更新時間:2020-09-07 點擊次數:634
氯化熔鹽電解法包羅氯化鎂的生產及電解制鎂兩大歷程。該要領又可分為以菱鎂礦為質料的無水氯化鎂電解法和以海水為質料制取無水氯化鎂的電解法。此中后者*大的難點是怎樣去除MgCl26H2O中的結晶水。一樣通常來說:接納平凡的加熱法可以去除部門結晶水,天生MgCl23/2H2O。但MgCl23/2H2O在氛圍中加熱時很容易產生水解反響,天生倒霉于電解歷程的雜質,如Mg(OH)2。電解法生產鎂的工藝很多,但根來源根基理雷同,此中*有代表性的有DOW工藝、I.G.Farben工藝、Magnola工藝等。
DOW工藝
1916年DOW工藝在美國Michighn的Midland初次得到應用。其時所用的制備MgCl2的要領是將海水與煅燒白云石一起制成泥漿,與鹽酸反響,天生氯化鎂溶液,將其濃縮并干燥處置處罰后天生MgCl23/2H20。這種質料直接參加電解槽內舉行反響,副產品氯氣可以接納利用。
1941年道屋(DOW)化學公司在塔克賽斯自由港創建了一個工場,從海水中提取鎂的電解質料。海水由引水槽引入,濾過淤泥后導人沉淀池,與石灰混淆,過濾后與20%HCI反響天生MgClz,蒸發后得到固體氯化鎂,然后經干燥爐干燥得到低水合氯化鎂(MgCl23/2H2O),成為DOW工藝電解制鎂的質料。
很多生產廠家都接納與DOW工藝雷同的要領電解海水來生產鎂,重要差異在于提取無水氯化鎂的要領差別。DOW化學公司通過在含大量MgCl2、NaCI和CaCl2混淆溶液的電解池中直接參加少量部門脫水氯化物來敏捷脫水。挪威諾斯克—希德羅(Norsk—Hydro)公司是歐洲*重要的鎂生產商,通過在于燥的氯化氫氛圍中加熱MgCl26H2O來實現完全脫水。前獨聯體則重要接納往電解池中參加無水光鹵石來脫水。近來,澳大利亞金屬鎂公司開辟了一種制備無水氯化鎂質料的全新工藝,在氯化鎂溶液中參加一種稱為Gylcol的物質,蒸餾脫水,然后噴霧氨天生六氨合氯化鎂,接著焙燒制備高質量的無水氯化鎂。在該工藝中,溶劑和氨都可以循環利用。
DOW工藝中所用電解槽,錐形電極直接焊接在不銹鋼內壁上。由于利用的質料含有部門結晶水,電極磨損較大。別的電解副產品也不容易清除。生產1t鎂約可得到2t氯。電解后廢的電解質中含有很高的碳酸鉀,可用于生產肥料。
I.G.Farben工藝
I.G.Farben工藝在20世紀初期由德國IG.Farben產業公司起首利用,歐洲重要鎂生產商海德魯公司(Norsk—Hydro)也曾經利用過這種工藝。在該工藝中,將氫氧化鎂與焦炭勻稱混淆在一起后放在豎爐內煅燒,然后舉行氯化處置處罰,天生電解用質料無水MgCl2,通過電解法得到鎂,電解副產品Cl2可以接納利用。IG電解槽,每個槽內有4~5個石墨電極(陽極),勻稱排布于一個長方形的、以耐火質料為內襯的鋼殼內。每個陽極以夾層式置于兩只鋼制陽極中心。耐火質料隔板浸入到電解質中,將陽極產品C12和陰極產品Mg離隔,制止兩者間的反響。電解質的密度大于鎂。通過電阻加熱來控制電解質的溫度。該類電解槽存在的重要題目是:由于電極間的間隔被耐火質料隔板加大,電流密度降落;耐火質料受到電解質的化學腐蝕和熱循環沖洗,其利用壽命大大收縮,從而使得LG電解槽的利用壽命不太抱負。
Magnola工藝
Magnola工藝利用蛇紋石中的氯化鎂舉行電解來生產鎂,接納濃鹽酸浸泡石棉礦尾渣制備氯化鎂溶液,通過調治pH值和離子互換技能生產濃縮的超高純度MgCl2溶液,然后舉行脫水和電解。加拿大也開辟了這種工藝,利用石棉礦尾渣中的硅酸鎂來制備鎂。