Магний шикізатын өндіру


КІРІСПЕ 4

1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ 6
1.1 Магнийдің шикізат көзі 6
1.2 Шикізатты өндіруге дайындау 6

1. Сусыз магний хлоридін өндіру әдістері 17
2. Магний хлоридінің түйіршіктерін алу әдістері 17
3. Титан.магний өндірісінің қалдықтарын өңдеу 17
4. Гидратталған магний хлоридінен сусыз магний хлориді бар 17
5. Карналлит сапасының ток бойынша шығымға әсері 18

ҚОРЫТЫНДЫ 19

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 20
КІРІСПЕ

Маңызды қосылыстары және қолданылуы

Магний – күміс түсті ақ металл, атомдық массасы оттегіне қатысты жоғары химиялық белсенді, хлормен жақсы әрекеттеседі, сұйытылған минералдық қышқылдарда жақсы ериді.
Маңызды физико-химиялық қасиеттері:
Қатты кездегі тығыздығы (250 С) г/см3 1,74
Сұйық кездегі тығыздығы (6500 С) г/см3 1,59
Балқу температурасы, 0 С 650
Қайнау температурасы, 0 С 1107
Меншікті электрөткізгіштігі, Ом ∙ см 4,5 ∙ 10-6
Стандарттық электродтық потенциалы, В (Мg2+/Mg) -2.34

Хлорлы сумен магний әрекеттеспейді, қайнап жатқан хлорлы сумен әрекеттесіп сутегі және магний гидроксидін түзеді.
Сұйытылған сілті ерітінділерімен магний әсерлеспейді. Тұздардың сулы ерітіндісінде магний аздап коррозияға ұшырайды. Хлорид ерітінділерінде интенсивті түрде коррозияланады.
MgО – магний оксиді, балқу температурасы 28250 С, балқу температурасы – 36000 С, суда ерігіштігі өте аз – 0,086 г/дм3 (300 С-де), қышқылдармен әрекеттеседі.
MgСО3 – магний карбонаты, тығыздығы 3 г/см3, магний оксидіне ыдырап, 5000 С температурада СО2 бөле жүреді.
MgSO4 – магний сульфаты, 11370 С балқып ыдырайды, судағы ерігіштігі 374 г/дм3 (2500 С-да).
MgCl2 – магний хлориді, өте гигроскопиялық қосылыс, 7140 С балқиды және 13700 С қайнайды; ерігіштігі 555 г/дм3 (250 С-да). Құрамында MgCl2-сі бар минералдары карналит және бишофит.
Магний көптеген металдармен балқымалар түзеді, олар жай магнийге қарағанда химиялық тұрақты және механикалық берік болады.
Магний қосылыстарының тағы бір ерекшелігі олардың тығыздықтарының аз болуы (1,7-1,83 г/см3) осыған қарамастан олар механикалық берік және соққыларға төзімді, үйкеліс кезінде жарқылдақ болмауы.
Қолданылуы:
- алюминий негізінде қоспалар алуда
- автокөлік детальдарын
- ұшақтар
- композициялық материалдар жасауда
- қысым арқылы құйылған магнийді автокөлік құрылысында қолданылады.
Аса маңызды тұтынушысы болып металлургия саласы саналады. Оны металлотермиялық әдіс арқылы тотықсыздандырғыш металл ретінде көптеген металдар өндірісінде қолданады (V, Cr, Zn, Ti, Be, Hf, U).
Кейінгі кезде магнийдің маңызды тұтынушысы ретінде қара металлургия дамуда. Оны балқыған шойынға қосса оның механикалық қасиеттері жақсарады.
Магнийдің ұнтағын химия өндірісінде органикалық синтез реакцияларында, гальваникалық элементте анод ретінде, жер асты құбырларын коррозиядан қорғау үшін, кеме корпусын және т.б. қаптауда қолданады.
Асбесті 2MgO ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O жылу сақтайтын қосылыстар, электрөткізбейтін және құрылыс материалдарын жасауда қолданылады.
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

1. Худайбергенов Т.Е.
Металлургия легких металлов


2. Худайбергенов Т.Е. Ti-Mg производства, технология переработки промпродуктов и отходов. Алматы, 1996 г.

3. Эйдензон М.А.
Металлургия Mg и др. легких металлов. М.М., 1979.

4. Надольский А.В.
Расчеты процессов и аппаратов в производстве тугоплавких металлов. М.М., 1980.

5. Шиган Грегори Джон т.б.
Сусыз магний хлоридін өндіру әдістері
15.12.200., бюл. №12.
(51)7 СО1Ғ 5/34

6. Русанова Нина Васильевна, Жукова Галина Алексеевна.
Магний хлоридінің түйіршіктерін алу әдістері
KZ (А) №9705, бюл, №12, 15, 12, 2000.
(51)7 СО1Ғ 5/34, ВО1J 2/16

7. Исламов Рафаэль Султанович т.б.
Титан-магний өндірісінің қалдықтарын өңдеу
(45) бюл. №3, 15.08.97.
(51)6 С22В 3/00


8. Норанда Металлерджи (СА)
Тарбергенова Модангуль Маруповна
Гидратталған магний хлоридінен сусыз магний хлориді бар
электролит алу әдісі және металдық магний өндіру
(А) KZ №6845, бюл, №1, 15, 01, 1939.
(51)6 С25 3/04, СО1Ғ 5/34.

Пән: Өнеркәсіп, Өндіріс
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 15 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 400 теңге




СОДЕРЖАНИЕ

КІРІСПЕ 4
1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ 6
1.1 Магнийдің шикізат көзі 6
1.2 Шикізатты өндіруге дайындау 6
1. Сусыз магний хлоридін өндіру әдістері 17
2. Магний хлоридінің түйіршіктерін алу әдістері 17
3. Титан-магний өндірісінің қалдықтарын өңдеу 17
4. Гидратталған магний хлоридінен сусыз магний хлориді бар 17
5. Карналлит сапасының ток бойынша шығымға әсері 18
ҚОРЫТЫНДЫ 19
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 20

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Химия, металлургия және байыту кафедрасы

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: Магний шикізатын өндіру

КІРІСПЕ

Маңызды қосылыстары және қолданылуы

Магний – күміс түсті ақ металл, атомдық массасы оттегіне қатысты
жоғары химиялық белсенді, хлормен жақсы әрекеттеседі, сұйытылған минералдық
қышқылдарда жақсы ериді.
Маңызды физико-химиялық қасиеттері:
Қатты кездегі тығыздығы (250 С) гсм3 1,74
Сұйық кездегі тығыздығы (6500 С) гсм3 1,59
Балқу температурасы, 0 С 650
Қайнау температурасы, 0 С 1107
Меншікті электрөткізгіштігі, Ом ∙ см 4,5 ∙ 10-6
Стандарттық электродтық потенциалы, В (Мg2+Mg) -2.34

Хлорлы сумен магний әрекеттеспейді, қайнап жатқан хлорлы сумен
әрекеттесіп сутегі және магний гидроксидін түзеді.
Сұйытылған сілті ерітінділерімен магний әсерлеспейді. Тұздардың сулы
ерітіндісінде магний аздап коррозияға ұшырайды. Хлорид ерітінділерінде
интенсивті түрде коррозияланады.
MgО – магний оксиді, балқу температурасы 28250 С, балқу температурасы
– 36000 С, суда ерігіштігі өте аз – 0,086 гдм3 (300 С-де), қышқылдармен
әрекеттеседі.
MgСО3 – магний карбонаты, тығыздығы 3 гсм3, магний оксидіне ыдырап,
5000 С температурада СО2 бөле жүреді.
MgSO4 – магний сульфаты, 11370 С балқып ыдырайды, судағы ерігіштігі
374 гдм3 (2500 С-да).
MgCl2 – магний хлориді, өте гигроскопиялық қосылыс, 7140 С балқиды
және 13700 С қайнайды; ерігіштігі 555 гдм3 (250 С-да). Құрамында MgCl2-сі
бар минералдары карналит және бишофит.
Магний көптеген металдармен балқымалар түзеді, олар жай магнийге
қарағанда химиялық тұрақты және механикалық берік болады.
Магний қосылыстарының тағы бір ерекшелігі олардың тығыздықтарының аз
болуы (1,7-1,83 гсм3) осыған қарамастан олар механикалық берік және
соққыларға төзімді, үйкеліс кезінде жарқылдақ болмауы.
Қолданылуы:
- алюминий негізінде қоспалар алуда
- автокөлік детальдарын
- ұшақтар
- композициялық материалдар жасауда
- қысым арқылы құйылған магнийді автокөлік құрылысында қолданылады.
Аса маңызды тұтынушысы болып металлургия саласы саналады. Оны
металлотермиялық әдіс арқылы тотықсыздандырғыш металл ретінде көптеген
металдар өндірісінде қолданады (V, Cr, Zn, Ti, Be, Hf, U).
Кейінгі кезде магнийдің маңызды тұтынушысы ретінде қара металлургия
дамуда. Оны балқыған шойынға қосса оның механикалық қасиеттері жақсарады.
Магнийдің ұнтағын химия өндірісінде органикалық синтез реакцияларында,
гальваникалық элементте анод ретінде, жер асты құбырларын коррозиядан
қорғау үшін, кеме корпусын және т.б. қаптауда қолданады.
Асбесті 2MgO ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O жылу сақтайтын қосылыстар,
электрөткізбейтін және құрылыс материалдарын жасауда қолданылады.

1 ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1.1 Магнийдің шикізат көзі

Магний өндірісінің бір ерекшелігі оның шикізат көздерінің көп болуы.
Ол 1-ші кестеде келтірілген. Негізгі шикізат көзі болып: магнезит, доломит,
теңіз суы (0,1-0,4 % MgCl2), тұзды көлдер, жерасты хлорлы тұздар (( 32 %
MgCl2). Сонысен қоса магнийді титанды магниотермилық тотықсыздандыру
кезінде титан хлоридінен бөліп алады.

1 кесте – Магнийдің маңызды минералдары

Минерал Химиялық формуласы Магний мөлшері %
(салмағы)
Бурусит Mg(OH)2 41,6
Форстерит Mg2SiO4 34,6
Магнезит MgCO3 28,8
Серпентин 3MgO ∙ 2SiO2 ∙ H2O 26,3
Кизерит MgSO4 ∙ H2O 17,6
Доломит MgCO3 ∙ CaCO3 13,2
Бишофит MgCl2 ∙ 6H2O 12
Лангбейнит 2MgSO4 ∙ K4SO4 11,7
Кайнит MgSO4 ∙ KCl ∙ 3H2O 9,8
Карналлит KCl ∙ MgCl2 ∙ 6H2O 8,8
Полигалит MgSO4 ∙ K2SO4 ∙ 2CaSO4 ∙ 2H2O 4

Магнезиттің ірі кен орындары Ресей, Қазақстан, Индия, Қытай, Корея,
Бразилия, Югославия, Греция, Австралия, АҚШ, Канада т.б.
Мұхиттар, теңіздер, және кейбір минералды көлдер магний өндірісінің
шексіз таусылмайтын шикізат көзі болып табылады.
Қазақстанда Ақтөбе, Көкшетау, Шығыс Қазақстан облыстарында магнезит
пен доломиттің ірі кен көздері бар. Кейбір кен орындар Өскемен титан-магний
комбинатына жақын орналасқан. Карбонаттың шикізаттан УКТМК-да
шликотермиялық әдіспен магний өндіріге болады.

1.2 Шикізатты өндіруге дайындау

Бүкіл әлемде магнийді өндіруде бір-біріне ұқсамайтын екі әдісті
қолданады – электролиттік және термиялық, бұлардың бірнеше модификациялары
бар, ол олардың шикізат көзіне, өндіріс масштабтарына байланысты.
Аса көп қолданатын электролиттік әдіс. Бұл әдістің шикізат көзі болып
MgCl2 саналады, оны теңіз суынан, магнезит және доломит шикізаттары.
Шикізатты электролизге дайындау келесі кезеңдерден құралады: концентрлеу,
сусыздандыру және хлорлау.
Магнийді теңіз суынан бөліп алу. Теңіз суы екі нұсқа бойынша өңдейді:
1. Әктаспен;
2. Күйдірілген доломитпен (СаО + MgO-ң күйдірілген өнімі).
Суда еріген магний хлориді СаО + MgO мен әрекеттесіп, ерімейтін
Mg(OН)2 және еритін СаCl2 түзіледі:

Mg(OН)2 тұнбасын фильтрлеу арқылы СаCl2-ден бөледі немесе қыздырып
қатты MgO алады немесе тұз қышқылымен өңдейді.

Алынған 15 % магний хлоридін бумен өңдеп гидратор алады:

Мұндай өнімді электролизбен өңдеу мүмкін болмағандықтан оны
сусыздандыру қажет.
Бір гидраттық түрден екінші гидраттық түрге өткен кездегі
температуралар эксперименталдық түрде анықталған, 0 С.

117
185
242

Екісулы магний хлоридінің бірсулысына өткен кезде, басқа да қосылыстар
түзіледі. Магний гидроскохлориді MgOHCl және хлорлы сутегі түзіледі.

-ң гидролизі 304-5540 С интенсивті түрде жүреді. 5540 С бастап
магний гидроксидінің диссоциациясы басталады:

7000 С-да MgOHCl толығымен MgO және HCl-ға ыдырайды. Осыған байланысты
гидраттарын қыздыру арқылы сусыз алу мүмкін емес.

Сусыз карналитті өндіру

Карналитті сусыздандыру екі сатымен жүргізіледі – екісулы және сусыз
карналит алу.

-ның -ға өтуі 900 С басталып аяғына дейін жүреді, ал -
ға өтуі 1500 С басталып 180-2000 С аяқталады.
Карналитті балқытпай қыздыру кезінде одан бумен қоса HCl-да бөлінеді.
Бұл деградациядан басқа карналиттің гидролизі жүріп, нәтижесінде хлорлы
сутегі, гидролизденген карналлит және магний гидроксохлоридтері
түзіледі. Бұл қосылыстар карналитті ары қарай қыздырғанда термиялық
диссоциацияланып магний тотығы түзіледі.

Сурет 1 – Магнийді электролиттік жолмен карналиттен өндіру

Гидролиз дәрежесі деп – гидролизге түскен -ң сусыздандыру
кезіндегі мөлшерінің -ң бастапқы гидраттағы мөлшеріне қатынасына тең.

Г – гидролиздену дәрежесі, %
- сусыздандырылған өнімдегі магний тотығының және магний
хлоридтерінің мөлшерлері, %
2,36 - және -ң молекулярлық салмақтарының қатынастары.
-ң шығымы: .
Карналитті сусыздандыру барысында оның балқу температурасы да өседі:
алтысулы карналлит 167,50 С балқиды да, және -ға ыдырайды,
екісулы карналлит 263,80 С балқып ыдырамайды, сусыз карналлит – 4900 С
балқиды.
Алтысулы карналлитті тез қыздыру арқылы сусыз карналлит алу мүмкін
емес, себебі бастапқы материал өзінің кристалдық суында балқиды, оны ары
қарай сусыздандыру гидролиз және техникалық қиыншылықтарға әкеледі.
Өндірістік масштабтарда толығымен сусыздандырылған және қосылыстары
жоқ карналлит алу мүмкін емес.
Толығымен сусыздандырып және зиянды қосылыстарынан арылту үшін, алдын
ала сусыздандырылған карналитті балқытады, ал қосылысын сусыз
балқымадан тұндыру немесе -ге шығару хлорлау арқылы бөліп алады.
Сусыздандыруды екі кезеңмен жүргізеді:
1. Бірінші сусыздандыру қатты кезінде температура аса үлкен емес 200-
3000 С нәтижесінде сусыз карналлит алынады.
2. 750-8000 С балқытып және тереңдете сусыздандырып сусыз карналлит
алу.
Балқытылған және қатты қыздырылған карналлитте әрқашанда қатты
тотықтары болады, олар гидролизденген карналиттің термиялық ыдырау
нәтижесінде түзіледі. Мұндай қосылысты көміртегінің қатысында хлормен
өңдесе, онда тотығы хлорланады:

Балқымадағы магний гидроксохлоридінің ыдырауы:

Балқыған карналитті хлорлау арқылы толығымен сусыздандырып және -
ны -ге өткізу арқылы гидролиз кезіндегі жоғалымдарды азайтуға болады.
Балқымадағы -ның хлорлануы температураның өсуімен өседі, 7500 С
температурада ол өзінің оптималды мәніне жетеді. Өндірісте карналлит
құрамында -дан басқа (Fe2O3, Al2O3, SiO2) тотықтарда болады, оларда
хлорланып FeCl3, AlCl3 түзеді. мен Fe2O3 –тің хлорлану жылдамдықтары
бірден, ал Al2O3 пен SiO2-ң хлормен әрекеттесуі баяуырақ.
Сусыздандырудың бірінші кезеңі айналмалы құбырлы пештерде жүргізіледі.
Отын ретінде генераторлық газдар, табиғи газ немесе мазут қолданылады.
Жанған газ температурасы 12000 С болады, оны суытпай барабанды пешке беруге
болмайды себебі карналлит балқып кетеді. Газ температурасын төмендету үшін
оны араластыру камерасында суық екіншітекті ауамен сұйылтады.
Барабаннан шыққан сусыз карналлит температурасы 200-2500 С.
Айналмалы пеште карналитті бірінші кезеңдік сусыздандырудың
технологиялық көрсеткіштері:

Сусыздандырылған карналлит бойынша өнімділігі, тсағ. 6-7
1 минут ішіндегі барабанның айналым саны 0,8-1,3
Шаңның әкетілуі, % тиелуге қатысы 5-7
Сусыздану дәрежесі, % 85-90
Гидролиздену дәрежесі, % 10-12
Сусызданған карналлит шығымы, % 55-58
Барабанға кірген кездегі газдардың температурасы, 0 С 500-560
Аулақтайтын газдар температурасы, 0 С 110-130

2 кесте - Карналитті сусыздандыруға дейінгі және сусыздандырудан
кейінгі химиялық құрамы

Химиялық құрамы, % (салмағы)
Материал

Бастапқы байытылған
карналлит 31,5-32,5 23-25 4-5 - 39-40
Сусыздандырылған карналлит:
Айналмалы пеште 46-47 37-38 6-7 1,8-2,56-8
Қайнау қабатты пешінде 48-50 36-40 7-10 1,5-2 3-5
Сусыздандыру кезіндегі
шаң айналмалы пеште 37-38 28-29 4-6 0,5-1 28-30

Құбырлы пештен шығатын газдармен ұшқан карналлит жақын циклондарда
ұстап, сусыздандырылған карналлитпен араластырып тереңдете сусыздандыруға
яғни балқытуға жібереді.
Карналитті қайнау қабатты пештерінде бір кезеңмен жүргізу кезінде
карналиттің гидролизденуін жойып және сусыз,гидролизденбеген қатты
карналлит алуға болады.
Процестің технологиялық көрсеткіштерін көтеру үшін қайнау қабатында
хлорлы сутегінің артық мөлшері болуы тиіс.
Карналитті сусыздандыруды қайнау қабатты және құбырлық пештерде
жүргізу кезіндегі технологиялық көрсеткіштерін салыстырамыз:
- қайнау қабатты пешінде процесс интенсивті жүреді
- өнімділігі 1,5-2 есе үлкен
- қайнау қабатты пешінде сусыздандырудың оптималды температурасын
ұстап тұруға болады
- бір кезеңмен сусыз және гидролизденген карналлит алуға болады
- қайнау қабатты пеші экономикалық тиімді және қолдану мерзімінің
ұзақтығы.

Карналлитті тереңдете сусыздандыруды балқыту арқылы стационарлы пеште
немесе хлораторда жүргізеді.
Стационарлы пешпен хлоратордың көрсеткіштерін салыстыру:
1. Хлоратордың өнімділігі екі-үш есе үлкен
2. -ні тиімді қолдану хлораторда 10-12 % жоғары
3. Хлораторда меншікті электр энергиясының шығыны 8-10 % төмен, себебі
хлорлау кезінде жүретін экзотермиялық реакциялардың жылулары хлораторда
қалады.
Хлораторда алынған карналлит құрамында 52 %, ал стационарлы
пеште 49 %-ды құрайды.
Карналлиттік хлоратор негізгі үш бөліктен тұрады: балқытқыш,
реакциялық камера және миксер (тұндырғыш), бәрі бір қаптамада орналасқан.
Қатты сусыздандырылған карналлитті және ұсатылған мұнай коксымен
үздіксіз балқытқышқа тиейді, онда карналлит балқып судың көп бөлігінен
ажырайды. Процеске қажетті жылуды балқымаға батырылған электродтар бөледі.
Балқытқыштағы балқыма деңгейін үнемі қадағалап отырады, карналлитті тиеу
және оның балқымасының мөлшерінің өсуі кезінде, балқыма астауша арқылы
реакциялық камераға құйылады.
Хлоратордың реакциялық камерасына өткен карналлит құрамында 4 % ;
0,3-0,5 % су және карналлитпен тиелген мұнай коксының барлық мөлшері
болады.
Фурмалар арқылы реакциялық камераның төменгі бөлігіне қысыммен хлорлы
ауа және магний электролизераларының анодтық газдары (65-75 % Cl) үрленеді.
Хлор MgOHCl және MgO мен хлордың шығынын үнемі қадағалап отырады, оны
қолдану дәрежесі 50 %-дан төмен болмау керек. Сонда балқымада 0,6-0,8 % MgO
қалады, бұл процеске тиімді әсер етеді, себебі басқа тотықтардың хлорлануын
тежейді, электролизге зиянды темір хлоридтерін және кремнийдің
хлоридтерінің түзілуіне кедергі жасайды.
MgO-ның кейбір бөлігі миксерде және қалғаны электролизге жіберілетін
сусыз карналлит құрамында болады ().
Реакциялық камерада тотықтардың хлорлануынан бөлек сульфаттардың
тотықсыздануы жүреді, олар 750-8200 С толығымен жүруі мүмкін, осы шартта
ғана -тің балқымадағы мөлшерін 0,02-0,03 %-ға дейін төмендетуге
болады.
Өндірістік практикада көрсетілгендей қосындылар тез тұнады, ал кокс
балқыма бетіне қалқып шығады, егерде миксердағы температура 700-7200 С
төмен болмаса.
Сусыз карналлитті ковштарға құйып электролиз цехына апарады.
Хлорлаудың газдық ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Тері шикізатын өндіру
Тері шикізатын өндіру жайлы
Тері шикізатын өндіру туралы
Тері шикізатын өндіру жайында
Тері шикізатын өндіру туралы ақпарат
Үлбір шикізатын бояу
Былғары шикізатын сақтау
Ауыр мунай шикізатын кокстеу процесі
Мақта шикізатын өңдеу
Магний ионымен байытылған спирулинаның биомассасын алу
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь