Производство магния

Магний — очень легкий металл. Основным недостатком его является малая химическая стойкость. Чистый магний исполь­зуют в металлотермии и в качестве твердого топлива в реактивной технике; в качестве конструкционного материала магний не используют, но он является основой эффективных конструкционных сплавов. В качестве руд для производства магния используют магнезит, содержащий карбонат магния MgC0₃, доломит, содержащий двой­ной карбонат магния и кальция MgC0₃*CaC0₃, карналлит, содер- жащий двойной хлорид магния и калия MgCl₂· KCl· 6H₂0, и бишофит — шестиводный хлорид магния MgCl₂· 6H₂0, получаемый из морской воды и воды некоторых озер путем испарения и кристал­лизации.

Магнезит и доломит подвергают механическому обогащению и обжигу при температуре 850—900 °С, что сопровождается диссоциа­цией карбонатов:

MgC0₃ → MgO + С0₂; MgC0₃ · CaC0₃ → MgO · CaO + 2C0₂.

Оксид магния MgO носит название каустического магнезита. Существуют электроли-тический и термические способы получения магния. По электролитическому способу сначала получают безводный хлорид магния MgCl₂, который затем подвергают электро-лизу для получения магния. Хлорид магния получают обработкой каустиче­ского магнезита при температуре 800—900 °С газообразным хлором в присутствии углерода в электрической шахтной печи: MgO + С1₂ + С = MgCl₂ + СО.

Электролиз хлорида магния производят в плотно закрытых электролитических ваннах (рис. 20). Как при электролизе глинозема, электрический ток используют здесь для электрохимического про­цесса и нагрева ванны; рабочая температура около 700°С, напряже­ние 6—7 В, сила тока 30 000—70 000 А. Аноды 3 изготовляют из графита, катоды 2 — из стали в форме пластин; те и другие распо­ложены в ванне вертикально и параллельно друг другу. Огнеупор­ная перегородка 1 отделяет хлор от магния.При электролизе на анодах выделяется газообразный хлор, который пузырьками всплывает на поверхность и по хлоропроводам отводится для дальнейшего использования; около катодов выделяется магний. Плотность электролита увеличивается добавкой СаС1₂, чтобы он превышал плотность магния, поэтому магний всплывает на поверхность электролита, откуда по мере накопления извлекается вакуумными ковшами. Расход электроэнергии на 1 т магния со­ставляет 55 000—60 000 МДж.

Рафинирование магния производится или переплавкой его вместе с рафинирующими флюсами (смесь хлористых солей щело-чных ищелочноземельных металлов) или возгонкой в вакууме при давлении 10—20 Па при тем­пературе 600 °С. Таким спос-обом получают магний высокой чистоты (до 99, 99 % Mg).Сущность термических способов состоитв восстановлении магния нефтяным коксомв герметичной электропечи при температуре 1900—2000 °С. Испаряющийся маг­ний охлаждается до температуры 200 °С, собирается, очищается путем дистилляции и переплавляется. Таким способом получают истый магний

(до 99, 97 % Mg) при расходе электро-

Рис. 20

энергии около 75 000 МДж на 1 т металла.

Восстанавливают оксид магния также кремнием в вакууме (оста­точное давление 10 Па) при температуре 1160 °С.