Хлоратор для отримання розплаву хлормагнієвої сировини з магнезиту

1. Хлоратор для отримання розплаву хлормагнієвої сировини з магнезиту, що включає розміщені у одному сталевому кожусі та розділені пере 3 подина плавильника виконана з нахилом 15-20 °С в напрямку першої хлоркамери, а перегородка між ними має два перетічні вікна на рівні дзеркала розплаву і нижнього рівня подини плавильника. Верхнє перетічне вікно розташоване в перегородці відстійника та другої хлоркамери, виконано на рівні 1/3 висоти перегородки і має кут нахилу до горизонтальної площини 45° в напрямку відстійника. Конструкція хлоратору, яка заявляється, ілюструється за допомогою креслення. Фіг. 1 - Поздовжній перетин хлоратору. Конструкція хлоратору має такі особливості. Подина плавильника має уклін в напрямку першої хлоркамери під кутом 15-20°, а перегородка між плавильником та камерами має два перетічні вікна на рівні дзеркала розплаву і нижнього рівня подини плавильника. Це дозволяє у об'ємі плавильника проводити дисоціацію подрібненого магнезиту, який завантажують, з використанням тепла перетікаючого з другої хлоркамери розплаву, а утворений оксид магнію виводити з плавильника у першу хлоркамеру через нижнє перетічне вікно без суттєвого шламоутворення, що забезпечить зменшення витратного коефіцієнту магнезиту. При збільшенні кута нахилу подини плавильника більше 20° потік розплаву з плавильника, який має високий вміст оксиду магнію, буде направлений у нижню зону камери, що обумовить підвищення навантаження і тиску на фурмі. При зменшені кута нахилу менше 15° різко зростатиме шламоутворення на подині плавильника. Заявлений хлоратор дозволяє інтенсифікувати процес хлорування шляхом використання двох послідовних камер хлорування з окремими фурмами для подання хлоргазу. При цьому, в першій хлоркамері у розплаві підтримується більш високий вміст MgO, а отриманий розплав по каналу у перегородці перетікає до другої хлоркамери, у якій дехлорується до вмісту MgO 2,0-2,5 %. Це забезпечує підвищення продуктивності процесу хлорування та ступеню використання хлору і підвищення продуктивності хлоратору за розплавом, який отримуємо. Зменшення витратного коефіцієнту магнезиту і поліпшення якості отриманого розплаву за вмістом MgO методом гравітаційної очистки досягається в проміжному відстійнику хлоратора. Перегородка, що відділяє другу хлоркамеру від проміжного відстійника, має два перетічні вікна, розташовані на одній вертикальній осі, нижнє на рівні подини, верхнє на висоті 1/3 перегородки від подини. Розплав з другої хлоркамери по верхньому перетічному вікну, яке має нахил під кутом 45° до подини відстійника, потрапляє до відстійника, де за рахунок відстою відбувається його гравітаційна очистка. Освітлений у відстійнику розплав перетікає до міксера, де відбувається його подальше очищення, а осідаючий MgO, за рахунок направленої гравітаційної циркуляції, через нижнє перетічне вікно знову повертається до другої хлоркамери. Розташування верхнього перетічного вікна на висоті 1/3 перегородки від подини обумовлене тим, що при більш низькому рівні погіршуються умови рециркуляції розплаву з відстійника. При більш високому 57373 4 розташуванні вікна погіршуються умови гравітаційної очистки розплаву - скорочується висота відстійної зони та до відстійника потрапляють більш дрібні частки MgO, які осідають повільніше і при великій продуктивності хлоратора можуть бути винесені потоком розплаву до міксера. Нахил плоскості вікна під кутом в 45° дозволяє направляти висхідні потоки розплаву та часток MgO і надавати останнім напрямок руху у відстійнику до подини і нижнього перетічного вікна, що збільшить ефективність осадження оксиду магнію. Остаточне очищення хлормагнієвого розплаву від сполук заліза та інших домішок відбувається в міксері, камера якого обладнана графітовими електродами. Подання постійного струму певної щільності зумовлює розклад сполук заліза на катоді і за рахунок електрохімічного очищення їх вміст у готовому розплаві зменшується у кілька разів, що дозволяє на такому апараті переробляти і магнезити нижчої якості. Пристрій працює в такий спосіб. Подрібнений природний магнезит і зневоднений карналіт (або подрібнений відпрацьований електроліт) з витратних бункерів живильниками з певною швидкістю через тічку 1 завантажуються у плавильник 2. Розплав плавильника має температуру 550-650 °С, яка підтримується поданням постійного струму на занурені у розплав електроди, а також частковою рециркуляцією розплаву з другої хлоркамери, який має температуру 750-800 °С. За рахунок цього у плавильнику відбувається нагрівання і розплавлення карналіту (електроліту) і термічна дисоціація магнезиту. Диоксид вуглецю, що виділяється, через верхнє перетічне вікно 3 потрапляє до газового простору другої хлоркамери і з газами камери подається на газоочищення. Частки утвореного оксиду магнію під дією ваги осідають в розплаві і через нижнє перетічне вікно 4 надходять до першої хлоркамери 5. В розплаві першої хлоркамери при температурі 750-800 °С відбувається хлорування оксиду магнію анодним хлоргазом, який подається на фурми 6. Швидкість завантаження сировини в плавильник є такою, що вміст MgO в розплаві першої хлоркамери підтримується на рівні 5,0-8,0 %. Це дозволяє підвищити ступінь використання хлору та швидкість хлорування (утворення MgCl2). Більш високий вміст, хоча й підвищує продуктивність процесу хлорування, але ускладнює роботу фурм. З першої хлоркамери розплав по перетічному каналу у перегородці між камерами потрапляє в другу хлоркамеру 7, де процес хлорування продовжується до залишкового вмісту MgO 2,0-2,5 %. З другої хлоркамери розплав по верхньому перетічному вікну 8 передавлюється у відстійник 9, де частки MgO під дією ваги осідають і через нижнє перетічне вікно 10 знову потрапляють в другу хлоркамеру на процес хлорування, а освітлений розплав з відстійника по верхньому переточному вікну 11 перетікає до міксера. В міксері 12 триває процес осадження більш дрібних часток MgO, а також електрохімічна очистка розплаву при пропусканні постійного струму 5 57373 через електроди 13 з виділенням заліза на катоді. Осаджений MgO у вигляді шламу вилучається з міксеру, а очищений розплав через льотку 14 зливається в ковші і подається в електролізери для отримання магнію. 6 Головні техніко-економічні показники заявленого хлоратору в порівнянні з відомим хлоратором (А. с. № 775181) наведені у таблиці 1. Таблиця 1 Головні техніко-зкономічні показники процесу хлорування магнезиту (на 1 т розплаву 50 % MgCl2) Пропонований хлоратор 90-95 2,0-2,5 25-30 Таким чином, заявлений хлоратор для хлорування магнезиту дозволить підвищити продуктивність у 2-3 рази, ступінь використання хлору на 10 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 0,95-1,02 0,84-0,90 0,5-0,6 0,02-0,04 1 Ступінь використання хлору, % 2 Питома продуктивність, т MgCl2/м3 добу 3 Питомий вихід шламу, кг/т 4 Питомі норми витрати: - природного магнезиту, т/т - хлору (100 % Сl2), т/т 5 Вміст у готовому розплаві, мас. частка, %: MgO Fe Відомий хлоратор 70-80 0,8-1,2 30-45 0,90-0,94 0,75-0,78 Показник 0,8-1,2 0,1-0,15 25 %, зменшити витрати магнезиту на 5-12 %, знизити вміст шкідливих для електролізу домішок у готовому розплаві в 2-5 разів. Підписне Тираж 23 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