Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ КАРНАЛЛИТА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии получения магния, к первому этапу этой технологии - подготовке солей для электролита магниевых электролизеров, и касается обезвоживания карналлита.

Известен способ обезвоживания карналлита в многокамерном аппарате кипящего слоя с перекрестным током газов и материала при перетекании последнего из камеры в камеру через перетоки, выполненные в виде отверстия в перегородках, со скоростью 5•10⁵...15•10⁵ кг/(м²•ч) (А.с. СССР N 233224, опубл. 18.12.1968, БИ N 2, 1969 г.).

Недостатком известного способа (аналога) является то, что реализация всех его признаков - перекрестное движение греющих газов и материала, последовательно перемещающегося через ряд горизонтально расположенных камер многокамерной печи через перетоки в перегородках со скоростью от 2,5•10⁵ до 15•10⁵ кг/(м²•ч) недостаточна для получения продукта, соответствующего по качеству ТУ 48-10-14-87 "Карналлит обезвоженный". Контроль качества обезвоженного карналлита ведут по содержанию в нем оксида магния, так как аналитическое определение оксида магния значительно точнее, проще и быстрее, чем определение остаточной воды, а между двумя этими показателями существует статистическая зависимость (Эйдензон М.А. Магний - М.: Металлургия, 1969. - С. 150). В соответствии с ТУ-48-10-14-81 содержание оксида магния должно быть не менее 1,5 мас.%. Оптимальное содержание оксида магния 1,5 - 2,0 мас.%, остаточной воды 3,0 - 5,0 мас.% (Эйдензон М.А. Металлургия магния и других легких металлов - М.: Металлургия, 1974. - С. 31).

Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому способу - по совокупности признаков является известный способ обезвоживания карналлита в кипящем слое - прототип (А.с. СССР N 267608, опубл. 02.04.1970, БИ N 13).

Способ по прототипу заключается в следующем.

Обезвоживание карналлита производят в кипящем слое при перекрестном движении греющих газов (350-500^oC) и обрабатываемого материала, последовательно перемещающегося через ряд горизонтально расположенных камер со скоростью поступательного движения обезвоживаемого карналлита, соответствующей непрерывной его загрузке от 6 до 60 т/ч на 1 м² газораспределительной решетки при линейной скорости греющих газов в 0,6-2,0 м/с (приведено к нормальным условиям). При этом пыль, улавливаемую из газов, отходящих из камер, расположенных ближе к месту загрузки обрабатываемого материала, подают на обезвоживание в камеры, более удаленные от места загрузки.

Недостатками известного способа (по прототипу) являются следующие:
- низкое качество получаемого обезвоженного карналлита даже при минимальной (6 т/ч на 1 м² решетки печи) скорости загрузки шестиводного карналлита и максимальном количестве тепла подводимого в слой (температура греющих газов 500^oC, скорости греющих газов 2,0 м/с, приведенных к нормальным условиям).

Полученный продукт не соответствует ТУ 48-10-14-87 "Карналлит обезвоженный".

Заявляемое техническое решение направлено на решение задачи, заключающейся в повышении качества получаемого обезвоженного карналлита.

Данная задача решается предлагаемым "Способом обезвоживания карналлита в кипящем слое", сущность которого выражается следующей совокупностью существенных признаков:
- проведение процесса обезвоживания карналлита в многокамерной печи кипящего слоя при перекрестном движении греющих газов, подаваемых в слой с линейной скоростью 0,3-2,0 м/с (норм.усл.) при температуре 300 - 600^oC, и карналлита со скоростью, поддерживаемой на уровне поступательного движения, соответствующего его непрерывной загрузке на 1 м² суммарной площади газораспределительной решетки.

Существенными отличительными признаками заявленного способа является то, что:
- скорость поступательного движения обезвоживаемого карналлита в печи поддерживают на уровне, соответствующем непрерывной его загрузке от 0,1 до 1 т/ч на 1 м² газораспределительной решетки. Как показали опытно-промышленные испытания, вышеуказанные условия осуществления заявляемого способа обеспечивают при прочих равных условиях достижение технического результата, заключающегося в следующем:
- повышение качества целевого продукта - обезвоженного карналлита.

Анализ совокупности признаков заявляемого изобретения и достигаемого при этом технического результата показывает, что между ними существует вполне определенная причинно-следственная связь, выражающаяся в следующем.

Экспериментально установлено, что при организации скорости поступательного движения обезвоживаемого карналлита, соответствующей непрерывной загрузке его от 0,1 до 1,0 т/ч на 1 м² газораспределительной решетки значительно повышает качество обезвоженного карналлита за счет получения продукта с оптимальным содержанием в нем оксида магния и остаточного содержания воды. Получаемый продукт соответствует ТУ 48-10-14-87. При скорости поступательного движения карналлита, соответствующего непрерывной загрузке его менее 0,1 т/ч на 1 м² газораспределительной решетки (даже при температуре греющих газов 300^oC и скорости 0,3 м/с получится продукт с содержанием оксида магния более 2,0 мас.%, что выходит за оптимальные пределы.

При скорости поступательного движения карналлита, соответствующего непрерывной загрузке его более 1,0 т/ч на 1 м² горизонтальной решетки, даже при температуре греющих газов 600^oC и скорости 0,6 м/с получится продукт с содержанием оксида магния менее 1,5 мас.%, что выходит за пределы ТУ 48-10-14-87 "Карналлит обезвоженный".

Пример осуществления способа.

Процесс обезвоживания осуществляют в многокамерной печи кипящего слоя при перекрестном движении греющих газов и карналлита. Для чего в печь кипящего слоя непрерывно загружается обогащенный (шестиводный) карналлит (ГОСТ 16109-70 "Карналлит обогащенный") в количестве от 0,1 до 1,0 т/ч на 1 м² площади газораспределительной решетки.

В топках печи (одну на каждую камеру многокамерной печи) сжигают жидкое (мазут) или газообразное (природный газ) топливо при температуре в зоне горения 800 - 2000^oC. Топочные газы разбавляют на выходе из топки воздухом с получением греющих газов, имеющих температуру 300 - 600^oC. Греющие газы подают под решетку печи кипящего слоя. Линейную скорость греющих газов в слое поддерживают в пределах от 0,3 до 2,0 м/с (приведено к норм. условиям), т.е. газы - продукты горения жидкого (мазута) или газообразного топлива (природного газа) перед подачей в слой имеют температуру 300-600^oC.

В печь непрерывно загружают обогащенный шестиводный карналлита (ГОСТ 16109-70 "Карналлит обогащенный") в количестве от 0,1 до 1,0 т/ч на 1 м² площади газораспределительной решетки.

Таким образом, скорость поступательного движения карналлита поддерживают на уровне, соответствующем непрерывной его загрузке от 0,1 до 1 т/ч на 1 м² площади газораспределительной решетки при линейной скорости движения греющих газов в 0,3-2,0 м/с. В печи происходит нагрев материала с температуры 20^oС до температуры 200-300^oC, при этом получают обезвоженный карналлит, соответствующий ТУ 48-10-14-87 ("Карналлит обезвоженный"), содержащий 1,5 - 2,0 мас.% MgO.