содержание      ..      1       2         ..

ПРОИЗВОДСТВО ОКСИДА МАГНИЯ, ГИДРОКСИДА МАГНИЯ, ХЛОРИДА МАГНИЯМ (ИТС 21-2021) - часть 1

И Н Ф О Р М АЦ И О Н Н О - Т Е Х Н И Ч Е С К И Й С П Р АВ О Ч Н И К

П О Н АИ Л У Ч ШИ М Д О С Т У П Н Ы М Т Е Х Н О Л О Г И Я М

ПРОИЗВОДСТВО ОКСИДА МАГНИЯ, ГИДРОКСИДА МАГНИЯ,

ХЛОРИДА МАГНИЯ

Production of magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium chloride

Дата введения 01-03-2022

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие основные виды

экономической деятельности без ограничений по производственной мощности:

- производство оксида магния;

- производство гидроксида магния;

- производство хлорида магния (хлорида магния гексагидрата).

Производство указанных продуктов относится в соответствии с общероссийским

классификатором видов экономической деятельности (ОКВЭД 2) к производству про-

чих основных неорганических химических веществ (код ОКВЭД 20.13).

Настоящий справочник НДТ не распространяется на:

- добычу и обработку сырья на месторождениях;

- вопросы, относящиеся исключительно к обеспечению промышленной без-

опасности или охране труда.

Вопросы охраны труда рассматриваются частично и только в тех случаях, когда

они оказывают непосредственное влияние на виды деятельности, включенные в об-

ласть применения настоящего справочника НДТ.

Сфера распространения настоящего справочника НДТ приведена в таблице 1.

Т а б л и ц а 1 - Сфера распространения ИТС НДТ

Наименование продукции по ОК 034-

Наименование вида

ОКПД 2

ОКВЭД 2

2014 (ОКПД)

деятельности по ОКВЭД 2

Производство прочих ос-

20.13

новных неорганических хи-

мических веществ

08.99.29.140

Карбонат магния (магнезит) природ-

ный, магнезия и прочие оксиды маг-

ния

20.12.19.110

Оксиды прочих металлов

20.13.25.114

Гидроксид и пероксид магния

20.13.25.119

Оксиды, гидроксиды и пероксиды

прочие

20.13.31.000

Галогениды металлов

20.13.62.190

Соли неорганических кислот или пе-

роксикислот прочие

1

Настоящий справочник НДТ распространяется также на технологические про-

цессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать или ока-

зывают влияние на объемы (массы) эмиссий в окружающую среду или на масштабы

загрязнения окружающей среды:

- хранение и подготовка сырья;

- производственные процессы;

- методы предотвращения и сокращения эмиссий и образования отходов, в том

числе методы очистки сточных вод и промышленных выбросов;

- методы сокращения выбросов при хранении и складировании продукции.

Дополнительные виды деятельности (технологические процессы, промышлен-

ные системы для реализации отдельных видов деятельности), осуществляемые при

производстве оксида мания, гидроксида магния, хлорида магния, и соответствующие

им справочники НДТ, определенные распоряжением Правительства Российской Феде-

рации от 31 октября 2014 г. № 2178-р [8], приведены в таблице 2.

Т а б л и ц а 2 - Дополнительные виды деятельности, осуществляемые при производ-

стве оксида магния, гидроксида магния, хлорида магния и соответствующие им спра-

вочники НДТ

Вид деятельности

Соответствующий справочник НДТ

Очистка и утилизация сточных

ИТС 8 «Очистка сточных вод при производстве продукции

вод

(товаров) выполнении работ и оказании услуг на крупных

предприятиях»

Утилизация и обезвреживание от-

ИТС 15 «Утилизация и обезвреживание отходов (кроме

ходов

обезвреживания термическим способом (сжигание отхо-

дов))»

Добыча сырья

ИТС 16 «Горнодобывающая промышленность. Общие

процессы и методы»

Размещение отходов

ИТС 17 «Размещение отходов производства и потребле-

ния»

Использование систем охлажде-

ИТС 20 «Промышленные системы охлаждения»

ния

Очистка выбросов вредных (за-

ИТС 22 «Очистка выбросов вредных (загрязняющих) ве-

грязняющих) веществ в атмо-

ществ в атмосферный воздух при производстве продукции

сферный воздух

(товаров), а также при проведении работ и оказании услуг

на крупных предприятиях»

Осуществление производственно-

ИТС 22.1 «Общие принципы производственного экологи-

го экологического контроля

ческого контроля и его метрологического обеспечения»

Хранение и складирование това-

ИТС 46 «Сокращение выбросов загрязняющих веществ,

ров (материалов)

сбросов загрязняющих веществ при хранении и складиро-

вании товаров (грузов)»

Обращение со сточными водами

ИТС 47 «Системы обработки (обращения) со сточными

и выбросами в химической про-

водами и отходящими газами в химической промышлен-

мышленности

ности»

Использование энергии и энерго-

ИТС 48 «Повышение энергетической эффективности при

ресурсов

осуществлении хозяйственной и (или) иной деятельности»

2

1.1.1.1 Обожженная каустическая магнезия (CCM)

Обожженная каустическая магнезия является оксидом магния, в котором сохра-

нена оригинальная модификация кристаллов, сохраняемая при обжиге при температу-

рах в пределах 600-800 °С, и в которой имеются бреши в кристаллической структуре.

Обожженная каустическая магнезия характеризуется высокой удельной поверхностью,

и поэтому она по сравнению с мертво обожженной магнезией и плавленой магнезией

характеризуется высокой активностью. Обожженная каустическая магнезия обычно

представляет собой рыхлый, пористый порошок либо очень рыхлые кусочки. Обжиг

карбоната магния или гидроксида магния при более высокой температуре (выше

1300 °С) используют для получения различных сортов обожженной каустической маг-

незии. Типичные характеристики обожженной каустической магнезии Саткинского про-

изводства (ООО «Группа "Магнезит"», Челябинская обл.) приведены в таблице 1.1.

Т а б л и ц а 1.1 - Показатели обожженной каустической магнезии для применения в

сельском хозяйстве

Обозначение марки и технические показатели

Обозначение показателя, единицы

обожженной каустической магнезии

измерения

Dalpor P85s

Dalpor P83sk

Dalpor P90sm

MgO, %, не менее

85 (> 86)

83 (> 86)

90 (≥ 92)

CaO, %, не более

6,0 (< 5,0)

6,0 (< 5,0)

3,0 (< 2,8)

SiO2, %, не более

4,5 (< 4,0)

6,0 (< 5,0)

3,2 (< 3,0)

LOI, %, не более

5,0 (< 4,5)

5,0 (< 4,5)

5,0 (< 4,5)

Размер частиц, мм

0-2

0,2-2

0-0,2

Обожженная каустическая магнезия производится также как продукт с наимено-

ванием «магнезия жженая техническая» по ГОСТ 84479 в виде продукта одной из

трех марок: А, Б или В [10]. Показатели магнезии по ГОСТ 84479 приведены в таблице

1.2.

Т а б л и ц а 1.2 - Показатели магнезии жженой технической по ГОСТ 844

Норма для марки (код ОКП)

Наименование показателя

А (активная)

Б

В

21 2323 0100

21 2323 0200

21 2323 0300

Массовая доля окиси магния, %, не менее

90

93

90

Массовая доля окиси кальция, %, не более

1,5

1,2

2,5

Массовая доля железа в пересчете на окись желе-

0,1

0,08

0,1

за, %, не более

Массовая доля нерастворимого в соляной кислоте

0,15

0,1

0,15

остатка, % не более

Массовая доля хлоридов в пересчете на Сl, %,

0,05

0,035

0,08

не более

Массовая доля марганца, %, не более

0,003

0,003

0,08

Потери в массе при прокаливании, %, не более

7,5

5,5

7,5

5

Окончание таблицы 1.2

Норма для марки (код ОКП)

Наименование показателя

А (активная)

Б

В

21 2323 0100

21 2323 0200

21 2323 0300

Остаток при просеве на сите с сеткой

0,1

0,005

0,1

№ 014К (ГОСТ 6613), %, не более

Активность (йодное число), мг-экв.J/100 г MgO,

75

Не нормируется

не менее

Насыпная плотность, г/см³, не более

0,3

0,45

0,45

1 Массовая доля сульфатов в пересчете на SO3 в жженой магнезии марок Б и В, полученной из суль-

фатного сырья, гарантируется не более 0,4 % и 0,7 % соответственно.

2 Жженая магнезия марки А, предназначенная для шинной и других отраслей промышленности, кроме

резинотехнической, должна иметь активность (йодное число) 30-75 мг-экв. J/100 г MgO.

Указанные марки магнезии жженой технической по ГОСТ 84479 [10] применяют-

ся в резинотехнической, шинной, электротехнической, химической и других отраслях

промышленности.

1.1.1.2 Мертво обожженная или мертво спеченная магнезия (DBM)

Мертво обожженную, или мертво спеченную, магнезию получают в процессе об-

жига карбоната или гидроксида магния при температуре 1600-2200 °С. Отдельные

марки мертво обожженной магнезии отличаются содержанием оксида кальция СаО, ко-

торое может достигать от менее 2 % до 35 %, и содержанием диоксида кремния, кото-

рое должно быть минимальным. Для некоторых областей применения требуется мерт-

во обожженная магнезия с минимальным содержанием железа. Мертво обожженная

магнезия кристаллизуется в виде кубических кристаллов и, как правило, характеризу-

ется плотностью менее 3,45 г/см³ и размером кристаллов в пределах 30-200 мкм.

Мертво обожженную магнезию производят в виде зерен и брикетов. Нормируемые

(контрактные) и типичные технические показатели марок мертво обожженной магнезии,

производимых в Российской Федерации, приведены в таблице 1.3.

Т а б л и ц а 1.3

- Показатели мертво обожженной магнезии для применения в

металлургии и в других отраслях

Обозначение марки и технические показатели

Обозначение показателя, единицы

мертво обожженной магнезии

измерения

Dalpor P92m

Dalpor P89e

Dalpor P89m

MgO, %, не менее

91 (≥ 92)

89 (> 90)

89,0 (≥ 90,5)

CaO, %, не более

3,0 (< 2,5)

4,8 (< 4,0)

6,0 (< 4,8)

SiO2, %, не более

3,0 (< 2,5)

4,0 (< 2,7)

4,0 (< 3,5)

P, %, не более

0,01

Не нормируется

Не нормируется

S, %, не более

0,01

Не нормируется

Не нормируется

Fe2O3, %, не более

Не нормируется

2,5 (< 2,0)

3,0 (< 2,7)

Al2O3, %, не более

Не нормируется

1,0 (< 0,7)

1,0 (< 0,7)

LOI, %, не более

0,2 (< 0,15)

0,5 (< 0,3)

0,5 (< 0,3)

6

Окончание таблицы 1.3

Обозначение марки и технические показатели

Обозначение показателя, единицы

мертво обожженной магнезии

измерения

Dalpor P92m

Dalpor P89e

Dalpor P89m

Влажность, %, не более

Не нормируется

0,5

Не нормируется

Размер частиц, мм

> 8 мм не более

0-4 не менее

10 %; 75-90 %

0-2

95 %; < 1 мм (50-

> 1 мм 10-25 %

85 %

≤ 1 мм

1.1.1.3 Плавленая магнезия, или периклаз (FM)

Плавленую магнезию, или периклаз, получают при плавлении в электродуговых

печах при температурах около 2800 °С. Различие между плавленой и спеченной (мерт-

во обожженной) магнезией состоит в том, что плавленая магнезия характеризуется

большей плотностью (3,43-3,60 г/см³) и размером кристаллов в пределах 200-2000

мкм. Плавленую магнезию используют в огнеупорных материалах и для некоторых

специальных целей, например, в ядерных реакторах. Нормируемые (контрактные) и

типичные технические показатели периклаза различных марок Раздолинского и Сат-

кинского производств приведены в таблице 1.4.

Т а б л и ц а 1.4 - Показатели периклаза Раздолинского и Саткинского производств

Обозначение марки и технические показатели

Обозначение показателя,

периклаза

единицы измерения

Dalpor P97f

Dalpor P971f

Dalpor P98f

MgO, %, не менее

96,5 (≥ 97,0)

96,5 (> 97,0)

97,5 (≥ 98)

CaO, %, не более

< 2,0 (< 1,8)

< 1,4 (< 1,3)

< 1,3 (< 1,1)

SiO2, %, не более

< 1,3 (< 1,1)

< 1,4 (< 1,3)

< 0,8 (< 0,65)

Fe2O3, %, не более

0,5 (< 0,4)

1,5 (< 1,4)

0,5 (< 0,3)

Al2O3, %, не более

0,8 (< 0,7)

0,5 (< 0,4)

0,6 (< 0,5)

Плотность, г/см³

3,45 (> 3,48)

3,45 (> 3,48)

3,45 (> 3,50)

LOI, %, не более

0,3

0,3

0,2

Размер частиц, мм

5-3, 3-1, 0-1,0-40

5-3, 3-1, 0-1,

0-40

5-3, 3-1, 0-1,

0-40

1.1.1.4 Обожженная каустическая магнезия «мокрого» способа

производства

Обожженная каустическая магнезия, получаемая «мокрым» способом производ-

ства, выпускается АО «НикоМаг» в соответствии со стандартом организации

СТО 00203275-227-2011 (с изменениями №№ 1-4) [11] под торговым наименованием

«магний оксид». Производится пять марок продукта с нормируемыми техническими по-

казателями, указанными в таблице 1.5.

7

Т а б л и ц а 1.5 - Показатели «магний оксида», производимого по СТО 00203275-227-

2011

Наименование

Значение нормы

показателя

Марка А

Марка Б

Марка В

Марка Д

Марка Е

1 Внешний вид

Порошок

Порошок

Порошок

Порошок

Порошок от белого

белого

белого

белого

белого

до желтовато-

цвета

цвета

цвета

цвета

коричневого или се-

рого цвета. Допуска-

ется рыжий оттенок.

Допускается наличие

комков и пластин

2 Массовая доля оксида

магния, %, не менее

99^*

99^*

99^*

99^*

90*

3 Массовая доля кальция в

пересчете на оксид кальция

(СаО), %, не более

0,35

0,30

0,30

0,5

-

4 Массовая доля диоксида

кремния (SiO2), %, не более

0,05

-

0,05

0,05

-

5 Массовая доля железа в

пересчете на оксид железа

0,05

-

0,05

0,06

-

(Fe2O3

), %, не более

6 Массовая доля алюминия

в пересчете на триоксид

алюминия (Al2O3), %, не бо-

-

-

0,05

-

-

лее

7 Массовая доля хлоридов,

0,1

0,03

0,1

0,2

-

%, не более

8 Массовая доля сульфа-

0,2

0,2

0,15

0,5

-

тов, %, не более

9 Массовая доля натрия, %,

0,1

-

0,1

0,1

-

не более

10 Массовая доля потерь

при прокаливании, %, не

более (в диапазоне)

2,0

2,0

2,0-10,0

-

15

11 Удельная поверхность,

м²/г, в диапазоне

4-20

-

40-170

-

12 Активность по лимонно-

Не нормируется

му числу, с, в диапазоне**

-

60-80

-

-

13 Гранулометрический со-

став, мкм: диаметр 10 % ча-

стиц (d10),

1,5

1,5

1,5

-

-

не более

диаметр 50 % частиц (d50),

5,0

5,0

5,0

-

-

не более

диаметр 90 % частиц (d90),

30,0

30,0

30,0

-

-

не более

*Массовая доля определяется в пересчете на прокаленное вещество.

**Показатель активность по лимонному числу для марки Е определяется по требованию потребителя.

8

«Магний оксид» по СТО 00203275-227-2011 используется в качестве высокоэф-

фективного нетоксичного неорганического наполнителя и добавки для производства

практически всех типов пластиков и резины, при производстве трансформаторных ста-

лей, а также применяется как исходное сырье в химической, фармацевтической и пи-

щевой отраслях промышленности [11].

1.1.2 Применение оксида магния

Основной областью применения оксида магния является производство огне-

упорных материалов, при этом около 65 % всей производимой магнезии используется

при производстве стали, 15 % - в цементной промышленности, 7 % - при производстве

огнеупоров другого (специального) назначения, и около 13 % магнезии используется в

других областях применения. Таких сфер применения насчитывается более 80, и в це-

лом они относятся к применению обожженной каустической магнезии [10, 11].

Основными областями применения обожженной каустической магнезии являют-

ся:

- строительная промышленность, в том числе покрытие полов и изоляция;

- производство трансформаторной стали, в том числе для кондиционирования

шлака;

- производство резинотехнических изделий;

- сельскохозяйственной производство, в том числе при получении кормов и в ка-

честве удобрения;

- производство целлюлозы, бумаги, химических и фармацевтических препаратов,

огнестойких материалов и композиций;

- охрана окружающей среды;

- химическая, фармацевтическая, пищевая и другие отрасли промышленности.

Мертво обожженная, или мертво спеченная, магнезия в основном применяется

при производстве различных огнеупоров, в том числе в следующих отраслях промыш-

ленности:

- производство стали, например, в электродуговых или других печах, в конверте-

рах, при транспортировке расплавленного металла;

- производство цемента, например, на впуске из запечного теплообменника, в

печах и холодильниках;

- производство извести, в том числе на впуске печей обжига известняка;

- стекольное производство, в том числе в плавильных печах и желобах; плавле-

ную магнезию, или периклаз, применяют только при производстве высококачественных

специальных огнеупорных материалов и в атомной энергетике.

Основные области применения оксида магния представлены в таблице 1.6.

Т а б л и ц а 1.6 - Основные области применения оксида магния

Область применения

Детали (описание) применения

Производство огнеупорных матери-

Производство огнеупорных материалов для стекольной,

алов

цементной, металлургической промышленности

Производство резинотехнических

Использование в качестве наполнителя и вулканизую-

изделий и синтетических каучуков

щего компонента резиновых смесей

Металлургия

Производство трансформаторных сталей

9

Окончание таблицы 1.6

Область применения

Детали (описание) применения

Нефте- и газодобывающая отрасль

Добавка в буровые растворы

Пищевая промышленность

Пищевая добавка Е530 - эмульгатор

Производство химических реакти-

Использование для производства чистых и высокочи-

вов, химическая промышленность

стых химических веществ, реактивов

Парфюмерия, медицина, фармацев-

Использование в качестве компонента лекарственных и

тическая промышленность

косметических средств, антацидного средства

Гальванические производства

Использование для формирования и нанесения специ-

альных покрытий

Иные сферы применения: кожевен-

Атомная энергетика, электронная промышленность, ко-

ная, электронная промышленность,

жевенная промышленность (дубление кожи), охрана

охрана окружающей среды

окружающей среды (очистка воды и выбросов)

Крупнейшими потребителями оксида магния в Российской Федерации являются

металлургическая промышленность, производство огнеупорных материалов, произ-

водство резинотехнических изделий, промышленность строительных материалов, хи-

мическая отрасль.

В таблице 1.7 представлена динамика потребления оксида магния марки ССМ в

различных отраслях промышленности Российской Федерации с небольшим объемом

потребления за период с 2007 по 2015 годы.

Т а б л и ц а 1.7 - Динамика потребления оксида магния марки ССМ

Объем потребления в Российской Федерации, т/год

Область применения

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

Добавка в буровые рас-

388

309

100

153

190

160

480

520

250

творы

Гальваника

10

10

10

10

10

10

10

10

10

Дубление кожи

375

397

330

370

340

350

490

520

300

Производство стекло-

20

20

0

0

0

0

-

-

-

холста

Парфюмерия и медицина

14

15

16

16

17

19

20

20

20

Химический реактив

230

220

200

210

200

220

270

270

250

Каждая сфера применения предъявляет свои требования к качеству оксида маг-

ния. Массовая доля оксида магния в продуктах, предназначенных для большинства

областей применения, должна составлять не менее 92 %. Требования по массовой до-

ле примесей в оксиде магния различны в зависимости от сферы применения и кон-

кретных конечных потребителей оксида магния.

1.1.2.1 Применение для производства резинотехнических изделий

В течение 2009 года большинство потребителей оксида магния отечественного

производства были вынуждены искать импортные аналоги, при этом практически все

запасы оксида магния отечественного производства были использованы.

10

В течение 2016-2021 годов можно прогнозировать восстановление потребления

оксида магния до уровня 1100-1200 т/год. В дальнейшем можно прогнозировать, что

средний рост потребления за период в 4-5 лет будет на уровне 5-6 % в год.

Основными потребителями оксида магния для производства резинотехнических

изделий являются производители готовых изделий из вулканизированной резины и ка-

учуков, которые приведены в таблице 1.8.

Т а б л и ц а 1.8

- Основные потребители оксида магния для производства

резинотехнических изделий

№ п/п

Наименование потребителя

Объем потребления,

т/год

1

АО «Балаковорезинотехника», г. Балаково

30

2

АО «Резинотехника», г. Саранск,

18

3

ЗАО «Курскрезинотехника», г. Курск

24

4

АО «УЗЭМИК», г. Уфа

60

5

АО «Ярославрезинотехника», г. Ярослаль

24

6

ЗАО «Карт», г. Казань,

18

7

«Томский завод резиновой обуви», г. Томск

18

8

АО «Киров ИСКОЖ», г. Киров

15,6

9

АО «Астраханский завод резиновых технических изделий»

12

10

АО «УРАЛАТИ»

7

11

ЗАО «Волжскрезинотехника», г. Волжский

7

12

«Красный треугольник», г. Санкт-Петербург

8

13

«РТИ-Каучук», г. Москва

16,5

14

АО «ТЕЛИЭМ», г. Пермь

15

15

«АСБ РТИ», г. Санкт-Петербург

11

16

АО «Химпласт», г. Новосибирск

8

17

АО «БАРНАУЛ-РТИ», Алтайский край

9

18

ЗАО «ТУЛЬСКИЙ ЗАВОД РТИ», г. Тула

5

19

ООО «Нокиан Тайерс»

5

20

ООО «ОЗ РТИ», г. Подольск

4

21

СП ЗАО «Матадор-Омскшина», г. Омск

4

22

ООО «НИИЭМИ», г. Москва

2

23

АО «АРТИ», г. Москва

2

24

НПП «Элком», г. Москва

2

25

Прочие*

40

Итого

365

*Прочие потребители - потребители с объемом потребления до 2 т/год.

Основным потребителем резинотехнических изделий, произведенных с исполь-

зованием оксида магния, является автомобилестроение. Требования, предъявляемые

этой отраслью к качеству резинотехнических изделий, постоянно повышаются, также

повышается объем потребления специальных резинотехнических изделий (с металли-

11

способа производства магнезии добывают в открытых карьерах или в подземных шах-

тах. При добыче происходит измельчение кусков магнезита и их первичная обработка.

Для подготовки магнезита используют стандартное оборудование для дробления, из-

мельчения и фракционирования. В зависимости от природы минерала - твердости,

размера его кусков - используют различные виды оборудования для первичного и вто-

ричного измельчения. Для подготовки магнезита иногда используют тяжелый шлам.

Для удаления примесей сырьевые материалы часто промывают. Кроме того, при по-

мощи магнитного сепаратора осуществляют непрерывную магнитную сепарацию, то

есть очистку от примесей соединений железа. Магнезит (горная порода) состоит из

кристаллического минерала - магнезита (MgCO3), в состав которого входит

47,81 мас. % MgO и 52,19 мас. % СО2. Цвет магнезита - белый с сероватым или жел-

товатым оттенком, иногда снежно-белый, блеск - стеклянный; твердость по шкале Мо-

оса - 4,5-5; плотность - 2,9-3,1 г/см³.

В промышленности под магнезитом понимается также карбонатная горная поро-

да кристаллического или аморфного строения, состоящая в основном из минерала

магнезита с примесью гидромагнезита, доломита, кальцита, талька, хлорита, глинисто-

го и углистого вещества.

Общий объем запасов магнезита в месторождениях, принадлежащих

ООО «Группа "Магнезит"», оценивается в 188 млн. т, что составляет около 18,6 % всех

внутренних запасов магнезита, из них на Челябинское (Саткинское) месторождение

приходится 152,4 млн. т, на Красноярское (Нижнеангарское) месторождение - 19,8 млн.

т, на другие месторождения группы (Словакия, Китай) -

15,7 млн. т магнезита.

По средней массовой доле диоксида кремния сырье различных месторождений харак-

теризуется следующими свойствами: массовая доля диоксида кремния в магнезите

Саткинского месторождения составляет 0,98 %; в магнезите Красноярского месторож-

дения - 0,54 %; в магнезите других месторождений - от 0,55 % (Китай) до 0,60 % (Сло-

вакия).

Типичный химический состав магнезита двух основных месторождений Россий-

ской Федерации представлен в таблице 1.9.

Т а б л и ц а 1.9 - Химический состав магнезита месторождений Российской Федерации

Наименование

Степень

Компонент и его массовая доля в магнезите, %

месторождения

чистоты

MgO

SiO2

CaO

Fe2O3

Челябинское

44-47

0,6-2,5

0,8-7,0

0,8-1,0

(Саткинское)

Красноярское

Высокая

47-48

0,25-0,35

0,47-0,55

0,10-0,15

(Нижнеангарское)

Средняя

46-47

0,35-0,75

0,55-0,70

0,10-0,15

По данным за 2019 год, магнезит Челябинского месторождения добывается под-

земным (шахтным) и открытым карьерным способами, а магнезит Красноярского ме-

сторождения - только открытым карьерным способом.

15

Синтетический гидроксид магния по сравнению с природным бруситом имеет

следующие технические и потребительские преимущества:

- более высокая температура начала разложения >350 °C (у природного брусита

- >300 °С);

- отсутствие нежелательных, так называемых «вредных» примесей;

- более высокая степень белизны;

- возможность варьирования удельной поверхности (активности) и дисперсности

частиц в процессе синтеза гидроксида магния.

1.4.2 Применение гидроксида магния

В настоящее время гидроксид магния используют в нескольких областях про-

мышленности, основные из которых приведены в таблице 1.10. Наиболее важные об-

ласти применения гидроксида магния - это производство негорючих проводов и кабе-

лей (автомобильные и безгалогеновые силовые кабели), кровельных листов. Другие

сферы применения имеют второстепенное значение (электроника, корпуса, соедини-

тельные элементы, кабельные каналы, профили, трубы, транспортные контейнеры).

В зависимости от применения используются различные марки, начиная от дешевого

измельченного природного брусита и заканчивая высококачественным поверхностно

обработанным гидроксидом магния.

Т а б л и ц а 1.10 - Основные области применения гидроксида магния

Область применения

Детали (описание) применения

Производство огнестойких полимер-

Использование в качестве наполнителя и антипирена

ных композиций, ЛКМ и пластиков

для полимерных материалов, ЛКМ, пластикатов

Пищевая промышленность

Использование в качестве пищевой добавки Е528;

эмульгатора, регулятора кислотности; при производстве

сахара

Производство химических реакти-

Использование для производства чистых и высокочи-

вов, химическая промышленность

стых химических веществ, реактивов, оксида магния

Медицина, косметическая, фарма-

Использование в качестве компонента лекарственных и

цевтическая промышленность

косметических средств; антацидное средство

Иные сферы применения: (охрана

Использование в качестве флокулянта для очистки

окружающей среды)

природных и сточных вод

Гидроксид магния, применяемый при производстве автомобильных проводов и

кабелей, обычно представляет собой поверхностно обработанный продукт высокого

качества. Это характерно для японских производителей автомобилей, таких как Toyota,

использующих марки Kisuma и Magnifin. Немецкие производители автомобилей также

будут использовать эти сорта, как только традиционные ПВХ-композиции будут заме-

нены композициями с более высокой термостабильностью. Французские автомобиль-

ные производители PSA и Renault уже используют композиции кабелей и проводов, ос-

нованные на гидроксиде магния, однако они более низкого качества и основаны на де-

шевом измельченном брусите, покрытом стеаратами, который производится в Италии

компанией Nuova Sima и применяется в кабельной продукции компанией Prysmian (ра-

нее - Pirelli).

18

процессы получения (производство) водных растворов хлорида магния различной кон-

центрации.

Твердый хлорид магния, используемый в различных отраслях промышленности,

производят путем упаривания водного раствора хлорида магния с получением шести-

водного кристаллогидрата хлорида магния (бишофита), имеющего температуру плав-

ления (кристаллизации) около 116 °С. Производство именно этого вида хлорида маг-

ния - бишофита - и является предметом рассмотрения настоящего справочника НДТ.

Основными товарными формами производимого в Российской Федерации хлорида

магния являются гранулы и чешуйки.

В настоящее время в Российской Федерации производится твердый хлорид маг-

ния с наименованием «Магний хлористый технический (бишофит)» в соответствии с

ТУ 2152-002-93524115-2010 (с изменениями №№ 1-3) [16].

Технические показатели этого продукта приведены в таблице 1.11.

Т а б л и ц а 1.11 - Технические показатели бишофита по ТУ 2152-002-93524115-2010

Наименование показателя

Значение

1 Внешний вид

Гранулы или чешуйки от белого до

светло-серого цвета с оттенками от

желтоватого до светло-коричневого

2 Массовая доля ионов магния (Mg²⁺), %, не менее

11,8

в пересчете на MgCl2·6H2O, %, не менее

97,0

3 Массовая доля хлористого кальция в пересчете на ок-

0,1

сид кальция (СаО), %, не более

4 Массовая доля ионов щелочных металлов (Na⁺ + K⁺),

0,8

%, не более

5 Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %,

0,2

не более

Кроме того, в Российской Федерации АО «НикоМаг» производит пищевую добав-

ку «хлорид магния Е511» по техническим условиям ТУ 9199-003-93524115-2011. Нор-

мируемые показатели этой пищевой добавки приведены в таблице 1.12.

Т а б л и ц а 1.12 -

Технические

показатели

пищевой

добавки

по

ТУ 9199-003-93524115-2011

Наименование показателя

Значение

1 Внешний вид

Гранулы или чешуйки от белого до

светло-серого цвета с оттенками от

желтоватого до светло-коричневого

2 Массовая доля 6-водного хлористого магния

99-105

(MgCl2·6H2O), %

3 Массовая доля хлористого кальция в пересчете на

0,05

оксид кальция (СаО), %, не более

4 Массовая доля ионов щелочных металлов

0,5

(Na⁺ + K⁺), %, не более

24

Пищевой хлорид магния относится к категории эмульгаторов и применяется в

пищевой промышленности в качестве отвердителя.

1.7.2 Применение хлорида магния

Основными областями применения хлорида магния в Российской Федерации в

настоящее время являются производство противогололедных реагентов, нефте- и га-

зодобывающая отрасли промышленности, производство синтетических каучуков и тио-

кола, обработка пылящих и смерзающихся грузов.

Области применения хлорида магния по данным маркетинговых исследований

за 2012-2020 годы приведены в таблице 1.13.

Т а б л и ц а 1.13 - Области потребления хлорида магния в Российской Федерации в

2012-2020 гг.

Потенциальный

Объем потребления,

Сфера применения

объем потребления,

т/год

т/год

Противогололёдный реагент

5 000

45 000

Производство магнезиальных бетонов

500

3 000

Производство фибролитовой панели

0

2000

Производство стекломагниевого листа

500

7 000

Стекло-магниевая черепица, пенобетон (пено-

0

1000

магнезит) и газобетон (газомагнезит)

Производство синтетических каучуков и тиокола

1 200

2 500

Обработка древесины

100

200

Текстильная промышленность

150

150

Очистка природной воды и сточных вод

120

700

Нефтегазовая отрасль

10 000

15000

Производство абразивных материалов

750

1000

Подавление пыли, обработка пылящих и смер-

3200

13 000

зающихся грузов

Получение магнийсодержащих соединений

0

3 000

Итого

17 000-23 600

93 550

Потенциал применения хлористого магния в РФ почти в три раза превышает те-

кущий объём потребления. Объёмы потребления хлористого магния в РФ в течение

2007-2012 годах, постоянно возрастали. Если в 2007 г. рынок оценивался в 5,5 тыс.

т/год, в 2010 г. - 13,3 тыс. т/год, то по итогам 2012 года объём рынка составил 25,8 тыс.

т/год.

Таким образом, средний рост потребления за период 2007-2012 годах составил

около 70 % в год, с последующей коррекцией в 2013 году и ростом в 2015 г.

В 2016-2017 годах снижение потребления обусловлено временным закрытием

одного из крупнейших потребителей.

По итогам 2013 г. АО «НикоМаг» занимало 88 % рынка хлористого магния в РФ, а

в 2014 г. увеличило свою долю до 96 % (в связи с прекращением производства в ЗАО

25

- плавление оксида магния в электродуговых печах (при получении периклаза);

- охлаждение магнезии (клинкера) или кристаллизация плавленого периклаза;

- дробление (измельчение) и рассев спеченной или мертво обожженной магне-

зии, или периклаза;

- фасовка, хранение (складирование) и отгрузка готового продукта.

Общая схема описания технологического процесса получения магнезии различ-

ных марок «сухим» способом представлена ниже на рисунке 2.1.

Получение периклазовых материалов в ООО «Группа Магнезит»

Сырой магнезит

Брикетирование

Вращающаяся печь,

Вращающаяся печь

Каустический

многоподовая печь

T > 1700⁰C

магнезит

T > 1050⁰C

Кальцинированный магнезит

порошок

Плавильная

Дробление и рассев

Помол

печь

Производство

Плавленый

Товарный

Брикетирование

огнеупорных

Товарные порошки

периклаз

продукт

изделий и масс

Шахтная печь

T ~ 2000⁰C

Клинкер

Дробление и рассев

Дробление и рассев

Производство

Производство

огнеупорных

Товарный продукт

огнеупорных

Товарный продукт

изделий и масс

изделий и масс

Рисунок 2.1 - Общая схема описания процесса получения магнезии

«сухим» способом

Основное технологическое оборудование, используемое при производстве окси-

да магния различных марок «сухим» способом, приведено в таблице 2.1.

37

Т а б л и ц а 2.1 - Основное технологическое оборудование производства оксида

магния «сухим» способом

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Дробилка магнезита

Дробление карбонатной породы

Нет данных

(магнезита)

Мельница

Измельчение карбонатной по-

Нет данных

роды (магнезита)

Ленточный транспортер

Транспортирование карбоната

Производительность 10-

магния (магнезита)

100 м³/ч

Шахтная печь

Получение жженой и мертво

Температура 1800-2000 °С

спеченной магнезии

Вращающаяся печь

Получение жженой и мертво

Температура 1050-1800 °С

спеченной магнезии

Многоподовая печь с пе-

Получение жженой и мертво

От 8 до 18 подов; температура

ремешивающим устрой-

спеченной магнезии

150-1200 °С

ством и горелками

Электродуговая печь

Получение плавленого пери-

Температура 2000-2200 °С

клаза

Охладитель (холодильник)

Охлаждение жженой и мертво

Температура 150-400 °С

спеченной магнезии

Установка фасовки и пал-

Фасовка оксида магния в мешки

Комплектная установка

летирования мешков

и паллетирование

Установка фасовки в кон-

Фасовка оксида магния в мягкие

Комплектная установка

тейнеры

контейнеры

2.1.1.1 Общее описание процесса добычи и подготовки сырья

Магнезит добывают в открытых карьерах и/или в подземных шахтах, где при до-

быче происходят первоначальное снижение размера кусков и первичная обработка.

Добытое магнезитовое сырье, в зависимости от его химического состава, складируется

на перегрузочных пунктах раздельно по сортам (маркам), а затем крупнокусковой маг-

незит поступает на дробильно-обогатительную фабрику, где происходит его первичное,

среднее и мелкое дробление на щековых и конусных дробилках. Для подготовки магне-

зита используют стандартное оборудование для дробления, измельчения и классифи-

кации. В зависимости от природы минерала - твердости, размера его кусков - исполь-

зуют различное оборудование для первичного и вторичного измельчения (дробления).

При этом размер кусков магнезита не должен быть слишком мал, в то же время крайне

желательно образование минимального количества мелочи (пыли).

Для подготовки магнезита и удаления примесей (доломита, диабаза) иногда ис-

пользуют обогащение в тяжелых суспензиях. С целью удаления нежелательных при-

месей магнезит часто промывают водой. Кроме того, с применением магнитного сепа-

ратора осуществляют непрерывную магнитную сепарацию для удаления примесей же-

леза. Обработанный магнезит, измельченный до необходимого фракционного состава,

подается на обжиг.

38

Общая схема описания технологического процесса обработки и подготовки маг-

незита представлена на рисунке 2.2.

Подготовка сырьевого материала в ООО «Группа Магнезит»

Карьер

Шахта

Магнезитовая масса различных марок

Перегрузочный пункт

Первичное дробление

(щековые дробилки)

Среднее дробление

(конусные дробилки)

Обогащение в тяжелых

суспензиях

Продукт процесса

Магнезитовый концентрат

обогащения

Мелкое дробление

(конусные дробилки)

Склад

Спец.отвал

Подача на обжиг

Рисунок 2.2 - Общая схема описания технологического процесса

подготовки магнезита

В настоящем справочнике НДТ процесс добычи и подготовки магнезитового сы-

рья более подробно не рассматривается.

2.1.1.2 Прием, подготовка, хранение топлива

В производстве оксида магния, как правило, используют три основных вида топ-

лива:

- природный газ;

39

2.1.1.3.1.

2

Плавление с получением плавленого периклаза

Плавленый периклаз получают путем плавления каустического магнезита в от-

крытых электродуговых печах способом «на блок». Плавление периклаза происходит

под электродами, у стенок печи образуется спекшаяся масса. В процессе плавки про-

исходит миграция примесей (оксидов кальция, кремния, железа, алюминия) в боковые

части блока, благодаря чему центральная часть блока обогащается оксидом магния.

После плавления периклазовые блоки направляются на охлаждение, а затем подвер-

гают разделке и измельчению до необходимых фракций. В зависимости от химического

состава плавленый периклаз подразделяется на марки. Полученные материалы ис-

пользуются для производства формованной и неформованной продукции, а также для

отгрузки потребителю.

2.1.1.4 Дробление и измельчение

После обжига спеченную или мертво обожженную магнезию обычно измельчают

в мельницах до необходимой дисперсности и направляют на магнитную сепарацию.

Для измельчения используют различные виды оборудования: шаровые и/или валковые

мельницы, вибромельницы, валковые прессы высокого давления. Для изготовления

брикетов используют двухстадийную термическую обработку.

2.1.1.5 Сведения об используемом природоохранном оборудовании

В таблице 2.2 представлено природоохранное оборудование, предназначенное

для очистки промышленных выбросов производства от загрязняющих веществ.

Т а б л и ц а 2.2 - Природоохранное оборудование, используемое при производстве

оксида магния

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Электрофильтр (электро-

Очистка выбросов от пыли

Температура - до 300-500 °С;

статический осадитель)

оксида магния

площадь поверхности - до 6000 м²

Фильтр рукавный

Очистка выбросов от пыли

Температура - не более 250 °С

оксида магния

Фильтр кассетный силос-

Очистка выбросов от пыли

Площадь фильтрования - 30-300

ный

оксида магния

м²

2.1.2 Описание технологических процессов, используемых при

производстве оксида магния «мокрым» способом

В настоящем подразделе рассматриваются технологические процессы, основное

и природоохранное оборудование производства оксида магния «мокрым» способом.

Технология производства оксида магния «мокрым» способом заключается в од-

новременной или последовательной реализации следующих технологических стадий:

- прием, хранение и подготовка (очистка) исходного раствора бишофита (или

карналлита);

42

- прием, хранение, фильтрация и разбавление исходного раствора гидроксида

натрия или карбоната натрия;

- синтез и сгущение суспензии гидроксида или основного карбоната магния;

- фильтрация и промывка гидроксида или карбоната магния на фильтр-прессе;

- репульпация гидроксида или основного карбоната магния;

- фильтрация репульпированной суспензии гидроксида или карбоната магния;

- обжиг (кальцинация) гидроксида или основного карбоната магния;

- охлаждение оксида магния;

- фасовка, хранение (складирование) и отгрузка готового продукта.

Процесс производства оксида магния «мокрым» способом представляет собой

последовательное проведение двух химических реакций:

1) слабо экзотермической реакции взаимодействия раствора хлорида магния

(карналлита) с раствором гидроксида или карбоната натрия в соответствии со следу-

ющими уравнениями реакций:

MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl + 3,0 кДж/моль;

2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O = Mg(OH)2·MgCO3 + 4NaCl + CO2;

2) умеренно эндотермической реакции дегидратации гидроксида магния или

реакции декарбонизации основного карбоната магния с получением оксида магния в

соответствии со следующими уравнениями реакций:

Mg(OH)2 = MgO + H2O - 81,6 кДж/моль;

Mg(OH)2·MgCO3 = 2MgO + CO2 + H2O.

Ниже приведено детальное описание технологии производства оксида магния

«мокрым» способом на примере производства из гидроксида магния.

Основное технологическое оборудование, используемое при производстве окси-

да магния «мокрым» способом из гидроксида или основного карбоната магния, приве-

дено в таблице 2.3.

Т а б л и ц а 2.3 - Основное технологическое оборудование, используемое при

производстве оксида магния «мокрым» способом

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Сборники (емкости) хранения би-

Хранение раствора бишофи-

Рабочая температура -

шофита (раствора карналлита)

та (карналлита)

10-40 °С

Сборники (емкости) хранения

Хранение раствора щелочи

Рабочая температура -

46%-ной щелочи

20-40 °С

Сборники (емкости) хранения рас-

Хранение и разбавление рас-

Рабочая температура -

твора щелочи (карбоната натрия)

твора щелочи (карбоната

20-80 °С

натрия)

Реакторы синтеза

Синтез гидроксида магния

Рабочая температура -

(основного карбоната магния)

20-60 °С

Сгуститель радиальный с враща-

Сгущение суспензии гидрок-

Рабочая температура -

ющимся скребковым механизмом

сида магния (основного кар-

20-40 °С

боната магния)

43

Окончание таблицы 2.3

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Сборники суспензии гидроксида

Сбор и хранение суспензии

Рабочая температура -

(карбоната) магния

гидроксида магния (основного

20-40 °С

карбоната магния)

Фильтр-прессы мембранные

Фильтрация и промывка гид-

Площадь фильтрации -

роксида (основного карбона-

600-900 м²

та) магния

Ленточный транспортер

Транспортирование кека гид-

Скорость движения ленты

роксида (основного карбона-

- 0,1 м/с

та) магния

Репульпаторы с эффективной ме-

Репульпация (отмывка) гид-

Рабочая температура -

шалкой

роксида (основного карбона-

20-40 °С

та) магния от хлоридов

Конвейер ленточный

Транспортирование кека гид-

Производительность -

роксида (основного карбона-

10 м³/ч

та) магния

Многоподовая печь с перемешива-

Обжиг (кальцинация) гидрок-

От 8 до 18 подов; темпе-

ющим устройством и горелками

сида магния при 700-1150 °С

ратура - 150-1150 °С

Охладитель оксида магния

Охлаждение оксида магния

Установка фасовки и паллетирова-

Фасовка оксида магния в

Комплектная установка

ния мешков

мешки и паллетирование

Установка фасовки в контейнеры

Фасовка оксида магния в мяг-

Комплектная установка

кие контейнеры

2.1.2.1 Общее описание процесса приема, хранения и подготовки сырья

Подготовка исходного раствора бишофита, как правило, предусматривает филь-

трацию раствора от механических примесей. Кроме того, подготовка раствора би-

шофита может включать предварительную очистку от примеси сульфатов магния и

натрия с целью получения более качественного и чистого исходного сырья. Исходный

раствор бишофита поступает в производство по трубопроводу или в автоцистернах от

предприятия-поставщика.

Подготовка исходного раствора гидроксида натрия, как правило, предусматрива-

ет прием исходного концентрированного раствора гидроксида натрия с массовой долей

NaOH до 47,0 %, его фильтрацию от механических примесей и последующее разбав-

ление обессоленной водой, конденсатом или промывной водой (со стадии промывки

гидроксида магния) до получения раствора необходимой концентрации (до 17 мас. %

NaOH). Кроме того, для использования на стадии репульпации гидроксида магния в от-

дельном емкостном оборудовании из более концентрированного раствора щелочи по-

лучают разбавленный раствор гидроксида натрия с массовой долей NaOH не менее

0,01 %.

Исходный раствор щелочи поступает в производство по трубопроводу, или в же-

лезнодорожных цистернах, или автоцистернах от предприятия-поставщика.

44

Т а б л и ц а 2.4 - Природоохранное оборудование производства оксида магния

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Электрофильтр

Очистка выбросов от пыли ок-

Температура - до 300-400 °С;

сида магния

площадь поверхности - до

2400 м²

Фильтр рукавный

Очистка выбросов от пыли ок-

Температура - не более 200 °С

сида магния

Фильтр кассетный силос-

Очистка выбросов от пыли ок-

Площадь фильтрования -

ный

сида магния

30 м²; объемный расход -

40 м³/ч

Природоохранное оборудование для очистки сточных вод в самом производстве

оксида магния практически не используется, поскольку образующиеся сточные воды,

содержащие в качестве основного загрязняющего вещества хлорид натрия, как прави-

ло, используются при производстве (добыче) рассола хлорида натрия методом под-

земного выщелачивания соли. Хозяйственно-бытовые сточные воды, образующиеся в

результате деятельности персонала производства, направляются на биологические

очистные сооружения организации, осуществляющей водоотведение и очистку сточных

вод.

2.2 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время при производстве гидроксида магния

В настоящем подразделе рассматриваются технологические процессы, основное

и природоохранное оборудование производства гидроксида магния «мокрым» спосо-

бом.

2.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее

время при производстве гидроксида магния «мокрым» способом

Технология производства гидроксида магния «мокрым» способом заключается в

последовательной реализации следующих технологических стадий:

- прием, хранение и подготовка (очистка) исходного раствора бишофита;

- прием, хранение, фильтрация и разбавление исходного раствора гидроксида

натрия;

- синтез суспензии гидроксида магния;

- автоклавирование суспензии гидроксида магния;

- охлаждение суспензии гидроксида магния;

- фильтрование и промывка гидроксида магния на фильтр-прессе;

- сушка и измельчение гидроксида магния с возможной поверхностной обработ-

кой частиц модификаторами;

- фасовка, хранение (складирование) и отгрузка готового продукта.

50

Процесс производства гидроксида магния «мокрым» способом представляет со-

бой осуществление химической обменной реакции, характеризующейся незначитель-

ным экзотермическим эффектом, в соответствии со следующим уравнением:

MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl + 3,0 кДж/моль.

Основное технологическое оборудование, используемое при производстве гид-

роксида магния «мокрым» способом, приведено в таблице 2.5.

Т а б л и ц а 2.5

- Основное технологическое оборудование, используемое при

производстве гидроксида магния

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Сборники (емкости) хране-

Хранение исходного раствора

Рабочая температура - 10-40 °С

ния бишофита

бишофита

Сборники (емкости) хране-

Хранение исходного раствора

Рабочая температура - 20-40 °С

ния 46%-ной щелочи

щелочи

Сборники (емкости) хране-

Разбавление и хранение рас-

Рабочая температура - 20-80 °С

ния разбавленного раство-

твора щелочи

ра щелочи

Реакторы синтеза

Синтез суспензии гидроксида

Рабочая температура -не более

магния

60 °С

Сборники суспензии гид-

Хранение, нагрев или охла-

Рабочая температура - 80-90 °С

роксида магния

ждение суспензии гидроксида

магния

Автоклавы с перемешива-

Автоклавирование суспензии

Давление - не более 1,2 МПа.

ющими устройствами

гидроксида магния

Рабочая температура - не более

195 °С

Сборники суспензии гид-

Прием и охлаждение суспензии

Рабочая температура - 40-105

роксида магния

гидроксида магния

°С

Теплообменники

Охлаждение суспензии гидрок-

Площадь поверхности теплооб-

сида магния

мена - 15-50 м²

Фильтр-прессы

Фильтрация и промывка гид-

Площадь поверхности фильтра-

роксида магния

ции - до 500 м²

Емкости обессоленной и

Прием и хранение воды для

Рабочая температура - 20-50 °С

промывной воды

промывки кека

Конвейер ленточный

Транспортировка кека гидрок-

Объемная производительность

сида магния

- 10-15 м³/ч

Теплообменник кожухо-

Нагрев воздуха дымовыми га-

Рабочая температура - 400-450

трубчатый

зами

°С

Горелки газовые

Сжигание природного газа для

Тепловая мощность - (900-

нагрева воздуха

1000) кВт

Роторно-вихревая мельни-

Сушка, измельчение и поверх-

Объемная производительность

ца с подогревателем

ностная обработка гидроксида

по воздуху - 20000-30000 м³/ч

магния

Классификатор

Классификация измельченного

Частота вращения классифика-

Mg(OH)2

тора - 1450 мин^-1

51

Окончание таблицы 2.5

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Силосы с вибратором и

Хранение продукта

Рабочая температура - 20-40°С

пневмопушками

Установка фасовки и пал-

Фасовка (упаковка) готового

Комплектная установка

летирования

продукта в мешки

Установка фасовки в кон-

Фасовка (упаковка) продукта в

Комплектная установка

тейнеры

контейнеры

2.2.1.1 Общее описание процесса приема, хранения и подготовки сырья

Подготовка исходного раствора бишофита, как правило, предусматривает филь-

трацию раствора от механических примесей. Кроме того, подготовка раствора би-

шофита может включать предварительную очистку от примеси сульфатов магния и

натрия с целью получения более качественного и чистого исходного сырья. Исходный

раствор бишофита поступает в производство по трубопроводу или в автоцистернах от

предприятия-поставщика.

Подготовка исходного раствора гидроксида натрия, как правило, предусматрива-

ет прием исходного концентрированного раствора гидроксида натрия с массовой долей

NaOH до 47,0 %, его фильтрацию от механических примесей и последующее разбав-

ление обессоленной водой, конденсатом или промывной водой (со стадии промывки

гидроксида магния) до получения раствора необходимой концентрации. Исходный рас-

твор щелочи поступает в производство по трубопроводу или в железнодорожных ци-

стернах, или автоцистернах от предприятия-поставщика.

Обессоленная вода или конденсат поступают в производство по трубопроводу от

предприятия-поставщика или от собственного производства.

Для хранения исходных растворов бишофита, концентрированной и разбавлен-

ной щелочи используется обычное емкостное оборудование.

2.2.1.2 Подготовка, хранение топлива

В производстве гидроксида магния «мокрым» способом не требуется какая-либо

специальная подготовка или хранение топлива - природного газа, который поступает

по газопроводу от предприятия-поставщика, при необходимости редуцируется при по-

мощи шкафного газорегуляторного пункта либо непосредственно используется при

производстве на стадии сушки гидроксида магния в роторно-вихревой мельнице.

2.2.1.3 Синтез суспензии гидроксида магния

Синтез суспензии гидроксида магния осуществляется, как правило, в непрерыв-

ном режиме с использованием нескольких реакторов, снабженных перемешивающими

устройствами, при температуре реакционной среды в пределах 40-60 °С. Протекаю-

щая реакция обмена является слабо экзотермической, в связи с этим в реакторы син-

теза предусмотрена дополнительная подача пара для поддержания температуры в за-

данном диапазоне. Полученная суспензия гидроксида магния направляется в промежу-

52

Т а б л и ц а 2.6 - Природоохранное оборудование производства гидроксида магния

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Фильтр рукавный

Очистка выбросов от взвешен-

Количество фильтрующих рука-

ных веществ (пыли)

вов - 340

Фильтр кассетный силос-

Очистка выбросов от взвешен-

Площадь фильтрования -

ный

ных веществ (пыли) (от пнев-

30 м²; объемный расход -

мотранспорта)

40 м³/ч

Природоохранное оборудование производства гидроксида магния предназначе-

но для очистки воздуха, использованного в процессе, от примесей взвешенных ве-

ществ (пыли) и позволяет сократить эмиссию взвешенных веществ в атмосферный

воздух и потери целевого продукта с выбросами.

Очистное оборудование, предназначенное для очистки сточных вод, как прави-

ло, в данном производстве не используется. Образующийся водно-солевой раствор и

промывные воды, содержащие хлорид натрия, целесообразно направлять на исполь-

зование на рассолопромысел (производство рассола хлорида натрия) либо на очист-

ные сооружения организации, осуществляющей водоотведение и очистку сточных вод.

2.3 Описание технологических процессов, используемых в

настоящее время при производстве хлорида магния

В настоящем подразделе рассматриваются технологические процессы, основное

и природоохранное оборудование производства хлорида магния методом выпаривания

водных растворов бишофита.

2.3.1 Общее описание технологических процессов, используемых в

настоящее время при производстве хлорида магния

Технология производства хлорида магния методом выпаривания водных раство-

ров бишофита заключается в последовательной реализации следующих технологиче-

ских стадий:

- прием, хранение и подготовка исходного раствора бишофита;

- подготовка, хранение топлива (природного газа);

- выпаривание раствора бишофита в выпарном аппарате с погружной горелкой;

- кристаллизация и чешуирование или кристаллизация и гранулирование би-

шофита (магния хлорида гексагидрата);

- фасовка и хранение (складирование) хлорида магния.

Основное технологическое оборудование, используемое при производстве хло-

рида магния методом выпаривания растворов бишофита, приведено в таблице 2.7.

56

Т а б л и ц а 2.7

- Основное технологическое оборудование производства хлорида

магния

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Сборники раствора би-

Хранение раствора бишофита

Емкостное оборудование.

шофита

Углеродистая сталь

Емкость раствора гидрок-

Хранение раствора щелочи

Емкостное оборудование.

сида натрия

Углеродистая сталь

Турбокомпрессор

Подача воздуха в погружную

Объемная производительность

горелку

- 4000-6000 м³/ч

Аппарат выпарной с по-

Выпаривание раствора би-

Температура рабочая -

гружной горелкой (АПГ)

шофита до получения гекса-

140-145 ⁰С.

гидрата (MgCl26H2O)

Теплопроизводительность -

1,2-2,4 МВт

Кристаллизатор ленточный

Кристаллизация и дробление

Производительность - 3500-

продукта

4500 кг/ч

Гранулятор (капельно-

Гранулирование продукта с по-

Производительность - 3500-

разливочная станция)

следующей кристаллизацией

4500 кг/ч. Частота вращения -

5-70 мин^-1

Установка фасовки и пал-

Фасовка продукта и паллетиро-

Комплектная установка

летирования мешков

вание мешков

2.3.1.1 Общее описание процесса приема, хранения и подготовки сырья

Исходный раствор бишофита обычно поступает в производство хлорида магния

от рудника (месторождения) бишофита по специальному трубопроводу или, гораздо

реже, в авто- или железнодорожных цистернах. Подготовка исходного раствора би-

шофита, при необходимости, может предусматривать его фильтрацию от механиче-

ских примесей, а также включать в себя предварительную очистку от примеси сульфа-

тов магния и натрия с целью получения исходного сырья более высокого качества и,

соответственно, более качественного продукта. Однако для большинства областей

применения кристаллического хлорида магния (бишофита) фильтрация и дополни-

тельная очистка рассола бишофита от сульфатов или иных примесей не требуются.

2.3.1.2 Подготовка, хранение топлива

Для производства хлорида магния не требуется какая-либо специальная подго-

товка или хранение топлива - природного газа, который поставляется по газопроводу и

после редуцирования в газорегуляторной установке и прохождения через фильтр

непосредственно используется при производстве на стадии выпаривания раствора

бишофита в выпарном аппарате с погружной горелкой.

2.3.1.3 Выпаривание раствора бишофита в выпарном аппарате

Выпаривание раствора бишофита осуществляется в специальных выпарных ап-

паратах с погружной горелкой (АПГ), которые характеризуются высокой энергоэффек-

57

да натрия с массовой долей NaOH не менее 10 % для нейтрализации хлорида водоро-

да.

Очистка промышленных выбросов от пыли хлорида магния, в частности очистка

воздуха, отходящего от бункера и дробилок, осуществляется в циклонах с водяной

пленкой, где пыль хлорида магния оседает на стенках и смывается водой (водным рас-

твором хлорида магния). Образующийся раствор хлорида магния по достижении мас-

совой доли хлорида магния не менее 32 % направляется в технологический цикл на

стадию выпаривания раствора бишофита. Сточные воды при данной очистке

не образуются.

Реализация указанных природоохранных стадий осуществляется с использова-

нием природоохранного оборудования, обеспечивающего необходимую эффектив-

ность очистки промышленных выбросов производства хлорида магния от загрязняю-

щих веществ - хлорида водорода и хлорида магния гексагидрата. Типичное природо-

охранное оборудование, используемое при производстве хлорида магния, приведено в

таблице 2.8.

Т а б л и ц а 2.8

- Природоохранное оборудование, используемое при производстве

хлорида магния

Наименование

Назначение

Технологические

оборудования

оборудования

характеристики

Скруббер Вентури с капле-

Очистка газо-аэрозольных про-

Абсорбент - водный раствор с

уловителем

мышленных выбросов от хло-

рН в пределах 8-10 ед. рН;

рида водорода (HCl)

объемная производительность

- 15000 м³/ч

Циклон с водяной пленкой

Очистка промышленных (вен-

Производительность по газу:

(ЦВП-5)

тиляционных) выбросов от хло-

3000-5000 м³/ч.

рида магния гексагидрата

Расход жидкости на орошение:

0,10-0,25 дм³/с

Природоохранное оборудование, используемое при производстве хлорида маг-

ния, предназначено для очистки промышленных выбросов от примесей хлорида водо-

рода и хлорида магния и позволяет существенно сократить эмиссию загрязняющих

веществ в атмосферный воздух, а также снизить потери целевого продукта с выброса-

ми в атмосферный воздух.

Очистное оборудование, предназначенное для очистки сточных вод, в данном

производстве не используется. Образующийся в незначительном количестве отрабо-

танный раствор абсорбента в виде сточных вод направляется в централизованную си-

стему водоотведения на биологическую очистку сточных вод.

60

содержание      ..      1       2         ..

//////////////////////////////////////////