Металлургия и основы металлургического производства: Курс лекций, страница 22

MgCO₃ = MgO + CO₂

в результате чего получают оксид магния.

                        К числу природных хлоридов, используемых для производства магния, относятся карналлит MgCl₂×KCl×6H₂O и бишофит MgCl₂×6H₂O. В чистом виде карналит – кристаллическое веществобелого цвета. Подготовка карналита включает дробление и обогащение, затем в результате гидрохимической обработки отделяют хлористый натрий и ряд других примесей и получают так называемый искусственный карналлит.

                        Бишофит MgCl₂×6H₂O получается при переработке  естественного карналлита. Морская вода содержит в среднем 0,3% MgCl₂.

Электролитическое получение магния

                        Существует несколько схем получения магния электролизом в зависимости от состава солей, поступающих на электролиз, способа получения этих солей, аппаратурного оформления, а также от способа использования хлора. Магний невозможно получить путем электролиза водных растворов солей магния. Причина заключа­ется в том, что электрохимический потен­циал магния значительно более отрицате­лен, чем потенциал разрядов ионов водо­рода на катоде, поэтому магний получают электролизом расплавленных солей магния. Перед тем как поступить на электролиз, сырье для получения магния прохо­дит различные виды подготовки в зависимости от схемы пере­работки. Рассмотрим подготовку сырья по одной из техноло­гическим схемам.

Карналлитовая схема. Кристаллы карналлита содержат в обычных условиях 6 молекул воды. Подготовка карналлита к электролизу заключается в обезвоживании его, которое обычно проводится в две стадии. На первой стадии карналлит обезвоживается в твердом состоянии до содержания влаги не свыше 5 %, на второй – в расплавленном состоянии.

Первая  стадия обезвоживания карналлита проводится обычно во вращающихся трубчатых печах с постепенным уве­личением температуры по длине печи. Если быстро нагревать карналлит, то при температуре 110-120°С и атмосфер­ном давлении он начинает плавиться в кристаллизационной воде. При медленном нагреве до 90 °С шестиводный карнал­лит переходит в двухводную форму, имеющую высокую тем­пературу плавления (264 °С). При 150 °С двухводный карналлит переходит в безводный. В трубчатой печи при перемещении карналлита от одного конца трубы к другому температура его повышается, так что на выходе из печи карналлит имеет температуру 220-230 °С. В конечном продукте, содержится 3-5 % Н₂О и 2-3 % MgO.

Вторая стадия обезвоживания осуществляется либо путем плавления карналлита в электропечах с последующим отстаи­ванием оксида магния либо путем хлорирования карналлита в расплавленном состоянии. Карналлит плавится в электропечи при 480-500 °С и по желобу стекает поочередно в два миксера для отстаивания. В миксере карналлит нагревался до 760-800 °С и отстаивается от оксида магния. Нагрев карналлита в обоих случаях ведут по принципу печей сопротивления, нагревательным элементом является карналлит.

При обезвоживании карналлита путем хлорирования идет одновременно хлорирование оксида магния. В этом случай карналлит из вращающейся печи поступает в плавильную камеру хлоратора, где при 500-525 °С плавится. Расплавленный карналлит поступает затем в хлоратные камеры, в которых в при­сутствии, углеродистого восстановителя карналлит продувается газообразным хлором, в результате чего происходит обезвожи­вание карналлита и хлорирование оксида магния по реакциям:

2H₂O + 2Cl₂ + C = 4HCl +CO₂

2MgO + 2Cl₂ + C = 2MgCl₂ +CO₂

Температура расплава в хлорных камерах поддерживается в пределах 700-750 °С. Затем расплав попадает в миксер, где отстаивается от твердых частиц, и оттуда выпускается в ковш и направляется в цех электролиза. После обработки карнал­лита в хлораторе содержание влаги в нем снижается от 3-5 до 0,1-0,2%, а содержание МgО – от 2-3 до 0,2-0,3%.