Спосіб одержання активного оксиду магнію

1. Спосіб одержання активного оксиду магнію шляхом змішання гідратованого карбонату магнію з оксидом магнію й/або гідроксидом магнію й термічною обробкою суміші зі швидкістю нагрівання 40-80 °С, який відрізняється тим, що в суміш до 3 гранул, що є однією з причин одержання продукту з відносно низькою питомою поверхнею. Мета корисної моделі - інтенсифікація процесу й підвищення питомої поверхні продукту. Це досягається тим, що в запропонованому способі одержання оксиду магнію, що складається в змішуванні гідратованого карбонату магнію з оксидом й/або гідроксидом магнію й оксидом бора (В2О3) і оксидом хрому (Сr2О3) суміш піддають механічній активації з одночасним гранулюванням і піддають термічній обробці при температурі 400600°С протягом 30-60хв. При цьому кількість добавок оксидів становить 0,3-1% від маси гідрокарбонату. Відмітними ознаками способу є використання процесу механічної активації суміші при одночасному гранулюванні перед тим як подавати на випал. Введення добавок Сr2О3 у кількості 0,31% від маси гідрокарбонату й зниження температури випалу до 400-600°С. Процес механічної активації суміші може бути реалізовано у двох шнекових реакторах - змішувальних машинах однобічного обертання зі шнеками, що зачіпаються. Технологічна операція по довжині шнеків у машині проходить у наступній послідовності. У першому модулі машини суміш ущільнюється й одночасно, за рахунок вільної води в суміші в наслідку звільнення енергії за рахунок тертя, відбувається паро розпушування зі звільненням кристалізаційної води. У наступному модулі здійснюється подрібнення кристалів суміші й пластичне руйнування структури компонентів на мікро й макрорівнях. При цьому перепад тиску на цих етапах у машині досягає 8-10МПа. У третьому модулі суміш, що підлягає обробці пластифікується, перепад тиску досягає 10-120МПа. У четвертому модулі відбувається гомогенізація матеріалу й на виході з модуля гранулювання суміші за допомогою фільєри. Час перебування суміші в машині 420 с, на виході одержують гранулят розміром: діаметр 0,025м і довжина 0,030,07м. Вологість суміші знижується в порівнянні з вихідної з 50 до 25-30%. Розмір часток у грануляті не перевищує 20-30мкм, що в 4-5 разів менше в порівнянні із гранулятом прототипу. Пористість гранулята після механічної активації становить 4050%, що в 1,5 рази більше ніж у гарнулах прототипу. Збільшення пористості відбувається за рахунок процесу паророзпушування й виділення парової фази при виході гранул. Процес механічної активації суміші можна здійснити в інший спосіб. Наприклад, обробкою суміші в планетарному або молотковому млині, а активовану суміш гранулювати в прес-формувальній машині або осередкових вальцям як зазначено в прототипі. Однак, очевидно, більш доцільно використати шнекові машини як це описано вище, в яких ще й досягається зменшення вологості. Як було зазначено вище при механічній активації відбуваються процеси паро-розпушування й руйнування структури компонентів суміші, що на кілька порядків підвищує концентрацію дефектів у кристалічних ґратах гідрокарбонату магнію. Підвищення концентрації дефектів призводить до інтенсифікації процесу зародкоутворення нової фази й інтенсифікації 44170 4 процесу в цілому зі зниженням температури випалу. Крім того, оскільки питома поверхня продукту залежить від структурних перетворень суміші в процесі її розкладання, і для одержання високої питомої поверхні необхідне утворення рентгеноаморфного продукту, то руйнування структури суміші при механічній активації зменшує розміри блоків мозаїки в кристалічних ґратах продукту (Mg), що сприяє підвищенню його питомої поверхні. Введення добавок В2О3 u Сr2О3 у вихідну суміш при механічній активації призводить до підвищення питомої поверхні продукту і його реакційній здатності за рахунок підвищення рівня Фермі в кристалах Mg. Причому додавання добавок у кількості міні 0,3%мас. не дають ефекту, а додавання добавок більше 1%мас. недоцільно, оскільки підвищення кількості не підвищує ефективність у порівнянні із додаванням 1%. Оптимальним варто вважати 0,5%мас. Спосіб здійснюється наступним чином. Вихідний гідратований карбонат магнію - змішують з оксидом магнію й/або гідроксидом магнію в кількості 0,4-5%мас. від кількості маси гідратованого карбонату магнію, при змішувані в суміш додають 0,3-1% оксидів бора й/або хрому. Отриману суміш активують протягом 420с. і гранулюють, одержуючи гранули розміром 0,025´0,3..,0,07м. Гранули подають у піч, де їх піддають термічній обробці в рухливому шарі зі швидкістю нагріву 4080°Сза хв. поступово їх перемішувати до місця вивантаження. Температура термічної обробки матеріалу в шарі становить 400-600°С. Приклад 1. 3000кг пасти основного карбонату магнію 4MgCO3Mg(OH)2×4H2O вологістю 50% змішують із 12кг оксиду магнію й 9кг оксиду бора, що відповідно становить 0,4% й 0,3% від маси гідратованого карбонату. Отриману суміш активують і гранулюють у шнековій машині протягом 420с. й одержують гранули розміром 0,025´0,05м з вологістю 30%. Гранули подають в обертові печі із внутрішнім обігрівом і нагрівають протягом 9хв. до 600°С, що відповідає швидкості нагрівання 70°С/хв. Після термічної обробки одержують гранули оксиду магнію з вмістом Mg 98%, питома поверхня продукту за йодним числом становить 120, за методом БЕТ-115м2/м. Пиловіднесення становить 1,5% від маси гранулята. Приклад 2. 1200кг пасти тригідрокарбонату магнію MgCO3×3H2O вологістю 45% змішують із 75кг оксиду магнію й 12кг Сr2О3, що відповідно становить 5 й 1% від маси гідратованого карбонату магнію. Отриману суміш активують у планетарному млині протягом 420с, далі активовану суміш гранулюють на осередкових прес-вальцях з одержанням гранул розміром 0,03´0,03м., вологість гранул 25%. Гранули подають в обертову піч і нагрівають протягом 10хв до 400°С що відповідає швидкості нагрівання 40°С/хв. Після термічної обробки одержують гранули оксиду магнію з вмістом Mg 97,5%, питома поверхня продукту по йодному числу становить 140, по методу БЕТ-150м2/м. Пиловіднесення становить 1% від маси гранулята. 5 44170 Приклад 3. 1200кг пасти тригідрокарбонату магнію MgCO3×3H2O вологістю 45% змішують із 30кг гелю гідроксиду магнію з вологістю 70%, 3кг оксиду бора й 3кг оксиду хрому, що відповідно становить 2,5% і сума оксидів 0,5% від маси гідратованого карбонату магнію. Отриману суміш активують у молотковому млині на протязі 420с., далі гранулюють у прес-формувальній машині одержуючи гранули розміром 0,05´0,05м., вологість гранул Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 6 32%. Отриману суміш подають до механічної поличкової печі типу Гоникмана з периферійним обігрівом (через стінку) і нагрівають до 500°С на протязі 10хв, що відповідає швидкості нагрівання 40°С/хв. Після термічної обробки одержують гранульований оксид магнію з вмістом Mg 97,5%, питома поверхня продукту по йодному числу становить 160, по методу БЕТ-170м2/м. Пило віднесення становить 2% від маси гранулята. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601