Способ получения хлорида магния и устройство для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2388837:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт (RU)

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении хлорида магния в электрических печах. Способ получения хлористого магния из MgO включает загрузку в электрическую печь шихты, содержащей оксид магния и углеродистый материал, ее нагрев до температуры 800-900°С, продувку хлором и выпуск образующегося жидкого хлорида магния. В качестве углеродистого материала в шихте используют угольную крошку. Нагрев шихты осуществляют излучением одного или нескольких лазеров с перемещением излучения(-ий) по поверхности шихты при исключении перегрева шихты и испарения образующегося хлорида магния. Устройство представляет собой электрическую печь, содержащую шахту, подину и свод, футерованные огнеупорными материалами, загрузочное устройство, газоотвод, фурмы для продувки хлором, летку для слива хлорида магния. На своде и (или) стенах шахты установлен один или несколько лазеров, которые оборудованы устройствами для перемещения излучения по поверхности шихты. Техническим результатом группы изобретений является уменьшение капитальных затрат и снижение себестоимости получения хлорида магния. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при производстве хлорида магния в электрических печах.

Известен способ получения хлорида магния путем обезвоживания карналлита (MgCl2·KCl·6H2O). Сначала карналлит нагревают в трубчатых вращающихся печах или в печах кипящего слоя, затем его расплавляют и продувают хлором в печи-хлораторе, получая MgCl2 (Голдобин В.П., Свердлов С.С. Механическое и транспортное оборудование металлургических заводов. - М.: Металлургия, 1990. - с.232-233).

Недостатками известного способа являются необходимость использования нескольких агрегатов сложной конструкции и высокая себестоимость хлорида магния.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является способ получения хлорида магния продувкой хлором периклаза (MgO) в шахтной печи сопротивления. В нижней части печи расположены два ряда угольных электродов, между которыми находятся угольные блоки. При подаче напряжения на электроды угольные блоки нагреваются до температуры ~750°С. На эти блоки сверху через загрузочное устройство загружают MgO и продувают его хлором с помощью фурм, расположенных между угольными блоками. Образующийся жидкий хлорид магния стекает на подину печи, где накапливается и периодически выпускается в ковш (Севрюков Н.Н., Кузьмин Б.А., Челищев Е.В. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1976. - с.462-464).

К недостаткам известного способа следует отнести необходимость изготовления угольных блоков, повышение за счет этого себестоимости хлорида магния и использование углерода блоков в технологическом процессе.

Задачей изобретения является уменьшение капитальных затрат и снижение себестоимости получения хлорида магния.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе получения хлористого магния из MgO, включающем непрерывную загрузку в печь шихты, ее нагрев до температуры 800-900°С, продувку хлором и выпуск образующегося жидкого хлорида магния из печи, нагрев загружаемой шихты осуществляют излучением одного или нескольких лазеров с перемещением излучения по поверхности шихты таким образом, чтобы исключить перегрев шихты и испарение хлорида магния.

Устройство для осуществления способа представляет собой электрическую печь, содержащую шахту, подину и свод, футерованные огнеупорными материалами, загрузочное устройство, газоотвод, фурмы для продувки хлором, летку для слива хлорида магния, причем на своде и (или) стенах шахты установлен один или несколько лазеров, которые оборудованы устройствами для перемещения излучения по поверхности шихты.

Изобретение обладает новизной, что следует из сравнения с прототипом, и изобретательским уровнем, так как явно не следует из существующего уровня техники, практически осуществимо в действующих цехах для получения хлорида магния.

Способ получения хлорида магния осуществляют следующим образом.

Технологический процесс начинается с порционной подачи шихтовых материалов в печь через загрузочное устройство, оборудованное шлюзом для предотвращения выбросов хлора при загрузке. Шихтовыми материалами для получения хлорида магния являются оксид магния (MgO) и угольная крошка, используемая как источник углерода вместо угольных блоков, применяемых в прототипе. Расход угольной крошки составляет 0,3 кг/кг MgO. После загрузки каждой порции шихтовых материалов загрузочное устройство закрывают и включают подачу напряжения в систему возбуждения одного или нескольких оптических квантовых генераторов большой плотности энергии - лазеров (Физическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1990, том 2. - с.549). Один или несколько лазеров начинают работать, генерируя излучение, которое направляют на поверхность загруженной шихты для нагрева ее до температуры 800-900°С. Для предотвращения локального перегрева ванны и ускорения процесса нагрева излучение одного или нескольких лазеров перемещают по поверхности шихты. Перемещение может носить, например, возвратно-поступательный или круговой характер. Одновременно начинают продувку нагреваемой массы шихты хлором через фурмы, расположенные в нижней части шахты печи. Начинается процесс хлорирования оксида магния: MgO+Cl2+С=MgCl2+СО. Образующиеся в процессе хлорирования газы удаляют из печи через газоотвод, а накапливающийся на подине хлорид магния периодически сливают в ковш и передают в электролизный цех.

Предлагаемое устройство для осуществления способа представляет собой электрическую печь, которая имеет шахту 1, накрытую сводом 2, подину 3, футерованные огнеупорными материалами, загрузочное устройство 4, расположенное в центре свода, газоотвод 5, фурмы 6 для подачи в печь газообразного хлора, летку для слива хлорида магния 7 и один или несколько лазеров. Лазеры могут быть установлены на своде - сводовые лазеры 8, или на стенах шахты печи - стеновые лазеры 9, или на своде и стенах одновременно. В предлагаемой печи предпочтительнее использовать твердотельные лазеры, с активной средой на стеклах, активированных Nd, рубиновые лазеры, лазеры с оптической накачкой. При вместимости печи 3 т общая мощность лазеров должна составлять 3,5-4,0 МВт. Лазеры оборудованы устройствами для перемещения 10, 11. Эти перемещения необходимы для того, чтобы не перегревать шихту и исключить испарение хлорида магния.

1. Способ получения хлористого магния, включающий загрузку в электрическую печь шихты, содержащей оксид магния и углеродистый материал, ее нагрев до температуры 800-900°С, продувку хлором и выпуск образующегося жидкого хлорида магния, отличающийся тем, что в качестве углеродистого материала в шихте используют угольную крошку, а нагрев шихты осуществляют излучением одного или нескольких лазеров с перемещением излучения(ий) по поверхности шихты таким образом, чтобы исключить перегрев шихты и испарение образующегося хлорида магния.

2. Устройство для получения хлористого магния, содержащее электрическую печь с шахтой, подиной и сводом, футерованными огнеупорными материалами, загрузочное устройство, газоотвод, фурмы для продувки хлором, летку для слива хлорида магния, отличающееся тем, что на своде и/или стенах шахты установлен один или несколько лазеров, которые оборудованы устройствами для перемещения излучения(ий) по поверхности шихты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. .

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к печи с солевым обогревом для плавки магния. .

Изобретение относится к устройствам для рафинирования магния. .
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам получения гранул магния и его сплавов из шламов или из литейных отходов производства магния или его сплавов.

Изобретение относится к технологии переработки минерального сырья, в частности к комплексной переработке руды, содержащей силикаты магния, например серпентинита, с получением товарных продуктов.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к очистке магния от примесей, в частности, к печи для рафинирования магния. .

Изобретение относится к извлечению магния из природных кремнийсодержащих материалов и отходов, например серпентинита. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам и устройствам для получения флюсов для плавки и литья магния и его сплавов. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к процессам очистки магния от примесей, к получению магния высокой чистоты для магниетермического производства губчатого циркония.
Изобретение относится к технологии получения магния электролизом безводных хлоридов и может быть использовано для утилизации золы от сжигания бурых углей на электростанциях.

Изобретение относится к способу переработки кремнисто-титановых концентратов. .
Изобретение относится к металлургии титана и может быть использовано при переработке титансодержащего сырья хлорным методом с получением тетрахлорида титана. .

Изобретение относится к способу переработки германийсодержащего сырья. .

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности к способу хлорного разложения ниобий-танталсодержащего сырья с получением хлоридов ниобия и/или тантала и устройствам для осуществления процесса хлорирования.
Изобретение относится к области металлургии редких металлов и может быть использовано для извлечения рения из техногенного сырья, содержащего металлический рений или его сплавы.
Изобретение относится к металлургии редких металлов. .

Изобретение относится к области металлургии редких металлов и предназначено для получения редких металлов хлорированием оксидных материалов в расплаве солей и может быть использовано для производства хлоридов гафния, титана, ниобия, тантала и других металлов.
Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к металлургии титана, а именно к составу титансодержащей шихты для процесса хлорирования в расплаве хлористых солей.
Изобретение относится к способу комплексной переработки техногенного ванадиевого сырья, включающему хлорирование в расплаве хлоридов металлов с образованием парогазовой смеси и отработанного расплава солевых хлораторов, конденсацию хлоридов ванадия, титана и кремния, их ректификационно-химическое разделение и очистку, утилизацию тетрахлоридов титана и кремния, гидролиз окситрихлорида ванадия с выделением осадков метаванадата аммония и/или пентаоксида ванадия, отделение осадков от маточных растворов, их промывку, сушку и/или прокалку с получением товарных соединений ванадия.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству безводного хлорида магния из природного карбоната магния - магнезита. .
Наверх