Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Электролитическое получение магния

Электролитический магний получают электролизом расплавленной смеси хлоридов магния, калия, натрия и кальция.

Электрохимическая сущность процесса электролитического получения магния заключается в следующем. В хлоридном расплаве в результате электролитической диссоциации образуются катионы металлов Mg2*, Na*, К* и анионы хлора Cl".

Под воздействием постоянного тока на катоде разряжаются только катионы Mg2+ по электрохимической реакции

Mg2+ + 2е — Mg. (120)

Анодный процесс сводится к разряду ионов хлора:Продуктами электролиза являются жидкий магний и газообразный хлор, которые собираются в верхние части электролизера. Эти специфические особенности процесса обусловливают необходимость герметизации рабочего пространства электролизеров с целью предотвращения выбросов хлора в атмосферу цеха и возможного воспламенения магния при контакте с кислородом воздуха. Кроме того, чтобы избежать обратное хлорирование магния верхние зоны электролизеров, где собираются продукты электролиза, необходимо пространственно разделять.

В производстве электролитного магния в настоящее время применяют два типа электролизеров - диафрагменные и бездиафрагменные.

Современный диафрагменный электролизер состоит из отдельных электрохимических ячеек, под которыми подразумеваются части объема ванны с одним угольным или графитирован- ным анодом, заполненные электролитом и ограниченные с двух сторон стальными катодными электродами.

Количество ячеек в промышленных электролизерах может быть различным и определяется их единичной мощностью. Многолетней практикой и рядом исследований доказаны преимущества более мощных электролизеров. К настоящему времени созданы магниевые электролизеры на силу тока до 120 кА. Диафрагменные электролизеры бывают с боковым, верхним и нижним вводом анодов.

Электролизеры с верхним вводом анодов не требуют отключения при замене анодов, что облегчает их обслуживание. Однако срок службы анодов, введенных сверху, примерно в 2 раза меньше, чем у анодов, введенных сбоку или снизу. Кроме того, при одной и той же плотности тока электролизеры с верхним вводом анодов работают при большем напряжении.

Каждая ячейка в диафрагменном электролизере снабжена в верхней части диафрагмой колпачкового типа, которая позволяет разъединить пузырьки хлора и капли магния и герметизировать электролизер. Для предотвращения выбросов хлора в атмосферу цеха проводят принудительный отсос анодного газа.

Схема циркуляции электролита в диафрагменном электролизере, нарушающая контакт магния с хлором и обеспечивающая их раздельный сбор, приведена на рис. 143, о.

В последнее время все большее распространение в магниевой промышленности получают бездиафрагменные электролизеры, в которых аноды и катоды чередуются в общем объеме электролита . В межэлектродном пространстве таких электролизеров возникает направленная циркуляция электролита, капель магния и пузырьков хлора (рис. 43, б). Перемещаясь вверх этот поток выносит капли магния в сборную ячейку, отделенную от электролизных (рабочих) ячеек ванны электролита гидравлическим затвором, образуемым погруженной в расплав перегородкой (шторой), выполняющей ту же роль, что и диафрагма в диафрагменных электролизерах.В бездиафрагменных электролизерах рабочее пространство более насыщено электродами, чем в диафрагменных. По этой причине их производительность в расчете на 1 м3 объема электролита в 1,4...1,5 раза выше. Переход на бездиафрагменные электролизеры позволил превысить токовую нагрузку на электролизер в 150 кА, снизить энергетические затраты, улучшить условия труда обслуживающего персонала и заложить основы для создания непрерывного и автоматизированного процесса.

Состав электролита при электролизе магния выбирают в зависимости от вида сырья. Если исходным сырьем является обезвоженный карналлит, содержащий хлориды магния, калия и натрия, то электролит, как правило, состоит в основном из тех же хлоридов. При этом в процессе электролиза получается большое количество отработанного электролита.

При электролизе технического MgCl2 (90... 95 % MgCl2) или более чистого, полученного при восстановлении тетрахлорида титана, в электролит, кроме указанных компонентов, добавляют CaCl2 и BaCl2. Эти добавки утяжеляют электролит и способствуют улучшению отделения магния.

Концентрация MgCl2 в электролите между загрузками сырья должна изменяться от 12 ... 14 до 5 ... 6 %.

При уменьшении концентрации хлорида магния возможен электролиз других хлоридов, присутствующих в электролите. При высоком содержании MgCl2 ухудшаются свойства электролита.

Электролиз магния ведут при температуре 680... 720 °С и анодной плотности тока 0,4... 0,8 А/см2. Образующийся при этом магний всплывает на поверхность электролита и извлекается из ванны 1 раз в сутки вакуум-ковшом.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность