Карналлитті сусыздандыру
КІРІСПЕ ... ... ... ... ...3
1 Карналлитті сусыздандыру ... ... ... ... ... ... ..5
1.1 Карналлитті қайнау қабатындағы (ҚҚ) пештерде сусыздандыру ... ... ... ... ... 5
1.2 Қайнаған (псевдосұйылтылған) қабат ... ... ... 5
1.3 Сусыздандырудың теориялық және технологиялық негіздері ... ... ... ... ... ... .6
2 Қайнау қабаты пештерінің құрылысы және жұмысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
3 Технологиялық процесс ... ..
4 Карналлитті сусыздандыру дәрежесін жоғарылату жолдары ... ... ... ... ... ... ... 12
5 Патенттік зерттеме ... ... ... ... ..13
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..21
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... .22
1 Карналлитті сусыздандыру ... ... ... ... ... ... ..5
1.1 Карналлитті қайнау қабатындағы (ҚҚ) пештерде сусыздандыру ... ... ... ... ... 5
1.2 Қайнаған (псевдосұйылтылған) қабат ... ... ... 5
1.3 Сусыздандырудың теориялық және технологиялық негіздері ... ... ... ... ... ... .6
2 Қайнау қабаты пештерінің құрылысы және жұмысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...8
3 Технологиялық процесс ... ..
4 Карналлитті сусыздандыру дәрежесін жоғарылату жолдары ... ... ... ... ... ... ... 12
5 Патенттік зерттеме ... ... ... ... ..13
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..21
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... .22
Өндірілген кен орындарындағы карналлитті жыныс құрамы бойынша біркелкі емес. Мысалға Верхнекамск кен орнында каналлиттен басқа галит (NaCl), күкірт қышқылы тұздары(CaSO4, MgSO4) және балшықты минералдар да бар.
Ал солтүстік Украина кен орны аралас калилі жыныс, әсіресе сульфатты болып келеді. Бұл кендерді бағалы тыңайтқыш – калий сульфатына өңдегенде көп мөлшерлі щелок алады. Онда MgCl2 32%-ға дейін болады. Бұл щелокты сусыздандырып, магний шикізатын алады.
Қазір де табиғи карналлитті химиялық әдіспен ғана байытады. Байытудың гидроциклонды, флотациялық түрлері әлі толық дамытылмаған.
Химиялық байыту MgCl2, NaCl, KCl карналлиттерінің температураға байланысты суда әр түрлі еруіне негізделген. Бірге еріту кезінде MgCl2 және KCl ерітіндіге өтіп, NaCl кристалл күйінде қалатындай шарттарды қолдануға болады. Бұл ерітіндіні суыту кезінде алты-сулы карналлит KCl•MgCl2•6H2O кристалданады. Мұндай карналлитті жасанды деп атайды.
Техникада жасанды карналлит алудың бірнеше технологиялық сұлбасы белгілі. 1-суретте өндірісте қолданылатын сұлба көрсетілген (Сурет 1).
Алынған жасанды карналлит келесі құрамды болады % (массасы бойынша): 31-32 MgCl2; 25-26 KCl; 5-6 NaCl; 34-35 H2O кристалданған және 3 %-ке дейін H2O гидроскопиялық. Карналлиттер минерологиялық құрамы % (массасы бойынша): 86-88 карналлит; 4-6 хлорлы натрий; 0-2 хлорлы калий және 3-7 тұндырылған ерітінді.
Ал солтүстік Украина кен орны аралас калилі жыныс, әсіресе сульфатты болып келеді. Бұл кендерді бағалы тыңайтқыш – калий сульфатына өңдегенде көп мөлшерлі щелок алады. Онда MgCl2 32%-ға дейін болады. Бұл щелокты сусыздандырып, магний шикізатын алады.
Қазір де табиғи карналлитті химиялық әдіспен ғана байытады. Байытудың гидроциклонды, флотациялық түрлері әлі толық дамытылмаған.
Химиялық байыту MgCl2, NaCl, KCl карналлиттерінің температураға байланысты суда әр түрлі еруіне негізделген. Бірге еріту кезінде MgCl2 және KCl ерітіндіге өтіп, NaCl кристалл күйінде қалатындай шарттарды қолдануға болады. Бұл ерітіндіні суыту кезінде алты-сулы карналлит KCl•MgCl2•6H2O кристалданады. Мұндай карналлитті жасанды деп атайды.
Техникада жасанды карналлит алудың бірнеше технологиялық сұлбасы белгілі. 1-суретте өндірісте қолданылатын сұлба көрсетілген (Сурет 1).
Алынған жасанды карналлит келесі құрамды болады % (массасы бойынша): 31-32 MgCl2; 25-26 KCl; 5-6 NaCl; 34-35 H2O кристалданған және 3 %-ке дейін H2O гидроскопиялық. Карналлиттер минерологиялық құрамы % (массасы бойынша): 86-88 карналлит; 4-6 хлорлы натрий; 0-2 хлорлы калий және 3-7 тұндырылған ерітінді.
1 Диомидовский Д.А. Металлургические печи. – 2-е издание, переработанное и дополненное. – М.: Металлургия, 1976
2 Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздік. Кен ісі және металлургия – Алматы, 2000
3 Производство цветных металлов, М.: Металлургия, 1984
4 Теплотехника металлургического производства. Под ред. В.А.Кривандин. - М.: МИСИС, 2002г.
5 Кривандин В.А., Марков Б.Л. Металлургические печи. – М.: Металлургия, 1967
2 Қазақша-орысша, орысша-қазақша терминологиялық сөздік. Кен ісі және металлургия – Алматы, 2000
3 Производство цветных металлов, М.: Металлургия, 1984
4 Теплотехника металлургического производства. Под ред. В.А.Кривандин. - М.: МИСИС, 2002г.
5 Кривандин В.А., Марков Б.Л. Металлургические печи. – М.: Металлургия, 1967
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 Карналлитті сусыздандыру
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... 5
1.1 Карналлитті қайнау қабатындағы (ҚҚ) пештерде
сусыздандыру ... ... ... ... ... 5
1.2 Қайнаған (псевдосұйылтылған)
қабат ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.3 Сусыздандырудың теориялық және технологиялық
негіздері ... ... ... ... ... ... .6
2 Қайнау қабаты пештерінің құрылысы және
жұмысы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..8
3 Технологиялық
процесс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... 10
4 Карналлитті сусыздандыру дәрежесін жоғарылату
жолдары ... ... ... ... ... ... ... 12
5 Патенттік
зерттеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .13
ҚОРЫТЫНДЫ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ..21
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... .22
КІРІСПЕ
Өндірілген кен орындарындағы карналлитті жыныс құрамы бойынша біркелкі
емес. Мысалға Верхнекамск кен орнында каналлиттен басқа галит (NaCl),
күкірт қышқылы тұздары(CaSO4, MgSO4) және балшықты минералдар да бар.
Ал солтүстік Украина кен орны аралас калилі жыныс, әсіресе сульфатты
болып келеді. Бұл кендерді бағалы тыңайтқыш – калий сульфатына өңдегенде
көп мөлшерлі щелок алады. Онда MgCl2 32%-ға дейін болады. Бұл щелокты
сусыздандырып, магний шикізатын алады.
Қазір де табиғи карналлитті химиялық әдіспен ғана байытады. Байытудың
гидроциклонды, флотациялық түрлері әлі толық дамытылмаған.
Химиялық байыту MgCl2, NaCl, KCl карналлиттерінің температураға
байланысты суда әр түрлі еруіне негізделген. Бірге еріту кезінде MgCl2 және
KCl ерітіндіге өтіп, NaCl кристалл күйінде қалатындай шарттарды қолдануға
болады. Бұл ерітіндіні суыту кезінде алты-сулы карналлит KCl·MgCl2·6H2O
кристалданады. Мұндай карналлитті жасанды деп атайды.
Техникада жасанды карналлит алудың бірнеше технологиялық сұлбасы
белгілі. 1-суретте өндірісте қолданылатын сұлба көрсетілген (Сурет 1).
Алынған жасанды карналлит келесі құрамды болады % (массасы бойынша):
31-32 MgCl2; 25-26 KCl; 5-6 NaCl; 34-35 H2O кристалданған және 3 %-ке дейін
H2O гидроскопиялық. Карналлиттер минерологиялық құрамы % (массасы бойынша):
86-88 карналлит; 4-6 хлорлы натрий; 0-2 хлорлы калий және 3-7 тұндырылған
ерітінді.
Сондай-ақ, 0,5 NaCl2·KCl·MgCl2 қосылысының бар екендігі дәлелденген.
Карналлит кристалдарының тез өсіп, олардың толық және жылдам тұнуы үшін
коагулянттар ретінде крахмал және улы натр қолданады.
1 т жасанды карналлит алу үшін орта мөлшермен 1,5 т карналлит кені;
0,1 кг крахмал; 0,25 т бу; 0,1 т улы натр; 5 м3 су; 10 кВт·сағ электр
энергиясы шығындалады. Жасанды карналлит алудағы хлорлы магнийдің қосынды
шығыны 15-17 % жетеді.
Химиялық байытудың кемшілігі – бу және судың көп мөлшердегі шығыны
мен еңбек шығындары салдарынан алынатын өнімнің құны жоғары болады.
Металдық магний өндіруде негізгі шикізат болып табылатын байытылған
карналлит стандартталады. ГОСТ 16109-70 сәйкес KCl·MgCl2·6H2O формуласына
ие және келесі техникалық талаптарды қанағаттандыруы керек:
1. Сыртқы түрі – кристалдық өнім, сұр және алқызыл реңді ақ болуы керек.
2. Хлорлы магнийдің (MgCl2) мөлшері 31,8 % кем болмау керек.
3. Сульфат мөлшері (CaSO4-ке шаққанда) 0,06 % аспау керек.
4. Бос ылғалдылық мөлшері 3,0 % аспау керек.
Карналлитті таза темір жол вагондарымен немесе конвейерлік әдіспен
тасымалдаған жөн және арнайы ылғал тиюден қорғалған жабық орындарда
сақталады.
Табиғи карналлит
Бу Ұнтақтау ( 6-8 мм ) H2O
Ерітінді
( t=110 0С )
Модульдік Пульпа
ерітінді (сұйық MgCl2+KCl,
қатты NaCl )
Өндірістік
Қоюлану
сулар
Щелок
Шлам
(MgCl2+KCl)
(NaCl )
Вакуумды
Шаю
кристаллизаторда
кристаллдандыру
(t=60 0С)
Шлам Өндірістік
сулар
Тік кристаллизаторда
Қалдық
кристаллдандыру
(t=20 0С)
Пульпа
Жинақтауышқа Тығыздалған
тығыздалу пульпа
Модульдік Центрифугалау
ерітінді
Модульдік
Жасанды карналлит
ерітінді
Сурет 1 - Жасанды карналлит алудың технологиялық сұлбасы
1 Карналлитті сусыздандыру
1.1 Карналитті қайнау қабатындағы (ҚҚ) пештерде сусыздандыру
ВАМИ-де 1956 жылы алғаш рет карналлитті ҚҚ пештерінде сусыздандыру
зерттеулерін жүргізіп, алты-сулы карналлиттің екі-сулы түрге дейін
сусыздануы 120-140°С температурада жүретіндігі анықталған. Сусыздану
жылдамдығы берілетін жылу мөлшері мен температурасына байланысты
анықталады:
1. Карналитті температурасы 330°С-тан жоғары құрғақ ауамен үрлеу арқылы
сусыз карналлит алу мүмкіндігі бар; бұл кезде меншікті ылғал есебінен
гидролиз 5,5-6%-дан аспайды.
2. Құрғақ ауаға 0,03-0,1 % HCl қосса, сусыз, аз гидролизденген карналлит
алуға болады.
3. Соңғы өнім құрамы HCl:H2O қатынасымен анықталады және бұл құраушылардың
жылуалмастырғыштардағы абсолютті концентрациясына тәуелді емес.
270-290°С температурада псевдосұйылтылған қабатта периодты жұмыс
істейтін лабораториялық ҚҚ құрылғысында HCl:H2O=1 болған шартта 0,2% H2O
және 0,3 %-ға дейін MgO бар сусыз карналлит алынған.
1.2 Қайнаған (псевдосұйылтылған) қабат
Соңғы жылдары әртүрлі ұнтақ тәріздес материалдары күйдіру және
кептіру үшін қайнау қабаты деп аталатын принципке негізделген аппараттарды
қолданады.
Ұнтақ немесе түйіршікті материалдар қабатына астынан көптеген ұсақ
саңылаулары бар тордан қысыммен газ беріледі, ол тордан өткенде көптеген
ағындарға бөлінеді. Бұл ағындардың жылдамдығы секундына ондаған метрге
жетеді. Материал бөлшектері газбен бірге жоғары көтеріледі. Тордан
алыстаған ағын жылдамдығы азаяды, газ ағыны қабаттың барлық қимасы бойына
біркелкі таралады. Материалдың газ ағыны әсерінен қалқып тұруы сұйықтың
қайнауына ұқсас болады.
Бірдей іріліктегі материал үшін межелі жылдамдық қалқып ұшудың межелі
жылдамдығынан он есе аз. ҚҚ-да материалдың ең ұсақ бөлшектері қалқып ұшу
күйінде болып, шаң түрінде газбен әкетіледі.
Карналлитті сусыздандырудың бірінші сатысында айналмалы пеш орнына ҚҚ
пештерін қолдану бұл процесті жеңілдетеді.
Жасанды карналитті ҚҚ пешінде сусыздандыру кезінде газ ағынының межелі
жылдамдығы 0,4 мс құрайтынын тәжірибелер арқылы дәлелденген және карналлит
түйіршіктері іріленген сайын бұл жылдамдық жоғарылайды.
Түйіршіктердің 3 мм ірілігінде минималды межелі жылдамдығы 2,5 мс
құрайды.
Мұндай жылдамдықта -0,4 мм фракция бөлшектері қалқып ұшу күйіне
келіп, аулақталатын газбен әкетілуі процесті елеулі қиындатады. Яғни,
сусыздандыруға түсетін табиғи карналлит ірілігі біркелкі болғаны дұрыс.
Тордан берілетін қыздырғыш газдардың температурасына қарамастан қайнау
қабатындағы температураның өзгеруі бірқалыпты болады (Сурет 2).
Қабаттағы температура, °С
Уақыт, мин
1 – 350 °С; 2 – 250 °С.
Сурет 2 – Қыздыру ауасының әртүрлі температурасында қайнау қабатындағы
температураның уақыт бойынша өзгерісі
Алғашқыда жылу алты-сулы карналлитті қыздыруға жұмсалады. 120°С
температураға жеткенде алты-сулы карналлиттің екі-сулы карналлитке
айналуына жұмсалады. Бұл айналу аяғына жеткенде температура тағы көтеріледі
де, 160°С-да тағы тоқтайды. Бұл температурада екі-сулы карналлит сусыз
карналлитке өтеді және магний гидроксихлоридінің түзілуімен гидролиз
процесі жүреді. Температураның ары қарай көтерілуі карналлитті сусыздандыру
процесінің аяқталғанын көрсетеді.
1.3 Сусыздандырудың теориялық және технологиялық негіздері
Карналлит бұл – кристаллогидрат; ол алты-сулы және екі-сулы
кристаллогидраттар түзеді. Химиялық таза алты-сулы карналлит (KCl·
MgCl2·6H2O) тығыздығы 1,6гсм3 , ромбалық құрылымды ақ кристалды ұнтақ
болып табылады. Пісіріліп жасалған ыдыста өзінің кристалдық суында 167,5 0C
температурада балқиды; балқу кезінде ыдырап, KCl кристалын және MgCl2 сулы
ерітіндісін түзеді. Кристаллогидратты қоршаған кеңістіктегі су буы қысымы
сусыз тұзбен тепе-теңдіктегі қысымнан төмен болса, ол сусызданады. Егер су
буы қысымы тепе-теңдіктегіден көп болса, кристаллогидрат суланады, яғни
сулы құрамды кристаллогидратқа өтеді немесе сулы ерітінді түзеді.
Магнийдің хлорлы тұздарының кристаллогидратын сусыздандыру кезінде
қатар жүретін гидролиз реакциясы байқалады. Бұл процесс зиянды болып
табылады. Өйткені MgO, HCl түріндегі қалдықтар түзіп, хлорлы магний шығымын
азайтады.
Жоғары температурада қаныққан су буының қысымы көтеріліп, сусыздану
процесі жылдамдайды. Бірақ температураның жоғарылауымен қатар жүретін
MgCl2 гидролизі де жылдамдайды. Сондықтан карналлитті мүмкіндігінше төмен
температурада жүргізу тиімді.
Алты-сулы карналлиттің қатты күйде екі-сулы түрге айналуы хлорлы
магнийдің елеусіз гидролизімен жүреді, ал екі-сулы карналлиттің сусыз түрге
өтуі хлорлы магнийдің елеулі гидролизінде жүзеге асады. Сондықтан,
карналлитті сусыздандыру екі сатыда жүреді.
Сусыздандырудың бірінші сатысын қатты күйде өткізеді. Сусызданған
карналлит процестен 200-220°С температурамен және 3-5 % суы болатындай етіп
қыздырады. Қалған суды аулақтау үшін жоғары температура қажет. Қалдық суды
аулақтау (0,2 % су) 600-800°С температурада жүреді, ал химиялық таза
KCl·MgCl2 қосылысы 490°С температурада балқиды. Сондықтан карналлитті
толықтай сусыздандыру балқыған күйде өтеді. Алайда хлорлы сутектің
жеткілікті концентрациясында және қыздырушы газдардағы төмен ылғалдылықта
карналлитті сусыздандыру балқытусыз, әрі гидролизсіз бір сатыда өткізуге
болады.
Осылайша, карналлитті электролизге даярлаудың 3 сұлбасы бар. Олар бір-
бірінен карналлиттегі қалдық суды аулақтау әдістерімен ерекшеленеді:
1. балқыту, 800°С-қа дейін қыздырып, осы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
1 Карналлитті сусыздандыру
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... 5
1.1 Карналлитті қайнау қабатындағы (ҚҚ) пештерде
сусыздандыру ... ... ... ... ... 5
1.2 Қайнаған (псевдосұйылтылған)
қабат ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.3 Сусыздандырудың теориялық және технологиялық
негіздері ... ... ... ... ... ... .6
2 Қайнау қабаты пештерінің құрылысы және
жұмысы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ..8
3 Технологиялық
процесс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... 10
4 Карналлитті сусыздандыру дәрежесін жоғарылату
жолдары ... ... ... ... ... ... ... 12
5 Патенттік
зерттеме ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .13
ҚОРЫТЫНДЫ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ..21
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... .22
КІРІСПЕ
Өндірілген кен орындарындағы карналлитті жыныс құрамы бойынша біркелкі
емес. Мысалға Верхнекамск кен орнында каналлиттен басқа галит (NaCl),
күкірт қышқылы тұздары(CaSO4, MgSO4) және балшықты минералдар да бар.
Ал солтүстік Украина кен орны аралас калилі жыныс, әсіресе сульфатты
болып келеді. Бұл кендерді бағалы тыңайтқыш – калий сульфатына өңдегенде
көп мөлшерлі щелок алады. Онда MgCl2 32%-ға дейін болады. Бұл щелокты
сусыздандырып, магний шикізатын алады.
Қазір де табиғи карналлитті химиялық әдіспен ғана байытады. Байытудың
гидроциклонды, флотациялық түрлері әлі толық дамытылмаған.
Химиялық байыту MgCl2, NaCl, KCl карналлиттерінің температураға
байланысты суда әр түрлі еруіне негізделген. Бірге еріту кезінде MgCl2 және
KCl ерітіндіге өтіп, NaCl кристалл күйінде қалатындай шарттарды қолдануға
болады. Бұл ерітіндіні суыту кезінде алты-сулы карналлит KCl·MgCl2·6H2O
кристалданады. Мұндай карналлитті жасанды деп атайды.
Техникада жасанды карналлит алудың бірнеше технологиялық сұлбасы
белгілі. 1-суретте өндірісте қолданылатын сұлба көрсетілген (Сурет 1).
Алынған жасанды карналлит келесі құрамды болады % (массасы бойынша):
31-32 MgCl2; 25-26 KCl; 5-6 NaCl; 34-35 H2O кристалданған және 3 %-ке дейін
H2O гидроскопиялық. Карналлиттер минерологиялық құрамы % (массасы бойынша):
86-88 карналлит; 4-6 хлорлы натрий; 0-2 хлорлы калий және 3-7 тұндырылған
ерітінді.
Сондай-ақ, 0,5 NaCl2·KCl·MgCl2 қосылысының бар екендігі дәлелденген.
Карналлит кристалдарының тез өсіп, олардың толық және жылдам тұнуы үшін
коагулянттар ретінде крахмал және улы натр қолданады.
1 т жасанды карналлит алу үшін орта мөлшермен 1,5 т карналлит кені;
0,1 кг крахмал; 0,25 т бу; 0,1 т улы натр; 5 м3 су; 10 кВт·сағ электр
энергиясы шығындалады. Жасанды карналлит алудағы хлорлы магнийдің қосынды
шығыны 15-17 % жетеді.
Химиялық байытудың кемшілігі – бу және судың көп мөлшердегі шығыны
мен еңбек шығындары салдарынан алынатын өнімнің құны жоғары болады.
Металдық магний өндіруде негізгі шикізат болып табылатын байытылған
карналлит стандартталады. ГОСТ 16109-70 сәйкес KCl·MgCl2·6H2O формуласына
ие және келесі техникалық талаптарды қанағаттандыруы керек:
1. Сыртқы түрі – кристалдық өнім, сұр және алқызыл реңді ақ болуы керек.
2. Хлорлы магнийдің (MgCl2) мөлшері 31,8 % кем болмау керек.
3. Сульфат мөлшері (CaSO4-ке шаққанда) 0,06 % аспау керек.
4. Бос ылғалдылық мөлшері 3,0 % аспау керек.
Карналлитті таза темір жол вагондарымен немесе конвейерлік әдіспен
тасымалдаған жөн және арнайы ылғал тиюден қорғалған жабық орындарда
сақталады.
Табиғи карналлит
Бу Ұнтақтау ( 6-8 мм ) H2O
Ерітінді
( t=110 0С )
Модульдік Пульпа
ерітінді (сұйық MgCl2+KCl,
қатты NaCl )
Өндірістік
Қоюлану
сулар
Щелок
Шлам
(MgCl2+KCl)
(NaCl )
Вакуумды
Шаю
кристаллизаторда
кристаллдандыру
(t=60 0С)
Шлам Өндірістік
сулар
Тік кристаллизаторда
Қалдық
кристаллдандыру
(t=20 0С)
Пульпа
Жинақтауышқа Тығыздалған
тығыздалу пульпа
Модульдік Центрифугалау
ерітінді
Модульдік
Жасанды карналлит
ерітінді
Сурет 1 - Жасанды карналлит алудың технологиялық сұлбасы
1 Карналлитті сусыздандыру
1.1 Карналитті қайнау қабатындағы (ҚҚ) пештерде сусыздандыру
ВАМИ-де 1956 жылы алғаш рет карналлитті ҚҚ пештерінде сусыздандыру
зерттеулерін жүргізіп, алты-сулы карналлиттің екі-сулы түрге дейін
сусыздануы 120-140°С температурада жүретіндігі анықталған. Сусыздану
жылдамдығы берілетін жылу мөлшері мен температурасына байланысты
анықталады:
1. Карналитті температурасы 330°С-тан жоғары құрғақ ауамен үрлеу арқылы
сусыз карналлит алу мүмкіндігі бар; бұл кезде меншікті ылғал есебінен
гидролиз 5,5-6%-дан аспайды.
2. Құрғақ ауаға 0,03-0,1 % HCl қосса, сусыз, аз гидролизденген карналлит
алуға болады.
3. Соңғы өнім құрамы HCl:H2O қатынасымен анықталады және бұл құраушылардың
жылуалмастырғыштардағы абсолютті концентрациясына тәуелді емес.
270-290°С температурада псевдосұйылтылған қабатта периодты жұмыс
істейтін лабораториялық ҚҚ құрылғысында HCl:H2O=1 болған шартта 0,2% H2O
және 0,3 %-ға дейін MgO бар сусыз карналлит алынған.
1.2 Қайнаған (псевдосұйылтылған) қабат
Соңғы жылдары әртүрлі ұнтақ тәріздес материалдары күйдіру және
кептіру үшін қайнау қабаты деп аталатын принципке негізделген аппараттарды
қолданады.
Ұнтақ немесе түйіршікті материалдар қабатына астынан көптеген ұсақ
саңылаулары бар тордан қысыммен газ беріледі, ол тордан өткенде көптеген
ағындарға бөлінеді. Бұл ағындардың жылдамдығы секундына ондаған метрге
жетеді. Материал бөлшектері газбен бірге жоғары көтеріледі. Тордан
алыстаған ағын жылдамдығы азаяды, газ ағыны қабаттың барлық қимасы бойына
біркелкі таралады. Материалдың газ ағыны әсерінен қалқып тұруы сұйықтың
қайнауына ұқсас болады.
Бірдей іріліктегі материал үшін межелі жылдамдық қалқып ұшудың межелі
жылдамдығынан он есе аз. ҚҚ-да материалдың ең ұсақ бөлшектері қалқып ұшу
күйінде болып, шаң түрінде газбен әкетіледі.
Карналлитті сусыздандырудың бірінші сатысында айналмалы пеш орнына ҚҚ
пештерін қолдану бұл процесті жеңілдетеді.
Жасанды карналитті ҚҚ пешінде сусыздандыру кезінде газ ағынының межелі
жылдамдығы 0,4 мс құрайтынын тәжірибелер арқылы дәлелденген және карналлит
түйіршіктері іріленген сайын бұл жылдамдық жоғарылайды.
Түйіршіктердің 3 мм ірілігінде минималды межелі жылдамдығы 2,5 мс
құрайды.
Мұндай жылдамдықта -0,4 мм фракция бөлшектері қалқып ұшу күйіне
келіп, аулақталатын газбен әкетілуі процесті елеулі қиындатады. Яғни,
сусыздандыруға түсетін табиғи карналлит ірілігі біркелкі болғаны дұрыс.
Тордан берілетін қыздырғыш газдардың температурасына қарамастан қайнау
қабатындағы температураның өзгеруі бірқалыпты болады (Сурет 2).
Қабаттағы температура, °С
Уақыт, мин
1 – 350 °С; 2 – 250 °С.
Сурет 2 – Қыздыру ауасының әртүрлі температурасында қайнау қабатындағы
температураның уақыт бойынша өзгерісі
Алғашқыда жылу алты-сулы карналлитті қыздыруға жұмсалады. 120°С
температураға жеткенде алты-сулы карналлиттің екі-сулы карналлитке
айналуына жұмсалады. Бұл айналу аяғына жеткенде температура тағы көтеріледі
де, 160°С-да тағы тоқтайды. Бұл температурада екі-сулы карналлит сусыз
карналлитке өтеді және магний гидроксихлоридінің түзілуімен гидролиз
процесі жүреді. Температураның ары қарай көтерілуі карналлитті сусыздандыру
процесінің аяқталғанын көрсетеді.
1.3 Сусыздандырудың теориялық және технологиялық негіздері
Карналлит бұл – кристаллогидрат; ол алты-сулы және екі-сулы
кристаллогидраттар түзеді. Химиялық таза алты-сулы карналлит (KCl·
MgCl2·6H2O) тығыздығы 1,6гсм3 , ромбалық құрылымды ақ кристалды ұнтақ
болып табылады. Пісіріліп жасалған ыдыста өзінің кристалдық суында 167,5 0C
температурада балқиды; балқу кезінде ыдырап, KCl кристалын және MgCl2 сулы
ерітіндісін түзеді. Кристаллогидратты қоршаған кеңістіктегі су буы қысымы
сусыз тұзбен тепе-теңдіктегі қысымнан төмен болса, ол сусызданады. Егер су
буы қысымы тепе-теңдіктегіден көп болса, кристаллогидрат суланады, яғни
сулы құрамды кристаллогидратқа өтеді немесе сулы ерітінді түзеді.
Магнийдің хлорлы тұздарының кристаллогидратын сусыздандыру кезінде
қатар жүретін гидролиз реакциясы байқалады. Бұл процесс зиянды болып
табылады. Өйткені MgO, HCl түріндегі қалдықтар түзіп, хлорлы магний шығымын
азайтады.
Жоғары температурада қаныққан су буының қысымы көтеріліп, сусыздану
процесі жылдамдайды. Бірақ температураның жоғарылауымен қатар жүретін
MgCl2 гидролизі де жылдамдайды. Сондықтан карналлитті мүмкіндігінше төмен
температурада жүргізу тиімді.
Алты-сулы карналлиттің қатты күйде екі-сулы түрге айналуы хлорлы
магнийдің елеусіз гидролизімен жүреді, ал екі-сулы карналлиттің сусыз түрге
өтуі хлорлы магнийдің елеулі гидролизінде жүзеге асады. Сондықтан,
карналлитті сусыздандыру екі сатыда жүреді.
Сусыздандырудың бірінші сатысын қатты күйде өткізеді. Сусызданған
карналлит процестен 200-220°С температурамен және 3-5 % суы болатындай етіп
қыздырады. Қалған суды аулақтау үшін жоғары температура қажет. Қалдық суды
аулақтау (0,2 % су) 600-800°С температурада жүреді, ал химиялық таза
KCl·MgCl2 қосылысы 490°С температурада балқиды. Сондықтан карналлитті
толықтай сусыздандыру балқыған күйде өтеді. Алайда хлорлы сутектің
жеткілікті концентрациясында және қыздырушы газдардағы төмен ылғалдылықта
карналлитті сусыздандыру балқытусыз, әрі гидролизсіз бір сатыда өткізуге
болады.
Осылайша, карналлитті электролизге даярлаудың 3 сұлбасы бар. Олар бір-
бірінен карналлиттегі қалдық суды аулақтау әдістерімен ерекшеленеді:
1. балқыту, 800°С-қа дейін қыздырып, осы ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz