Способ производства оксида магния и/или продуктов его гидратации

 

Изобретение относится к производству соединений магния и может быть использовано для производства оксида магния и продуктов ее гидратации, используемых, например, при производстве огнеупорных материалов, в электротехнической и целлюлозно-бумажной промышленности, в строительстве и при производстве резины. Исходный продукт, представляющий собой смесь оксидов магния и кальция, например обожженный доломит, обрабатывают водным раствором, содержащим одно или несколько органических азотсодержащих соединений и соль указанных соединений с такой кислотой, которая способна образовывать растворимую в воде кальциевую соль. В качестве азотсодержащих соединений используют моноэтаноламин, диэтаноламин, пиперидин или этилендиамин и соответственно их соли с соляной, азотной, муравьиной и уксусной кислотами. Осадок, остающийся после обработки, представляет собой оксид магния с содержанием в нем оксида кальция менее 1 мас.%. Целесообразно образующийся маточный раствор подвергают регенерации диоксидом углерода при рН 7-12, отделяют выпадающий при этом в осадок карбонат кальция и используют регенерированный раствор на стадии обработки первичного сырья. 1 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Al (19) (11) (51)5 С 01 F 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (89) CS 248963/CS PV 9911-83/27, 12.83 (21) 7774229/23-26 (22) 09.07.86 (46) 15,10.90. Бюл, ¹ 38 (71) Научно-исследовательский институт дпя петрохемии, Приевидза (CS) (72) Зикмунд Мирослав, Naxo Венделин и Гибл Честмир (CS) (53) 661. 846. 22 (088. 8) (56) Авторское свидетельство ЧССР № 190976, кл. С 04 В 35/20, 1978, (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОКСИДА МАГНИЯ И/ИЛИ ПРОДУКТОВ ЕГО ГИДРАТАЦИИ (57) Изобретение относится к производству соединений магния и может быть использовано для производства оксида магния и продуктов ее гидратации используемых, например, при производстве огнеупорных материалов, в электро техниче ской и целлюлоз но-бумажной промышленности, в строительстве и при производстве резины. Исходный продукт, представляющий собой смес

Изобретение относится к производству соединений магния и может быть использовано для производства оксида магния и продуктов его гидратации, используемых, например, при производстве огнеупорных материалов, в электротехнической и целлюлозно-бумажной промышленности, в строительстве и при производстве резины.

Известен способ получения оксида магния (авт. св. ЧССР № 190976, кл. С 04 В 35/20, 1978), в котором смесь оксидов магния и кальция, образовавшаяся после обжига доломита при оксидов магния и кальция, например обожженный доломит, обрабатывают водным раствором, содержащим одно или несколько органических азотсодержащих соединений и соль указанных соединений с такой кислотой, которая способна обр азо выв ать р астворимую в воде кальциевую соль, В качестве азотсодержащих соединений используют моноэтаноламин, диэтанапамин, пиперидин или этилендиамин и соответственно их соли с соляной, азотной, мур авьиной и уксусной кислотами. Осадок, остающийся после обработки, представляет собой оксид магния с содержанием в нем, оксида кальция менее мас.%. Образующийся маточный раствор подвергают регенерации диоксидом углерода при рН 7-12, отделяют выпадающий при этом в осадок карбонат кальция и использу- С, ют регенеративный раствор на стадии обработки первичного сырья. 1 з,п. ф-лы. температуре выше 900 С, обрабатывается кислотой или нитратом, формиатом или ацетатом аммония.

Однако этим способом можно удалить оксид кальция лишь частично и полученный продукт содержит свыше 20 мас,%. оксида кальция, Наиболее близким к предлагаемому является способ получения оксида магния (авт.св. НРБ № 34659, кл. С 01 F

5/06, 1983), в котором оксид кальция выщелачивают из смеси оксидов каньция и магния, полученных в результате обжига доломита, путем обработки

1599304 его раствором сахара при молярном соотношении оксида кальция к сахару (1:1,1)-(1:1,3) в течение 2 ч. Остав:шийся осадок отделяют от раствора, 1обрабатывают разбавленной соляной кис- лотой, промывают и высушивают. Полу ченный продукт содержит более 97 мас. . оксида магния.

Однако этот способ мапопригоден для прои ппленного использования, так как в качестве выщелачивающего вещества используют раствор сахара, ценного пищевого продукта. Кроме того, са хар в растворах разрушается под влия- 15 ,нием микроорганизмов, его растворы .;;имеют сравнительно высокую вязкость.

Это затрудняет практическое использование данных растворов и, прежде всего, их регенерацию и рециркуляцию.

Сущность предлагаемого способа за:ключается в том, что исходный продукт, представляющий собой смесь оксидов магния и кальция, например обожженный 25 доломит, обрабатывают раствором, содержащкм одно или несколько органических азотсодержащих соединений, таких как моноэтаноламин, диэтаноламин, пиперидин или этилендиамин и соль указанных соединений с такой кислотой, которая сама способна образовывать .растворимую в воде кальциевую соль. .,К таким кислотам относятся, соляная, муравьиная и уксусная кисло 35 ты, Указанный раствор селективно выще лачивает оксид кальция из смеси по р е акции

MgO хСаО+2хАВ+хН ОМ8;О+хСаА <+2xBOH, где х - количество молей оксида капь- 4р ция, приходящееся на моль оксида магния;

А — анион одноосновной кислоты;

 — катион органического азотсо-, держаще го соединения; 4

А — соль азотсодержащего соединения с кислотой;

BOH — органическое азотсодержащее соединение.

Осадок, состоящий . в основном из соединений магния, отделяют от маточного раствора, проьивают и сушат. Маточный раствор целесообразно регенерировать диоксидом углерода по реакции: 55

СаА +2ВОН+СО СаСО„+2АВ +Н О.

После отделения выпавшего в осадок карбоната кальция. регенерированный раствор можно рециркулировать на стадию обработки исходного сырья.

Для того, чтобы полностью выделить кальциевый компонент из регенерируемого раствора, процесс регенерации ведут при рН 7-12 и при избыточном количестве ор ганиче ских азотсодержащего соединения по сравнению со стахиI ометрическим количеством, отвечающим структуре соли -АВ.

Пример 1. 100 мас.ч. доломита, содержащего, мас. : CaO 30,81; NgO

21,33; SiO<0,32; Ге Оз 0,21, обжигают при 950 С. Потеря массы при обжиге э составляет 47,10 мас. .. Полученный после обжига агломерат измельчают и просеивают сквозь сито с отверстиями . размером 0,06 мм. Затем в полученную смесь при непрерывном перемешивании постепенно вводят до 600 мас.ч. водного раствора с температурой 20 С, содержащего 120 мас.ч. формата моноэтаноламина и 50 мас.ч. моноэтанолаьына, Полученную суспензию перемешивают в течение 1 ч. После этого отделяют нерастворившийся осадок фильтрацией от маточного раствора, нагретого реакционным теплом. до 50-60 С. Из раствора, охлажденного до 30-40 С, осаждают диоксидом углерода после достижения рН 8 карбонат кальция, отфшьтровы-. вают его, промывают и высушивают. Поучают 52 мас.ч. карбоната кальция, одержащего 99,6 мас.X СаО в.пересчее на состояние после обжига, что сответствует 95 оксида кальция, содержащегося в исходном сырье. Осадок, отделенный от маточного раствора, так. же промывают и высушивают. Он содержит, мас.%: МяО 96,65; СаО 0,31; SiO

1,35; А1 0з 0,83; FezO 0,85 (в пересчете на состояние после отжига).

Пример 2. Процесс осуществляют аналогично примеру 1. Исходный доломит, содержит, мас. : СаО 30; МяО

27,67; SiOq 0,15;. А1 Оz 0,02; FezO>

0,03, потеря массы при обжиге, который ведут нри 1000 С, составляет

47,50 . Обожженный и измельченный до лойит суспендируют в 300 мас,ч, раствора и в полученную суспензию добавляют еще 300 мас,ч. водного раствора с температур ой 60 С, содержащего

150 мас, ч. ац ет ат а моноэт анол амина и

50 мас.ч, моноэтаноламина. Из маточного раствора после отделения нераство" римого осадка и обработки его диоксидом углерода получают карбонат кальция

5 1599 30 с содержанием 99, 5 ма с. CACO . В виде карбоната кальция извлекают 94 окиси кальция, находящейся в исходном сырье. Нер астворимый осадок содержа«

5 щий преимущественно оксид магния и продукты его гидратации, после промывки и сушки содержит,.мас.%: NgO

97«68;, СаО 0,92; ЙО О, 76; А10э0, )9 i

FezO 0,24,(в пересчете на состояние после обжига).

Пример 3. К 100 мас.ч. обож-. женного и измельченного доломита, содерж"цего, мас. ; СаО 58,31; MgO

41,25; $ .0 0,32; А . Оз и Ее О по

О, 05, добавляют 1200 мас.ч. водного раствора с температурой 20 С, содер- жащего 280 мас.ч. хлорида пиперидина и 30 мас. ч. моноэтаноламина. После перемешивания полученной суспензии в 20 течение ) ч из раствора, нагретого реакционным теппом до 50 С, отфильтровыо вают нар.аствориьый осадок, состоящий в основном из оксида магния и продуктов его гидратации, промывают его и 25 сушат. Осадок после обжига содержит, мас. : MgO 97,69; СаО 0,94; SiOz 0,81, А1 0з 0,22; Fe O> 0,25. Оставшийся после отделения осадка маточный раствор обрабатывают диок сидом углерода. 30

Оксид кальция, образующийся после достижения рН .7.,5, отфильтровывают, промывают и сушат, Получают 100 мас. ч. карбоната кальция, содержащего 99,2 мас. .

СаСО««что соответствует 97% от содер- 3 жания кальция в исходном сырье.

Пример 4. 100 мас.ч. обожженного и измельченного каустического кальцината магнезита содержащего, мас. : NgO 88,5 у Са0 7«2 «y. SION 3«5 у 40

А1 0 0,4; FezO 0,3, обрабатывают при перемешивании 300 мас.ч. водного раствора, содержащего 30 мас, ч, форьжата моноэтанолаьяна и 3 мас.ч. моноэтаноламина в течение 1 ч. Затем не- 45 растворимую твердую фазу отфильтровывают, промывают водой и сушат, Состав осадка после прокаливания, мас, :

М80 95,4; Са0 менее 0,1; SiO 3,7;

А1<О и Ре Оэ по 0,4. Оставшийся рас- 50 твор обрабатывают диоксидом углерода, затем устраняют образовавшийся при этом карбонат моноэтаноламина добав-. лением стехиометрического количества формиата кальция, отделяют образовавшийся осадок САСО> и рециркулируют на, стадию обработки исходного сырья.

Пример 5. 100 мас.ч. магнези- та, содержащего 45,10 мас. MgO u

6

1,85 мас. СаО, обжигают при 1100 С.

Потеря массы при прокаливании соста& ляет 52, 15 . Обожженный магнезит измельчают и просеивают через сито как описано в примере 1. Полученный продукт обрабатывают 500 мас.ч. раствора, содержащего 60 мас.ч. ацетата этилендиамина и 20 мас, ч. диэтаноламина, при еремешивании в течение 1 ч, Затем нерастворимый осадок отделяют от,. раствора фильтрованием и проьывают обессоленной водой. Состав осадка после прокаливания, мас. : ИцО 96 «85)

СаО 0 «35; SiOz 0.«,70; А1 0 0 «55;«

Fe<0 1.25. Оставшийся раствор регенерируют пропусканием тока диоксида углерода.

Пример 6. К 100 мас.ч. обожженногого при 1050+50 С доломита, содержащего, мас. ; СаО 78,15; MgO 20,25;

SiO< 0«30; А1 О 0,25; Fe<0> 1,05, после измельчения добавляют 1400 мас.ч. водного раствора, содержащего

360 мас. ч. нитрата моноэтаноламина, 15 мас.ч. нитрата магния и 20 мас.ч. моноэтаноламина. Суспензию, нагреваюо щуюся реакционным теплом до 45 С, перемешивают в течение 1 ч, затем непрор е агиров авший осадок, содержащий оксид магния и продукты его гидратации, отфильтровывают на фильтр-прессе. Фильтрованный продукт обрабатывают диоксидом углерода и переводят не выщела.енный оксид кальция в карбонат. Полученный продукт, содержащий в о снов пом частично гидр атиров анный оксид магния и карбонат кальция, находит применение, например, в сталелитейной промышленности. Он содержит после отжига, мас.l: К80 85,10; СаО

7,70; SiO 1,20; 1 0э 1,15; Ге Оэ

4,60.

Через оставшийся после фильтрации раствор пропускают при 60 С диоксид углерода, образующийся осадок карбоната кальция отфильтровывают, промывают водой и сушат, а оставшийся регенерированный раствор пригоден для рециркуляции на стадию обработки исходного сырья, Формула из о бр ет ения

1. Способ производства оксида магния и/или продуктов его гидратации« включающий обработку обожженного доломита при температуре 0-100 С водC ным раствором оргаж ческого вещества, ! 599304

Техред Л.Олийнык

Редактор Н. Киштулинец

Корректор 0. Пипл

3ак as 3116 Тираж 404 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС1

113035, Москва, Ж-33, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10! отделение осадка от маточного раствора, промывку осадка и его сушку, о тл и ч а ю шийся тем, что обработку исходного сырья ведут водным раст: вором, содержащим моноэт анап амин и/или диэтаноламин, и/или пиперйдин, и/или этилендиамин и соль указанных веществ с соляной, азотной, муравьиной и уксусной кислотами.

) 2. Способ поп. 1, о тли ч аюшийся тем, что маточный раствор поДвергают регенерации диоксидом угле5 рода при рН 7-12, отделяют образовав- шийся осадок карбоната кальция, а оставшийся после отделения осадка раствор рециркулируют на стадию обработки и сходно го сыр ья .