SE451713B - Sett att rena magnesiumhaltiga ramaterial - Google Patents

Description

10 15 20 25 :S0 35 40 451 713 IQ' med 3 eller 6 molekyler kristallvatten och tydligt olika kristallstorlek kan framställas under specifika betingelser.

MgSO3~3H20 har en kristallstorlek omkring 0,01 mm, och MgS05-6H20 omkring 1 mm. Olika storlekar hos partiklarna och deras densitet möjliggör frånskiljande av fasta föroreningar med mycket varierande densiteter från magnesiumsulfítkristaller genom användning av kristallisation i ett steg eller om så er- fordras, upprepade gånger, och åtföljd av sedimentering, filt- rering eller centrifugering.

Exempelvis är det vid behandling av magnesiter av silikat- typ lämpligt att arbeta med MgSO3-3Hà0, eftersom ingående Si02 föreligger i en grov form och lätt kan skiljas från fint MgSO3-SHZO. I de fall däremot när magnesit av järntyp behand- las, eller när det självt är nödvändigt att frånskilja järn, är det lämpligt att arbeta i det område där MgS03-6H20 förelig- ger, eftersom grova kristaller även lätt kan skiljas från fint, järnhaltigt slam.

Ett mycket fint slam av föroreningar uppkommer genom över- driven surgörning genom att ett överskott av S02 inledes till under pH 5, varefter pH sedan höjes till över 5,2 genom till- sats av ett alkali. Genom den överdrivna surgörningen inträffar nämligen en temporär upplösning av föroreningar, speciellt då av järn, och deras återutfällning sker i en fin form, vilken lätt kan skiljas från grova kristaller. ' Vid frånskiljandet av föroreningar med sättet enligt upp- finningen kan det inträffa att en del av föroreningarna medföres till den fraktion som innehåller sulfitkrístaller. Det är då möj- ligt att underkasta de genom separationen erhållna fraktionerna upprepad separation i ett andra eller till och med ytterligare steg. Frånskiljandet av föroreningar förbättras vidare genom en enkel process.

En del av föroreningarna kan inneslutas i magnesiumsulfit- kristallerna vid deras bildning och kan_bli en del av kristal- lernas uppbyggnad. Dessa föroreningar frånskiljes då icke genom separationen. Detta kan förbättras på sådant sätt, att magnesium- sulfitkristallerna överföras till vätskeform, alltså upplöses, varefter de åter frånskiljes. Avsevärt renare kristaller er- hälles, och fasta föroreningar frånskiljes genom separation.

Detta kan lätt åstadkommas på sådant sätt, att svaveldioxid hringas att reagera med en suspension som innehåller magnesium- *ff Ny: *Jm 10 15 20 30 40 ß I 451 713 sulfit, varvid bildas vattenlöslig Mg(HSO3)2, vilken åter över- föres till MgS03 genom alkalitillsats, lämpligen Mg0 eller Mg(0H)2, så att magnesiumsulfit utkristal1iserar._Det är även möjligt att lösa vattensuspensionen av råa magnesíumsulfitkrís- taller genom värmning till en temperatur över 60°C, lämpligen 90 till 100°C, och fasta föroreningar skiljes från magnesium- sulfit genom separation. ' Ett sätt att rena magnesiumhaltiga utgångsmaterial enligt uppfinningen.är enkelt, ringa krävande ifråga om investeringar och energi, och är dessutom mycket verksamt. Överföríngen av magnesiumhaltigt råmaterial till magnesiumsulfit utgör givetvis det förberedande villkoret, men detta utgör en mellanföreníng eller biprodukt från ett flertal kända och industriellt använda förfaranden. I sådana fall är användningen av processen enligt uppfinningen mycket enkel, och från de kända processerna uppkom- mer utan väsentliga störningar helt nya möjligheter,,Sålunda erhålles exempelvis vid avsvavling av förbränningsgaser från värmekraftverk medelst magnesitprocessen magnesiumsulfit som en mellanförening, vilket sulfit termiskt spjälkas till magne- siumoxid och svaveldioxíd. Magnesiumoxiden innehåller dock cirka 30 víktprocent föroreningar, så att den är oanvändbar som pro- dukt. Genom att detta råa magnesiumsulfit renas medelst sättet enligt uppfinningen, erhålles magnesiumoxid som innehåller upp till 99,5 víktprocent Mg0, vilken utgör en efterfrågad produkt inom exempelvis gummiíndustrin vid framställning av överförings- ark, eller för framställning av sintrad magnesiumoxid.

Uppfinningen åskàdliggöres närmare av de följande utförings- exemplen.i Exempel 1. I en glasreaktor med en konisk botten och en kyl- slinga satsades 1 ms vatten, 71 kg kalcinerad magnesit (samman- sättning: 77,2 a, Mgo, 4,1 i sioz, 2,3 i Cao, 7,14 2, Rzos och 8,1 % glödgningsförlust) tillsattes, och S02 från en stålbomb inleddes under omrörning. Reaktionsförloppetlföljdes genom att reaktionsblandníngens pH bestämdes. Från ursprungsvärdet 8,5 föll pH till 6 inom 15 minuter, och temperaturen hölls vid 35°C genom kylning. Omrörníngen avbröts därefter, och reaktorinne- hållet lämnades att stå. Ett ljust skikt av kristaller bildades snabbt i den koniska bottnen, och ett skikt av starkt brun sus- pension förelâg dürovanför. Höjden av de ljusa kristallerna ökade icke efter redan tro minuter, och det ljusa skiktet utled- 10 15 20 25 30 35 40 451. 713 4 des genom reaktorns bottenutlopp till en omrörd behållare efter ytterligare en minut. Volymen av denna ljusa suspension var 0,25 ms. Genom analytisk bestämning och mikroskopisk undersök- ning visade det sig att de ljusa kristallerna utgöres av Mgsos-ßazo. f _, ' Den mörkbruna suspension som återstod i glasreaktorn lämna- des att sedimentera under 30 minuter, varunder den uppdelades i ett klart överskikt med volymen 0,6 ms och ett nedre slamskikt med volymen 0,15 ms. Det lägre skiktet utleddes till avloppet, och det övre skiktet lämnades i reaktorn, varefter suspensionen av MgS03-6H20 från behållaren åter tillsattes. Efter en kort omrörning lämnades suspensionen attsedimentera under 4 minuter, och det underskikt som innehåller kristaller av MgS0á°6H2O utled- des sedan i en mängd av 0,25 ms. Efter 30 minuter uppdelades även det återstående slamskiktet i en klar vätska och ett brunt sediment. Det bruna sedimentet i en mängd av 50 liter bortleddes till avloppet, och 550 liter av den återstående klara vätskan användes för beredning av en suspension av kalcinerad magnesit i den följande satsen. . A -.

Ett prov av framställda kristaller av MgS03'6H2O kalcinera- des vid 110000. Magnesiumoxid erhölls, vilken innehöll 94,0 % MgO, 2,3 % SiO2, 1,6 % Ca0, 1,7 % RZO3 och 0,2 % glödgningsför- luster. Fran en-materialbalans visade det sig att Mg0 som in- gått i ramaterialet överförts till kristaller av MgS03-6H2O med 82 %, till avdraget slam med 3,5 %, och med 14,5 % som MgS03-lösning och MgS0¿, bildat genom oxidation.

Exempel 2. I en glasreaktor med konisk botten och kylslinga satsades 1 m3 vatten, 71 kg kalcinerad magnesit (sammansättning 77,2 % MgO, 4,1 % Si02, 2,3 % Ca0, 7,1 % R203 och 8,1 % glödg- ningsförluster), tillsattes, och S02 från en stålbomb inleddes under omrörning. Från det ursprungliga värdet 8,5 föll pH till 3,8 inom 30 minuter, och temperaturen steg till 65°C. Kylningen påbörjades sedan i reaktorn, och 72 kg kalcinerad magnesit sat- tes till reaktorn inom 5 minuter. Därigenom steg pH till värdet 6,2. Temperaturen hölls mellan gränserna 35 och 42°C under yt- i vätskefasen tcrligare 20 minuter. p Reaktorinnehållet blandades med en cyklonförtjockare inom 10 minuter. 0,5 ms kristaller av MgS03-6H2O och 0,55 m3 suspen- sion av brunt slam erhölls. Kristallsuspensionen renades från ytterligare vätskefas med användning av en filtercentrifug, 10 15 5 451 715 varvid erhölls 250 kg fuktiga kristaller med gulaktig färg. Sus- pensionen av brunt slam fíltrerades med användning av ett vakuumtrumfilter, varvid 23,5 kg brun fílterkaka erhölls. Genom analytisk bestämning pàvisades följande halter av komponenter: MgO CaO SiO2 Fe Brtnu kaka. (viktprocent) 9,1 5,25 6,44 8,4 Fuktiga kristaller (viktprocent) 18,6 0,43 “ 0,21 Exempel 3. 250 kg fuktiga kristaller, framställda medelst sättet enligt exempel Z, suspenderades i 1,6 ms av en lösning, innehål- lande 5 viktprocent MgSO4 och mättad med MgSO3 vid temperaturen ZSOC. Den erhållna suspensíonen värmdes till 99°C genom att ledas genom en rörvärmeväxlare, och leddes kontinuerligt till ett cent- rifugfi1:er. 1,5 må filnrat erhö11S, vilket fritt iämnaaes att svalna. Under svalnandet bildades klart\ÜI& kristaller. Följande dag, när temperaturen fallit till Z5°C, skildes en vätskefas från kristallerna med ett centrifugfilter. 220 kg fuktiga kris- taller av MgSO3'6H20 erhölls, innehållande 17,08 % Mg0, 0,01 % 0,002 % CaO och 0,01 % SíOZ.

Fe, f-'vk

Claims (6)

451 713 6 Batentkrav

1. Sätt att rena magnesiumhaltiga råmaterial, k ä n n e t e c k n a t därav, att svaveldioxid bringas att reagera med en vattenhaltíg suspension av kalcinerad magnesit, magnesiumoxid, magnesiumhydroxid, hydratiserade magnesiumkarbonater eller magnesiumsulfit, och efter det att ett pH hos reaktionsblandningen av 3 till 7,5 uppnåtts, den fasta fasen på i och för sig känt sätt uppdelas i minst en fraktion som är rik på MgSO3-XHZO, vari x har värdet 3 eller 6, och minst en fraktion som innehåller koncentrerade förore- ningar, samt att processen, om så önskas, upprepas minst en gång. -

Z. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att efter det att reaktionsblandningens pH nått under S, pH inställes till ett värde över 5,2 genom tillsats av ett alkali, såsom magnesiumoxid eller magnesiumhydroxid, så att minst två fraktioner av fast fas bildas, och dessa fraktioner därefter på i och för sig känt sätt ätskiljes.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att minst en av de vid uppdelningen erhållna fraktionerna blandas med en hydrofil vätska och underkastas en förnyad re- ningsprocess.

4. Sätt enligt krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t därav, att mifraktion av råa kristaller av magnesiumsulfit som huvud- sakligen föreligger i form av MgSO3-6Hz0 värmes till en tempe- ratur över 600C, företrädesvis till 90-100°C, varefter lösningen, innehållande magnesiumsulfit, skiljes från fasta föroreningar.

5. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t' därav, att en vattenhaltig suspension av råa kristaller av magnesium- 3-6H2O, värmes till en temperatur över 60°C, företrädesvis till sulfit, vilken väsentligen föreligger i form av MgSO 90-100OC, varefter den åter kyles till en temperatur under 60°C och fasta faser frânskiljcs till en eller flera fraktioner som är rika på MgSO3'xH2O, vari x har värdet 3 eller 6, och till en eller flera fraktioner som huvudsakligen innehåller för- oreningar.

6. Sätt enligt krav 1, 3, 4 och 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att filtrering, sedimenteríng, ccntrífugering, behand- ling i cyklonförtjockare eller någon kombination av dessa använ- des för franskiljandet av fasta faser.