Министерсво высшего и среднего специального образования республики узбекистан

§ 1.2 Magniy gidroksid va oksidi olish usullari
Magniy oksidi va magniyning boshqa shakllarini ishlab chiqarishning ko‘plab usullari mavjud. Magniy gidroksidi magniy oksidi ishlab chiqarishda oraliq mahsulotdir. Magnezit va dolomitni qovurish, magniy sulfatning termal parchalanishi va magniy xloridning gidrolizlanishi natijasida magniy oksidining og‘ir shakllari olinadi [27].
Qo‘shma Shtatlarda magniy kukunlarini iste’mol qilishning qariyb 53 foizi refrakterlar ishlab chiqarishga to‘g‘ri keladi, qolgan 47 foizi qishloq xo‘jaligi, kimyo sanoati, qurilish va atrof-muhitni muhofaza qilishda qo‘llaniladi [13]. Olovga chidamli mahsulotlar iste’molchilari orasida kuydiriladigan kukunlarning asosiy qismi metallurgiya korxonalari tomonidan ishlatilgan bo‘lib, ular iste’molning qariyb 83 foizini, sement zavodlari, shuningdek, o‘tga chidamli magnezit kukunlari, qolgan qismini shisha va rangli metall ishlab chiqarish tashkil etdi.
Silikatlar va kremniy oksidi bilan ifloslangan dolomitik materiallardan magniy oksidi olishning turli usullari ma’lum. Shunday qilib, dolomitni silikat va oz miqdordagi temir oksidi aralashmasida yoqish taklif etiladi, bu xom ashyoning sinterlanishini yaxshilaydi. Keyin pishirilgan material suv bilan ishlov beriladi va kuyish paytida hosil bo‘lgan ferrit tarkibiga kirmagan CaO ning asosiy massasi namlanadi va yuviladi. Ikkinchisidan magniy oksidi magnit ajratish orqali tozalanadi, so‘ngra xlorid kislotasi bilan ishlov berish orqali Ca(OH)₂ qoldiqlaridan ozod qilinadi va suv bilan yuviladi [28]. Kaiser Refractories zavodida (AQSh) [29] dolomit qum aralashmalaridan ferrosilikon va magnetitning maydalangan aralashmasi bilan to‘ldirilgan separatorda ajratiladi va u orqali siqilgan havo puflanadi. Aralashmaning zichligi 2,72-2,76 g/sm³, dolomitniki esa 2,85 g/sm³; shuning uchun u tubiga cho‘kadi va chiqariladi, qum va boshqa engilroq aralashmalar esa separatorni to‘ldiradigan material yuzasida qoladi. Dolomit tebranish kameralarida tutilgan ferrosilikon va magnetit zarralaridan tozalanadi va yuviladi. Keyin aylanma barabanli pechlarda pishiriladi. 5% temir oksidi qo‘shilishi bilan 1800°C ga qadar kuydirilganda, yuqori zichlikdagi "kuygan dolomit" olinadi; u eziladi va gidratsiyani oldini olish uchun 80°C da neft bitumi bilan ishlov beriladi. Ushbu material metallurgiya oqimlari sifatida ishlatiladi. Magniy oksidi ishlab chiqarish uchun mo‘ljallangan dolomit 1100°C dan yuqori bo‘lmagan haroratda kuydiriladi.
Magnezit va dolomitni yoqish mahsulotlarini keyingi kimyoviy qayta ishlash orqali ulardan magneziyaning yengil shakllarini olish mumkin. Bunday qayta ishlash usullaridan biri faol bo‘lmagan magniy oksidini magniy bikarbonat shaklidagi eritmaga o‘tkazish, so‘ngra undan faol magniyni cho‘ktirishdir. Magnezitni yoqish natijasida olingan magniy oksidi maydalanadi va suv bilan so‘ndiriladi. Olingan suspenziya - magneziya suti - 5 atm dan yuqori bosim ostida avtoklavlarda karbonat angidrid bilan karbonizatsiya qilinadi. Bu magniy bikarbonat eritmasini ishlab chiqaradi.
Mg(OH)₂ + 2СО₂ = Mg(HCO₃)_2,
Qattiq aralashmalardan ajratilgandan so‘ng, keyingi qaynatilgandan keyin gidrolitik parchalanadi:
2Mg(HCO₃)₂ = MgCO₃ + Mg(OH)₂ + 3СО₂ + H₂O.
Olingan asosiy mashia karbonat cho‘kmasi ajratiladi va quritgandan so‘ng nozik kukun shaklida olinadi.
Magnesiya ham xuddi shunday tarzda dolomitdan olinadi. Kuydirishda dolomitning dissotsiatsiyasi
MgCO₃·СаСО₃ = MgO + СаО + 2СО₂ - 74 ккал
ikki bosqichda davom etadi. Dolomitning MgCO₃ ning parchalanishi ~ 730°C da sodir bo‘ladi, ya’ni magnezitning MgCO₃ parchalanishidan ~ 800°C yuqori. Bu CaMg(CO₃)₂ hosil bo‘lishining termal ta’siri bilan bog‘liq. Dolomitning uning karbonatlariga dastlabki parchalanish bosqichining yo‘qligi empirik tarzda aniqlandi. 730°C da dolomit MgO hosil bo‘lishi va magniy karbonatda kamaygan karbonatlarning qattiq eritmasi bilan parchalanadi:
nCaMg(CO₃)₂ = (n-1)MgO + MgCO₃·nCaCO₃ + (n-1)СО₂.
Haroratni 910°C ga ko‘tarish qattiq eritmaning keyingi dissotsiatsiyasiga erishadi:
MgCO₃·nСаСО₃ = MgO + nСаО + (n + 1)СО₂.
Dolomitning dissotsilanish darajasi magnezitnikidan kamroq; u 1% ftorid yoki natriy xlorid [30] ishtirokida ortadi. Dolomitni yoqish, olingan mahsulotning maqsadiga qarab 700-800°C yoki 1100-1250°C haroratda amalga oshiriladi. Tugallanmagan yonish bilan faqat MgCO₃ parchalanadi va yarim pishgan dolomit olinadi. Uni, xususan, dolomitni aylanadigan pechning yopiq zonasida CO₂ atmosferasida 750-800°C gacha tez qizdirish va 30 daqiqa davomida 500°C gacha sovutish orqali olish mumkin.
To‘liq kuydirilgan dolomit suv bilan so‘ndirilsa, magniy va kalsiy gidroksidlarining suspenziyasi hosil bo‘ladi:
(MgO + СаО) + 2Н₂О = Mg(OH)₂ + Ca(OH)₂
MgO ning gidratsiya darajasi kuydirish haroratining oshishi va ayniqsa 1300°C dan yuqori bo‘lishi bilan kamayadi; u CaO, SiO₂, Al₂O₃ va boshqa aralashmalar ishtirokida ham kamayadi va magniy oksidi zarralari hajmiga bog‘liq. Suspenziya o‘rnatilganda yuqori qatlamda magniy gidroksidi paydo bo‘ladi, bu esa uni boshqa qattiq tarkibiy qismlardan qo‘pol ravishda ajratishga imkon beradi. MgCl₂ ning kichik qo‘shilishi gidratsiyani tezlashtiradi, ammo oksixloridlarning shakllanishi mumkin.
Suspenziyada Mg(OH)₂ ning nisbatan katta kristallarini olish uchun qattiq fazaning ~ 17% o‘z ichiga olgan bo‘tqani jonli bug‘ bilan qizdirish orqali so‘ndirish 95-100°C da amalga oshiriladi. Magniy va kalsiy gidroksidlarini ajratish uchun bo‘tqa 11% qattiq tarkibga suyultiriladi, 60°C ga qadar sovutiladi va karbonizatsiya qilinadi. Bunda Ca(OH)₂ CaCO₃ ga o‘tadi va Mg(OH)₂ o‘zgarishsiz qoladi:
Са(ОН)₂ + Mg(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃ + Mg(ОН)₂ + Н₂О.
40-60°C oralig‘ida kalsiy gidroksidning karbonizatsiyasi maksimal darajada bo‘ladi. CaCO₃ ni cho‘ktirish atmosfera bosimi ostida po‘lat apparatlarda amalga oshiriladi, turbogazli puflagichlar orqali 40% gacha CO₂ bo‘lgan pechlardan gaz etkazib beradi. Kalsiy gidroksidining karbonizatsiyasining tugashi bo‘tqaning elektr o‘tkazuvchanligi bilan belgilanadi - Ca(OH)₂ karbonizatsiyasi tugagandan so‘ng, Mg(OH)₂ ning karbonizatsiyasi boshlanishi tufayli elektr o‘tkazuvchanligi keskin ortadi [30]. Olingan bo‘tqa keyingi karbonizatsiya uchun yuboriladi va magniy bikarbonat eritmasi hosil bo‘ladi. Magniy bikarbonatni qabul qilishda magniy karbonatning cho‘kishiga yo‘l qo‘ymaslik uchun harorat 26°C dan oshmaydi. Loydan ajratilgan bikarbonat eritmasi (CaCO₃, SiO₂ va boshqalar) aralashtirib 45-50°C gacha qizdirilganda parchalanadi. Bunda asosiy magniy karbonat 3MgCO₃•Mg(OH)₂ hosil boʻladi, u quritiladi va engil magneziya sifatida chiqariladi.
Mg(OH)₂ ni o‘z ichiga olgan suspenziyalarning karbonizatsiyasi, so‘ngra Mg(HCO₃)₂ ning parchalanishi tijorat magniy oksidi yoki gidroksidni tozalash uchun ham ishlatilishi mumkin; bunda Mg(HCO₃)₂ eritmasidan aralashmalarni ajratgandan so‘ng quritiladi va kalsinlanadi yoki undan olingan magniy kalsinlanadi.
AQShda 20% MgO ni o‘z ichiga olgan dolomitdan magniy oksidi ishlab chiqarish sodali suv ishlab chiqarish bilan birlashtiriladi [13]. Dolomitni valli pechlarda yoqish paytida olingan va 40% gacha CO₂ bo‘lgan gaz soda ishlab chiqarishda va magniy gidroksidini qayta ishlashda ishlatiladi.
Ohak usuli bilan magniy gidroksidini olish usuli magniy xloridning ohak (ohak suti) bilan eritmalaridan cho‘ktirishdan iborat. Mg(OH)₂ ning eruvchanligi Ca(OH)₂ dan (25°C da 1,6 g / l) ancha past bo‘lishi natijasida reaksiya
MgCl₂ + Са (ОН)₂ = CaCl₂ + Mg (OH)₂
Mg(OH)₂ hosil bo‘lishi tomon ketadi. Magniy gidroksid filtrlanadi, suv bilan yaxshilab yuviladi va past haroratlarda kuydiriladi. Yog‘ingarchilik va kalsinlanish usullariga qarab, magnesiyaning turli navlari olinadi.
Magnesiya mahsulotlarini olish uchun qimmatbaho xom ashyo turi dengiz suvi va sho‘r suvdir [15]. Dengiz suvi va sho‘r suvlardan olinadigan magniy birikmalari yuqori sifatli, magniy oksidi esa 96-99% ni tashkil qiladi, kukunlari yuqori zichlikli va mikrodon tarkibiga ega (40-80 mikron), bu o‘tga chidamli materiallarning sifati uchun muhimdir.
AQSh, Niderlandiya, Yaponiya, Meksika, Isroil, Irlandiya, Iordaniyada magniy oksidi dengiz suvidan kuygan dolomit yoki ohaktosh bilan aralashtirib olinadi [13]:
СаО MgО + MgCl₂ + 2Н₂О → 2Mg (ОН)₂↓ + CaCl₂.
AQSh Geologik xizmati ma’lumotlariga ko‘ra, hozirgi vaqtda dengiz suvidan magnezium kukunlari ishlab chiqarishning 56% Yaponiya, Gollandiya va AQSh hissasiga to‘g‘ri keladi [13]. Magnesiya kukunlarining jahon ishlab chiqarishining taxminan 15% dengiz suvi va sho‘r suvlardan olinadi.
Magniy gidroksidi magniy o‘z ichiga olgan suvlardan ikkinchisini kalsiy gidroksid bilan qayta ishlash orqali olinadi, avval 1 kg Ca(OH)₂ uchun 0,0025-0,013 kg miqdorida organik qo‘shimcha bilan aralashtiriladi, so‘ngra cho‘kma cho‘kindi va ajratiladi. Polivinilatsetat emulsiyasi organik qo‘shimcha sifatida ishlatiladi [31].
Magniy xlorid eritmalaridan magniy gidroksidini olish usuli ularni monoetanolamin bilan ishlov berishni, suspenziyani doimiy elektr maydoniga ta’sir qilishni, hosil bo‘lgan magniy gidroksidi suspenziyasini filtrlashni va uni yuvishni o‘z ichiga oladi [32].
Patent magniy nitratining ammoniy gidroksidi bilan eritmasidan magniy gidroksidini aralashtirish bilan dastlabki eritmaning massasi bo‘yicha 3% dan ko‘p bo‘lmagan karbamid mavjudligida ishlab chiqarishni, so‘ngra filtrlash orqali maqsadli mahsulotni ajratishni nazarda tutadi. , yuvish va quritish [33].
Magniy gidroksid oldindan maydalangan magniy karbonat va natriy gidroksidni doimiy aralashtirish bilan 2-10% suv qo‘shib, sodali suv bilan yuvish va maqsadli mahsulotni ajratish orqali olinadi [34].
Usul kaliy rudalarini qayta ishlash jarayonida hosil bo‘lgan tuzli sho‘rlardan magniy gidroksidini olish imkonini beradi. Cho‘kma natriy gidroksidning suvli eritmasida 1 l eritma uchun 0,35-0,40 mol NaOH miqdorida va 4-6 m / l konsentratsiyada doimiy aralashtirish va eritmaning doimiy kislotaliligi bilan amalga oshiriladi [35]. Sho‘r suvlardan magniyning cho‘ktirish darajasi 85-90% ni tashkil qiladi va magniy gidroksid miqdori 97% dan kam emas, kalsiy oksidi 1,5% dan ko‘p emas.
Bishofitdan magniy gidroksidini olishning ma’lum usuli mavjud, jumladan bishofit eritmasini filtrlash, magniy gidroksid eritmasidan ammiak bilan ishlov berish orqali pH 10-10,5 gacha cho‘ktirish, pH 11,0 da ammoniy karbonat bilanaylanma suyuqlikdan magniyni qo‘shimcha cho‘ktirish. -11,5 [36]. Magniy oksidini olish uchun cho‘kmalarga issiqlik bilan ishlov berish 500-700°C haroratda 1-2 soat davomida amalga oshiriladi.
Magniy oksidi kristall bishofitdan ham olinadi [37]. Buning uchun bisxofit atmosferadan past bosimda ketma-ket uch bosqichda, birinchi bosqichda 107-117°C haroratda suyuqlik fazali bishofit hosil bo‘lishi bilan, ikkinchi bosqichda 230 haroratda termogidrolizga duchor bo‘ladi. Magniy gidroksiklorid hosil bo‘lishi bilan -290°C, uchinchi bosqichda 410-490°C haroratda magniy oksidi olinadi.
Tabiiy yuqori minerallashgan sho‘r suvlardan magniy oksidi olingandan so‘ng, u 18-25°C gacha sovutiladi, kalsiy xlorid kristallari ajratiladi, tozalangan sho‘r suyultiriladi, gazlanadi, temir gidroksidning cho‘kmasi ajratiladi, olingan ohak suti bilan ishlanadi. qovurish dolomit, ohaktosh, bo‘tqa shakllantirish kalsiy xlorid eritmasi va magniy gidroksid cho‘kmasi bilan poliakrilamid ishtirokida qalinlashgan [38].
Kalsiy karbonat va magniy gidroksidi bo‘lgan natriy xlorid ishlab chiqarishda tuz sho‘rlarini kimyoviy tozalash chiqindilaridan magniy oksidini olish usuli tasvirlangan [39]. Buning uchun sho‘r suvlar suspenziya olinmaguncha suv bilan suyultiriladi, u magniy bikarbonat va kalsiy karbonat hosil bo‘lgunga qadar karbonlashtiriladi, filtrda kalsiy karbonat ajratiladi vaaylanma suyuqlik dekarbonizatsiyaga beriladi, bu erda cho‘kma hosil bo‘ladi. asosiy magniy karbonat hosil bo‘lib, u 350-400°C haroratda kuydiriladi va faol magniy oksidi ajratiladi.
Magniy oksidi tarkibida magniy bo‘lgan xomashyoni 0,5 mm dan oshmaydigan fraksiyagacha maydalash, 60-70°C haroratda sulfat kislota bilan ishlov berish, suspenziyani metall aralashmalari, parchalanmagan xomashyo va silikageldan tozalash orqali ham olinadi, magniy sulfat eritmasida magniy oksidi umumiy tarkibining 2-8% miqdorida kuygan magniy qo‘shilishi bilan 20-30% ohak suti yoki soda eritmasining cho‘ktirilishi, magniy gidroksidini ajratishdan keyin olingan filtrat magniy gidroksidini cho‘ktirishga qaratilgan [40]. Cho‘kma Na₂O dan uch marta qaytarilib, cho‘kmadagi natriy oksidi 0,43% bo‘lguncha yuviladi, namligi 1,5% 350°C da quritiladi, 850°C da issiqlik bilan ishlov beriladi va sovutiladi.
Magniy o‘z ichiga olgan xom ashyodan magniy oksidini olishning yana bir usuli serpentenitni 90-100°C da 10-15% konsentratsiyali sulfat kislota bilan ishlov berish, hosil bo‘lgan magniy sulfat eritmasini metall aralashmalaridan tozalash, pH 8-8,5 da kaustik soda bilan cho‘ktirishni o‘z ichiga oladi, metall gidroksidlari cho‘kmasini ajratish, pH 10-12 da eritmani karbonlashtirish, magniy karbonatni ajratish, yuvish, quritish va 900°C da issiqlik bilan ishlov berish [41].