Magnezijev oksid iz morske vode - Kemijsko-tehnološki fakultet
Magnezijev oksid iz morske vode - Kemijsko-tehnološki fakultet Magnezijev oksid iz morske vode - Kemijsko-tehnološki fakultet
Meksičkog zaljeva. Prije izgradnje ovog postrojenja magnezij se dobivao iz slanih voda i magnezitnih ležišta. 2.2.2. Čimbenici o kojima treba voditi računa pri proizvodnji magnezijeva hidroksida iz morske vode Bez obzira o kakvom je izvedbenom procesu riječ, tj. bez obzira na tehnološku shemu proizvodnje magnezijeva hidroksida iz morske vode, mora se voditi računa o osnovim čimbenicima koji utječu na kvalitetu gotovog proizvoda. Osnovne sirovine za ovu tehnologiju čine more i taložni reagens (vapno iz vapnenca ili pak dolomitno vapno). Morska se voda ekonomično može upotrijebiti za dobivanje magnezijeva hidroksida ukoliko sadrži najmanje 0,13 mas. % magnezija. Taj je zahtjev ispunjen na brojnim lokalitetima svetskih mora i oceana. Obzirom da nečistoće, sadržane u morskoj vodi i taložnom sredstvu, tijekom reakcije taloženja dospijevaju u talog magnezijeva hidroksida, čistoći taloga potrebno je posvetiti posebnu pozornost. Učinak vapna (vapnenca ili iz dolomita) na onečišćenje taloga magnezijeva hidroksida ovisi o kemijskom kvalitetu vapna (prisutnost netopljivih ili teško topljivih kalcijevih soli). Dugogodišnji direktor razvoja u Hartlepoolu, N. Heasman, u svom radu navodi maksimalne granice onečišćenja u polaznom materijalu (dolomitu ili vapnencu) koje iznose: 0,2 mas. % SiO 2 , 0,1 mas. % Al 2 O 3 te 0,1 mas. % Fe 2 O 3 . Učinak vapna na onečišćenje taloga magnezjeva hidroksida ovisi i o uspješnosti procesa kalcinacije: CaCO 3 (s) CaCO 3 . MgCO 3 (s) 950 o C → CaO(s) + CO 2 (g) ↑ 950 o C → CaO . MgO(s) + CO 2 (g) ↑ (5) (6) Proces kalcinacije potrebno je voditi tako da doñe do potpunog raspada karbonata, ali ne i do prepečenosti. Prepečenost rezultira stvaranjem netopljivih kalcijevih silikata, aluminata i ferita, koji nastaju reakcijom kalcijeva hidroksida i nečistoća (Si, Al, Fe) prisutnih u taložnom reagensu (dolomitu ili vapnencu) i pepelu goriva. 47
Zaostali karbonat iz vapna imat će za posljedicu onečišćenje istaloženog magnezijeva hidroksida kalcijevim karbonatom. Naime, svaki 0,1 mas. % CO 2 slob. u kalciniranom vapnu uzrokuje onečišćenje od 0,18 mas. % CaO u konačnom proizvodu, tj. sinteriranom magnezijevom oksidu. Prethodnoj obradi treba podvrgnuti i morsku vodu se da bi se spriječila precipitacija netopljivih kalcijevih soli tijekom glavne reakcije. Naime, ako se hidrogenkarbonati (HCO - 3 ) i karbonati (CO 2- 3 ) ne bi uklonili iz morske vode, zajedno s magnezijevim hidroksidom taložio bi se i kalcijev karbonat, što bi rezultiralo onečišćenjem taloga Mg(OH) 2 . Ukupna precipitacija karbonata i hidrogenkarbonata koji su sadržani u morskoj vodi, a koja odgovara količini od 0,16 g H 2 CO 3 po kg morske vode, prouzročila bi onečišćenje vatrostalnog magnezijeva oksida s više od 6,0 mas. % CaO. Naime, dodatkom dolomitnog vapna morskoj vodi, u svrhu taloženja magnezijeva hidroksida, povećava se alkalitet morske vode (do pH = 11,00), kao i koncentracija Ca 2+ iona u otopini (do 65 mg/dm 3 ) te se u stanju ravnoteže uz magnezijev hidroksid istaloži 99 % hidrogenkarbonata u obliku CaCO 3 te 20 % sulfata u obliku CaSO 4 . Osim karbonata i hidrogenkarbonata otopljenih u morskoj vodi, štetno djeluje i bor. Prisustvo bora u morskoj vodi (cca 4,6 mg dm -3 , odnosno 3,6 . 10 -4 mas. %) negativno se odražava na kvalitet proizvoda budući da svojstva dobivenog magnezijeva oksida posebne namjene, tj. visoke čvrstoće (ispitivanje na toplo) značajno ovise o sadržaju bora u proizvodu. Bor je prisutan u morskoj vodi kao nedisocirana ortoboratna kiselina, H 3 BO 3 , a djelomično kao borat ion, H 2 BO - 3 te se za vrijeme taloženja magnezijeva hidroksida adsorbira na talog uzrokujući onečišćenje taloga magnezijeva hidroksida s B(OH) 3 . Tijekom kalcinacije adsorbirani bor prelazi u B 2 O 3 . Sadržaj B 2 O 3 u konačnom, tj. sinteriranom magnezijevom oksidu negativno utječe na kvalitet vatrostalnog materijala. Na visokim temperaturama, mehanička otpornost vatrostalnih materijala na bazi MgO značajno opada s porastom sadržaja B 2 O 3 , a smanjuje se i modul elastičnosti takvih materijala. Stoga je uklanjanje B 2 O 3 iz sinteriranog MgO prvenstveni tehnološki zadatak. Granica onečišćenja borom ne bi trebala biti veća od 0,05 mas. % B 2 O 3 u konačnom proizvodu (sinterirani MgO). I prilikom dobivanja metalnog magnezija, elektrolizom osobito je važno da je sadržaj bora u magnezijevu hidroksidu sveden na najmanju moguću mjeru. Naime, bor uzrokuje znatne smetnje pri elektrolizi magnezijeva klorida u svrhu dobivanja metalnog magnezija, ako se kao šarža ćelije koristi magnezijev klorid dobiven iz 48
- Page 3 and 4: Izdavač: Kemijsko-tehnološki faku
- Page 5 and 6: Najtoplije zahvaljujem recenzentima
- Page 7 and 8: str. 2.6. BOROV (III) OKSID U MAGNE
- Page 9 and 10: 1.1. PROBLEMI RACIONALNOG NAČINA K
- Page 11 and 12: (200 + x) morskih milja 200 morskih
- Page 13 and 14: u atmosferi 13 vlažno tlo 100 pada
- Page 15 and 16: Ova vrijednost podložna je značaj
- Page 17 and 18: zaliha nafte i plina, od čega se u
- Page 19 and 20: Tablica 2. Statistički pregled sad
- Page 21 and 22: Istovremeno, svjetska mora, naroči
- Page 23 and 24: Slika 4. Snimak planeta Zemlje (pog
- Page 25 and 26: a) b) Slika 7. Ledeni pokrivač: a)
- Page 27 and 28: Zona 5 − Duboki “raspršeni”
- Page 29 and 30: Od ukupne površine Zemlje (510 100
- Page 31 and 32: Za ovu količinu iona potrebno je i
- Page 33 and 34: Procesi koji mogu izazvati veće pr
- Page 35 and 36: Slika 11. Izmjena tvari u moru 2.1.
- Page 37 and 38: Pri eksploataciji mineralnih sirovi
- Page 39 and 40: Tablica 6 − nastavak Količina el
- Page 41 and 42: se djelomično slobodni, a djelomi
- Page 43 and 44: U novije vrijeme, primjenom kondukt
- Page 45 and 46: Tablica 10 − nastavak Element Kon
- Page 47 and 48: Tablica 11. Sadržaji i ponašanje
- Page 49 and 50: 2.2. EKSPLOATACIJA MINERALA OTOPLJE
- Page 51 and 52: vatrostalnih materijala na osnovi m
- Page 53: morskom vodom. U Cumberlandu kod Ha
- Page 57 and 58: − obrada magnezijeva hidroksida n
- Page 59 and 60: CaCO 3 (s) i do taloženja istog,
- Page 61 and 62: Mehanizam nastajanja taloga magnezi
- Page 63 and 64: Taloženje se može provesti i uz v
- Page 65 and 66: koloidne čestice kroz disperznu sr
- Page 67 and 68: hidroksida. Naime, kod dužeg traja
- Page 69 and 70: že pomiješati sa suspenzijom koja
- Page 71 and 72: Flokulanti se meñusobno razlikuju
- Page 73 and 74: 140 cm 3 ↔ 1 g flokulanta flokal-
- Page 75 and 76: Kod navedenih ispitivanja masena ko
- Page 77 and 78: Tablica 14. Visina taloga, Z (mm),
- Page 79 and 80: Z 1 − visina na koju se talog dob
- Page 81 and 82: Svakoj visini Z o odgovara odreñen
- Page 83 and 84: 7 6 5 3,9 cm3 ∆ Z / mm 4 3 2 1 0
- Page 85 and 86: 6 5 4,3 cm3 ∆ Z / mm 4 3 2 1 0 0
- Page 87 and 88: Usporedba s ranije ispitivanim flok
- Page 89 and 90: 100 g praškastog flokulanta ……
- Page 91 and 92: Slijedi da su koncentracija i prisu
- Page 93 and 94: Naime, zona D je pod tlakom i u njo
- Page 95 and 96: Brzina taloženja, v s (nagib tange
- Page 97 and 98: gdje je: V& ⋅ γ = V& ⋅ γ (35)
- Page 99 and 100: 2.5. NESTEHIOMETRIJSKI NAČIN TALO
- Page 101 and 102: 2.6. BOROV (III) OKSID U MAGNEZIJEV
- Page 103 and 104: to da etilen-glikol nije djelotvora
Zaostali karbonat <strong>iz</strong> vapna imat će za posljedicu onečišćenje istaloženog<br />
magnezijeva hidr<strong>oksid</strong>a kalcijevim karbonatom. Naime, svaki 0,1 mas. % CO 2 slob. u<br />
kalciniranom vapnu uzrokuje onečišćenje od 0,18 mas. % CaO u konačnom<br />
pro<strong>iz</strong>vodu, tj. sinteriranom magnezijevom <strong>oksid</strong>u.<br />
Prethodnoj obradi treba podvrgnuti i morsku vodu se da bi se spriječila<br />
precipitacija netopljivih kalcijevih soli tijekom glavne reakcije. Naime, ako se<br />
hidrogenkarbonati (HCO - 3 ) i karbonati (CO 2- 3 ) ne bi uklonili <strong>iz</strong> <strong>morske</strong> <strong>vode</strong>, zajedno<br />
s magnezijevim hidr<strong>oksid</strong>om taložio bi se i kalcijev karbonat, što bi rezultiralo<br />
onečišćenjem taloga Mg(OH) 2 . Ukupna precipitacija karbonata i hidrogenkarbonata<br />
koji su sadržani u morskoj vodi, a koja odgovara količini od 0,16 g H 2 CO 3 po kg<br />
<strong>morske</strong> <strong>vode</strong>, prouzročila bi onečišćenje vatrostalnog magnezijeva <strong>oksid</strong>a s više od<br />
6,0 mas. % CaO. Naime, dodatkom dolomitnog vapna morskoj vodi, u svrhu taloženja<br />
magnezijeva hidr<strong>oksid</strong>a, povećava se alkalitet <strong>morske</strong> <strong>vode</strong> (do pH = 11,00), kao i<br />
koncentracija Ca 2+ iona u otopini (do 65 mg/dm 3 ) te se u stanju ravnoteže uz<br />
magnezijev hidr<strong>oksid</strong> istaloži 99 % hidrogenkarbonata u obliku CaCO 3 te 20 %<br />
sulfata u obliku CaSO 4 .<br />
Osim karbonata i hidrogenkarbonata otopljenih u morskoj vodi, štetno djeluje i<br />
bor. Prisustvo bora u morskoj vodi (cca 4,6 mg dm -3 , odnosno 3,6 . 10 -4 mas. %)<br />
negativno se odražava na kvalitet pro<strong>iz</strong>voda budući da svojstva dobivenog<br />
magnezijeva <strong>oksid</strong>a posebne namjene, tj. visoke čvrstoće (ispitivanje na toplo)<br />
značajno ovise o sadržaju bora u pro<strong>iz</strong>vodu. Bor je prisutan u morskoj vodi kao<br />
nedisocirana ortoboratna kiselina, H 3 BO 3 , a djelomično kao borat ion, H 2 BO - 3 te se za<br />
vrijeme taloženja magnezijeva hidr<strong>oksid</strong>a adsorbira na talog uzrokujući onečišćenje<br />
taloga magnezijeva hidr<strong>oksid</strong>a s B(OH) 3 . Tijekom kalcinacije adsorbirani bor prelazi<br />
u B 2 O 3 . Sadržaj B 2 O 3 u konačnom, tj. sinteriranom magnezijevom <strong>oksid</strong>u negativno<br />
utječe na kvalitet vatrostalnog materijala. Na visokim temperaturama, mehanička<br />
otpornost vatrostalnih materijala na bazi MgO značajno opada s porastom sadržaja<br />
B 2 O 3 , a smanjuje se i modul elastičnosti takvih materijala. Stoga je uklanjanje B 2 O 3 <strong>iz</strong><br />
sinteriranog MgO prvenstveni tehnološki zadatak. Granica onečišćenja borom ne bi<br />
trebala biti veća od 0,05 mas. % B 2 O 3 u konačnom pro<strong>iz</strong>vodu (sinterirani MgO).<br />
I prilikom dobivanja metalnog magnezija, elektrol<strong>iz</strong>om osobito je važno da je<br />
sadržaj bora u magnezijevu hidr<strong>oksid</strong>u sveden na najmanju moguću mjeru. Naime,<br />
bor uzrokuje znatne smetnje pri elektrol<strong>iz</strong>i magnezijeva klorida u svrhu dobivanja<br />
metalnog magnezija, ako se kao šarža ćelije koristi magnezijev klorid dobiven <strong>iz</strong><br />
48
Change language