СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА МАГНИЯ
METHOD FOR PREPARATION OF ANHYDROUS MAGNESIUM CHLORIDE

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству безводного хлорида магния из магнийсодержащего оксидного сырья, предназначенного для получения металлического магния электролизом из расплава.
Известен способ производства безводного хлорида магния (А.И.Беляев. Металлургия легких металлов. - М., Металлургиздат, 1954 г., 404 с.), в котором шихта из кускового каустического магнезита и восстановителя или брикеты, состоящие из каустического магнезита, углеродистого материала и пека, взаимодействуют с хлором в электрически нагретой шахтной печи. В результате образуется расплавленный хлорид магния. Процесс ведут при температуре 750-850°С.
Основными недостатками этого процесса являются низкая производительность печи (менее 30 т/сут), необходимость периодических остановок для замены угольной насадки, которая в процессе работы печи загрязняется оксидами, взвешенными в расплаве, высокое потребление хлора и присутствие хлорированных углеводородов в отходящих газах.
Способ, предлагаемый патентом США 4269816, заключается в получении расплава хлорида магния в шахтной электропечи непосредственно из сырого магнезита, используя СО как восстановитель.
Преимущества данного метода перед предыдущим - отсутствие необходимости получения каустического магнезита и брикетирования.
Однако этот способ имеет и недостатки: низкую производительность, выбросы хлористых углеводородов, необходимость получения СО.
2
Прототипом предлагаемого способа является способ (патент США 4981674) производства безводного хлорида магния, включающий подачу осушенного распылением порошкового хлорида магния, порошка сырого или каустического магнезита в расплав с температурой 750-850°С и вдувание в него газообразных реагентов, таких как хлор и монооксид углерода, через газовый диспергатор, расположенный внутри ванны расплавленного MgCl, для производства мелких пузырьков газа, которые взаимодействуют с MgO, доводя его концентрацию в расплаве до уровня менее 0,1 мас.%.
К недостаткам способа можно отнести следующее. При температурах выше 750°С большая часть нагреваемого гидратированного хлорида магния гидролизуется в MgO, что требует дополнительного расхода хлора, идеального диспергирования газа и перемешивания расплава, что, в свою очередь, приводит к усложнению конструктивного оформления данного процесса за счет появления различных элементов. Определенных затрат требует и получение монооксида углерода.
2
12
10-n
n
Технический результат предлагаемого способа заключается в упрощении технологии получения безводного хлорида магния, создании экономичного и экологически чистого способа получения MgCl и одновременной утилизации жидких хлорорганических отходов, состоящих из полихлорированных бифенилов СНСl, где n от 1 до 10.
12
10-n
n
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения безводного хлорида магния, включающем барботирование расплава хлорида магния хлорсодержащим газообразным агентом, согласно изобретению температуру расплава поддерживают на уровне 725-800°С, в качестве хлорсодержащего газообразного агента используют газовую смесь, полученную при взаимодействии магнийсодержащего материала с переведенными в газообразное состояние хлорорганическими отходами, состоящими из полихлорированных бифенилов СНСl, где n равно от 1 до 10, в струе плазмообразующего газа с последующей подачей полученного газообразного агента в расплав хлорида магния.
12
10-n
n
При этом в качестве хлорорганических отходов используют отработанное трансформаторное или конденсаторное масло, предварительно переведенное в газообразное состояние, температуру плазмообразующего газа поддерживают 8000°С, а магнийсодержащий материал предварительно измельчают до крупности менее 40 мкм и подают в струю плазмообразующего газа в смеси с СНСl. Полученные при барботировании расплава хлорсодержащим газообразным агентом отходящие газы, очищенные от пыли, используют для получения тепла и электроэнергии.
2
Сущность способа заключается в том, что в расплав MgCl барботируются газообразные реагенты, образующиеся в результате взаимодействия тонкоизмельченного карбоната магния или каустического магнезита с переведенным в газообразное состояние отработанным трансформаторным маслом в струе плазмообразующего газа. Полученные при барботировании расплава хлорсодержащим газообразным агентом, очищенные от пыли отходящие газы используются при получении тепла и электроэнергии.
3
12
10-n
n
Температура расплава поддерживается на уровне 725-800°С, магнезит измельчается до крупности, не превышающей 40 мкм, в струю плазмообразующего газа (водород) с температурой 8000°С подается смесь MgCO и CHСl.
2
Выбор интервала температур определяется следующим. Температура плавления хлорида магния 718°С, при существующей точности определения температуры контролирующими приборами (±5°С), при температуре ниже 725°С возможна кристаллизация расплава. Выше температуры 800°С расплав сильно испаряется, что удорожает очистку отходящих газов и увеличивает потери MgCl. Магнезит, измельченный до крупности более 40 мкм, во время нахождения в струе плазмообразующего газа не успевает полностью разложиться и провзаимодействовать с хлором продиссоциировавших хлорированных углеводородов. В связи с этим расплав загрязняется MgO, а отходящие газы хлором. При использовании MgO крупностью более 40 мкм расплав так же загрязняется MgO, a отходящие газы хлором.
К тем же результатам приводит нагрев плазмообразующего газа до температур ниже 8000°С.
Пример.
3
3
Сырье (отходы ПХБ) из бачка через испаритель вводилось в разрядную камеру плазмотрона, туда же из дозатора поступает порошок MgO крупностью менее 40 мкм или MgCO крупностью менее 40 мкм. Расход водорода составил 10 л/мин, температура в разрядной камере поддерживалась 8000°С. Расход ПХБ 2,5 л/мин (0.15 моль/мин). Расход MgO 15 г/мин (0.375 моль/ мин) или MgCO 30 г/мин (0.375 моль/мин). Продукты термообработки барботировали в нижнюю часть реактора с расплавленным хлористым магнием. В отходящих газах хлорорганические соединения отсутствуют.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать безводный хлорид магния и одновременно утилизировать вредные хлорорганические соединения, используя образующийся в процессе их разложения хлор в качестве сырья.