RU2181693C1 - Method of dewatering of solutions of calcium and magnesium chlorides - Google Patents

Abstract

FIELD: technique of dewatering of solutions of calcium or magnesium chlorides. SUBSTANCE: method includes dewatering of solutions in single-chamber apparatus of boiling layer by its spraying in boiling layer with help of pneumatic jet nozzles with gases velocity in layer of 1.5-3.5 m/s. In this case, spraying degree is used for regulation of gravimetric composition of dewatered product. Finely dispersed classes of dewatered product are treated with initial solution to obtain suspension with L:S=1.0-10.0, which is also sprayed in layer through pneumatic jet nozzle. In this case, used for preparation may be cyclone dust, sifting of desired product. EFFECT: improved marketable properties of dewatered products due to preservation of content of finely dispersed fractions in it and equalization of surface of particles formed in dewatering of solutions. 2 cl

Description

Изобретение относится к технике обезвоживания растворов хлористого кальция или хлористого магния. The invention relates to techniques for the dehydration of solutions of calcium chloride or magnesium chloride.

Известны способы обезвоживания растворов хлористого кальция путем распыления раствора в потоке горячего газа ( М.Е. Позин. Технология минеральных солей. - Л. : Химия, 1970, т.1, с.747-749). При этом образуется мелкодисперсный продукт, который обладает низкими потребительскими свойствами, поэтому используют ряд технических приемов, направленных на агломерацию обезвоженного продукта. Known methods for dehydration of calcium chloride solutions by spraying a solution in a stream of hot gas (M.E. Pozin. Technology of mineral salts. - L.: Chemistry, 1970, v. 1, pp. 747-749). In this case, a finely dispersed product is formed, which has low consumer properties, therefore, a number of techniques are used to agglomerate the dehydrated product.

Известен способ обезвоживания растворов хлористого магния (см. патент России 2140872, кл. C 01 F 5/34, опубл. 10.11.99, Бюл. 31). A known method of dehydration of solutions of magnesium chloride (see Russian patent 2140872, CL C 01 F 5/34, publ. 10.11.99, Bull. 31).

По известному способу раствор хлористого магния обезвоживают в аппарате кипящего слоя при скорости газов в слое 1,5-3,5 м/с, после чего обезвоженный продукт либо его циклонную пыль обрабатывают нейтральным или подкисленным исходным раствором для агломерации мелких классов. According to the known method, a solution of magnesium chloride is dehydrated in a fluidized bed apparatus at a gas velocity in the bed of 1.5-3.5 m / s, after which the dehydrated product or its cyclone dust is treated with a neutral or acidified stock solution for agglomeration of small classes.

Известный способ хотя и позволяет ликвидировать тонкодисперсные классы хлористого магния и тем самым улучшить его потребительские свойства, однако использование такого приема ведет к повышению влажности, что неприемлемо при необходимости получения продукта с высоким содержанием основного вещества. The known method, although it allows you to eliminate the finely dispersed classes of magnesium chloride and thereby improve its consumer properties, however, the use of this technique leads to increased humidity, which is unacceptable if you need to obtain a product with a high content of the main substance.

Например, содержание CaCl₂ в обезвоженном продукте должно быть не ниже 95%.For example, the CaCl ₂ content in the dehydrated product should be at least 95%.

Известен способ обезвоживания растворов хлористого магния -прототип (см. патент России 2117630, кл. C 01 F 5/34, опубл. 20.08.98, Бюл. 23). A known method of dehydration of solutions of magnesium chloride prototype (see Russian patent 2117630, class C 01 F 5/34, publ. 08/20/98, Bull. 23).

По известному способу обезвоживание растворов хлористого магния ведут в однокамерном аппарате кипящего слоя путем его распыления через пневматические форсунки при скорости газов в слое 1,5-3,5 м/с. При этом степенью распыла регулируют гранулометрический состав обезвоженного продукта, а количество форсунок должно быть не менее 2 на 5 м² газораспределительной решетки.According to the known method, the dehydration of magnesium chloride solutions is carried out in a single-chamber apparatus of a fluidized bed by spraying it through pneumatic nozzles at a gas velocity in the layer of 1.5-3.5 m / s. In this case, the granulometric composition of the dehydrated product is regulated by the degree of atomization, and the number of nozzles must be at least 2 per 5 m ^{2 of the} gas distribution grid.

Недостатком известного способа является необходимость агломерации тонкодисперсных классов обезвоженного продукта с целью улучшения его потребительских свойств. The disadvantage of this method is the need for agglomeration of finely divided classes of dehydrated product in order to improve its consumer properties.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение потребительских свойств целевого продукта за счет агломерации его тонкодисперсных классов в процессе обезвоживания. The task of the invention is to increase the consumer properties of the target product due to the agglomeration of its finely divided classes in the process of dehydration.

Положительный эффект достигается тем, что при обезвоживании растворов в однокамерном аппарате кипящего слоя путем их распыления в слое через пневматические форсунки при скорости нагретых газов в слое 1,5-3,5 м/с с регулированием гранулометрического состава обезвоженного продукта степенью распыла, мелкодисперсные классы целевого продукта обрабатывают исходным раствором с получением суспензии с Ж:Т=1,0-10,0, которую распыляют в слое через пневматические форсунки. A positive effect is achieved by the fact that when solutions are dehydrated in a single-chamber fluidized-bed apparatus by spraying them in a layer through pneumatic nozzles at a heated gas velocity in the layer of 1.5-3.5 m / s with regulation of the particle size distribution of the dehydrated product by the degree of atomization, the finely dispersed classes of the target the product is treated with the initial solution to obtain a suspension with W: T = 1.0-10.0, which is sprayed in the layer through pneumatic nozzles.

При этом для приготовления суспензии используют циклонную пыль, отсев тонкодисперсных классов целевого продукта или их смесь. In this case, cyclone dust is used to prepare the suspension, screening out finely dispersed classes of the target product or a mixture thereof.

Сущность способа состоит в следующем. Мелкодисперсные классы целевого продукта, которые присутствуют в обезвоженном материале, обрабатывают исходным раствором при нагревании. The essence of the method is as follows. The finely divided classes of the target product that are present in the dehydrated material are treated with the initial solution by heating.

Установлено, что если при 90^oС в исходный 37%-ный раствор хлористого кальция добавлять при перемешивании циклонную пыль, образующуюся при сушке этого раствора в аппарате кипящего слоя по известному способу, образуется суспензия, в жидкой фазе которой содержание CaCl₂ достигает 60%, а твердая фаза представлена смесью.It was found that if at 90 ^° C the cyclone dust formed during drying of this solution in a fluidized bed apparatus is added to the initial 37% calcium chloride solution with stirring according to the known method, a suspension is formed, in the liquid phase of which the CaCl ₂ content reaches 60%, and the solid phase is represented by a mixture.

При распылении такой суспензии в кипящем слое при одновременной подаче через форсунки исходного раствора происходит выравнивание гранулометрического состава целевого продукта. При температуре в слое 165-175^oС и скорости газов до 3 м/с из зоны сушки выносятся тонкодисперсные классы (менее 1 мм) обезвоженного продукта, которые улавливаются в циклонах и поступают на приготовление суспензии, при этом тепловых энергозатрат на эту операцию дополнительно не требуется, так как потери тепла в окружающую среду незначительны.When spraying such a suspension in a fluidized bed while simultaneously supplying the initial solution through the nozzles, the particle size distribution of the target product is equalized. At a temperature in the layer of 165-175 ^o C and gas speeds of up to 3 m / s, finely dispersed classes (less than 1 mm) of the dehydrated product are taken out of the drying zone, which are captured in cyclones and fed to the preparation of the suspension, while the heat energy for this operation is additionally not required, since heat loss to the environment is negligible.

Нами установлено, что при сушке раствора по известному способу при температуре 170^oС при скорости газов 2,8-3,0 м/с и температуре под решеткой 500^oС образуется до 30% продукта фракции -1 мм, который улавливается в циклонах, и при добавлении в товарный продукт ухудшает его потребительские свойства. При этом частицы обезвоженного хлористого кальция фракции +1 мм имеют неправильную форму с большим количеством острых углов (образуются "ежики").We found that when drying the solution according to the known method at a temperature of 170 ^o With a gas velocity of 2.8-3.0 m / s and a temperature under the lattice of 500 ^o With up to 30% of the product fraction -1 mm, which is captured in cyclones, and when added to a marketable product, it worsens its consumer properties. At the same time, particles of dehydrated calcium chloride of a fraction of +1 mm have an irregular shape with a large number of sharp angles ("hedgehogs" are formed).

При возврате обезвоженных мелких классов хлористого кальция обратно в "кипящий" слой в сухом виде резко возрастает нагрузка на систему газоочистки, а однородность продукта снижается за счет слипания частиц. When the dehydrated small classes of calcium chloride are returned back to the "fluidized" layer in dry form, the load on the gas purification system sharply increases, and the product uniformity decreases due to particle sticking.

При обезвоживании раствора хлористого кальция по предлагаемому способу происходит снижение пылевыноса обезвоженного продукта, наблюдается выравнивание формы частиц за счет накатки на них основного вещества, а регулирование размера частиц производится путем изменения степени распыла, а фактически - давления воздуха на пневматических форсунках, как и в известном способе. По предлагаемому способу содержание мелких классов в целевом продукте не превышает 10%, а обычно составляет 3-5%. When dehydrating a solution of calcium chloride by the proposed method, the dust removal of the dehydrated product is reduced, the particle shape is equalized by rolling the main substance on them, and the particle size is controlled by changing the degree of atomization, and in fact, the air pressure on the pneumatic nozzles, as in the known method . According to the proposed method, the content of small classes in the target product does not exceed 10%, and usually is 3-5%.

Перед отгрузкой товарного хлористого кальция возможна его контрольная классификация, и в этом случае отсев фракции -1 мм также возвращается на приготовление суспензии. Before shipping commercial calcium chloride, it is possible to control classification, and in this case, the screening fraction -1 mm also returns to the preparation of the suspension.

Аналогично производится обезвоживание раствора хлористого магния. Similarly, magnesium chloride solution is dehydrated.

Например, если в исходный 32%-ный раствор MgCl₂ вернуть всю циклонную пыль (~ 16%) и полученную при 50^oС суспензию вернуть в кипящий слой, то при температуре сушки 135^oС и скорости газов 3 м/с в целевом продукте содержание фракции -1 мм не превысило 5,4%.For example, if all cyclonic dust (~ 16%) is returned to the initial 32% MgCl ₂ solution and the suspension obtained at 50 ^° C is returned to the fluidized bed, then at a drying temperature of 135 ^° C and a gas velocity of 3 m / s in the target product the content of the -1 mm fraction did not exceed 5.4%.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Растворы хлористого кальция или хлористого магния распыляют через пневматические форсунки в кипящем слое однокамерного аппарата при скорости газов в слое 1,5-3,5 м/с и температуре 130-190^oС, при этом температура обезвоживания растворов хлористого магния должна быть ниже во избежание гидролиза MgCl₂ с образованием оксихлоридов магния. Надрешетный продукт выводится из аппарата кипящего слоя через разгрузочное устройство и идет на охлаждение и затарку, а циклонную пыль обрабатывают при перемешивании исходным раствором с получением суспензии с Ж:Т=1,0-10,0, которую через пневматические форсунки также распыляют в кипящем слое. Высокое содержание твердого в суспензии, например Ж:Т=1-3, способствует более эффективному выравниванию поверхности частиц. Возможна дополнительная классификация целевого продукта в процессе его охлаждения с возвратом мелких классов на приготовление суспензии.Solutions of calcium chloride or magnesium chloride are sprayed through pneumatic nozzles in a fluidized bed of a single-chamber apparatus at a gas velocity in the layer of 1.5-3.5 m / s and a temperature of 130-190 ^o C, while the temperature of dehydration of magnesium chloride solutions should be lower to avoid hydrolysis of MgCl ₂ to form magnesium oxychlorides. Oversize product is discharged from the fluidized bed apparatus through an unloading device and goes to cooling and filling, and cyclone dust is treated with stirring with the initial solution to obtain a suspension with W: T = 1.0-10.0, which is also sprayed in a fluidized bed through pneumatic nozzles . The high solids content in the suspension, for example W: T = 1-3, contributes to a more efficient leveling of the surface of the particles. An additional classification of the target product during its cooling is possible with the return of small classes to the preparation of the suspension.

Примеры осуществления способа
Пример 1.Examples of the method
Example 1

В соответствии с известным способом обезвоживали раствор хлористого кальция с содержанием CaCl₂ 40% при скорости газов в слое 2,9 м/с, температуре 170^o и температуре под решеткой 500^oС. Циклонную пыль объединили с надрешетным продуктом. Получили целевой продукт с содержанием CaCl₂ > 95%, с содержанием фракции -1 мм 29%. При этом обезвоженные частицы имели неправильную форму с большим количеством острых углов (форма "ежиков").In accordance with the known method, a solution of calcium chloride with a CaCl ₂ content _of 40% was dehydrated at a gas velocity in the layer of 2.9 m / s, a temperature of 170 ^° and a temperature under the lattice of 500 ^° C. Cyclone dust was combined with an oversize product. Received the target product with a CaCl ₂ content> 95%, with a fraction content of -1 mm 29%. Moreover, the dehydrated particles had an irregular shape with a large number of sharp angles (the shape of “hedgehogs”).

Пример 2. Example 2

Раствор хлористого кальция с содержанием CaCl₂ 40% распыляли через пневматические форсунки при скорости газов 1,9 м/с в кипящем слое однокамерного аппарата при температуре в слое 170^o и температуре под решеткой 500^oС. Обезвоженный продукт выгружали из аппарата через разгрузочное устройство, охлаждали и подавали на силосный склад, а циклонную пыль обрабатывали исходным раствором с получением суспензии Ж:Т=3 при температуре 90^oС, а затем через пневматические форсунки подавали в кипящий слой. Степень распыла на форсунках регулировали давлением сжатого воздуха, а температуру в слое - расходом исходного раствора.A solution of calcium chloride with a CaCl ₂ content _of 40% was sprayed through pneumatic nozzles at a gas velocity of 1.9 m / s in a fluidized bed of a single-chamber apparatus at a temperature in the bed of 170 ^o and a temperature under the grill of 500 ^o C. The dehydrated product was unloaded from the apparatus through an unloading device, cooled and fed to a silo warehouse, and cyclone dust was treated with the initial solution to obtain a suspension of W: T = 3 at a temperature of 90 ^o C, and then fed through a pneumatic nozzle into a fluidized bed. The degree of atomization on the nozzles was regulated by the pressure of compressed air, and the temperature in the layer was controlled by the flow rate of the initial solution.

Получили продукт, состоящий из частиц округлой формы с содержанием фракции -1 мм 4,8%. Got a product consisting of round-shaped particles with a fraction content of -1 mm 4.8%.

Пример 3. Example 3

Раствор хлористого магния с содержанием MgCl₂ 32% обезвоживали в однокамерном аппарате кипящего слоя в соответствии с известным способом при температуре 140^oС и скорости газов 3,0 м/с.A solution of magnesium chloride with a MgCl ₂ content _of 32% was dehydrated in a single-chamber apparatus of a fluidized bed in accordance with a known method at a temperature of 140 ^{° C.} and a gas velocity of 3.0 m / s.

Циклонную пыль обрабатывали исходным раствором при 50^oС с получением суспензии с Ж:Т=10, которую распыляли через пневматические форсунки в кипящем слое.Cyclone dust was treated with the initial solution at 50 ^{° C.} to obtain a suspension with W: T = 10, which was sprayed through pneumatic nozzles in a fluidized bed.

Получили продукт с содержанием фракции -1 мм 3,7%. Продукт состоял из частиц округлой формы. Содержание в нем MgCl₂ составило 55%, MgO - 0,5%.Got a product with a fraction content of -1 mm 3.7%. The product consisted of round particles. The content of MgCl ₂ in it was 55%, MgO - 0.5%.

Пример 4. Example 4

Процесс обезвоживания растворов хлористого магния или хлористого кальция проводили в соответствии с примерами 2 и 3, но для приготовления суспензий дополнительно использовали отсев целевого продукта фракции -1 мм. The process of dehydration of solutions of magnesium chloride or calcium chloride was carried out in accordance with examples 2 and 3, but for the preparation of suspensions, the screening of the target product of the -1 mm fraction was additionally used.

Claims (2)

1. Способ обезвоживания растворов хлористого кальция или хлористого магния в однокамерном аппарате кипящего слоя путем распыления исходного раствора в слое через пневматические форсунки при скорости подачи нагретых газов в слое 1,5-3,5 м/с с регулированием гранулометрического состава обезвоженного продукта степенью распыла, отделения целевого продукта и обработки мелкодисперсных классов целевого продукта исходным раствором с получением суспензии с Ж: Т= 1,0-10,0, которую распыляют в слое через пневматические форсунки. 1. The method of dehydration of solutions of calcium chloride or magnesium chloride in a single-chamber apparatus of a fluidized bed by spraying the initial solution in the layer through pneumatic nozzles at a feed rate of heated gases in the layer of 1.5-3.5 m / s with regulation of the particle size distribution of the dehydrated product by the degree of spray, separation of the target product and processing of finely divided classes of the target product with the initial solution to obtain a suspension with W: T = 1.0-10.0, which is sprayed in the layer through pneumatic nozzles. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при получении суспензии используют циклонную пыль, отсев тонкодисперсных классов целевого продукта или их смесь. 2. The method according to p. 1, characterized in that upon receipt of the suspension using cyclone dust, screening finely divided classes of the target product or a mixture thereof.