Электролитическое получение магния.

Стрелец X. Л.

Металлургия, 1972 г.

ГЛАВА V ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИСТОГО МАГНИЯ ХЛОРИРОВАНИЕМ ОКСИДНЫХ ШИХТ

1. ПОЛУЧЕНИЕ ОКИСИ МАГНИЯ ДЛЯ ХЛОРИРОВАНИЯ

Известные способы получения безводного хлористого МАГНИЯ и безводного карналлита из хлористых соединений часто неприемлемы по следующим причинам:

1) велики затраты на производство безводных солей из-за высокой стоимости исходного сырья и низкого его качества;

2) отсутствуют в необходимых количествах энергетические ресурсы в районе источников хлористых солей.

Стоимость безводного хлористого МАГНИЯ и карналлита определяется главным образом затратами на топливо или электрическую энергию при обезвоживании и стоимостью исходного сырья. Последнее особенно важно ввиду значительных потерь хлористого МАГНИЯ при обезвоживании и большого удельного расхода карналлита, достигающего 14—16 т на 1 т магния.

Перевозка карналлита или обезвоженных хлористых солей магния на далекие расстояния связана со значительными трудностями ввиду гигроскопичности этих солей и не всегда может быть оправдана. В связи с этим безводный хлористый магний в ряде случаев получают хлорированием окиси магния, которую можно перевозить на большие расстояния. При этом решается и проблема утилизации хлора который в этом случае полностью расходуется на хлорирование окиси магния.

Главным критерием при выборе района строительства магниевых заводов является сочетание природных источников магниевого сырья и ресурсов электроэнергии. Чтобы использовать местные сырьевые и энергетические ресурсы, в ряде случаев приходится идти на усложнение технологии.

В связи с быстрым ростом производства МАГНИЯ разработаны и применяются в промышленности несколько способов получения окиси МАГНИЯ для хлорирования, соответствующих исходному сырью и местным условиям. Схемы производства окисных соединений магния для последующего их хлорирования можно разделить в основном на три группы, различающиеся между собой получаемым конечным соединением магния.

К. первой группе относятся самые простые способы, которые сводятся к обжигу природных магнезитов с малым содержанием примесей, в частности SiO3.

Ко второй группе относятся способы, основанные на получении окиси МАГНИЯ через гидрат окиси магния. Эти способы применимы только при наличии весьма чистого доломита или известняка, так как основные их примеси попадают в осадок гидроокиси.

ЭЛЕКТРОЛИЗ.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОЛИТА

физико-химические СВОЙСТВА хлористого МАГНИЯ (высокая температура плавления, летучесть, малая электропроводность, высокая склонность к гидролизу и др.) делают невыгодным электролиз чистого засплава хлористого магния. Поэтому электролитом обычно служит смесь расплава хлоридов магния, калия, натрия, кальция и бария. В последние годы ведутся исследования с электролитами, содержащими значительные количества хлористого лития. Состав и СВОЙСТВА электролита существенно влияют на показатели электролиза. Говоря о составе электролита, мы имеем в виду содержание в нем основных компонентов — хлористого МАГНИЯ и хлоридов вышеперечисленных щелочных и щелочноземельных металлов, которые определяют основные СВОЙСТВА электролита. Кроме основных компонентов, в электролите содержатся в незначительных количествах как правило, меньше 0,1—0,2% (по массе) примеси. Несмотря на небольшое содержание примесей, они сильно влияют на электродные процессы. Поведению примесей при электролизе в настоящей книге посвящен отдельный раздел.

На практике Состав электролита выбирают, исходя из состава исходного сырья. Если для питания электролизеров применяют карналлит, электролит, как правило, состоит из 5—15% i4gCI2, 70— 85% KG и 5—15% NaCI и определяется составом карналлита. Если электролизеры питаются хлористым магнием, то электролит, кроме указанных компонентов, в зависимости от состава исходного сырья и технологии его подготовки к обезвоживанию может также содержать СаС1„ ВаС12 или LiCI. Вопросы, связанные с выбором состава электролита, рассмотрены подробно в следующем разделе. При выборе состава электролита необходимо знать основные физико-химические СВОЙСТВА электролитов различных композиций. Ниже приведены, по литературным данным, основные физико-химические свойства расплавов, применяемые в различных случаях для электролитического получения магния. Методы измерения физико-химических свойств расплавленных солей изложены подробно в ряде книг 1109— 113] и статей, посвященных исследованию свойств расплавленных солей.