Прогрессивным способом обезвоживания карналлита является процесс в печах с кипящим слоем. В этом случае обезвоживание идет все время в твердом состоянии. При этом может достигаться весьма глубокое обезвоживание карналлита, в результате чего может быть исключена вторая стадия обезвоживания карналлита в расплавленном состоянии. Кроме того, здесь повышается содержание МgС12 в готовом продукте и увеличивается степень механизации и автоматизации процесса.
В процессе получения магния электролитическим путем на анодах идет выделение газообразного хлора, поэтому ванны необходимо герметизировать. Ванна футеруется шамотным кирпичом, а снаружи заключена в стальной кожух. Аноды делают из нескольких графитированных брусьев, скрепленных между собой, и располагают в ванне вертикально. По обе стороны анода расположены катоды из стальных или железных пластин. В процессе электролиза на катоде выделяется магний, который, имея меньшую по сравнению с электролитом плотность, всплывает вверх. Вверх поднимается также газообразный хлор, выделяющийся на анодах. Для разделения выделяющегося магния и хлора между катодами и анодами расположены диафрагмы.
Хлорид магния расходуется в процессе электролиза, поэтому в электролит добавляют хлористые соли магния. В качестве таких добавок в зависимости от условий работы используют обезвоженный карналлит, безводный хлорид магния или смесь безводных хлорида магния и карналлита. Хлористые соли магния заливают в катодные ячейки ванны в расплавленном состоянии при температуре ~700°. В электролите в процессе электролиза повышается концентрация других хлоридов, поэтому периодически часть отработанного электролита выводят из ванны. В электролизных ваннах в результате частичного разложения примесей образуется шлам в количестве ~0,2 кг на 1 кг магния. Накопление шлама в электролизных ваннах отрицательно влияет на их работу, поэтому шламы периодически удаляют из ванны. Извлечение магния производят с помощью вакуумковша.
В процессе электролиза необходимо поддерживать температуру ванны 690-720 °С. Регулируют температуру в магниевых ваннах обычно с помощью изменения состава и электрической проводимости расплава. Так, добавление МgCl2 увеличивает электросопротивление расплава и температуру.
Расходные показатели на производство 1 т магния электролизом расплавленных хлоридов характеризуются примерно следующими величинами:
Расход хлорида магния – 4,5-4,7 т;
карналлита – 10,0 т;
анодов – 20,25 кг;
Напряжение на ванне – 6,0-6,5 В;
Выход по току – 80-85 %;
по энергии – 55-60 г/кВт×ч
Раскол электроэнергии постоянного тока – 17500-18000 кВт×ч.
Черновой магний, извлеченный из электролизных ванн, содержит ~5% примесей, что делает его не пригодным для непосредственного использования, поэтому магний подвергают рафинированию.
В черновом магнии содержатся две группы примесей: металлические и неметаллические. Металлические примеси – железо, натрий, калий, алюминий и кальция – появляются в результате электролитического разложения примесей, неметаллические примеси – MgCl2, KCl, NaCl, СаCl2, MgО – механически захватываются из ванны при извлечении магния. Очистку магния производят двумя способами: переплавкой с флюсами или возгонкой. Рафинирование магния переплавкой с флюсами широко применяют в заводской практике. Плавку ведут обычно в тигельной электропечи. Черновой магний и флюс загружают в печь и нагревают до 700-750 °С. При этой температуре в течение 0,5-1 ч магний тщательно перемешивают с флюсом. Состав флюсов, %:
|
MgCl2 |
KCl |
ВaCl2 |
СаF2 |
NaCl + CaCl2 |
|
|
Флюс |
|||||
|
1. |
34 |
55 |
9 |
2 |
- |
|
2. |
40-46 |
34-40 |
5-8 |
3-5 |
6 |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.