» » Получение карналлита
24.04.2015

Электролитический способ получения магния предъявляет высокие требования к чистоте электролита и постоянству содержания основных компонентов в исходном сырье.
Электролит, применяемый для получения магния, как правило, состоит из смеси хлоридов магния, калия, натрия и кальция Применение электролита, состоящего из трех, а иногда и из четырех компонентов, объясняется тем, что высокая температура плавления (718°), низкая электропроводность, большая вязкость расплавленного хлористого магния и склонность его к гидролизу делают технически и экономически нецелесообразным применение электролита, состоящего только из одного хлористого магния. Добавка к электролиту таких компонентов, как KCl и особенно NaCl, значительно улучшает его физические свойства, в частности понижает температуру плавления и вязкость, увеличивает электропроводность, а добавка CaCl2 повышает удельный вес. Электролит, состоящий только из природного карналлита, не удовлетворяет перечисленным выше основным требованиям. Даже наиболее высококачественные карналлиты содержат такие вредные для электролиза примеси, как CaSО4, MgSO4, соединения железа и др. Кроме того, природные карналлиты, как правило, отличаются непостоянством содержания основных компонентов — MgCl2 и KCl, а также NaCl. По этим причинам для получения магния применяют предварительно пере-кристаллизованный так называемый искусственный карналлит, который отличается высокой чистотой и постоянством состава. Содержание MgCl2 в нем колеблется в небольших пределах и составляет в среднем 32% Однако при получении искусственного карналлита выход хлористого магния из породы не превышает 80%. Кроме того, в этом процессе велики расходы тепла и воды, что заметно сказывается на стоимости магния. В связи с этим в России проводились систематические исследования по механическому обогащению природного карналлита. В Ленинградском институте механического обогащения руд (Механобр) разработана схема механического обогащения природного карналлита Последний подвергается размолу и воздушной сепарации. При этом удается получить продукт с содержанием 90% карналлита. В Государственном научно исследовательском институте горно-химического сырья (ГИГХС) разработаны две схемы механического обогащения природного карналлита в тяжелых суспензиях с применением высокопроизводительных гидроциклонов Этот метод позволяет получать продукт с содержанием 97% карналлита. Механические способы обогащения карналлита не получили пока промышленного распространения из-за ряда недостатков, которые при дальнейших исследованиях должны быть устранены.
Получение искусственного карналлита из природного

В основе получения искусственного карналлита и растворов хлористого магния из природного карналлита, загрязненного NaCl, лежит различие в растворимости NaCl, MgCl2 и KCl в воде при изменении температуры.
Ниже кратко описана одна из возможных схем получения искусственного карналлита (рис. 1).
Получение карналлита

Дробленый природный карналлит поступает в вертикальные растворители, которые заполнены маточным раствором примерно следующего состава, 32% MgCl2, 0,6% KCl, 0,9% NaCl, 66% H2O, Растворение проводится при температуре 110—115°.
Раствор нагревается паром, поступающим в паровые рубашки растворителей. Пульпа, состоящая из раствора MgCl2, KCl и твердых кристаллов NaCl, подается из растворителей на сита, где кристаллы NaCl отделяются. Хлористый натрий, содержащий некоторое количество щелоков, сбрасывается с сит и подается в солесборники, в которых щелок стекает через толщу соли. Отстоявшийся щелок вместе с водами от промывки соли возвращается обратно в растворители. После освобождения oт основного количества хлористого натрия раствор поступает на кристаллизацию.
Операция кристаллизации, как правило, ведется в две стадии. Первая стадия проводится в вакуум-кристаллизаторах, где пульпа охлаждается со 100 до 60°, а вторая стадия — в вертикальных кристаллизаторах. В последних температура пульпы снижается с 60 до 20°. На этом кристаллизация искусственного карналлита заканчивается.
Пульпа, состоящая из маточного раствора и искусственного карналлита, направляется в отстойники на осветление, а оттуда — на фильтрацию в центрифугах. Маточные щелоки после осветления и фильтрации частично возвращаются в растворители, а частично выдаются как товарный продукт.
Получаемый искусственный карналлит имеет примерно следующий состав 32,5% MgCl2, 25,3% KCl, 5,5% NaCi, 36,7% H2O.
Механическое обогащение природного карналлита

Природный карналлит (карналлитовая руда) отличается от искусственного главным образом меньшим содержанием хлористого магния за счет содержащегося в природном карналлите хлористого натрия.
Как уже было указано выше, в России разработаны две схемы механического обогащения карналлитовой руды При разработке этих схем были использованы различия в свойствах основных минералов, входящих в состав карналлитовой руды: карналлита KCl*MgCl2*6H2O и галита NaCl.
Оба минерала существенно отличаются по удельным весам. Удельный вес карналлита 1,6, а галита 2,17 г/см3. Эти минералы различны по твердости. Галит является наиболее твердым Весьма существенно также и то, что зерна минералов хорошо раскрываются при сравнительно крупном дроблении.
Институт «Механобр» разработал схему механического обогащения карналлитовой руды По этой схеме руда подвергается дроблению и воздушной сепарации на отсадочных машинах.
При этом зерна галита из-за большей твердости имеют в среднем после соответствующего дробления заметно больший размер, чем зерна карналлита Благодаря этому, а также большему удельному весу галита при воздушной сепарации удается выделить из руды основную часть карналлита. Содержание карналлита в обогащенном продукте составляет около 90%, а извлечение карналлита из руды — примерно 80—85%.
Этот метод имеет некоторое преимущество перед галургическим, так как при нем отпадает необходимость в затрате значительных количеств тепла и воды. Сокращаются также капитальные вложения в обогатительные установки. Для обогащения карналлитовой руды в тяжелой среде ГИГХС применил гидроциклоны, которые в последние годы нашли широкое применение в качестве классифицирующих аппаратов. Метод обогащения карналлитовой руды в тяжелой суспензии в гидроциклоне разработан в опытно-промышленном масштабе.
Механические способы обогащения позволяют значительно снизить стоимость карналлита, однако для их промышленного внедрения необходимо добиться снижения содержания сульфатов в карналлите и постоянство содержания основных компонентов.