Сульфатные руды магния.. Месторож­дения представлены лангебейнитовой породой (MgS04 от 25 до 34 %), карналлитовой (до 5 % MgCl2 и 20 % MgSO4)

Силикаты магния. Эти руды содержат, %: 36-51 MgO; 30-43 Si02; 0,3-7,6 Fe₂0₃; 0,2-3,0 (Аl₂0₃ + Ti0₂); 1,0-12,0 (FeO + MnO); 0-3,0 CaO; 0-0,6 Cr₂0₃; 0-14,0 п.п.п. Несмотря на высокое содержание магния в этих рудах, переработка их на MgCl₂ не ос­воена.

Карналлит. Средний химический состав карналлитовой породы Верхнекамского месторождения, %: 24 MgCl₂; 10 КСl; 24 NaCl; 30 Н₂0;. Природный карналлит обогащают для отделения избыточного NaCl.

Бишофит. Его получают при переработке карналлита, морской воды, воды соляных озер (рапы) и подземных природных рассолов. Обычно содержание MgCl₂ в рассолах колеблется в пределах от 0,06 до 11 %.

Магнезит содержит 47,82 % MgO и 52,18 % С0₂. Магнезит, пригодный для произ­водства, должен содержать 45-46 % MgO, примесей - не более 0,8 % СаО и 1,2 % Si0₂.

Доломит - двойная углекислая соль магния и кальция. Он содержит 21,8 % MgO, 30,4 % СаО и 47,8 % С0₂. В качестве примесей обычно присутствуют кварц, глинистые вещества, кальцит, гипс и др. Химический соства доломита, %: 19-21 MgO; 27-32 СаО; 0,1- 4,0 Si0₂; 0,2-2,0 R₂0₃; 42-48 п.п.п.

Брусит - гидроксид магния.

3. Где применяют магний?

Наибольшее применение магния и сплавов на его основе нашли в таких отраслях техники, как самолето- и ракетостроение, металлургия (в качестве металла-восстановителя, раскислителя или модифи­катора), военная техника, транспорт.

4.Способы получения магния?

Магний получают электролизом хлоридных расплавов и терми­ческими способами. Выбор метода зависит от местных технико - эко- номических и экологических требований. Производство магния электролизом получило наибольшее распространение, однако при ог­раниченных масштабах потребления целесообразен термический способ. Он более предпочтителен в экологическом отношении, а качество металла не уступает электролитическому.

5.На каких заводах СНГ получают магний?

Днепропетровск (ДМЗ) и Соликамске (СМЗ).Были пущены 1935 и в 1936 гг.

6. Чем исходный карналлит отличается от обезвоженного?

Содержанием влаги.составом.

Обезвоживание проходит в две стадии, первичное обезвоживание и полное.

Первичное обезвоживание в России осуществляется во вращающихся барабанных печах или в печах кипящего слоя.

Состав исходного карналлита %: 32,5 MgCl₂ ; 24 КСl; 4,5 NaCl; 39,2 Н₂0.

Состав первично обезвоженного карналлита %: 47 MgCl₂ ; 37 КСl; 6,4 NaCl; 7 Н₂0; 2,2 MgO – шлак.

Полное обезвоживание проводят в хлораторах, а также в стационарных карналлитовых печах непрерывного действия(СКН), после СКН или хлораторов безводный карналлит отстаивают в миксерах.

Состав карналлита после СКН %: 48 MgCl₂ ; 39 КСl; 9 NaCl; 0,4 Н₂0; 3 Mgo; 1 Прочие

Состав карналлита после отстаивания в миксере %: 49 MgCl₂ ; 40 КСl + NaCl; ― Н₂0; 0,5 MgO; 0,5 Прочие.

7.Аппаратура и технико-экономические показатели процесса первичного обезвоживания карналлита. Трубчатая печь.

Аппаратурное оформление: Длина 25-45 метров, диаметр 2,5 -3,5 метра, по длине имеет 3 бандажа, опирающиеся на опорные ролики, Уклон печи 1,5 -2 градуса в сторону разгрузки. Вращение печи 1 об/мин. Горячий конец печи отфутерован шамотным кирпичом, а холодный кислотно-упорным кирпичом. Внутри барабана есть стальные уголки – переворачивающиеся устройства. Грячий конец барабана соединен с топкой, а холодный соединен с пылеулавливающими устройствами. Печь работает под небольшим разряжением. В топочную камеру подается топливо и первичный воздух. Температура газа на входе в барабан - 500-560 °С, температура отходящих газов - 110-130 °С. Печь отапливается изнутри по принципу противотока: карналлит движется навстречу горячим газам. Пыль, уносимую потоком газа, улавливают и присоединяют к обезвоженному продукту. Пары НС1 поглощают в скрубберах. Контроль обезвоживания ведут по содержанию оксида магния в карналлите.

(степень улавливания пыли составляет 70 %)

Технико-экономические показатели печи: Производительность т/сут ― 130; Степень обезвоживания карналлита % ― 90-95; Степень гидролиза карналлита % ― 10-12; Скорость движения топочных газов, м/с ― 2,5 -3,8; Разряжение в печи, гПа: на входе ― 3; на выходе ― 13-15; Расход электроэнергии мДж/т ―3600-4000;

Т карналлита на выходе в градусах ― 200-250; Степень обезвоживания карналлита % ― 55 - 58%.

8. Чем обезвоженный карналлит отличается от безводного?

Содержанием влаги, составом.

Состав первично обезвоженного карналлита %: 47 MgCl₂ ; 37 КСl; 6,4 NaCl; 7 Н₂0; 2,2 MgO – шлак.

Полное обезвоживание проводят в хлораторах, а также в стационарных карналлитовых печах непрерывного действия(СКН), после СКН и хлораторов безводный карналлит отстаивают в миксерах.

Состав карналлита после СКН %: 48 MgCl₂ ; 39 КСl; 9 NaCl; 0,4 Н₂0; 3 Mgo; 1 Прочие

Состав карналлита после отстаивания в миксере %: 49 MgCl₂ ; 40 КСl + NaCl; ― Н₂0; 0,5 MgO; 0,5 Прочие.

9. Получение безводного карналлита. Конструкция и технические характеристики хлоратора С.П.Солякова.

Аппаратурное оформление: Хлоратор, состоит из трех отделений: плавильника, первой и второй реакционных камер и миксера, объе­диненных общим кожухом. Плавильник расположен в верхней части хлоратора и отделен от реакционных камер сплошным наклонным перекрытием и горизонтальной перегородкой с отверстиями. От мик­сера плавильник отделен. Расплав в плавиль­нике подогревается током, подведенным к стальным электродам, по­груженным в него сверху. В своде плавильной камеры имеется загрузочное отверстие. Реакционные камеры разделены вертикальной стенкой, внутри которой проходит соединительный канал. В каждой реакционной камере установлены керамические плитки с отверстия­ми. Верхние и нижние зоны камер дополнительно соединены друг с другом переточными каналами. В нижней зоне имеются выпускные летки. Реакционные камеры соединены с миксером переточным каналом. Миксер обогревается пропусканием тока через расплав, подводимого при помощи погруженных в него стальных электродов. В донной части миксера имеется выпускная летка. Хлорирование осуществляют анодными газами магниевых электролизеров. Образующиеся при хло­рировании газы поступают на газоочистку. Нерастворимые оксиды оседают на дно миксера (шлам), избыток нефтяного кокса всплывает на поверхность расплава. "Осветленный" безводный карналлит сливают через летку в ковши и перевозят в электролизный цех. Шлам периодически извлекают из миксера.

Технико - экономические показатели: Т расплава ― 480-520 град; в хлорир камерах Т ― 750 – 820 град; Уровень расплава: в плавильнике – 50-70см, в отстойнике ― 120 – 170 см; Давление на входе в хлорную фурму ― 550 -590 Гпа; T отходящих газов ― 220 -250 град; Производительность ― до 225 т/сут.

10. Состав электролита?

Электролит для получения магния электролизом должен обладать некоторыми свойствами: низкой температурой плавления, высокой электропроводимостью, большей, чем у магния, плотностью, также выше чем у магния, малой вязкостью и летучестью, не иметь более электроположительных, чем магний, ионов, хорошо растворять MgCl₂, не взаимодействовать с футеровкой электролизера. Электролит состоит из четырех- пяти хлоридов металлов. Каждый из компонентов в отдельности име­ет сравнительно высокую температуру плавления. В электролизе используют несколько видов электролита:

Калиевый электролит: MgCl₂ 5-12; КСl 70-78; NaCl 12-16; СаСl₂ 0-2; Температура кристал­лизации, °С― 650; Плотность при700 °С, г/см³ ― 1,6; Удельная электропро­водимость при 700 °С ―183

Калиево-натриевый электролит: MgCl₂ 8-16; КСl 38-44; NaCl 38-44; СаСl₂ 4-6; Температура кристал­лизации, °С― 625; Плотность при700 °С, г/см³ ― 1,63; Удельная электропро­водимость при 700 °С ― 210.

Натриево-калиевый: MgCl₂ 8-16; КСl 0-19; NaCl 35-45; СаСl₂ 30-40; Температура кристал­лизации, °С― 575; Плотность при700 °С, г/см³ ― 1,78; Удельная электропро­водимость при 700 °С ― 200

Натриевый: MgCl₂ 25; КСl ―; NaCl 45-60; СаСl₂ 15-25; Температура кристал­лизации, °С― 650; Плотность при700 °С, г/см³ ― 1,66; Удельная электропро­водимость при 700 °С ― 223

11.Физико-химические свойства промышленных электролитов?

12. Технико-экономические показатели электролиза?

В производстве Mg применяют электролизеры двух типов

1)диафрагменные: а) верхним вводом анодов; б)нижнем вводом анодов.

2) бездиафрагменные

Диафрагменные: МПС 5-8 см; Современные диафрагменные эл-ры работают при силе тока 65 – 105 кА; Напряжение электролизеров с верхним вводом анодов 5,7 -6,4 В; с нижним 5,4 – 5,9 В.

Бездиафрагменные: удельный расход электроэнергии 1700 - 2500 кВт/ч на тонну магния; сила тока 100 кА, напряжение с нижним подводом 4,4 – 5 В, с верхним 4,7 -5,4 В.