Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КАРНАЛЛИТОВОГО СЫРЬЯ К ЭЛЕКТРОЛИЗУ

Способ относится к области цветной металлургии и может быть использован для подготовки карналлитового сырья к электролизу.

Известен способ получения магния электролизом глубокообезвоженного карналлита путем загрузки его в электролизер в твердом виде. (Пат. РФ №2107113, опубл. БИ №8, 1998 г.).

Недостатком данного способа является то, что при обезвоживании сырья в твердом виде в присутствии хлороводорода происходит его адсорбция на поверхности частиц глубокообезвоженного карналлита. В последующем при его загрузке в электролизеры происходит ухудшение технологических показателей процесса - снижение концентрации хлора и увеличение содержания хлороводорода в анодном газе, что затрудняет его дальнейшую переработку.

Известен способ обезвоживания карналлита (а.с. СССР №161493, опубл. БИ №7, 1964 г.) в многокамерной печи кипящего слоя с подачей хлора в топочные газы в две последние камеры печи в количестве, необходимом для создания концентрации НСl в соотношении от 2:1 до 1:2 к концентрации водяных паров.

Недостатком данного способа является адсорбция НСl на поверхности частиц карналлита, что в последующем при электролизе приводит к ухудшению технологических процессов.

Известен способ обезвоживания хлористых солей (пат. РФ №2131844, опубл. БИ №17, 1999 г.), включающий термообработку карналлита в аппарате кипящего слоя при подаче хлороводорода во все четыре камеры печи. При этом содержание НСl в последующей камере в 1,02-4 раза больше, чем в предыдущей. Температуру в первой камере поддерживают достаточной для удаления 4 молекул Н₂О, во 2-ой - 1,0-1,5 молекул Н₂О, в 3-4-ой - 0,1-1,0 молекулу Н₂О.

Основным недостатком данного способа является сорбируемость хлороводорода на поверхности частиц обезвоженного карналлита, что, как уже отмечалось, приводит к ухудшению показателей процесса электролиза.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ подготовки карналлита к электролизу - прототип. (Пат. РФ №1591530, опубл. БИ №17, 1996 г.). Способ заключается в том, что обезвоживание карналлита осуществляют в твердом виде при температуре 300-370°С в 2 стадии. На первой стадии обезвоживание ведут в атмосфере продуктов горения топлива и на второй - в атмосфере хлороводорода с получением глубокообезвоженного карналлита, пригодного для процесса электролиза.

Основным недостатком известного способа подготовки сырья в твердом виде к электролизу является сорбируемость хлороводорода на поверхности частиц глубокообезвоженного карналлита. В процессе электролиза при его загрузке и плавлении происходит термодесорбция хлороводорода и выделение его в газовую фазу. Это приводит к снижению концентрации хлора в анодном газе и увеличению содержания хлороводорода, что усложняет процесс последующей переработки анодного хлора. К тому же хлороводород, конденсируясь в газоходах, приводит к их коррозии и как следствие - замене труб. Кроме того, в период загрузки сырья в твердом виде, содержащего адсорбированный хлороводород, происходит увеличение содержания оксида и диоксида углерода, наличие которых свидетельствует о протекании вторичных реакций хлорирования оксида магния и воды, присутствующих в карналлите. Увеличение содержания СО₂ в анодном газе свидетельствует об увеличении износа графитовых анодов.

Технический результат достигается тем, что предложен способ подготовки глубокообезвоженного карналлита за счет очистки его от адсорбированного хлороводород в подвижном слое.

Технический результат достигается тем, что предложен способ подготовки карналлитового сырья к электролизу, включающий его обезвоживание в твердом виде с использованием хлороводорода, направление полученного глубокообезвоженного карналлита на электролиз, новым является то, что перед электролизом глубокообезвоженный карналлит дополнительно очищают от адсорбированного в процессе обезвоживания хлороводорода осушенным сжатым воздухом в подвижном слое.

Кроме того, очистку глубокообезвоженного карналлита от хлороводорода осуществляют в условиях пневмотранспорта при его передаче на стадию электролиза при температуре не ниже 100°С и давлении 0,1-0,6 МПа.

Экспериментально установлено, что очистка глубокообезвоженного карналлита от адсорбированного хлороводорода в кипящем слое обеспечивает практически полное удаление хлороводорода с поверхности части карналлита.

Опытным путем установлено, что в качестве подвижного слоя можно использовать слой, образующийся в камерном пневмонасосе. В этом случае карналлит от хлороводорода очищают при температуре не ниже 100°С и давлении 0,1-0,6 МПа.

При температуре ниже 100°С и давлении менее 0,1 МПа не происходит полной десорбции хлороводорода с поверхности частиц глубокообезвоженного карналлита.

При температуре выше 100°С и давлении более 0,6 МПа пневмонасос выходит из строя, нарушается режим транспортировки сырья.

Пример осуществления способа.

Обезвоживание природного или синтетического карналлита осуществляют в многокамерной печи кипящего слоя. На первой стадии обезвоживание ведут в атмосфере продуктов горения природного газа при температуре 300-330°С, на второй - в атмосфере хлороводорода при температуре 350-370°С. В процессе обезвоживания происходит адсорбция хлороводорода на поверхности частиц глубокообезвоженного твердого карналлита. Для очистки карналлита от хлороводорода в последнюю камеру печи подают осушенный сжатый воздух. При этом происходит практически полная (99,0-99,5%) десорбция хлороводорода с поверхности частиц глубокообезвоженного карналлита и удаление его с воздухом из зоны реакции. Затем карналлит, не содержащий хлороводород, направляют на электролиз. При этом показатели электролиза (выход по току, удельный расход электроэнергии) находятся на уровне работы электролизеров, работающих на расплавленном сырье.

В условиях работы пневмотранспорта при использовании камерных пневмонасосов удаление адсорбированного хлороводорода с поверхности частиц глубокообезвоженного карналлита осуществляют при температуре не ниже 100°С и давлении сжатого воздуха 0,1-0,6 МПа. В условиях работы пневмотранспорта происходит практически полная очистка глубокообезвоженного карналлита от хлороводорода.

Таким образом, за счет удаления хлороводорода из глубокообезвоженного карналлита повышается его качество и тем самым улучшаются показатели процесса электролиза, увеличивается срок службы анодов, трубопроводов за счет снижения коррозии, возрастает концентрация анодного хлоргаза.