1.7.1 Виды хлорида магния
Хлорид магния (хлористый магний, бишофит, MgCl) является достаточно распространенным и важным для промышленного применения соединением магния, которое используют при производстве металлического магния, производстве магнезиальных вяжущих, противогололедных материалов, в строительной, химической, пищевой, фармацевтической, нефте- и газодобывающей и других отраслях промышленности. Безводный хлорид магния представляет собой бесцветные кристаллы. Температура плавления безводного хлорида магния - 713°C, температура кипения - 1412°C, плотность при 20°C - 2,316 г/см, растворимость в воде при 20°C - 35,3 мас. % ([9]). Безводный хлорид магния весьма гигроскопичен и легко образует кристаллогидраты с 1, 2, 4, 6, 8 и 12 молекулами воды. В интервале температур от минус 3,4 до 116,7°C устойчив шестиводный кристаллогидрат хлорида магния - MgCl·6HO, известный также под тривиальным названием "бишофит" (гексагидрат хлорида магния).
В Российской Федерации в настоящее время производится хлорид магния двух основных видов, отличающихся агрегатным состоянием и массовой долей хлорида магния:
- раствор хлорида магния (бишофита) с массовой долей хлорида магния в пределах 30%-34,5%, как правило, представляющий собой продукт подземного выщелачивания бишофита;
- твердый (чешуированный или гранулированный) хлорид магния гексагидрат (далее - твердый хлорид магния), представляющий собой шестиводный кристаллогидрат хлорида магния - MgCl·6HO.
Получение раствора хлорида магния (бишофита) осуществляется путем подземного выщелачивания минерала бишофита на соответствующих месторождениях. При этом образуется и откачивается при помощи скважин глубиной до 1,5 км водный раствор хлорида магния с массовой долей основного вещества не менее 30%, как правило, с массовой долей MgCl в пределах 30,0%-34,0%. Получающийся водный раствор хлорида магния характеризуется плотностью в пределах 1,28-1,34 г/см при 20°C и представляет собой относительно вязкую прозрачную жидкость от слегка серого или бесцветного до желтоватого цвета.
Поскольку получение водного раствора хлорида магния методом подземного выщелачивания не связано с применением специфического технологического оборудования и представляет собой простое растворение минерала бишофита водой и транспортирование (откачку) образовавшегося раствора на поверхность (т.е. единый технологический цикл добычи минерального сырья), то эти технологические операции не подпадают под область применения настоящего справочника НДТ. В связи с этим в настоящем справочнике НДТ процесс получения, то есть добычи, раствора бишофита не рассматривается в качестве объекта НДТ и, соответственно, не рассматриваются процессы получения (производство) водных растворов хлорида магния различной концентрации.
Твердый хлорид магния, используемый в различных отраслях промышленности, производят путем упаривания водного раствора хлорида магния с получением шестиводного кристаллогидрата хлорида магния (бишофита), имеющего температуру плавления (кристаллизации) около 116°C. Производство именно этого вида хлорида магния - 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 хлорид магния с наименованием "бишофит (магний хлористый)" по ТУ 2152-002-93524115-2010 (с изменениями 1-3). Технические показатели этого продукта, имеющего код ОКП 21 5216, приведены в таблице 14.
Таблица 14 - 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 (Mg), %, не менее в пересчете на MgCl·6HO, %, не менее | 11,8 |
3 Массовая доля хлористого кальция в пересчете на оксид кальция (CaO), %, не более | 0,1 |
4 Массовая доля ионов щелочных металлов (Na+K), %, не более | 0,8 |
5 Массовая доля нерастворимого в воде остатка, %, не более | 0,2 |
Кроме того, в Российской Федерации ЗАО "НикоМаг" производит по техническим условиям ТУ 9199-003-93524115-2011 пищевую добавку "хлорид магния E511" (код ОКП 91 9900). Нормируемые показатели этой пищевой добавки приведены в таблице 15.
Таблица 15 - 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 (MgCl·6HO), % | 99-105 |
3 Массовая доля хлористого кальция в пересчете на оксид кальция (CaO), %, не более | 0,05 |
4 Массовая доля ионов щелочных металлов (Na+K), %, не более | 0,5 |
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 газодобывающая отрасли промышленности, производство синтетических каучуков и тиокола, обработка пылящих и смерзающихся грузов.
Области применения хлорида магния по данным маркетинговых исследований за 2012-2015 годы приведены в таблице 16.
Таблица 16 - Области потребления хлорида магния в Российской Федерации в 2012-2015 годах
Области применения хлорида магния | Объем потребления, т/год | Потенциальный объем потребления, т/год |
Противогололедный реагент | 5000 | 40000 |
Производство магнезиальных бетонов, цементов | 500 | 3000 |
Производство фибролитовых панелей | 0 | 2000 |
Производство стекломагниевого листа | 500 | 14000 |
Стекломагниевая черепица, пенобетон (пеномагнезит) и газобетон (газомагнезит) | 0 | 1000 |
Производство синтетических каучуков и тиокола | 1800 | 2500 |
Обработка древесины | 100 | 200 |
Текстильная промышленность | 150 | 150 |
Очистка воды и сточных вод | 120 | 720 |
Нефте- и газодобывающая отрасли | 11200 | 15000 |
Производство абразивных материалов | 550 | 1000 |
Подавление пыли, обработка пылящих и смерзающихся грузов | 9000 | 13000 |
Получение магнийсодержащих соединений | 1000 | 3000 |
Итого | 27400-30000 | 95570 |
1.7.2.1 Производство магнезиальных бетонов
Хлорид магния применяется для производства магнезиальных цементов (цементы Сореля), магнезиальных бетонов и добавок в бетоны. В данной сфере применяется в основном технический чешуированный хлорид магния (ТУ 2152-001-53561075-02, [13]) и раствор бишофита.
В Российской Федерации хлорид магния применяется в основном для изготовления: