專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制備鎂和氯的鹽混合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)涉及用來(lái)作為制備鎂和氯的起始原料的鹽混合物。
人們已知用來(lái)制備鎂和氯的各種鹽混合物。所說(shuō)的這些混合物基本上都是在其組成中含有光鹵石KCl·MgCl2·6H2O、氯化鈉以及含氯化鎂、氯化鉀和氯化鈉的浸漬溶液。鹽混合物的組成及其相應(yīng)成分的比例，在很多情況下取決于制備它們的方法。所有的鹽混合物，或者通過(guò)加工天然的光鹵石礦石，或者通過(guò)加工不同來(lái)源(例如生產(chǎn)中的廢物)的不含硫酸鹽的氯化鎂溶液來(lái)制取。此時(shí)，雖然通過(guò)加工光鹵石礦石來(lái)制備鹽混合物的方法是較經(jīng)濟(jì)的，然而，在許多情況下，為了利用含氯化鎂的生產(chǎn)廢物以及利用天然的氯化鎂溶液，所說(shuō)的鹽混合物最好用上述廢物和天然氯化鎂溶液來(lái)制備。
大家已知用于制備鎂和氯的鹽混合物可以通過(guò)加工天然光鹵石礦石來(lái)得到，它所含的重量百分比是光鹵石89-93氯化鈉5-7氯化鎂0.3-2.3水余量(M.A.Зǔдензон，“MarHuǔ”，1969年，MeTaMypruя(MockBa)，145～147頁(yè))。
這種鹽混合物中存在的游離氯化鎂造成浸漬溶液中的氯化鎂濃度很高。
人們已知，鹽混合物中存在的游離氯化鎂在制備鎂和氯時(shí)導(dǎo)致在鹽混合物的加工過(guò)程中氯的過(guò)量消耗，這就降低了該法的經(jīng)濟(jì)性以及增加了有害的含氯廢物。
人們已知，用于制備鎂和氯的鹽混合物可借助于加工不含硫酸鹽的氯化鎂溶液來(lái)制取，它所含的重量百分比是光鹵石91.3氯化鈉5.8氯化鈣0.7水2.2(M.A.Зúgензон，“MazHuú”，1969年，Memarryzuя(MockBa)，145～147頁(yè))。
在這些鹽混合物中存在的氯化鈣將存在于用來(lái)制備這種混合物的浸漬溶液中。
用同樣的技術(shù)從上述二種鹽混合物制備鎂和氯，該技術(shù)包括，把該混合物在假液化狀態(tài)下加熱來(lái)進(jìn)行預(yù)脫水，再將其加熱至較高的溫度進(jìn)行最終脫水，在脫水時(shí)同時(shí)氯化該混合物以抑制其水解，電解熔化于電解液中的氯化鎂、氯化鉀和氯化鈉混合物以制備鎂和氯。
在其最終脫水時(shí)，為抑制水解而消耗相當(dāng)大量的氯，因而加大了含有氯和氯化氫的有害廢物量，這是上述鹽混合物的缺點(diǎn)。
此外，電解質(zhì)不良的物理-化學(xué)性質(zhì)(導(dǎo)電性和電解溫度)使上述熔化的混合物在電解時(shí)消耗更多的電能。
本發(fā)明的基本任務(wù)是要提供一種可用于制備鎂和氯的含有這樣的組分及按這樣相應(yīng)比例組成的鹽混合物，其目的是為了使用該這種混合物來(lái)制備鎂和氯，制備方法是一邊進(jìn)行最終脫水，一邊進(jìn)行氯化操作，使用所說(shuō)的混合物及所說(shuō)方法，可減少用于抑制水解的氯的消耗量，從而降低氯的浪費(fèi)并減少含氯和氯化氫的有害廢物。
解決所提出任務(wù)的方法是從已知的含光鹵石、氯化鈉、氯化鈣和水的鹽混合物制備鎂和氯，按照本發(fā)明，還另外加進(jìn)氯化鉀，其組分的比例(重量百分?jǐn)?shù))如下光鹵石78-88氯化鈉5.8-12氯化鉀0.6-6氯化鈣0.1-1.5水余量作者通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立了一種用含有游離氯化鉀的鹽混合物來(lái)制備鎂和氯的方法，在鹽混合物最終脫水操作時(shí)進(jìn)行的水解過(guò)程，較未加游離氯化鉀的情況下要慢很多。因此，為了抑制水解，只需消耗少量的氯，從而含氯和氯化氫的有害廢物量也減少了。
鹽混合物中光鹵石的含量小于78%時(shí)將導(dǎo)致不合理地增加光鹵石的消耗率。光鹵石含量的上限取決于所允許的氯化鉀和氯化鈉的最小含量。
鹽混合物中氯化鉀含量小于0.6%時(shí)可能導(dǎo)致在預(yù)脫水階段形成游離的氯化鎂，這是由于浸漬溶液的含量可能傾向于增高的緣故。如上所述，游離氯化鎂的存在使制備鎂和氯的方法的經(jīng)濟(jì)效益降低。
氯化鉀含量的上限取決于鹽混合物中光鹵石的最小含量。
最好是使鹽混合物含氯化鈉為7.5-12%(重量)。
上述范圍的氯化鈉含量可使得電解時(shí)電能的消耗減少，這是由于電解質(zhì)的物理-化學(xué)性質(zhì)得到改善的結(jié)果。雖然已知在制備鎂和氯的方法中，氯化鈉對(duì)電解參數(shù)有好的影響，然而正如作者所發(fā)現(xiàn)的，氯化鉀的存在提高了這種影響的效果。
鹽混合物中氯化鈉含量小于7.5%時(shí)導(dǎo)致電解質(zhì)的物理-化學(xué)性質(zhì)的急劇惡化(導(dǎo)電性下降，電解溫度上升)，因而，急劇地增加了電解時(shí)電能的消耗。
氯化鈉含量的上限取決于鹽混合物中光鹵石含量的最小值。
用已知的工藝路線制備鹽混合物。借助于不含硫酸鹽的氯化鎂溶液(含有氯化鎂、氯化鉀和氯化鈣)與氯化鉀的相互作用來(lái)制備所說(shuō)的鹽混合物。作為氯化鉀可采用工業(yè)氯化鉀和/或廢電解質(zhì)中所含的氯化鉀。進(jìn)入鹽混合物組成的含量取決于起始組分的組成和比例。
制備鹽混合物的詳細(xì)技術(shù)已在中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)86106423號(hào)(1986.9.26公布)中作了介紹。
按照下列已知技術(shù)來(lái)從鹽混合物制備鎂和氯。
鹽混合物分二個(gè)階段進(jìn)行加熱脫水。第一階段是進(jìn)行預(yù)脫水，方法是將該種鹽混合物置一設(shè)備中，以低于其熔點(diǎn)的溫度使其在假液化狀態(tài)下沸騰。第二階段是在氯化器中并在氯氣存在的條件下使該鹽混合物處于熔化狀態(tài)來(lái)使其最終脫水。脫水第二階段的氯化是為了抑制水解。氯化時(shí)含有氯和氯化氫的有毒廢物的生成量取決于用來(lái)抑制水解的氯消耗量。在鹽混合物組成中存在的游離氯化鉀將使得水解過(guò)程顯著變慢。因此，為了抑制水解就可減少氯的消耗量，從而使上述有害廢物減少。
在第二階段脫水之后，將鹽混合物熔融體置電解槽中進(jìn)行電解以制備鎂和氯。同時(shí)，如鹽混合物中氯化鈉的含量大于7.5%，將可使電解質(zhì)的上述物理-化學(xué)性質(zhì)得到改善，同樣地也使到電解時(shí)電耗的明顯減少。
把電解所獲的氯氣的一部分通入氯化器以抑制水解。其余的氯則作為商品氯。將氯化鎂含量低的，用過(guò)的電解質(zhì)返回用于生產(chǎn)鹽混合物。
表中列出已知的鹽混合物以及本發(fā)明的四個(gè)鹽混合物的組成，以及一些可以代表用這些混合物來(lái)制備鎂和氯時(shí)所獲效果的參數(shù)。
由表可見(jiàn)，即使鹽混合物中氯化鉀的含量不大也可使得氯化器中氯的消耗量有明顯的下降以及有害廢物有所減少。而且，隨著氯化鉀含量的增加，這些參數(shù)還得到進(jìn)一步的改善。
此外，由表可見(jiàn)，氯化鉀的存在將可降低電解時(shí)的電耗。而且，在氯化鈉含量為7.5%或更大時(shí)，電能的經(jīng)濟(jì)效益明顯增大。
參數(shù)的名稱(chēng)測(cè)量的單位已知的在本發(fā)明混合物中的鹽混合物比例12341.鹽混合物組成%(重量)光鹵石91.37885.28884.8氯化鈉5.8127.97.55.8氯化鉀-63.50.65.7氯化鈣0.710.40.90.7水2.233332.鹽混合物中%(重量)3.126.929.23029.3MgCl2的含量3.有毒廢物的減少量(換算為Cl2+HCl對(duì)已知鹽混合物的比例)千克/噸鎂0170140801004.氯化器中氯的單位消耗量的降低(相對(duì)于已知鹽混合物)千克/噸鎂0956540505.電解時(shí)電能單位消耗量的降低(相對(duì)于已知的鹽混合物)千度/噸鎂0800700600200
權(quán)利要求
1.用于制備鎂和氯的鹽混合物，含有光鹵石，氯化鈉、氯化鈣和水，其特征在于除上述物質(zhì)外還含有氯化鉀，其相應(yīng)成分的重量百分比如下光鹵石 78-88氯化鈉 5.8-12氯化鉀 0.6-6氯化鈣 0.1-1.5水 余量
2.按照權(quán)利要求1的鹽混合物，其特征在于含有7.5-12%(重量)的氯化鈉。
全文摘要
用于制備鎂和氯的鹽混合物。
文檔編號(hào)C25B1/18GK1036933SQ8810279
公開(kāi)日1989年11月8日 申請(qǐng)日期1988年4月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月11日
發(fā)明者瓦托·亞歷山大羅維奇·魯?shù)驴烁? 弗拉德米爾·喬治依維奇·奧奇雷恩克, 弗拉德米爾·伊萬(wàn)羅維奇·沙伊基里弗, 弗拉德米爾·瓦倫丁羅維奇·瓦茲弗, 默西德·依布雷基曼萬(wàn)·默雷托瓦, 約西德·靳維奇·雷茲尼科福, 康斯坦丁·德米特雷維奇·默茲維爾, 弗雷·約西弗萬(wàn)·尤德羅福, 安托里·博里斯維奇·康德垣克, 維克托·皮托維奇·特雷希恩, 亞歷克薩·瓦西里維奇·瓦西里弗, 塔特伊安·伊萬(wàn)羅福尼·切爾皮羅福 申請(qǐng)人:全蘇制鹽科學(xué)研究設(shè)計(jì)院, 全蘇鋁鎂，電極工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院“啃絡(luò)維尼爾”偉大十月社會(huì)主義革命六十周年孵雞聯(lián)合生產(chǎn)廠