طرح تولید اکسید منیزیم از آب دریا

آب دریا حاوی تقریباً ۳.۵٪ نمک های محلول است که حدود ۰.۵٪ آن نمک های محلول کلرید منیزیم ( MgCl2 ) و سولفات منیزیم (MgSO4 ) است. برای تولید ۱ تن اکسید منیزیم (MgO) به حدود ۵۰۰ تن آب دریا نیاز است.
اکسید منیزیم، بیشتر بعنوان مواد دیرگداز در کوره های تولید آهن و فولاد، فلزات غیرآهن، شیشه و سیمان، مورد استفاده قرار می گیرد. اکسید منیزیم و سایر ترکیباتش هم در صنایع عمرانی، شیمیایی و کشاورزی بکار می روند. عمده کاربرد منیزیم بصورت یک افزودنی آلیاژساز به آلومینیوم است که از این آلیاژ، بیشتر در قوطی های مواد آشامیدنی استفاده می گردد. همچنین آلیاژهای منیزیم، اجزای ساختاری اتومبیل ها و ماشین آلات را تشکیل می دهند. کاربرد دیگر این فلز، کمک به جداسازی گوگرد از آهن و فولاد است. همانطور که در بالا به آن اشاره شد، اکسید منیزیم به صورت یک ماده دیرگداز است که در لعاب های با درجه حرارت پایین باعث ایجاد ماتی و کدری بیشتری می شود. با اضافه کردن آن به لعاب های با درجه حرارت بالا، اکسید منیزیم مانند فلاکس عمل کرده و موجب ایجاد سطحی نرم و کِره مانند (لطیف) می شود. رنگ های آبی کبالتی در لعاب های منیزیم دار به رنگ بنفش و صورتی تبدیل می شود.

فرآیند استحصال اکسید منیزم از آب دریا

اکسید منیزیم (MgO)، که معمولاً به عنوان منیزیا شناخته می شود، می تواند از آب دریا، معمولاً از طریق فرآیند بارش تولید شود. در اینجا مراحل تولید اکسید منیزیم از آب دریا آمده است:

۱. انتقال آب دریا:
– با جمع آوری آب دریا از یک منبع طبیعی مانند اقیانوس یا دریاچه آب شور شروع کنید. آب دریا حاوی املاح محلول مختلف از جمله نمک های منیزیم است.
۲. تصفیه و فیلتراسیون (اختیاری):
– بسته به منبع آب دریا و کیفیت آن، ممکن است نیاز به تصفیه و فیلتر کردن آب دریا برای حذف ذرات معلق و سایر ناخالصی‌هایی باشد که می‌توانند در فرآیند بارش اختلال ایجاد کنند.
۳. بارش شیمیایی:
– بارش مرحله کلیدی در تولید اکسید منیزیم از آب دریا است. برای رسوب منیزیم به عنوان هیدروکسید منیزیم، یک معرف شیمیایی، اغلب آهک (هیدروکسید کلسیم، Ca(OH)2)، به آب دریا اضافه می شود. واکنش شیمیایی را می توان به صورت زیر نشان داد:

“Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2”.
– در نتیجه این واکنش، هیدروکسید منیزیم از محلول رسوب می کند.

۴. تسویه و شفاف سازی:
– پس از رسوب شیمیایی، مخلوط اجازه ته نشین شدن داده می شود و ذرات هیدروکسید منیزیم ته نشین شده در کف مخزن می نشینند. این فرآیند رسوب جامد را از محلول مایع جدا می کند.
۵. فیلتراسیون:
– هیدروکسید منیزیم جدا شده معمولاً با فیلتراسیون از مایع خارج می شود تا آن را بیشتر خالص کند و ناخالصی های باقی مانده و ذرات ناخواسته را حذف کند.
۶. شستشو:
– هیدروکسید منیزیم فیلتر شده برای حذف هرگونه ناخالصی باقیمانده و آلاینده های محلول شسته می شود. این به بهبود خلوص محصول کمک می کند.
۷. خشک کردن و کلسینه کردن:
– هیدروکسید منیزیم شسته شده خشک می شود و سپس در دمای بالا، معمولاً در حدود ۷۰۰-۱۰۰۰ درجه سانتیگراد، در معرض کلسینه قرار می گیرد. این فرآیند هیدروکسید منیزیم را به اکسید منیزیم (MgO) تبدیل می کند. واکنش شیمیایی در طی کلسینه کردن به شرح زیر است:

“Mg(OH)2 → MgO + H2O”.

– آب رانده شده و اکسید منیزیم خالص باقی می ماند.
۸. آسیاب و اندازه:
– اکسید منیزیم تولید شده بسته به کاربرد مورد نظر، ممکن است با آسیاب کردن به پودر ریز یا اندازه گیری به اندازه ذرات خاص، بیشتر پردازش شود.

۹. بسته بندی و توزیع:
– اکسید منیزیم در کیسه ها یا ظروف دیگر بسته بندی شده و آماده توزیع در صنایع و کاربردهای مختلف می باشد.
۱۰. کنترل و تست کیفیت:
– در طول فرآیند تولید، اقدامات کنترل کیفیت برای اطمینان از اینکه اکسید منیزیم استانداردهای مورد نیاز از جمله ترکیب شیمیایی، توزیع اندازه ذرات و خلوص را برآورده می کند، اجرا می شود.

توجه به این نکته مهم است که در دسترس بودن و غلظت منیزیم در آب دریا می تواند بسته به مکان متفاوت باشد و فرآیند تولید ممکن است در مناطقی با غلظت منیزیم بالاتر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. تولید اکسید منیزیم از آب دریا یک راه پایدار برای به دست آوردن این ماده ارزشمند و در عین حال استفاده از یک منبع طبیعی در دسترس است.

موارد مصرف و کاربرد طرح تولید اکسید منیزیم از آب دریا

منیزیت یا همان اکسید منیزیم در کشاورزی (کودهای شیمیایی و ابریشم مصنوعی)، صنایع شیمیایی، شیشه و سرامیک سازی، داروسازی، صنایع ساختمانی و … کاربرد دارد. همچنین به علت خنثی بودن، نرم و سفید بودن آن به عنوان پرکننده در رنگ سازی، کاغذ، پلاستیک و لاستیک مصرف می شود. منیزیت قدرت جذب خوب داشته و نسبتاً واکنش ناپذیر است که می توان از آن به عنوان حامل حشر هکش ها و میکروب کش ها استفاده کرد. از منیزیت برای تهیه دیگر انواع منیزیت مانند نوع تکلیس شده استفاده می شود. همچنین به عنوان عامل اضافی برای یک مواد مولد فشار متداول و تولید گرافیت های ندولار در چدن می باشد و به عنوان عامل احیا برای تولید اورانیوم خالص و فلزات دیگر از نمک های آنها است.

اهمیت طرح تولید اکسید منیزیم از آب دریا

با توجه به کابردهای متعدد و فراوان اکسید منیزیم در روزگار ما به چند مورد از این کاربرد ها که اهمیت فراوان در صنعت و اقتصاد کشور دارد، اشاراتی می شود :
اکسید منیزیم، بیشتر بعنوان مواد دیرگداز در کوره های تولید آهن و فولاد، فلزات غیرآهن، شیشه و سیمان، مورد استفاده قرار می گیرد. اکسید منیزیم و سایر ترکیبات هم در صنایع عمرانی، شیمیایی و کشاورزی بکار می روند . عمده کاربرد منیزیم به صورت یک افزودنی آلیاژساز به آلومینیوم استکه از این آلیاژ، بیشتر در قوطی های مواد آشامیدنی استفاده می گردد. همچنین آلیاژهای منیزیم، اجزای ساختاری اتومبیل ها و ماشین آلات را تشکیل می دهند. کاربرد دیگر این فلز، کمک به جداسازی گوگرد از آهن و فولاد است. منیزیم، مانند آلومینیم محکم و سبک است، بنابراین اغلب در چرخ های مرغوب بکار می رود.

استخراج اکسید منیزیم (MgO) از آب دریا به چند دلیل مهم و ضروری است و دارای اهمیت صنعتی و زیست محیطی است:

۱. اکسید منیزیم به عنوان یک محصول با ارزش:
– اکسید منیزیم یک محصول صنعتی همه کاره با کاربردهای مختلف است. از این ماده در تولید مواد نسوز، به عنوان ضد حریق، در ساخت سیمان، به عنوان عامل گوگردزدایی در صنعت فولاد و در تولید کودهای کشاورزی و سایر مصارف استفاده می شود. تطبیق پذیری و اهمیت آن در صنایع مختلف، استخراج MgO از آب دریا را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و ارزشمند می کند.

۲. منبع پایدار منیزیم:
– منیزیم یک عنصر ضروری برای بسیاری از صنایع است و اغلب از ذخایر غیر قابل تجدید مواد معدنی غنی از منیزیم مانند منیزیت و دولومیت تامین می شود. استخراج منیزیم از آب دریا منبعی پایدار و تجدیدپذیر از این عنصر ارزشمند است. بر خلاف استخراج، منابع معدنی محدود را از بین نمی برد.

۳. مزایای زیست محیطی:
– استخراج منیزیم از آب دریا در مقایسه با روش های سنتی استخراج و استخراج، فرآیندی سازگار با محیط زیست است. این شامل استخراج معادن روباز مخرب زیست‌محیطی نمی‌شود و ضایعات زیادی تولید نمی‌کند یا محصولات جانبی مضر تولید نمی‌کند. این فرآیند پایدارتر در نظر گرفته می شود و اثرات زیست محیطی مرتبط با تولید منیزیم را کاهش می دهد.

۴. منابع فراوان آب دریا:
– آب دریا یک منبع فراوان و در دسترس است که تقریباً ۷۱ درصد از سطح زمین را پوشش می دهد. این بدان معناست که پتانسیل استخراج منیزیم از آب دریا تقریباً نامحدود است و محدودیت های جغرافیایی یا کاهش ذخایر معدنی محدود نمی شود.

۵. کاهش ردپای کربن:
– فرآیندهای سنتی تولید منیزیم، مانند فرآیند Pidgeon، شامل کاهش دمای بالا و انتشار گازهای گلخانه ای است. استخراج منیزیم از آب دریا می‌تواند به کاهش ردپای کربن مرتبط با تولید منیزیم کمک کند، زیرا بر فرآیند رسوب و تکلیس متکی است که انرژی کمتری دارد.

۶. تنوع منابع:
– تکیه بر منابع مختلف منیزیم از جمله آب دریا، زنجیره تامین را متنوع می کند و وابستگی به مناطق معدنی خاص را کاهش می دهد. این تنوع به کاهش اختلالات زنجیره تامین و افزایش انعطاف پذیری صنایع متکی بر منیزیم کمک می کند.

۷. منیزیم در کشاورزی:
– اکسید منیزیم استخراج شده از آب دریا را می توان در کاربردهای کشاورزی مانند تهویه خاک و مکمل منیزیم در تولید محصولات کشاورزی استفاده کرد. این می تواند عملکرد محصول و سلامت خاک را بهبود بخشد و به امنیت غذایی جهانی کمک کند.

۸. فرصت های نوآوری و پژوهشی:
– توسعه فن آوری های استخراج منیزیم از آب دریا و بهبود کارایی فرآیند فرصت هایی را برای تحقیق و نوآوری در زمینه علم مواد و پایداری محیط زیست ارائه می دهد.

به طور خلاصه، استخراج اکسید منیزیم از آب دریا ضروری است زیرا منبعی پایدار و سازگار با محیط زیست از منیزیم است که برای کاربردهای مختلف صنعتی بسیار مهم است. این رویکرد می‌تواند به کاهش اثرات زیست‌محیطی، تضمین عرضه مداوم منیزیم و تنوع بخشیدن به منابع این عنصر ارزشمند کمک کند و آن را کمک مهمی به صنعت و محیط زیست کند.

تجهیزات و ماشین آلات طرح تولید اکسید منیزیم از آب دریا

تجهیزات مورد استفاده برای استخراج اکسید منیزیم (MgO) از آب دریا معمولاً شامل مجموعه ای از فرآیندها و دستگاه های صنعتی است. در اینجا لیستی از تجهیزات و اجزای مورد استفاده در این فرآیند استخراج آمده است:

۱. سیستم آبگیری دریا:
– پمپ ها و خطوط لوله برای جمع آوری آب دریا از منبع.

۲. واحدهای شفاف سازی و فیلتراسیون (اختیاری):
– تجهیزات حذف جامدات معلق و ناخالصی ها از آب جمع آوری شده دریا که می تواند شامل فیلترهای شنی، مخازن ته نشینی و واحدهای تصفیه ریز باشد.

۳. تجهیزات اختلاط و دوز شیمیایی:
– مخازن و میکسرها برای تهیه و دوز مواد شیمیایی مانند آهک (هیدروکسید کلسیم) یا سایر معرف های مورد استفاده برای رسوب منیزیم.

۴. راکتورهای بارش:
– راکتورها یا مخازنی که واکنش شیمیایی برای رسوب منیزیم پس از دوز کردن معرف های شیمیایی انجام می شود.

۵. تجهیزات جداسازی و شفاف سازی:
– تجهیزات جداسازی و ته نشینی رسوب هیدروکسید منیزیم از مایع که می تواند شامل زلال کننده ها، مخازن ته نشینی یا هیدروسیکلون ها باشد.

۶. واحدهای فیلتراسیون:
– تجهیزات فیلتراسیون برای حذف ذرات جامد باقیمانده و ناخالصی ها از مایع، مانند فیلترهای صفحه و قاب، فیلترهای خلاء یا فیلتر پرس.

۷. تجهیزات شستشو و آبکشی:
– سیستم های شستشو و شستشوی هیدروکسید منیزیم رسوب شده برای حذف ناخالصی های اضافی و آلاینده های محلول.

۸. تجهیزات خشک کردن:
– خشک کن یا کوره برای خشک کردن هیدروکسید منیزیم شسته شده برای آماده سازی آن برای کلسینه کردن.

۹. کوره های کلسینه:
– کوره های کلسینه با دمای بالا (معمولاً کوره های دوار یا کوره های بستر سیال) برای تبدیل هیدروکسید منیزیم به اکسید منیزیم با حذف آب از طریق فرآیند کلسینه کردن.

۱۰. سیستم های خنک کننده و کوئنچ:
– تجهیزات خنک سازی مواد کلسینه شده و کوئنچ کردن آن برای آماده سازی برای پردازش بیشتر.

۱۱. تجهیزات سنگ زنی و اندازه:
– تجهیزات برای آسیاب اکسید منیزیم کلسینه شده در توزیع اندازه ذرات مورد نظر. این می تواند شامل آسیاب های چکشی، آسیاب های گلوله ای و طبقه بندی کننده ها باشد.

۱۲. امکانات بسته بندی و ذخیره سازی:
– تجهیزات و ظروف بسته بندی، نگهداری و حمل و نقل محصول نهایی اکسید منیزیم.

۱۳. کنترل کیفیت و تجهیزات تحلیلی:
– ابزارهایی برای آزمایش و آنالیز کیفیت و خواص اکسید منیزیم، از جمله ترکیب شیمیایی و توزیع اندازه ذرات.

۱۴. سیستم های کنترل و اتوماسیون:
– پنل های کنترل، سنسورها و سیستم های اتوماسیون برای نظارت و کنترل مراحل مختلف فرآیند برای اطمینان از کارایی و کیفیت محصول.

۱۵. سیستم های تصفیه زباله و کنترل محیطی:
– تجهیزات مدیریت و تصفیه پسماندهای فرآیند، که ممکن است شامل سیستم‌هایی برای مدیریت فاضلاب، کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای و انطباق با محیط زیست باشد.

توجه به این نکته مهم است که تجهیزات خاص مورد استفاده بسته به مقیاس تولید و ترجیحات سازنده می تواند متفاوت باشد. انتخاب تجهیزات و طراحی فرآیند نیز به شرایط محلی و کیفیت منبع آب دریا بستگی دارد. تجهیزات و فرآیندها باید طوری طراحی شوند که اکسید منیزیم را به طور موثر استخراج کنند و در عین حال اثرات زیست محیطی را به حداقل برسانند.

میزان سرمایه مورد نیاز واحد ساخت اکسید منیزیم از آب دریا

ظرفیت تولید سالیانه : ۲۰۰۰۰ تن
مساحت زمین موردنیاز : ۲۵۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۵۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۵۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۳۰ میلیون دلار (بدون احتساب هزینه زمین)
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۱۳ میلیون دلار
نرخ بازده داخلی در سال مبنا : ۴۲ درصد

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: