смонтировано устройство для электрического зажигания горючей смеси подобно устройству для зажигания в двигателях внутреннего сгорания.
Газообразные продукты горения, направляемые вверх системой перегородок, проходят сквозь толщу раствора, нагревают его и способствуют циркуляции раствора в аппарате. Отработанные газы в смеси с паром удаляются через трубу, приваренную к крышке.
В этих аппаратах раствор упаривается до содержания 35% MgCl2. После очистки раствора от примесей сульфатов он окончательно упаривается в открытых стальных футерованных баках, снабженных паровыми змеевиками. Выпаренный до содержания 50% MgCl2 раствор сливается и застывает в виде твердой массы и затем направляется на дальнейшее обезвоживание.
Для устранения трудоемких операций по раскупорке барабанов и дроблению плавленого бишофита последний часто получают не в виде сплошной плавленой массы, а в форме мелкой чешуи.
Плавленый материал из выпарных котлов выпускается ка поверхность вращающихся полых вальцев, охлаждаемых внутри водой. Бишофит тонким слоем застывает на барабане и затем срезается неподвижным ножом. Полученный продукт укупоривают в герметичную тару или отправляют на дальнейшее обезвоживание.